露天采矿知识培训

露天开采工艺
• 什么叫自由面？它与爆破效果有什么关系？ 答：自由面又叫临空面，通常是指岩土介质与空 气接触的交界面。 自由面的存在就能使炸药爆破破碎岩石容易， 既节省炸药，效果又好。所以自由面是爆破破碎 岩石必不可少的条件。一般来讲，随着临空面面 积的增大及数量的增多，岩石爆破夹制作用将变 小，也有利于岩石的爆破。
露天开采基本概念
露天开采工艺
露天开采四大工艺： — 穿孔 — 爆破 — 铲装与运输 — 排岩
露天开采工艺
露天开采四个工艺
穿孔 爆破 铲装与运输
排土
露天开采工艺
一、穿孔工艺
目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿 岩台车。
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• 潜孔钻 潜孔钻机可在中硬或中硬以上(f≥8)的岩石中钻孔。 它与凿岩机一样，都有冲击、转动、排碴和推进 的凿岩成孔过程，同属冲击转动式钻孔。具有独 立的回转机构和冲击机构，不同的是潜孔钻机的 冲击机构——冲击器装于钻杆的前端，潜入孔底， 随钻孔的延伸而不断推进。潜孔钻机即因冲击器 潜入孔底而得名
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2015年8月
露天开采基本概念
• 露天矿的分类：根据矿床埋藏条件，露天 矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿。封闭圈 以下为凹陷露天矿。 • 封闭圈：露天开采上部境界在同一标高上 形成的闭合曲线，称为封闭圈。 • 台阶：按剥离、采矿或排土作业的要求， 以一定高度划分的阶梯。 （禁止使用阶段; 梯段） • 平盘：台阶的水平部分。（允许使用平台） • 工作帮：由正在开采的台阶组成的边帮。
充填长度对爆破效果的影响
正确
太短——飞 石和空爆
太长–大块多
露天开采工艺
露天深孔爆破平面的布孔方式有几种？ 答：布孔方式有单排布孔和多排布孔两种。多排 布孔又分为方形、矩形及三角（梅花）形三种。 根据起爆药包在炮孔中安置的位置不同，有三种 不同的起爆方式：第一种是反向起爆；第二种是 正向起爆；第三种是多点起爆。
（4）炮孔充填长度Lt Lt ＝ （ 20 ~ 30） d （见图） （5）单位炸药消耗量q 单位炸药消耗量指每立方米或每吨矿岩 平均所需的炸药量。根据我国一些大型露 天矿的统计指标看，一般变化在0.3~0.6公 斤／米³ 之间，一些难爆矿石可达0.8~1.0公 斤／米³ 左右。
（6）延期时间
岩石爆破理论
露天开采工艺
装药量计算：
每个炮孔的装药量，我国露天矿山普遍 采用体积公式计算，单排孔爆破时的装药 量计算： Q＝qWaH
露天开采工艺
装药结构：
(1)连续装药结构。 (2)分段装药结构。
(3)孔底间隔装药结 构。
(4)混合装药结构。
源自文库
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4、起爆顺序 布孔方式有正方形布孔、矩形布孔和三 角形布孔，起爆方式如下： （1）平行顺序起爆（逐排起爆）
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（3）爆堆堆积形态好，前冲量小；无上翻，无根底； （4）无爆破危害。 关于炸药 按照爆炸发生的原因和特征，爆炸现象可分为 三类： （1）物理爆炸 （2）化学爆炸 （3）核爆炸
人类历史上五次最大的核爆炸
氢弹爆炸
炸
炸药
药
（explosive） ：
在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物， 显示爆炸效应（explosive effect）的化合物或混合物。
露天开采基本概念
• 坡顶线：台阶上部平盘与台阶坡面的交线。
• 坡底线：台阶下部平盘与台阶坡面的交线。 • 安全平盘；非工作帮上为保持帮坡稳定和阻 挡落石而设的平盘。 • 清扫平盘 ：非工作帮上为清除落石而设的 平盘。
露天开采基本概念
工作平盘： 进行采掘和运输作业的平盘。 • 出入沟：地表与台阶以及台阶之间 的运输通道。 • 开段沟：为建立台阶工作线开挖的 沟道。
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• 实施爆破时应发出的三次信号的名称及其代表的 意义 • 第一次信号为预警信号。该信号发出后爆破警 戒范围内开始清场工作。第二次信号为起爆信号。 应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区，所 有警戒人员到位，具备安全起爆条件时发出。起 爆信号发出后，准许负责起爆的人员起爆。第三 次信号为解除信号。安全等待时间过后，检查人 员进人爆破警戒区范围内检查、确认安全后，方 可发出解除爆破警戒信号。在此之前，岗哨不得 撤离，不允许非检查人员进入爆破警戒范围。
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• 影响爆破效果的主要因素有哪些？ 答：1.炸药性能；2.装药结构；如药包形 状、间隔装药方式、起爆药包位置等；3.岩 石性质和地质构造；4.爆破参数的选择，如 最小抵抗线、装药量、孔间距、炸药单耗 等；5.施工工艺方法，如装药、填塞、起爆 网路等。
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• 铲装与运输工艺
铲装作业的机械设备：单斗挖掘机（电铲）、索 斗铲、前装机。金属矿山主要使用单斗挖掘机 （电铲）。 露天矿运输方式：汽车运输、铁路运输、胶带运 输、斜坡箕斗提升运输以及联合运输方式。
岩石爆破理论
正向起爆与反向起爆的不同效果
Any difference?有区别吗？ 运动方向 正向起爆
反向起爆 Primer
• 图1－24 工作面炮孔的位置 • a－炮孔布置平面图 b－炮孔布置剖面图 • H－台阶高度；α－坡面角；β－炮孔倾角；D－孔 径；a－孔距；Wp－底盘抵抗线； • b－行距；lz填塞长度；lB装药长度
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• 潜孔钻机柱齿钻头
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二、牙轮钻机 目前，80%的露天金属矿山使用牙轮钻机穿孔。 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。
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（2）斜线起爆 分段炮孔的连线与台阶坡顶线是斜线的 方式，统称为斜线起爆。
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（4）直线掏槽起爆 该方式是利用沿一直线布置的密集炮孔首先起 爆，来开创新的自由面。基本形式如图1－28。
（5）临近边坡的预裂、光面爆破
• 预裂爆破的钻孔布置 • 1－预裂孔；2－缓冲孔；3－主爆孔
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• （6）逐孔起爆
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临近边坡的光面爆破，就是沿边坡的边界线钻 凿一排较密的平行钻孔，孔中内加入少量炸药， 与予裂爆破相反，在临近边坡的采掘带爆破后再 行起爆，从而沿密集钻孔形成平整的岩缝。
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• 爆破视频
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露天深孔爆破工艺包括哪些主要作业程序? 答：露天深孔爆破工艺主要包括装药前炮 孔检查、装药、填塞、敷设网路和起爆。
露天开采工艺
挡车垛安全高度0.6～1米 宽度1～2米 反向坡度2～5%
露天开采工艺
推土机排土场安全措施 （1）平原排土场反向坡度2－5%； （2）卸载点用推土机堆筑安全挡车垛； （3）排土机工作时推刀距离平台边缘不小 于0.5米。 （4）要有专人负责管理和指挥卸车作业， 夜间要有良好的照明措施。
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• 导致爆破事故的人为因素主要是爆破作业 人员安全技术差、安全意识淡薄和违章作 业。 • ．露天爆破飞散物（飞石）对人员的最小 安全距离是：浅孔爆破大块 300m；浅孔爆 破 200m(复杂地质条件下或未形成台阶工 作面时300m)；深孔爆破按设计确定，但不 少于200m。
露天开采工艺
• 实施爆破作业炮响后应怎样进行现场检查？ 答：现场检查应指派有经验的人员担任，在起 爆后15min，等待爆破岩体、残架（件）塌落稳 定后，才准进入工作面。发现有盲炮或尚未塌落 稳定的岩体及爆破体时，应立即划定危险范围， 设置标志，并派专人看守，无关人员不得接近； 同时报告爆破负责人，制订处理方案，指定专人 处理。发现有残留爆破器材时，应在以后的清渣 过程中指派专人负责配合，继续查找残留爆破器 材，按《爆破安全规程》规定集中销毁。
爆炸的分类： • 物理爆炸（不发生化学变化 ） • 核爆炸 （核裂变或核聚变 ） • 化学爆炸（有新的物质生成 ）
化学爆炸三要素
1
反应的放热性
2
反应过程的高速度
3
反应中生成大量气 体产物
炸药爆炸必须的能 源
爆炸反应区别一般 化学反应的重要标 志
炸药爆炸对外做功 的媒介
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生产台阶采掘爆破方法常见的有： (1)浅孔爆破（略） (2)深孔爆破 深孔爆破： 深孔爆破（孔径大于50mm，孔深大于5 米）的钻孔设备主要是潜孔钻和牙轮钻。 其钻孔可钻垂直深孔，也可钻倾斜炮孔。
露天开采基本概念
• 非工作帮：由已结束开采的台阶部分组成 的边帮。 最终边帮：露天采场开采结束时的边坡。 • 帮坡角：帮坡面与水平面的夹角边坡角。 • 最终帮坡角：最终帮坡面与水平面的夹角。 • 台阶坡面：台阶上、下平盘之间的倾斜面。 • 台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角。
露天开采基本概念
由于开采是从上向下逐台阶开采，致使上部 台阶先期开采到境界，部分形成固定边坡，而且 要求在较长时间内保持稳定，不发生大量滑坡。 从操作上讲，最终边坡角越小越安全。但最终坡 面角过小，会在开采过程中增加大量的剥岩量， 导致矿山经济效益恶化。如果加大最终边坡角， 超出了安全稳定的角度，会造成边坡滑坡，危及 采场作业人员的安全。在国内某大型露天矿山曾 发生几十万m3的滑坡事故，给矿山造成很大的经 济损失，因此不能盲目加大最终边坡角，以防事 故发生。国内一些矿山的最终边坡角变化在 35°~65°左右。
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• 深孔爆破的盲炮处理 • (1)爆破网路未受破坏，且最小抵抗线无变化者， 可重新连线起爆；最小抵抗线有变化者，应验算 安全距离，并加大警戒范围后，再连线起爆。 • (2)可在距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平 行孔装药起爆。爆破参数由爆破工程技术人员确 定并经爆破领导人批准。 • (3)所用的炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好， 可取出部分填塞物向孔内灌水使之失效，然后做 进一步处理。
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深孔爆破主要参数 （1）底盘抵抗线 按经验公式： W ＝ （25 ~ 45 ） d （2） 孔距a 与排距 b a＝mw 式中 m ——邻近系数，取1.0 ~ 2； w ——底盘抵抗线，米。 b ＝ （0.8 ~ 0.95 ） w （3）超深 超深一般控制在底盘抵抗线的5%~30%。
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• 排土工艺
排土工艺有：铁路运输排土、公路运输排土、 胶带运输排土 堆积废石和表土的专设场地空间叫排土场或废 石场。 根据排土场与露天采场的相对位置，分为内部 外部排土场，凡位于露天境界以外的排土场叫外 部排土场，位于露天矿采空区内部的叫内部排土 场。内排主要集中在矿山生产的中、后期。
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• 宝通西沟采区
江西德兴铜矿视频
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二、爆破工艺
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。 对爆破工作的要求： （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。
•
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• 直进坑线：运输设备不改变方向直达下一台阶的 坑线。
• 折返坑线：运输设备在运行中按“之”字形改变 运行方向的 坑线。 • 螺旋坑线：运输设备在运行中绕露天采场四周边 帮以螺旋 线方式改变运行方向的坑线。
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• 台阶构成要素： 如图1—2所示。H为台阶 高度；W1为前排钻孔的底 盘抵抗线；，L为钻孔深 度；l1为装药长度；l2为 填塞长度；h为超深；α为 台阶坡面角；a为孔距； b(图中未表示出来)为排距； B为在台阶面上从钻孔中 心至坡顶线的安全距离。