露天矿开采工艺

缺点： （1）适用条件严格； （2）用于剥离倒堆的设备一般是大型设备，生产能力大，当设备发生故障时，
对露天矿剥离生产影响较大。
适用条件： （1）水平、近水平或缓倾斜煤层（≤10°—12°），以保证提供足够的内排
土场空间和排土场的稳定性； （2）剥离物一般应为松散土岩，或爆破效果好的坚硬岩石。
一、露天开采要素
1、台阶
1 、 5— 平 盘 （ 上 部 平 盘 、 下 部 平 盘）
2—台阶坡顶线 3—台阶坡面 4—台阶坡底线 h—台阶高度 α—台阶坡面角 A—采掘带宽度
2、采场
AB—地表境界 CD—底部境界 AC—非工作帮 DF—工作帮 EF—工作平盘 H—开采深度 β—最终帮坡角（最上台阶坡顶线与最下台阶坡底线之间的连线与水平面的夹
5、综合开采工艺
同一采场内有间断、连续、半连续、倒堆工艺系统中任意两
个（或以上）单一开采工艺系统的组合称为综合开采工艺。适用
于采场平面尺寸大或开采深度大、生产规模大的露天矿。
国内平朔安太堡、安家岭露天矿，准能黑岱沟露天矿，华能
伊敏露天矿，平庄元宝山露天矿都是采用综合开采工艺。
波兰-贝尔哈托夫露天矿-综合工艺
第一种可行的开采工艺：轮斗连续工艺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
这种先进的开采工艺适用于剥离量很大的矿山，德国应用较多，这与德
国的轮斗和带式输送机制造水平和管理水平较高有关。因我国的资源条件所
限，完全适用轮斗—带式输送机的矿山并不多。云南小龙潭露天煤矿、平庄
元宝山露天煤矿、准格尔黑岱沟露天煤矿使用轮斗挖掘机用于剥离上部黄土
层。这表明轮斗—胶带工艺仍有它的发展空间，但价格也相当昂贵。
开拓煤量的可采期一般为4-6月，回采煤量的可采期一般为的2-3月。
二、开采工艺分类
露天煤矿常用的开采工艺可分为下列五类：
(1)间断开采工艺； (2)连续开采工艺； (3)半连续开采工艺； (4)拉斗铲倒堆开采工艺； (5)综合开采工艺。
1、间断开采工艺
（1）概述 间断开采工艺各主要生产环节的矿岩流是间断的。目前单斗铁道工艺基本
目录
一、露天开采要素
1、台阶 2、采场 3、工作平盘 4、二量
二、开采工艺分类
1、开采工艺分类 2、各类开采工艺的优缺点、适用条件
三、开采工艺的选择
1、开采工艺选择原则 2、朝阳露天煤矿开采条件概述
四、我矿开采工艺
1、剥离工艺 （1）基建期开采工艺 （2）过渡期开采工艺及可行开采工艺探讨 （3）生产期开采工艺 2、采煤工艺
角） φ—工作帮坡角（工作台阶最上台阶坡底线与最下台阶坡底线之间的连线与水
平面的夹角）
3、工作平盘
A—采掘带宽度 B—最小工作平盘宽度 L—工作线长度
4、二量
开拓煤量：指全矿或在某采区，已完成了运输系统，并在开采时不需要再 进行剥离工作的煤量。
回采煤量：指在开拓煤量中减去最小平盘宽度（不包括采宽）及规定段高 范围内的煤量后剩余的煤量。
4、拉斗铲倒堆开采工艺
（1）概述
所谓剥离倒堆工艺就是用挖掘设备铲挖剥离物并直接堆放于旁侧的采
空区，从而揭露出煤炭的开采工艺。这是一种合并式开采工艺，采掘、运
输、排土三个环节合并在一起由同一种设备（挖掘设备）来完成。由于省
去了剥离运输环节，生产成本较低，且效率较高，采矿一般是另成系统。
拉斗铲结构简单，维修简单，斗容比单斗铲大，可达160m3，臂长也超过单
设速度快等优点； ④剥采作业较灵活，可实现横采、陡帮开采（组合台阶）、宽采宽等，矿山开拓
简单。 缺点： ①汽车作业受气候（严寒、雨）影响较大； ②汽车运输合理运距短（3—5km），一般应在3km以内； ③汽车运输成本高（吨公里费用高）； ④消耗大量燃油及轮胎； ⑤污染环境（道路飞尘太大、尾气量大）。 适用条件 ①地形和矿体产状复杂、矿场长度受限的露天矿； ②经济合理运距不大于3—5km； ③剥采总量大、要求建设快的露天矿。
（2）连续工艺分类 按各生产环节设备的组合情况，连续开采工艺主要包括： 轮斗挖掘机—带式输送机—排土机；
轮斗挖掘机—运输排土桥(悬臂排土机)；
元宝山露天矿黄土剥离采用轮斗连续工艺
云南小龙潭布沼坝露天矿轮斗连续工艺
准格尔黑岱沟露天矿黄土剥离采用轮斗连续工艺
（3）连续开采工艺系统的特点、适用条件 优点： ①同样功率下，生产能力大（一般为单斗挖掘机的1.5—2.5倍）； ②同样生产能力下设备总重小（一般为单斗挖掘机的1/2—1/3）； ③单位产量（ m3）的能耗小（轮斗挖掘机为0.3—0.5kw·h/m3，单斗挖掘机
工艺系统）
②带筛分设备的半连续工艺系统（单斗挖掘机（推土机）—筛分设备—胶 带输送机工艺系统）
③ 带移动破碎机的半连续开采工艺系统（单斗挖掘机—自移式破碎机— —转载机——胶带输送机工艺系统）
④带固定或半固定破碎机的半连续工艺系统（单斗挖掘机—工作面汽车— 半固定（固定）破碎机—胶带机工艺）
伊敏露天矿出煤采用 单斗—自移式破碎机—胶带半连续工艺
2、连续开采工艺
（1）概述 连续开采工艺系统对岩性及气候适应性差，但是随着科学技术的不断发 展和采取各种措施，这种开采工艺在开采硬岩（爆破）露天矿以及气候寒冷 地区的露天矿也得到了成功的应用。 在我国云南小龙潭露天煤矿，准格尔黑岱沟露天煤矿，平庄的元宝山露 天煤矿都部分地采用连续工艺系统。露天矿的采掘、运输、排卸三大生产环 节中的矿岩流是连续的。
应列为首选工艺。
黑岱沟露天矿吊斗铲倒堆工艺
BE公司2570WS型吊斗铲 BE公司2570WS型吊斗铲
拉斗铲倒堆工艺
（3）剥离倒堆工艺的特点、适用条件
优点： （1）将采掘、运输、排土三个环节合并在一起，致使工艺系统简单化，生产
管理简单化； （2）剥离成本低； （3）劳动效率高，可采用特大型设备。
我矿表土松软，在加强疏干排水的基础上，基本满足轮斗—胶带机连续
缺点： ①因采用胶带输送机运输，对矿岩块度有较严格的限制(一般不大于胶带宽度
的40%)，增加了穿爆工作的难度和费用； ②为保证块度，须设筛分破碎设备，增加了生产环节，使生产系统复杂化； ③半连续工艺系统用于剥离时，岩石的破碎将增加生产费用； ④采用胶带输送机或轮斗挖掘机，受气候影响大。
适用条件： ①适用于采煤； ②由于受矿岩块度、硬度限制而不易于使用连续开采工艺时。
2、基建期开采工艺
2009年7月—2012年12月为矿建阶段，矿建剥离全部采用外委施工单位液
压反铲—自卸式卡车间断工艺；
（1）工艺设备及能力
主要设备为1.5—2m3液压反铲配合20t自卸式卡车，由于我矿特殊的气候、
地质条件，导致这套工艺剥离能力较低，目前年能力（受雨水、冬季停产影
响）在800万m3左右。
2、朝阳露天煤矿开采条件概述
（1）本区属于寒温带大陆性气候，冬季严寒、冻结期较长、年最低气温37.2℃，夏季多雨、年有效作业天数较短。
（2）朝阳露天矿地形平坦，地层倾角一般3°～5°，剥离物和煤较软， 剥离物中粘土含量较高。
（3）设计确定本矿只采10号煤层，首采区开采范围内10号煤层顶板以上 剥离物（岩石及表土），平均厚度70m，煤层平均厚度16.44m ，单一煤层累 计厚度较薄，平均剥采比6.16m3/t偏大。
的8750-65型号拉斗铲（斗容90立米，卸载半径100米）剥离6号煤层顶板以
上45m厚的岩石，并于2007年11月12日投入使用 。年生产能力在2500万立
米左右。
（2）倒堆工艺分类
无运输倒堆工艺又可分为单斗铲倒堆工艺和拉斗铲倒堆工艺。在矿山
条件适宜时，无运输倒堆工艺，特别是拉斗铲倒堆工艺，以其低成本剥离
被淘汰，单斗—汽车开采工艺的发展趋势是向采运设备大型化、系列化发展， 应用范围越来越广。
（2）间断工艺分类
间断工艺分为
单斗—汽车工艺 单斗—铁道工艺
平朔安家岭露天矿单斗—汽车间断工艺
平庄西露天矿单斗—铁道间断工艺
阜新海州露天矿单斗—铁道间断工艺
（3）单斗—汽车工艺的特点及适用条件 优点： ①对矿床赋存条件适应性强； ②对岩性适应性强； ③汽车运输，具有爬坡能力强（8%）、转变半径小（30—40m）、机动灵活、建
四、我矿开采工艺
1、概述
（1）剥离工艺
我矿初步设计中剥离工艺采用以拉斗铲无运输倒堆开采工艺为主，以单
斗挖掘机－自移式破碎机－带式输送机－排土机半连续工艺及单斗挖掘机－
自卸卡车间断工艺为辅的综合开采工艺。
（2）采煤工艺
初步设计中采煤工艺采用单斗挖掘机－自卸卡车－半固定式破碎站－带
式输送机半连续工艺。
（1）过渡期剥离工艺探讨 朝阳露天矿2013年至2019年为过渡期，煤炭产量由300万t、500万t、700
万t逐渐向设计能力1100万t过渡。按首采区过渡期均衡剥采比为3.5m3/t计算， 2013年剥离量为1050万m3、2014年为1750万m3、2015年2450万m3……根据我矿 外委剥离实际作业能力，完成2013年度剥离是可能的但仍很困难，要达到年 剥离2000万m3以上几乎是不可能的，因此需对过渡期剥离工艺进行探讨，选择 适合我矿实际的剥离工艺及设备，以保障剥离工作的顺利进行。
3、半连续开采工艺
（1）概述
这种工艺的生产环节，一部分是连续的，另一部分是间断的，综合了间
断工艺的广泛适应性和连续工艺生产效率高的优势。然而，由于生产环节增
多，也带来了中间环节的衔接和环节之间的缓冲问题。在开采深度或运距大
的中硬和硬岩露天矿中，半连续开采工艺有较大的发展前景。
（2）半连续工艺的分类 ①连续采掘、间断运输的半连续开采工艺系统（轮斗挖掘机—汽车（铁道）
三、开采工艺的选择
1、开采工艺选择原则
露天开采工艺的选择，应结合地质条件、气候条件、开采规模等因素， 本着因矿制宜的原则，必须是避害趋利，近期与长远利益相结合，通过多方 案比较确定，并应遵守下列原则：