露天矿山开采及安全管理
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露天矿山开采及安全管理
第一节 露天矿山基本知识
1.1 露天矿山开采的基本概念 1.2 露天采矿场构成要素 1.3 露天矿场构成的安全要求
第二节 露天开采工艺
2.1 露天开采工艺 2.2 穿孔作业及安全要求 2.3 爆破工作及安全要求 2.4 采装作业及安全要求 2.5 运输作业及安全要求 2.6 采场防排水
上部最终境界线----最终帮坡面与地表相交的闭合曲 线。
下部最终境界----最终帮坡面与露天采矿场底平面相 交的闭合曲线。
最终开采深度----上部最终境界线水平与下部最终境 界线水平之间的垂直距离。
最终境界----由最终边坡，下部最终境界线和最终开 采深度所圈定的范围。
15
1.3 露天矿场构成的安全要求
19
矿床开拓----掘出入沟建立地面与开采水平之间或各开 采水平之间的运输联系倾斜沟道；开段沟为开辟剥离、采矿 工作台阶而掘进的水平沟道，是各水平的初始开采工作线。
剥离----揭露矿体，挖掉覆盖在矿体上面的表土及矿体 上、下盘部分围岩。
地表恢复与利用----露天矿区占用大量农田和土地，开 采期间或开采结束应有计划有步骤地复土回田。
图3 台阶结构图
1－台阶上部平台； 2－台阶下部平台；3－台阶坡面；
4－台阶坡顶线；5－台阶坡底线；α－台阶坡面角；h－台阶高度
。
8
一个台阶的上部平台 又是其上一台阶的下 部平台。台阶以其下 部平台标高命名，如 图4+12m水平、Om水 平。
图4 台阶命名及开采示意图
露天开采时根据挖掘机的挖掘半径、卸载半径和爆堆宽度， 划分条带状采掘带依次开采。如果采掘带很长，按一台挖掘 机所需的采掘工作线长度再划为采区独立开采。
采掘作业方式
机械 铲装
不爆破 爆破
台阶高度 ≤机械的最大挖掘高度 ≤机械的最大挖掘高度的1.2倍
砂状的岩石 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
人工开采
≤1.8m ≤3.0m ≤6.0m
挖掘机或前装机铲装时，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。
17
第二节 露天开采工艺
18
2.1 露天开采过程与技术指标 矿山生命周期：地面准备，矿床疏干和防排水，矿山基
图6 露天境界影响剥离量和采矿量示意图
21
剥采比是反映露天采矿的重要经济指标。
图7
22
1、平均剥采比nρ为露天开采境界内岩石剥离总量与可 采矿石总量之比，即：
n
＝
V A
式中：nρ——平均剥采比，m3/m3，m3/t或t/t； Vρ——露天开采境界内岩石剥离总量，m3或t； Aρ——露天开采境界内可采矿石总量，m3或t。
建，剥离和采矿，地表恢复与利用。 地面准备----排除开采范围内妨碍生产的各种障碍物，
如砍除树木，湖泊排干，迁移建筑物，道路和河流改道等。
矿床疏干和防排水----有地下水的矿床应预先排水疏干， 防止地表水流入采矿场应修筑挡水坝、截水沟。
矿山基建----露天矿投产前相应的基建工程，如矿床开 拓、表土剥离、排土场、运输道路等。
6.1 安全管理 6.2 生产工艺 6.3 边坡、排土场
4
第一节 露天矿山基本知识
5
1.1 露天矿山开采的基本概念
露天采矿就是从敞露的采矿场采掘有用矿物。
机械开采：开采坚 硬矿岩，以深孔爆 破，机械采掘为获 取矿石的主要手段。
人工开采：安委办 【2010】17号文明 令禁止。
图1 露天采矿场模拟面貌
9
台阶坡面：台阶的临空倾斜面，坡面角的大 小关系着采矿作业的安全，视矿岩稳固程度 与台阶高度而定，一般为50～75°。
岩石硬度系数 ﹥8 3～8 1～3
台阶坡面角（ ° ） 70～75 60～70 50～60
10
1.2.2 露天采矿场
露天采矿场构成要素如图5。 露天矿坑四周揭露的由台阶组成的表面称露天矿边帮（BC、AF）。 矿体下盘边帮叫底帮，上盘边帮叫顶帮，端部边帮叫端帮。 非工作帮——顶帮、底帮和端帮。 非工作帮平台——安全平台、清扫平台和运输平台。
20
2.1.1露天境界及剥采比
随着矿石的不断采出，要不断地剥离大量废石（如图6）， 当开采境界由abcd扩展到a’b’c’d’，采矿量从A1增加到A1十A2， 剥离岩石量也从V1增加到V1十V2。
剥采比----岩石剥离量 比采矿量，即采出单位 矿石需要剥离的岩石量。 单位：m3/m3、m3/t或 t/t。
台阶高度的确定 台阶高度对露天开采作业安全意义重大。
①矿岩的岩性和埋藏条件 稳固矿岩，台阶高度可以大一些；节理裂隙较发育、不 稳固矿岩，台阶高度应低一些。 ②穿孔爆破工作的要求 保证生产人员和设备的安全。
16
③采掘工作的要求：安全规程规定如表1。
表1 Biblioteka Baidu天矿场台阶的安全高度
矿岩性质 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
工作帮----采矿和剥离台阶组成的边帮。 工作帮坡角----连接工作帮最上台阶和最下台阶坡底线的 假想斜面DE与水平面的夹角。一般为8～12°，不超过15～18°， 陡帮开采可依设计适当大。
14
最终边坡角----过非工作帮最上台阶的坡顶线和最下台 阶的坡底线所作的假想斜面A0、BG与水平面的夹角β、γ 叫最终边坡角。
2
第三节 边坡管理
3.1 地质基本概念 3.2 边坡破坏的类型 3.3 影响边坡稳定的主要因素 3.4 边坡事故的预防
第四节 排土安全
4.1 排土场 4.2 排土方法 4.3 排土场的安全要求
3
第五节 露天开采相关法律法规
5.1 矿山安全生产法律、法规 5.2 矿山安全生产主要法规解读
第六节 露天矿山检查
6
山坡露天矿----地表封闭圈以上； 凹陷露天矿----地表封闭圈以下。
山坡露天矿
凹陷露天矿
地表封闭圈
图2 山坡露天矿和凹陷露天矿示意图
A——山坡露天矿，B——凹陷露天矿，1——地表封闭圈标高 7
1.2 露天采矿场构成要素
1.2.1 台阶
按一定高度将 矿岩划成水平分 层，保持一定超 前距离，自上而 下逐层开采。台 阶是露天开采的 基本要素，结构 要素如图3。
图5 露天采矿场结构图 1－安全平台；2－清扫平台；3－运输平台；4－工作平台
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安全平台宽度≈台阶高度的1/3，安全规程≥4m。阻挡和 容纳边坡上掉落的岩石，调节缓和边坡角，保证边帮稳定和下 部各水平作业安全。
清扫平台宽度一般≥6m，便于清理设备作业，每隔3～4个 台阶设置一个。
运输平台宽度≡运输线路，与出入沟同设在非工作帮的一 侧及端帮上。
第一节 露天矿山基本知识
1.1 露天矿山开采的基本概念 1.2 露天采矿场构成要素 1.3 露天矿场构成的安全要求
第二节 露天开采工艺
2.1 露天开采工艺 2.2 穿孔作业及安全要求 2.3 爆破工作及安全要求 2.4 采装作业及安全要求 2.5 运输作业及安全要求 2.6 采场防排水
上部最终境界线----最终帮坡面与地表相交的闭合曲 线。
下部最终境界----最终帮坡面与露天采矿场底平面相 交的闭合曲线。
最终开采深度----上部最终境界线水平与下部最终境 界线水平之间的垂直距离。
最终境界----由最终边坡，下部最终境界线和最终开 采深度所圈定的范围。
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1.3 露天矿场构成的安全要求
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矿床开拓----掘出入沟建立地面与开采水平之间或各开 采水平之间的运输联系倾斜沟道；开段沟为开辟剥离、采矿 工作台阶而掘进的水平沟道，是各水平的初始开采工作线。
剥离----揭露矿体，挖掉覆盖在矿体上面的表土及矿体 上、下盘部分围岩。
地表恢复与利用----露天矿区占用大量农田和土地，开 采期间或开采结束应有计划有步骤地复土回田。
图3 台阶结构图
1－台阶上部平台； 2－台阶下部平台；3－台阶坡面；
4－台阶坡顶线；5－台阶坡底线；α－台阶坡面角；h－台阶高度
。
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一个台阶的上部平台 又是其上一台阶的下 部平台。台阶以其下 部平台标高命名，如 图4+12m水平、Om水 平。
图4 台阶命名及开采示意图
露天开采时根据挖掘机的挖掘半径、卸载半径和爆堆宽度， 划分条带状采掘带依次开采。如果采掘带很长，按一台挖掘 机所需的采掘工作线长度再划为采区独立开采。
采掘作业方式
机械 铲装
不爆破 爆破
台阶高度 ≤机械的最大挖掘高度 ≤机械的最大挖掘高度的1.2倍
砂状的岩石 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
人工开采
≤1.8m ≤3.0m ≤6.0m
挖掘机或前装机铲装时，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍。
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第二节 露天开采工艺
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2.1 露天开采过程与技术指标 矿山生命周期：地面准备，矿床疏干和防排水，矿山基
图6 露天境界影响剥离量和采矿量示意图
21
剥采比是反映露天采矿的重要经济指标。
图7
22
1、平均剥采比nρ为露天开采境界内岩石剥离总量与可 采矿石总量之比，即：
n
＝
V A
式中：nρ——平均剥采比，m3/m3，m3/t或t/t； Vρ——露天开采境界内岩石剥离总量，m3或t； Aρ——露天开采境界内可采矿石总量，m3或t。
建，剥离和采矿，地表恢复与利用。 地面准备----排除开采范围内妨碍生产的各种障碍物，
如砍除树木，湖泊排干，迁移建筑物，道路和河流改道等。
矿床疏干和防排水----有地下水的矿床应预先排水疏干， 防止地表水流入采矿场应修筑挡水坝、截水沟。
矿山基建----露天矿投产前相应的基建工程，如矿床开 拓、表土剥离、排土场、运输道路等。
6.1 安全管理 6.2 生产工艺 6.3 边坡、排土场
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第一节 露天矿山基本知识
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1.1 露天矿山开采的基本概念
露天采矿就是从敞露的采矿场采掘有用矿物。
机械开采：开采坚 硬矿岩，以深孔爆 破，机械采掘为获 取矿石的主要手段。
人工开采：安委办 【2010】17号文明 令禁止。
图1 露天采矿场模拟面貌
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台阶坡面：台阶的临空倾斜面，坡面角的大 小关系着采矿作业的安全，视矿岩稳固程度 与台阶高度而定，一般为50～75°。
岩石硬度系数 ﹥8 3～8 1～3
台阶坡面角（ ° ） 70～75 60～70 50～60
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1.2.2 露天采矿场
露天采矿场构成要素如图5。 露天矿坑四周揭露的由台阶组成的表面称露天矿边帮（BC、AF）。 矿体下盘边帮叫底帮，上盘边帮叫顶帮，端部边帮叫端帮。 非工作帮——顶帮、底帮和端帮。 非工作帮平台——安全平台、清扫平台和运输平台。
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2.1.1露天境界及剥采比
随着矿石的不断采出，要不断地剥离大量废石（如图6）， 当开采境界由abcd扩展到a’b’c’d’，采矿量从A1增加到A1十A2， 剥离岩石量也从V1增加到V1十V2。
剥采比----岩石剥离量 比采矿量，即采出单位 矿石需要剥离的岩石量。 单位：m3/m3、m3/t或 t/t。
台阶高度的确定 台阶高度对露天开采作业安全意义重大。
①矿岩的岩性和埋藏条件 稳固矿岩，台阶高度可以大一些；节理裂隙较发育、不 稳固矿岩，台阶高度应低一些。 ②穿孔爆破工作的要求 保证生产人员和设备的安全。
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③采掘工作的要求：安全规程规定如表1。
表1 Biblioteka Baidu天矿场台阶的安全高度
矿岩性质 松软的岩石 坚硬稳固的岩石
工作帮----采矿和剥离台阶组成的边帮。 工作帮坡角----连接工作帮最上台阶和最下台阶坡底线的 假想斜面DE与水平面的夹角。一般为8～12°，不超过15～18°， 陡帮开采可依设计适当大。
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最终边坡角----过非工作帮最上台阶的坡顶线和最下台 阶的坡底线所作的假想斜面A0、BG与水平面的夹角β、γ 叫最终边坡角。
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第三节 边坡管理
3.1 地质基本概念 3.2 边坡破坏的类型 3.3 影响边坡稳定的主要因素 3.4 边坡事故的预防
第四节 排土安全
4.1 排土场 4.2 排土方法 4.3 排土场的安全要求
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第五节 露天开采相关法律法规
5.1 矿山安全生产法律、法规 5.2 矿山安全生产主要法规解读
第六节 露天矿山检查
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山坡露天矿----地表封闭圈以上； 凹陷露天矿----地表封闭圈以下。
山坡露天矿
凹陷露天矿
地表封闭圈
图2 山坡露天矿和凹陷露天矿示意图
A——山坡露天矿，B——凹陷露天矿，1——地表封闭圈标高 7
1.2 露天采矿场构成要素
1.2.1 台阶
按一定高度将 矿岩划成水平分 层，保持一定超 前距离，自上而 下逐层开采。台 阶是露天开采的 基本要素，结构 要素如图3。
图5 露天采矿场结构图 1－安全平台；2－清扫平台；3－运输平台；4－工作平台
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安全平台宽度≈台阶高度的1/3，安全规程≥4m。阻挡和 容纳边坡上掉落的岩石，调节缓和边坡角，保证边帮稳定和下 部各水平作业安全。
清扫平台宽度一般≥6m，便于清理设备作业，每隔3～4个 台阶设置一个。
运输平台宽度≡运输线路，与出入沟同设在非工作帮的一 侧及端帮上。