露天矿山开采基本知识

露天矿开采基本知识讲座

第一节石灰岩知识

一、石灰岩简介：

石灰岩(Limestone)，简称灰岩，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩，有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，属于沉积岩，是水成岩的一种。石灰岩主要是在浅海的环境下形成的，属于生物性沉积形成，其主要形成是海洋生物的尸体的沉降累积，加上来自陆地的动植物腐物残渣与泥沙一起在河床或海床上沉积压实后经地质变化形成。

二、石灰石的组成结构：

石灰岩的矿物成分主要为方解石、伴有白云石、菱镁矿和其他碳酸盐矿物，还混有其他一些矿物，比如菱镁矿，石英，石髓，蛋白石，硅酸铝，硫铁矿，黄铁矿，水针铁矿，海绿石等等。此外，个别类型的石灰岩中还有煤、地沥青等有机质和石膏、硬石膏等硫酸盐，以及磷和钙的化合物，碱金属化合物以及锶、钡、锰、钛、氟等化合物，但含量很低。灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀，故在石灰岩地区多形成石林和溶洞，称为喀斯特地形

石灰岩的结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种，其中碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成，晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。

三、石灰岩的分类：

按其沉积地区，石灰岩右分为海相沉积岩和陆相沉积岩，以海相沉积岩为多。

按其形成类型，石灰岩可分为生物沉积、化学沉积和次生三种类型。

按矿石中所含成分不同，石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。

按结构构造，石灰石可分为竹叶状灰岩、状灰岩、团块状灰岩等

四、石灰岩的特性：

1.石灰岩分布相当广泛，岩性均一，易于开采加工，是一种用途很广的建筑石料。

2.石灰岩具有良好的加工性、不透气性、隔音性和很好的胶结性能、可深加工应用，是优异的建筑装饰材料。

3.石灰岩产地广泛，色泽纹理颇丰，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，有良好的装饰性。

4.石灰岩的质地细密，加工适应性高，硬度不高，有良好的雕刻性能，易制作小型架上雕刻，较适宜初学雕刻者选用，但由于石灰岩易溶蚀，不适于户外的雕刻。

5. 石灰石用途很广，是冶金、建材、化工、轻工、建筑、农业及其它特殊工业部门都是重要的工业原料。

第二节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。(Bl—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 respose）

（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。

（5）上下部最终境界线……开采结束时，非工作帮坡面与地面或露天矿底平面相交的闭合曲线。

（6）露天矿场最终境界：上下部最终境界线所限定的位置。

二、露天开采

工艺过程

穿孔－爆破

－采装－运输－

排卸

工艺形式分：

间断式工艺，连续化工艺，半连续化工艺。

这几个生产环节是互相紧密配合的，因而在不断完善各生产环节的同时，还必须考察他们的联系，以便提高全露天矿的综合生产能力。

三、露天矿山工程的发展程序

如前所述，从露天矿场采出矿石和岩石是从一定工艺过程实现的，这种工作总称为露天矿山工程。

露天矿山工程：按施工对象分：剥离工程和采矿工程。按施工形式分：掘沟工程和括帮工程。

矿山工程的发展按一定程序进行的。

对于一个台阶：掘出入沟开段沟扩帮

对于上下水平：掘沟与扩帮同时进行，即上部水平扩帮的同时下部水平掘沟，于是：

矿山工程深度不断增加，直到最终开采深度。

各开采水平的工作线从最初开段沟的位置不断向外推进，直到最终边界。

露天矿场在发展过程中，逐步由小变大，由浅至深，

不断采出矿石和剥离岩石，直至最终境界范围内开采终了为止。露天矿山工程的发展程序的本质特征是渐进的即开采工作要不断在空间移动，台阶工作线不断扩展推进，露天采场随之逐深扩大。

综述露天采矿工作特点：生产对象是天然赋存矿岩，开采地点及生产条件不断推移变化，旧水平不断结束新水平陆续投产，构成了采矿过程从准备到生产又从生产到新的准备的循环运动规律，使掘沟、剥离、和采矿三者之间总是保持相互依存和相互制约关系。

第三节露天矿采掘计划

一、编制采掘意义

1、是保证矿山持续地均衡生产的必要手段

人们做任何工作都要求心中有数，要有个计划。矿山从建设到采完，通常需要十几年或几十年时间，这就更需要有全面计划安排，特别是露天矿生产的特点烛：生产对象及工作条件经常变化（矿山数量、品位、赋存条件、围岩特性、地下水、气候等）工作地点分散，并经常移动，生产环节多，而且采掘工作需自身准备，具有从准备到生，双从生产到新的准备的循环运动规律。因此更要制定周密的采掘计划。在全面考虑露天矿各工艺环节配合的基础上，把矿山各时期的采掘工程发展做出综合安排。以便更合理地使用人力、材料和设备，均衡完成和超额完成生产任务。

2、是贯彻“十六字方针”，搞好矿山管理的重要环节。

采掘计划是用图和表，表示露天矿山工程发展的具体时间，空间与数量关系泊。通过编制计划使露天矿采掘方针得以具体贯彻。因此，它是设计和指导露天矿均衡生产，综合平衡的重要文件，是保证矿