露天采矿概论3

④ 扩展平台倒堆 拉斗铲先把从 采掘带中剥离出来 的部分岩石向走行
的前方堆置，加大 平盘宽度。掩埋煤 层。再倒堆。
表 土
⑤ 掩埋煤面 再倒堆
掩煤面量
第四节生产工艺系统的选择
（1）概述 ① 程序 当针对一个具体矿山条件进行开采设计时，首先要决 定采用何种工艺系统，然后要确定设备的类型、规格及数量。在此
的卸载半径限制，有时也可能受卸载高度限制。
确定剥离和排土的高度及宽度等主要开采参数时有两种情况，即： (1)已知设备的类型规格，在具体矿山条件下确定可能参数；
(2)针对具体矿山条件确定专用设备的类型与规格，或选用已制成的
设备规格。
三、拉铲倒堆作 业方式： ① 直接倒堆 （单台阶）
SA=S’A· KS
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
① 轮斗挖掘机类型 紧凑型轮斗挖掘机；C型框架轮斗挖掘机；桥式轮斗挖掘机。 ② 轮斗挖掘机主要机构名称 以桥式轮斗挖掘机为例： 1——斗轮；2——受料臂；3——可伸缩连接桥；4——转载机； 5——转载机卸料臂；6——行走机构；7——配重平衡架。
SB=S’B· KS
A B A B
② 上、下采倒堆 当剥离层较 厚时，常把剥离
台阶分成上、下 两个分台阶，分 别进行上采和下 采。
③ 拉铲倒堆挖掘程序 在位置①完成挖 掘作业后，移动到位 置② ，开始挖掘楔形
台 阶 坡 面
槽，在位置③完成楔 形槽，然后移动到位 置④作下一位置的剥 离。
采 空 区
五、轮斗铲－胶带输送机－排土机工艺系统能力
1、轮斗铲生产能力
轮斗铲一般以小时为基础计算年能力，步骤如下： ⅰ、理论能力 在理想条件下，假定轮斗铲将全部装满其额定 铲斗容积E(m3)，若轮斗每分钟卸斗次数为n(斗/分)，则 Q理= 60 E· n m3(松方)/h
ⅱ、技术能力(有效能力) 考虑了挖掘时土岩在铲斗中的松散 系数Ks和由工作面条件决定的满斗率Km，则
好的胶带、故在露天矿中被广泛使用。
a－胶带输送机； b－机架； c－胶带 1－胶带；2－重载托 辊；3－空载托辊；4 －移设钢轨；5－底梁
② 胶带运输的主要参数 • 胶带宽度 国外已有3.2m宽的胶带。我国目前已生产 1.6m宽的胶带，并计划生产2.8m宽的胶带。 • 胶带速度 工作面胶带速度常用5.2m/s，排土机及排 土桥上可达7～10m/s。
二、带移动破碎机的半连续工艺系统
在爆破后的矿岩中所含大块较多时，可在工作面设置移 动破碎机。破碎机要随工作面的推进而移动 。
三、带半固定或固定破碎机的半连续工艺系统
当矿床赋存形状不规整或因选采和爆破原因不宜在工
作面采用移动式胶带运输机时，可以采用带半固定或固定 破碎机的半连续工艺系统
第三节 倒堆开采工艺系统
半连续工艺是在硬岩条件下使用胶带运输，故这

一工艺系统的合理应用主要受限于以下条件：
(1) (2) 必须有适用的破碎设备； 矿岩的块度要适于使用胶带运输。破碎后
的矿岩块度d应为： d≤(0.3～0.4)b 式中 b——胶带宽度。一般d=150～300mm。
(3)
从经济上看，合理使用的限制条件是胶带
运输加上破碎废石的费用不应超过汽车运输的费用。
• 槽角 现一般采用40～45°。槽角大小与运量有关。
• 胶带强度 即沿带宽方向上平均每厘米长度上可承受 的抗拉力，它决定了单机的最大长度。国外已有强度 达7000kg/cm的胶带，单机长度可达3km。
③ 分流设备 工作面上采出的煤岩系由一根胶带运出，但煤 岩需送达不同地点，这一作业可通过分流设备实现。
采掘与排土合 并式
轮斗铲与悬臂 排土机联合
运输排土 桥
第二节 半连续开采工艺系统
连续工艺系统具有效率高、生产能力大等一系列 优点，但适用范围较窄，一般仅能用于岩性松软的 露天矿山。为了改善中硬及硬岩露天矿山开采的技 术经济效果，随着胶带运输和移动破碎设备的发展， 形成了将间断和连续工艺系统相结合的半连续工艺 系统。这类工艺系统的特点是整个系统中的部分环 节使用连续作业设备，另一环节则使用间断工艺设 备，由于各展其长，可以提高整个系统的效率，故 近年来得到较快发展，成为硬岩露天矿的主要技术 发展方向之一。
β β
C
φ
φ
φ
φ
图1-3-10 端工作面参数计算示
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
β β
Φ2d — 挖掘最上分层时，斗轮 臂向采空区一侧的回转角； Φ1d —挖掘最上分层时，斗轮 臂向台阶内侧的回转角； Φ2S — 挖掘下分层时，斗轮臂 向采空区一侧的回转角； Φ1S —挖掘下分层时，斗轮臂 向台阶内侧的回转角。 在垂直切片条件下，台阶 最大高度 Hmax 按下式计算： Hmax = LDB•sin βBS + C + h RO
一、概述 当存在水平或近水平埋藏的不太厚的煤层，覆盖层较薄，又
可能获得线性尺寸大的采掘设备时，可以采用向内部排土场进行 倒堆的开采工艺进行剥离工作，简称倒堆工艺。这种工艺由于把
采、运、排各环节合并在一种设备上进行，因而是最简单的露天
开采工艺。 与其他工艺相比，倒堆工艺具有投资省、成本低(剥离成本
仅为单斗铁道的1/4～2/3)、工效高和复田快等一系列优点。故有
2. 带式输送机生产能力
带式输送机生产能力的计算原则是在保证发挥轮斗铲能力的前 提下缩小胶带规格。在煤岩混采工作面应以易采物料为对象计算。
(1)工作面胶带输送机应考虑轮斗作业时的能力波动，为保证 轮斗铲有效工作，工作面胶带能力Q工为： Q工=(1.3～1.5)Q效， m3(实方)/时 (2)集载(干线)胶带输进机能力Q干应考虑到各台轮斗铲的尖峰 能力不会同时出现，如有n台工作面胶带输送机向干线胶带输送机 集载，则 Q干=KbnQ工 ， m3(实方)/h
条件时应尽量采用。 采用倒堆工艺采煤的除美国外，英、加、苏、澳等国也广为 应用。我国目前准格尔黑岱沟露天矿采用这种工艺，在拟新建的 大型露天煤矿中有的适于采用这种工艺。
二、开采参数计算
若剥离面积为S，则相应排土面积为Sp，在采掘侧和排土侧的 走向长度相同时，可将岩石S=AH的面积排到排土场形成Sn=AHp， 则有Sp=KsS (Ks为松散系数)。这说明剥离台阶允许高度受排土高度 限制。而可能的排弃高度，在排土场坡角β一定时，多数受剥离设备
7 1
2
6 3
4
5
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
简单悬臂式
桥式
③ 轮斗挖掘机的采掘方式与斗轮切割方式
采掘方式
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
斗轮基本切割方式 有垂直切片（分层切 割）及水平切片（降 落式切割）两种。
a
b
（如图中a、b）
Km Q效 Q理 Ks
m3(实方)/h
ⅲ、实际能力
是在Q效的基础上，再考虑挖掘作业中必不可
少的作业(如移动、臂架升降、清理行走水平及司机操作熟练 程度等)及临时故障引起的短暂停顿。若以Kg表示工作面时间 利用系数，则 Q实= Q效Kg
Km K g Q理 Ks KQ理 ,
K称为实际能力降低系数。影响K值的因素众多，粗略估算时 可取0.5～0.6，也就是说实际能力(实方)相当于理论能力(松方)的 一半或稍多。
基础上，再进一步地确定采、运、排各生产环节的工艺参数。
② 要求 贯彻有关方针政策，做到技术上可靠，经济上合理。 技术上可靠主要是指在满足产量和煤质要求的前提下使采运排
第一节 轮斗铲(或链斗铲)－胶带－排土机开采 工艺系统
一、链斗铲
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
二、 轮斗挖掘机（ 轮斗铲）
：
1400 SchRS 30 7
意义：Sch-轮斗挖掘机； R-履带式行走； S-上部结构可回转； 1400-每个铲斗容量，升； 7-挖掘深度，m； 30-挖掘高度，m；
第三章 连续、半连续及倒堆开采 工艺系统
间断生产工艺系统的主要优点是适用范围广。但 因各环节所采用设备均属间断(周期)作业式，设备的 有效作业时间短。以配合铁道运输的单斗电铲为例， 电铲用于装车的时间仅占班作业时间的30～40%。 连续工艺系统则正与前者相反，具有单位能耗低、
设备效率高等优点，所以在它出现以后发展很快。但 其适用条件较严，致使连续工艺系统的发展并不十分 普遍。
七、悬臂排土机和运输排土桥工艺系统
在连续工艺系统中，为减少在投资和生产成本中均占很 大比重的运输环节，当矿床呈近水平或缓斜埋藏时，发展了 轮斗铲采掘后不经过带式运输机直接向排土机给料、卸载的 工艺系统。 排土机多置于工作帮一侧，横跨采场，向内部排土场进 行排土。根据煤层与覆盖层厚度和可能提供的设备尺寸，国 外有两种工艺系统： (1)悬臂式排土机与轮斗铲配合 (2)运输排土桥与轮斗铲或链斗铲配合
c — 垂直切片分层切割 d — 混合切割方式。 c d
图1-3-7 斗轮切割方式示意图
第二讲 露天开采基本知识 四. 露天开采生产工艺系统 2. 采装工作
④ 轮斗挖掘机工作面及参数 应用最广泛的轮斗挖掘机工 作面是端工作面。 工作面参数主要有台阶高度 （H）、采掘带宽度（A）、台 阶坡面角（α）和工作面端面角 （αk）。 LDB—斗轮臂长度，m βBS —斗轮臂允许的上挖倾角， βBX —挖掘下分层时斗轮臂倾角， h — 切片高度，m C—斗轮臂和机体铰接处高度, m a —斗轮臂铰接点回转半径，m RO—斗轮半径，m
式中 Kb——同时系数。
(3)排土机生产能力Qp，应与集载胶带输送机后面进入排土场 的工作面胶带机能力一致。
六、 轮斗铲选型
大中型轮斗铲多非定型设备，设计时选型的主 要步骤为：