露天开采工艺流程及相关技术[业界研究]
露天矿山工艺规范
露天采场工艺技术规程露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平称为一个台阶。
一个台阶的开采使其下面的台阶被揭露出来，当揭露的面积足够大时，就可以开始下一个台阶的开采。
随着开采的进行，采场不断的向下延伸和向外扩展，直至到达设计的最终境界。
在此过程中，剥离工程与采矿工程的关系对露天矿山工程能够正常进行，有用矿产能够合理开采，且取得较好的经济效益，有着重要作用。
1、剥离管理：1、1剥离工艺流程斜坡道施工方样技术交底安全挡坎标高控制开拓斜坡道排水沟标高控制掘沟安全挡坎标高控制分层平面开挖平整度台阶坡面清理凿岩工作面安全平台平台开挖线放样技术交底凿岩爆破1、2开拓斜坡道技术要求（1）平面位置与设计吻合，误差±0.3m（2）宽度符合设计要求，误差±0.5m（3）纵坡不大于10%；局部最大纵坡不大于12%，且坡长不大于43m（4）平整度眼睛观看平顺，无明显凸凹，±0.15m以内（5）外侧安全挡坎平顺、规则，宽×高=0.8m×0.6m（6）工作进度与计划吻合，必须超前一个分层（7）内侧排水沟宽×高=1m×0.5m1、3掘沟（1）根据各分层《采剥综合平面布置图》布置（2）严格控制掘沟底标高，与分层标高吻合，误差±0.2m（3）工程进度与计划吻合，必须在上一分层剥离结束前完成（4）掘沟宽度与挖机工作台数所需工作线长度吻合，最小底宽20m1、4分层平面开挖（1）标高与设计一致，误差±0.5m（2）平整度除局部爆破残根、瞎炮引起的凸凹外，控制在±0.8m，且眼睛观看大面平整，施工形象文明（3）工作面挖机摆放规则，工作间距7—10m，同一工作面统一推进，两机之间不留残堆，不留墙，做到安全文明生产（4）提高工作线利用率，减少移动，提高挖机工作效率1、5台阶施工（1）浮石清理，在下一个分层开挖前，必须对上一分层坡面浮石进行清理，确保下一分层剥离施工安全（2）各分层安全平台标高必须符合设计要求，误差±0.3m（3）上一台阶坡面浮石清理及安全平台清扫完成后，具备施工放样条件，及时施工放样，个点位要标明标高，且标志明显（4）靠近坡面凿岩施工，必须经过设计并通过生产设能部审查通过；设计中应包括控制减震措施及相关设计参数，而且符合《爆破安全规程》（5）台阶坡面角，符合设计要求，误差±2°（6）安全平台宽度符合设计要求，误差±0.5m（7）台阶坡面不允许超挖、欠挖，欠挖不大于±0.5m（8）台阶坡面、平台清理验收不合格，不允许进入下一分层施工1、6凿岩（1）根据各个分层爆破顺序设计图，放样凿岩区域，根据岩性最小抵抗线，确定经济合理的空网参数，放出炮孔（2）爆块区域大小要根据剥离进度计划设计，并用装运设备工作参数验证工作线长度能否满足生产需求（3）凿岩前测定凿岩面标高，确保孔底标高与设计分层平面标高吻合，误差0.1m （4）矿块孔网参数确定，保证800mm以上大块产出率小于20℅，减少二次破碎（5）孔底超深为最小抵抗线的0.35倍，最小抵抗线不大于3米（6）矿块出矿留3m，作为侧向挤压爆破介质，且合理加大第一段管状药量（7）靠近边坡必须采取控制爆破及减震措施，确保边坡稳定，满足生产安全要求2采矿管理要求2、1采矿工艺流程分层地质填图分层地质取样及储量计算矿块划分查明矿体赋存条件根据品质及赋存条件划分矿块采矿单体设计矿体厚度上盘剥离直接暴露矿体—小于大于1.5m—上盘剥离3至5m爆块垂直矿体走向布置清理矿体上盘弃渣矿岩整体记录各孔矿体位置（5分层一次性清理）穿孔起爆采用空气耦合装药软弱介质用岩粉填塞整平矿体底脚平台矿体上盘岩石清理出坑综合样分层矿体采掘配比发矿出坑块度剥离矿体下盘弃渣按剥离规定清理平台、边坡2、2矿块划分（1）五米分层地质填图：每分层矿体后适时进行原始地质编录，并进行地质填图，表明岩层界线及岩性，断层位置，类型及产装（2）分层地质取样及储量计算：每分层矿体揭露后，适时进行地质取样及矿块编录，依据cu≥0.3℅作为边界品位进行矿块圈定。
露天采矿的工艺流程
露天矿开采由剥岩、采矿和掘沟三个环节组成，其主要生产工艺程序：穿孔、爆破、铲装与运输及岩石的排卸。
一、穿孔作业及安全要求1、穿孔作业基本情况穿孔作业是露天矿开采的首道工序，其目的是为爆破工作提供装放炸药的孔穴。
穿孔质量的好坏，直接关系到其后的爆破、采装、破碎等工作的效率。
穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。
穿孔设备：常用的穿孔凿岩设备按穿孔深度分为浅孔凿岩机（凿岩机和凿岩台车）和深孔凿岩机（牙轮钻机和潜孔钻机）。
2、凿岩机的技术性能(1)牙轮钻机牙轮钻机是我国大型露天矿山广泛使用的一种高效率的穿孔设备。
按穿孔尺寸计算，牙轮钻机穿孔的速度一般为4000~6000m／月，最高可达10000m／月以上；若按台年穿爆量计算，一般为400万～600万t，最高可达1200万一1400万t，是钢丝绳冲击钻机的4～5倍。
牙轮钻机的钻孔速度比潜孔钻机约高40％～100％。
从经济效果衡量，牙轮钻机穿孔的成本也最低，大约为钢丝绳冲击钻机的75％，为潜孔钻机的70％。
缺点：牙轮钻机机身较重，价格昂贵，约200万/台，钻头2-3万，占钻孔成本的40%-50%，可通过提高钻头质量，延长其使用寿命来降低钻孔成本。
(2)潜孔钻机潜孔钻机是我国20世纪50年代开始使用的一种穿孔设备，60年代取代了钢丝绳冲击钻，主要适用于中小型露天矿。
它的主要特点是：①孔径小(Φ150~200mm)，能钻凿斜孔，爆破的矿岩块度小，便于用小型挖掘机采装。
②设备结构简单，操作维护方便，机动灵活，价格低。
③设备效率发挥得较好，钻孔效率为2000m／(台.月)，台年穿爆矿岩量约60万～150万t。
(3)凿岩台车凿岩台车是使用导轨式重型风动凿岩机的穿孔设备，由于设备简单、灵活、孔径小，可以打任意角度的炮孔，对提高劳动生产率，改善劳动条件作用明显，在小型矿山广泛应用。
3、凿岩安全要求二、爆破作业及安全要求爆破作业是露天矿开采的重要工序，为随后的采装、运输、破碎提供适宜的矿岩物。
2.露采工艺环节
按挖掘机走行机构：履带式；轮胎式；迈步式。
25
2. 露天开采工艺环节
4）采装 单斗挖掘机；多斗挖掘机。
主要性能参数 标准斗容 提升速度 推压速度 12m3 1m/s 0.65m/s 主电机功率 最大挖掘半径 最大挖掘高度 750kW 18.9m 13.63m
行走速度
最大提升力 最大推压力 最大爬坡角度 平均比压
0.69km/h
1029kN 617kN 13度 225kPa
最大卸载半径
最大卸载高度 挖掘深度 工作重量 理论生产率
16.35m
8.45m 3.4m 459t 1490m3
26
2. 露天开采工艺环节
使用单位 设备型号及名称 C3100 斗轮挖掘机 理论生产能力 数量（台）
4）采装 多斗挖掘机
准格尔 黑岱沟 煤矿
3）爆破 – 露天开采对爆破工作的要求
23
2. 露天开采工艺环节
3）爆破 – 穿爆工作的技术经济指标
24
2. 露天开采工艺环节
4）采装 用挖掘设备将矿岩从原位挖取后装入运输设备 或直接倒卸至一定地点。 采装设备（挖掘机）分类： 按挖掘机斗数：单斗挖掘机；多斗挖掘机。 按挖掘机工作机构：正铲；反铲；拉斗铲； 按挖掘机使用动力：电铲；油铲（液压铲）；
39
2. 露天开采工艺环节
4）采装 天开采工艺环节
1）地面准备
2）穿孔
3）爆破
4）采装
5）运输 6）排卸 7）复垦
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2. 露天开采工艺环节
1）地面准备
2）穿孔
3）爆破
4）采装
5）运输 6）排卸 7）复垦
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2. 露天开采工艺环节
1）地面准备 2）穿孔
露天开采工艺流程及相关技术
采用多排孔爆破时，后排孔应加大炮孔装药量。
前排孔： Q= q ×WP × a × H 后排孔： Q= q ×b × a × H ×t
其中： b—— 炮孔排距，
t—— 后排孔的装药增加系数，
钻机类型
轻型钻机
岩石硬度系数 F<8
转速 r/min 80~120
中型钻机 F=10~14 60~100
重型钻机 F=15~20 50~80
3、排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩渣 在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻 杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频
.
2、钻机的台年综合生产能力（23000~33000m/a） 由于管理和钻机本身故障引起的停机原因， 牙轮钻机的年综合生产能力，如表18-4。
矿山
矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）
矿岩硬度系 数f
1994年
1995年
1996年
南芬露天矿 8~18
31780 28688 34320
水厂铁矿 8~14
.
排渣风量Q:
Q(D24d2)VH
D —钻孔直径；m
d —钻杆直径；m
VH — 回风速度； m/min Q—排渣风量，m3/min。
为了便于排渣，(D-d) 应大于20mm。
目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头 的使用寿命和钻孔速度。
当炮孔直径为310mm时 ，钻杆直径为270mm,要求的排 渣风速为20m/s，排渣风量为4m3/s。
20
24.3
31.2
39.7
tooth 钻压超过岩石的抗压强度，岩石被 压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿
露天矿山开采工艺及安全技术
处理方法：沉淀、过滤、吸 附、生物降解等
处理效果：达到国家排放标 准，减少对环境的负面影响
露天矿山开采过程中会产生大量噪声，影响周边居民和生态环境 采取有效的噪声控制措施，如安装消声器、使用低噪声设备等 加强设备的维护和保养，确保设备正常运行，减少噪声的产生 合理规划矿山的布局和作业时间，避免对周边居民造成影响
露天开采：从地表挖掘矿石，使用大型机械设备 地下开采：通过矿井进入地下，使用矿车或提升机 联合开采：露天和地下开采相结合，根据矿床条件选择合适的方法 开采方法选择：根据矿床的规模、矿石品位、地形条件等因素综合考虑
露天开采的基本概念：指将地表或近地表的矿体在剥离了上覆岩层后进行采矿的过程。
采剥工艺流程：包括穿孔、爆破、铲装、运输和排土等主要工序。
排土场周边应设置安全警示标 志和围栏，禁止非工作人员进
入。
排土场作业人员应经过专业培 训，熟悉排土场安全知识和应
急处理措施。
通风排尘的原理：利用风流将粉尘排出矿坑，降低矿坑内的粉尘浓度 通风排尘的方式：自然通风和机械通风两种方式 通风排尘的要求：风流速度适中，风流方向与粉尘扩散方向相反，风流均匀分布 通风排尘的设备：通风机、风筒、调节窗等
隐患排查机制： 建立隐患排查制 度，对存在的安 全隐患进行及时 排查、评估和整 改，防止事故发
生。
检查与排查人员 培训：加强安全 检查和隐患排查 人员的培训，提 高其专业能力和
责任心。
检查结果与整改 反馈：及时将安 全检查和隐患排 查结果向相关部 门反馈，并督促 整改落实，确保
矿山安全。
露天矿山事故预防 与应急处理
设备故障：矿山 设备老化或维护 不当导致的事故
第十八章 露天开采的生产工序
第十八章露天开采的生产工序金属矿床露天开采一般要经过以下四道生产工序：穿孔、爆破、铲装及运输，以上各工序环节相互衔接、相互影响、相互制约，共同构成了露天开采的最基本生产周期，本章将介绍以上各生产工序中的主要问题。
第一节穿孔作业穿孔作业是矿床露天开采的第一道生产工序，其作业内容是采用某种穿孔设备在计划开采的台阶区域内穿凿炮孔，为其后的爆破工作提供装药空间。
穿孔工作质量的好坏直接影响着爆破工序的生产效率与爆破质量。
在整个露天开采过程中，穿孔作业的成本约占矿石开采总生产成本的10％~15％。
一、穿孔方法与穿孔设备截至目前为止，露天矿生产中曾广泛使用过的穿孔方法有两种：热力破碎法与机械破碎法，其相应的穿孔设备有火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻与凿岩台车，其中以牙轮钻的使用最为广泛，潜孔钻次之，火钻与凿岩台车仅在某些特定条件下使用，钢绳式冲击钻已被淘汰。
近年来，国内外一些专家还在探索新的穿孔方法，如频爆凿岩、激光凿岩、超声波凿岩、化学凿岩及高压水射流凿岩等，但目前所设计出的相应凿岩设备仍处在试验研制阶段，尚未在实际生产中广泛使用。
露天矿穿孔设备的选择主要取决于开采矿岩的可凿性、开采规模要求及设计的炮孔直径。
表18-1中列出了在露天矿生产中曾广泛使用过的各种类型钻机的穿孔原理、可穿孔直径、生产能力及适用条件。
二、牙轮钻机牙轮钻机于五十年代开始在美国露天矿山使用，七十年代起引进我国。
目前，美国、加拿大和苏联的金属露天矿山中牙轮钻机的比重已占80％以上，我国大型露天矿山都已大量使用牙轮钻机。
牙轮钻机具有穿孔作业率高、作业成本低，机械化程度高、适用于在各种硬度的矿岩中穿孔的优点，已成为当今世界各国露天矿最先进的穿孔设备。
(一)牙轮钻机的工作原理牙轮钻机的外形如图18-1所示，其穿孔原理主要是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动、同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压形式使与钻头接触的岩石粉碎破坏，钻进的同时，通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将孔底的粉碎岩渣吹出孔外，从而形成炮孔。
露天矿山开采工艺与安全技术讲义
露天矿山开采工艺与安全技术讲义一、露天矿山开采工艺1. 露天矿山开采方式- 采用挖掘机、装载机和卡车进行矿石开采。
- 采用爆破技术进行岩石破碎。
- 采用输送带将矿石运输到破碎设备进行处理。
2. 露天矿山开采过程- 地质勘探：对矿山进行地质勘探，确定矿藏位置和质量。
- 开发工程：进行道路和设施建设，确保采矿设备正常运转。
- 矿石采集：利用挖掘机和装载机进行矿石采集，确保生产效率。
- 爆破作业：采用爆破技术对岩石进行破碎，提高矿石开采效率。
- 矿石处理：利用破碎设备对矿石进行处理，确保矿石质量。
二、露天矿山安全技术1. 安全管理- 建立健全的安全管理制度，确保员工遵守安全规定。
- 进行安全培训，提高员工的安全意识和技能。
- 定期进行安全检查，及时发现和解决安全隐患。
2. 作业安全- 配备有资质的司机和操作人员，确保设备的安全操作。
- 严格执行作业程序，避免操作失误和事故发生。
- 使用安全设备和保护装置，减少作业风险。
3. 环境保护- 建立完善的环保设施，减少矿山开采对环境的影响。
- 处理和回收矿石加工产生的废渣和废水，减少环境污染。
- 加强对矿山周边环境的监测和保护，保护生态环境。
三、总结露天矿山开采工艺与安全技术讲义中，我们了解了露天矿山的开采工艺和安全技术。
通过严格遵守安全规定，提高员工安全意识和技能，加强安全管理和环境保护，可以有效减少事故发生，并保护生态环境。
希望大家在矿山开采过程中能够重视安全工作，确保自己和他人的安全。
四、露天矿山安全技术的主要内容1. 安全标准- 制定并执行严格的安全标准和规定，确保所有员工都了解并遵守安全操作程序。
- 通过定期培训和考核，使员工了解安全标准的重要性，并且知道应该如何正确执行。
2. 事故预防- 加强事故预防措施，包括定期检查和维护设备，及时处理可能存在的安全隐患。
- 设立事故应急预案，为遇到意外事件时的应急处理提供指导，包括疏散和救援措施，以最大程度减少伤亡和财产损失。
露天煤矿开采流程步骤详解
露天煤矿开采流程步骤详解露天煤矿是一种常见的煤矿开采方式，它以开放式采矿方式进行。
在露天煤矿的开采过程中，涉及到一系列的步骤和流程。
本文将详细解读露天煤矿开采的步骤和流程，并探讨其中的关键要素和技术。
一、准备工作1. 地质勘探和资源评估：在选择开采区域之前，煤矿公司会进行地质勘探和资源评估。
这些工作将确定矿区的煤矿储量、质量和分布情况，从而为开采工作提供依据。
2. 设计和规划：在资源评估完成后，煤矿公司会进行开采区域的设计和规划。
这包括确定露天矿场的大小、形状和布局等因素，以及确定采矿设施的位置和布局。
3. 环境评估和协调：在进行开采之前，煤矿公司需要进行环境评估，并与当地政府和相关利益相关者进行协调。
这是为了确保开采过程对环境的影响得到控制，并获得必要的许可和批准。
二、挖掘和开采4. 清理和拓展：在开始挖掘之前，煤矿公司需要首先清理并拓展地表。
这包括清除植被、移除上覆的土石等。
5. 爆破与挖掘：煤矿公司会采用爆破技术来破碎和分离煤矿。
爆破后，使用大型挖掘机械、装载机等设备进行煤矿的开采和装载工作。
6. 运输与堆放：开采下来的煤矿会被运输到指定的堆放区域。
这通常涉及到使用卡车、输送带等设备进行煤矿的运输，然后进行堆放和储存。
三、处理和利用7. 煤矿处理：在露天煤矿开采过程中，煤矿通常需要进行初步的处理。
这包括破碎、筛分和洗选等工艺，以提高煤矿的质量和适应不同的利用需求。
8. 销售与利用：经过处理后的煤矿可以被销售给不同的用户和行业。
煤矿的利用方式包括发电、煤化工、冶金等，满足社会的能源需求和工业发展的需要。
以上是露天煤矿开采的一般步骤和流程。
然而，需要注意的是，每个煤矿项目具体情况会有所不同，因此在实际操作中，可能还需要进行一些额外的步骤和工作。
为了确保安全和环境保护，煤矿公司还需要严格遵循相关的法规和标准，并采用适当的技术和措施。
在我看来，露天煤矿开采虽然在某种程度上能够满足煤炭需求，但也存在一定的问题和挑战。
露天煤矿采区挖掘作业技术方案及流程
露天煤矿采区挖掘作业技术方案及流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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露天开采工艺流程及相关技术
岩石容重（t/m3）
< 3.2 >3.2
有裂隙的岩石
排渣风速（m/s）
25~30 40精~4品5课件
50
（四）牙轮钻机的生产能力
即台班生产能力和台年综合生产能力
1、牙轮钻机的台班生产能力
即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。
Vb = 0.6 v Tbη Vb — 牙轮钻机台班生产能力，米/台班 v — 牙轮钻机的钻进速度， cm/min,
松动爆破：
S = (0.8~1.2)×W
加强松动爆破：S = (1~1.34) ×n×W
抛掷爆破：
S = 0.5(1+n)×W~n×W
精品课件
（四）装药量计算 calculation of charging 装药量计算根据标准炸药单耗、爆破作用指数和最小 抵抗线进行计算。
二、生产台阶正常爆破 production blasting 生产台阶正常采掘爆破是在每一个生产台阶分区依次 进行的爆破。
钻机类型
轻型钻机
岩石硬度系数 F<8
转速 r/min 80~120
中型钻机 F=10~14 60~100
重型钻机 F=15~20 50~80
3、排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩渣 在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻 杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频
精品课件
（二）牙轮钻机的钻具 牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮 钻头。如图18-2 钻杆长度一般为9.2 或9.9m。 稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。 钻头是直接破碎岩石的工作部件。如图18-3和18-4所 示。
露天煤矿怎么开采
露天煤矿怎么开采1. 引言露天煤矿开采是一种常见的煤矿开采方式，通过在地表对煤矿进行开挖和开采。
相比于井下开采，露天煤矿有一些独特的特点和优势。
本文将介绍露天煤矿开采的流程和关键步骤。
2. 露天煤矿开采的准备工作要开展露天煤矿开采，首先需要进行一系列的准备工作，包括地质调查、设计矿井布置方案、确定矿井开采方式等。
2.1 地质调查地质调查是露天煤矿开采的重要前提，通过对煤矿地质结构和煤层分布等情况进行研究和调查，以确定矿床的形态、规模和煤质等参数。
2.2 设计矿井布置方案根据地质调查的结果，设计矿井布置方案，确定露天煤矿的开采范围和开采方式。
这包括确定不同矿区的开采顺序、矿坑形状和开采深度等。
2.3 确定矿井开采方式根据矿井布置方案和地质条件，确定具体的煤矿开采方式。
常见的露天煤矿开采方式包括平底开采、台阶开采和斜坡开采等。
3. 露天煤矿开采的流程露天煤矿开采的流程一般包括以下几个步骤：矿场准备、矿井开拓、矿区开采、矿场复垦。
3.1 矿场准备矿场准备包括选址、平整地面、建设道路、修建排水系统等工作。
选址要考虑地质条件、交通便利程度和环保要求等因素。
3.2 矿井开拓矿井开拓是指在选定的露天矿场内进行探矿和开拓工作，包括开挖矿井、铺设输送设备等。
开挖矿井要按照设计方案进行，铺设输送设备要保证煤炭的顺利运输。
3.3 矿区开采矿区开采是露天煤矿的核心工作，主要包括爆破、采矿、运输等环节。
在矿区开采过程中，要注意煤层的倾角、断层和软弱地层等地质问题，采取相应的措施进行处理。
3.4 矿场复垦矿场复垦是指在煤矿开采完毕后对矿区进行修复和复原的工作。
这包括填平矿坑、种植植被、恢复生态环境等措施，以达到矿区复原和环境保护的目标。
4. 露天煤矿开采的安全措施在进行露天煤矿开采的过程中，应注重安全生产，采取一系列的安全措施，保障煤矿工人的生命安全和物质财产。
4.1 安全教育和培训对从业人员进行安全教育和培训，提高其安全意识和应急处理能力。
露天开采第三章开采程序
二） 工作线布置
依据工作线的方向与矿体走向的关 系，工作线的布置方式可分为： • 纵向 • 横向 • 扇形
上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。留 下的这部分叫安全平台。 安全平台宽度一般为2/3-1个台阶高度。 最小工作平盘宽度：刚刚满足采运作业需要的空间的 宽度。 安全挡墙：在工作平盘的外沿用碎石堆筑的一道安全 挡墙。
台阶立体图
台阶划分：水平划分、倾斜划分
划分原则：有利于发挥设备效率，作业安全和 提高煤质。
4 最小工作平盘宽度
最小工作平盘宽度（Wmin）是刚好满足采 运设备正常作业要求的工作平盘宽度， 其 取值需依据采运设备的作业技术规格、采掘 方式和供车方式确定。采用单向行车、不调 头供车的平行采掘方式时，最小工作平盘宽 度可根据装车条件计算。
单向行车不调头平行采掘
Wc
se
d
B
Ac G
Wmin = G + B + d/2 + e + s 33m
出入沟与段沟示意图
出入沟
段沟
164m
152m
140m
开段沟初始位置选定：露头处，可设在顶板或底板。
1 山坡露天矿掘沟
在许多矿山，最终开采境界范围内的地表是山 坡或山包，随着开采的进行，矿山由上部的山坡露 天矿逐步转为深凹露天矿。采场由山坡转为深凹的 水平成为封闭水平，即在该水平上采场形成封闭圈。
R—汽车最小转弯半径； d—汽车车身宽度； e—汽车距沟壁的安全距离。
露天矿山开采工艺简介
露天开采的定义和重要性
露天开采是指将矿体在地表以上进行 开采，通过剥离覆盖层和破碎矿石， 将矿石运至选矿厂进行处理。
露天开采具有资源利用率高、生产效 率高、安全性能好等优点，是现代采 矿业中应用最为广泛的采矿方法之一 。
02
露天开采工艺流程
穿孔爆破
穿孔爆破是露天开采的第一道工序， 其目的是为了将矿体分解成适合采装 作业的矿岩块。
安全措施
安全管理制度
建立完善的安全管理制度，包括安全生产责任制、安全检 查制度、安全教育培训制度等，确保安全生产工作的有序 开展。
应急救援体系
建立完善的应急救援体系，配备专业的应急救援队伍和设 备，定期进行演练和培训，提高应急处置能力。
边坡稳定性监测
采用边坡稳定性监测系统，实时监测边坡的位移、倾斜、 沉降等变化情况，及时发现安全隐患，采取相应措施。
06
结论
对露天开采工艺的总结
露天开采工艺是采矿业中的重要组成部分，具有开采效 率高、成本低等优势。
露天开采工艺的发展趋势是向着大型化、自动化和智能 化方向发展，以提高开采效率和降低成本。
露天开采工艺涉及的环节包括矿床开拓、采剥、运输和 排土等，每个环节都有其特定的技术和设备。
露天开采工艺的环境影响也不容忽视，需要采取有效的 环保措施来降低对环境的影响。
径。
运输作业是露天开采工艺中的重要环节，其目 的是将采装作业后的矿岩块运输到指定地点。
运输作业的工艺流程包括运输、卸载等步骤，其 中运输效率和质量决定了整个运输作业的效率和 质量。
排土作业
排土作业是露天开采工艺中的必 要环节，其目的是将采装和运输 过程中产生的废石和表土排出矿
坑。
排土作业的方法有多种，包括推 土机排土、挖掘机排土、自然排 土等，根据矿坑的条件和环保要
露天矿山开采工艺及安全技术
加强边坡稳定性监测，合理设计边坡角度，及时清理排水设施，规范 采剥作业等。
事故案例二：爆破事故
事故概述
爆破事故是指在进行爆破作业时发生的意外事故，包括爆破飞石 伤人、爆破失败等。
原因分析
爆破事故的原因主要包括爆破参数设计不当、炮孔堵塞或装药量过 多、起爆网络故障等。
预防措施
合理设计爆破参数，确保炮孔质量，检查起爆网络，加强现场安全 管理等。
防排水技术
防水措施
采取防水措施，如设置防洪沟、防水 墙等，以防止雨水进入矿坑造成安全 隐患。
排水系统
防水材料选择
选择合适的防水材料，对矿坑、硐室 等进行防水处理，提高其防水性能。
建立完善的排水系统，及时将矿坑内 的积水排出，保持作业区域的干燥。
防尘技术
洒水降尘
通过洒水设施对矿坑出入口、矿 堆、运输道路等进行洒水降尘。
密闭抽风除尘
对产尘点进行密闭处理，并设置抽 风除尘装置，将粉尘抽离并收集处 理。
个体防护措施
为作业人员配备防尘口罩、防护眼 镜等个体防护用品，减少粉尘对人 体的危害。
排土场安全技术
排土场设计
根据矿山的排土需求，合理设计 排土场的位置、高度和容量，确
保其稳定性和安全性。
排土场边坡治理
定期对排土场的边坡进行监测和 维护，防止滑坡、泥石流等灾害
04 露天矿山开采安全管理与 监督
安全管理体系建设
安全生产责任制
明确各级管理人员和从业人员的 安全生产职责，建立完整的安全 生产责任体系。
安全管理制度
制定各项安全生产管理制度，包 括安全生产责任制、安全检查制 度、隐患排查制度等。
安全生产标准化
推进露天矿山安全生产标准化建 设，规范安全生产管理流程，提 高安全生产水平。
露天开采程序
露天开采程序第一节概述最终开采境界是在当前的技术经济条件下对可采储量的圈定，也是对开采终了时采场几何形态的预估。
那么，如何采出最终境界内的矿石和岩石则是露天开采程序问题。
简单地讲，露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。
一个台阶的开采使其下面的台阶被揭露出来，当揭露面积足够大时，就可开始下一个台阶的开采。
随着开采的进行，采场不断向下延伸和向外扩展，直至到达设计的最终境界。
每一台阶在其所在水平面上的任何方向均以同一台阶水平的最终境界为限。
推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面称为最终边帮（或非工作帮）。
可以想象，最终边帮并不是一“光滑”的曲面，而是呈阶梯状的。
为了开采一个台阶并将采出的矿岩运出采场，需要在本台阶及其上部各台阶修筑至少一条具有一定坡度的运输通道，称为斜坡道或出入沟。
图15-1是一采场的水平投影与剖面示意图。
本章从台阶的几何参数入手较为详细地讨论露天开采中的掘沟、台阶推进、采场扩延、线路布置及台阶和工作面参数的计算等内容。
第二节台阶几何要素一、基本概念图15-2是两个相邻台阶的局部剖面及其平面投影示意图。
台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
台阶常以其坡顶面水平和坡底面水平命名，例如图15-2中的上部台阶称为188 - 200米台阶。
台阶坡顶面和坡底面与台阶坡面的交线分别称为台阶的坡顶线和坡底线。
一个台阶的坡底面水平同时又是其下一个台阶的坡顶面水平。
台阶坡面与水平面的夹角称为台阶坡面角（α），台阶坡顶面与坡底面之间的垂直距离即为台阶高度（H）。
从本台阶的坡顶线（本台阶外缘）到上一个台阶的坡底线（本台阶内缘）之间的距离称为台阶宽度（W）。
台阶是垂直方向上的最小开采单元，即台阶在其整个高度上是一次爆破、一次铲装的。
穿孔和装药作业在台阶的坡顶面水平进行，铲装和运输作业在台阶的坡底面水平进行。
二、台阶高度台阶高度是露天开采中最重要的几何参数之一。
影响台阶高度的因素有生产规模、采装设备的作业技术规格以及对开采的选别性要求等。
露天矿开采工艺
绪论金属矿床开采按不同的埋藏条件,主要有以下三种方法:①露天开采，②地下开采，③砂矿床开采，目前主要是机械化采掘，本课程主要讲机械化露天开采的方法。
一、露天开采的基本概念及述语露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石开采出来。
因此为了采出矿石，还必须开采矿石。
1．台阶(bank）：（图1－1)开采时，自上而下把矿岩划分成具有一定厚度的水平分层,用独立的采掘、运输设备进行开采，各分层保持一定的超前关系，从而形成阶梯状。
台阶由以下要素构成:上部平盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底线、高度、坡面角.台阶分:工作台阶：工作平盘布置采掘、运输设备。
非工作台阶:保安平台：用于缓冲和阻截滑落岩石，减缓边坡角。
清扫平台:阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理.运输平台：作为工作台阶与出入沟运输的联系通道.2、工作线(Ａｖdｖaｎce line）…已经做好准备而形成的矿岩区段。
3、采掘带（excavaｔion zone）：开采时将台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，每一个条带叫做采掘带.参数:宽度(１）、实方……取决于爆破方法和参数。
(2)、电铲…取决于电铲的挖掘和卸载半径。
4、采区（ｗorkｉng sectiｏn ）每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立的采运设备.参数：长度…一条电铲所占的采掘工作线长度.５、露天坑道:按用途分：１、出入沟…建立开采水平间的运输通道。
（图l—4中的AB).2、开段沟…建立第一条工作线（初始台阶)（见图l—4中的CD)。
按断面形状分：整断面（1-5 a）,单侧沟(１－5 b）6．露天矿场（ｏｐｅｎ piｔ)已经进行和正在进行露天开采的区域，由台阶和露天坑道形成。
山坡露天：封闭圈以上。
凹陷露天：封闭圈以下.构成要素:(1)边帮：露天矿场四周表面的总体，分：顶帮、底帮（ｓlｏｐｅ)、端帮(2）工作帮：(workｉng slope），非工作帮（ｓlope ｏｆ re ｓｐoｓｅ)（３）工作帮坡面及工作帮坡面角（4）非工作帮坡面及最终边坡角。
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钻机类型
轻型钻机
岩石硬度系数 F<8
转速 r/min 80~120
中型钻机 F=10~14 60~100
重型钻机 F=15~20 50~80
3、排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩 渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿 命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻 头和钻杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频
深层分析
6
排渣风量Q:
Q
(D
2 4
d
2
)
VH
D —钻孔直径；m
d —钻杆直径；m
VH — 回风速度； m/min Q—排渣风量，m3/min。
为了便于排渣，(D-d) 应大于20mm。
目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头 的使用寿命和钻孔速度。
当炮孔直径为310mm时 ，钻杆直径为270mm,要求的排 渣风速为20m/s，排渣风量为4m3/s。
深层分析
11
三、潜孔钻机
潜孔钻机适用于中小型矿山。该种型号的钻机的工作 原理是冲击回转式风动凿岩。
深层分析
第二节 爆破作业blasting
爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业， 将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为 后续采装作业提供工作条件。 爆破成本约占15~20%， 对爆破工作的要求：requirements for the blasting （1）适当的爆破储备量，以满足挖掘机连续作业的要求， 一般要求每次爆破的矿岩量应能满足挖掘机5~10昼夜的 采装量。 （2）有合理的矿岩块度，以提高后续工序的作业效率， 是开采总成本最低。
35.7
20
24.3
31.2
39.7
tooth 钻压超过岩石的抗压强度，岩石被 压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿
命长。
深层分析
5
2、钻速与钻具的转速： 如图18-5。在不同的轴压下钻 头钻进速度V与钻具转速n的关系。 由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。 原因：转速快，齿轮与孔底岩石的作用时间短（小于0.03 秒）未能充分发挥齿对岩石的破坏作用，且加速了钻杆的 震动和钻头磨损。 根据经验，得出表18-3的最佳转速。
另一方面，在牙轮钻机作业过程中，合理配置好各种 参数，协调生产组织管理，提高钻机的工作时间利用 系数。
目前，两种工作制度：
（1）高轴压（30~60t），低转速(150r/min)
（2）低轴压（10~20t），高转速(300r/min)
应该从中寻找到合理的轴压和转速。
根据经验, HY-250c 型和KY-310型钻机的轴压分别 为32t 和45t ,转速分别为100r/min 以内比较合适。
= 76cm/min=0.76m/min=45.6m/hr P——轴压，N, n——钻速，m/min, D——直径，cm； f——普氏系数
深层分析
8
2、钻机的台年综合生产能力（23000~33000m/a） 由于管理和钻机本身故障引起的停机原因， 牙轮钻机的年综合生产能力，如表18-4。
矿山
矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）
深层分析
3
（二）牙轮钻机的钻具
牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮 钻头。如图18-2
钻杆长度一般为9.2 或9.9m。
稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。
钻头是直接破碎岩石的工作部件。如图18-3和18-4所 示。
（三）牙轮钻机的工作参数
牙轮钻机的主要工作参数：钻压、钻具转速、排渣风 量与风压 。合理使用这些参数可以提高凿岩效率延长 钻头寿命。
牙轮钻机的优点：穿孔作业效率高、 作业成本低、机械化程度高、适用于 各种硬度的矿岩中穿孔。
（一）牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机如图所示，它是通过钻机的 回转和推压机构使钻杆带动钻头连续 转动，同时对钻头施加轴向压力，以 回转动压和强大的静压使与钻头接触 的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻 头中的风孔向孔底注入压缩空气，利 用压缩空气将空地岩粉吹出孔外，从 而形成炮孔。
露天开采工艺
露天开采四个工艺
穿孔 爆破 铲装与运输 排岩
深层分析
1
第一节 穿孔作业
一、穿孔方法与穿孔设备 穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。 穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、 凿岩台车。 目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。
深层分析
2
二、牙轮钻机
目前，80%的露天金属矿山使用牙轮 钻机穿孔。
深层分析
4
1、钻压：根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不 同的钻压，如表18-2。(10~40t)
f
直径 190mm 直径 250mm 直径310mm
8
10
12.3
15.9
10
12.2
15.5
19.9
12
14.6
19.0
23.8
14
17.6
21.6
27.8
16
19.5
24.9
31.8
18
22
28.0
岩石容重（t/m3）
< 3.2 >3.2
有裂隙的岩石
排渣风速（m/s）
25~30 40深~4层5分析
50
7
（四）牙轮钻机的生产能力 即台班生产能力和台年综合生产能力
1、牙轮钻机的台班生产能力 即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。
Vb = 0.6 v Tbη Vb — 牙轮钻机台班生产能力，米/台班 v — 牙轮钻机的钻进速度， cm/min, Tb — 班工作时间，h, η— 班工作时间利用系数，0.4~0.5 经验公式， v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)
矿岩硬度系 数f
1994年
1995年
1996年
南芬露天矿 8~18
31780 28688 34320
水厂铁矿 8~14
35877 31705 35220
歪头山铁矿 12~15
26057 27172 29352
齐大山铁矿 12~18
30738
深层分析
24012
23160
9
（五）牙轮钻机的需求数量 钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计 年综合生产能力与每米炮孔的爆破量。 N Q L q (1 e)
N —— 所需要的钻机数量，台， Q —— 矿山设计年采剥总量，t/a, L —— 每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a, q —— 每米炮孔的爆破量，t/m, （D=250mm,q=90~130t/m) e —— 废孔率，% 。
深层分析
10
（六）提高牙轮钻机的穿孔效率
一方面改进牙轮钻机本身的技术性能，提高钻头的工 作强度与使用寿命，