武汉理工大学露天采矿第08章矿床露天开拓

按运输方式不同，露天矿开拓可以分为： 公路运输开拓 铁路运输开拓 平硕溜井开拓 胶带运输开拓 斜坡提升开拓 联合开拓
8.2 开拓方法
8.2.1 公路运输开拓
公路运输开拓采用的主要设备是汽车。 其坑线布置形式有： 直进式 回返式 螺旋式 多种形式相结合的联合方式
（1）直进式坑线开拓
矿床露天开采
第8章 矿床露天开拓
8.1 概述
露天矿开拓就是建立地面到露天采场各工作水平 以及各工作水平之间的矿岩运输通道，建立采矿 场、受矿点、废石场、工业场地之间的运输联系， 形成开发矿床的合理运输系统。
其主要研究内容是开拓运输方式、开拓坑线的位 置及其布置形式，目的是保证矿山持续生产。
露天矿床开拓与运输方式和矿山工程的发展有着 密切联系，而运输方式又与矿床地质地形条件、 开采境界、生产规模、受矿点和废石场位置等因 素有关。所以，露天矿床开拓问题的研究，实质 上就是研究整个矿床开发的程序，综合解决露天 矿场的主要参数、工作线推进方式、矿山工程延 深方向、剥采的合理顺序和新水平准备，以建立 合理的矿床开发运输系统。
当山坡露天矿高差不大、地形较缓、开采水平较 少时，可采用直进式坑线开拓，如下图所示。运 输干线一般布置在开采境界外山坡的一侧，工作 面单侧进车。
当凹陷露天矿开采深度较小，采场长度较大时， 也可采用直进式坑线开拓。公路干线一般布置在 采场内矿体的上盘或下盘的非工作帮上。条件允 许时，也可在境界外用组合坑线进人各开采水平。 但由于露天矿采场长度有限，往往只能局部采用 直进式坑线开拓。
（2）回返式坑线开拓
当露天矿开采相对高差较大、地形较陡，采用直进式坑线 有困难时，常采用回返式坑线开拓，或采用直进－回返联 合坑线开拓，如下图所示。
山坡露天矿开拓干线在基建时期应修筑到最上一个开采水 平。开拓线路一般沿自然地形在山坡上开掘单壁路堑，随 着开采水平不断下降，上部坑线逐渐废弃或消失。在单侧 山坡地形条件下，坑线应尽量就近布置在采场端帮开采境 界以外，以保证干线位置固定且矿岩运输距离较短。在采 场位于孤立山峰条件下，则应将坑线布置在开采工作面推 进方向的对侧山坡卿非工作山坡一侧），这样，多水平同 时推进时，可以保证下部工作面推进不会切断上部开采台 阶的运输通道。
（3） 螺旋坑线开拓
螺旋坑线开拓一般用于深凹露天矿。坑线从地表 出人沟口开始，沿着采场四周最终边帮以螺旋线 向深部延伸。由于没有回返曲线段，扩帮工程量 较小，而且螺旋线的曲率半径大，汽车运行条件 好，不必因经常改变运行方向而不断变换运行速 度，因而线路通过能力大。但回采工作必须采用 扇形工作线，其长度和推进方向要经常变化，巳 各开采水平相互影响，使生产组织工作复杂。
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凹陷露天矿的回返坑线一般布置在采场底盘的非工作 帮卜，可使开拓坑线离矿体较近，基建剥岩量较小， 可缩短基建时间，节约投资。若坑线布置在采场顶盘 的非工作帮上时，则与上述柏反。只有当底帮岩石不 稳固，或地形不允许，或为了减少矿岩接触带的矿石 损失贫化时，才将坑线布置在采场的顶帮。
回返坑线开拓适应性较强，应用较广。但由于回返坑 线的曲线段必须满足汽车运输要求（如线路内侧加宽 等），使最终边帮角变缓，从而使境界的附加剥岩量 增加。因此，应尽可能减少回头曲线数量，并将回头 曲线布置在平台较宽或边坡较缓的部位。
当采场面积较小，且长、宽尺寸相差不大，同时 开采的水平数较少，以及采场四周岩石比较稳固 时，可采用螺旋坑线开拓。
由于露天采场空间一般是变化的，坑线往往不能 采用单一的布置形式，而多采用两种或两种以上 的布置形式，即联合坑线，如下图为上部回返， 下部螺旋的回返－螺旋联合坑线开拓方式。
（4）公路运输开拓的出人沟口与连接平台
凹陷露天矿的坑线布置形式主要取决于采场的大 小与形状、工作线的推进方向和生产规模。通常 将坑线布设在底帮或顶帮上，但有时为了减少折 返次数，也可将上部折返坑线改造成螺旋坑线。 下图为凹陷露天矿顶帮固定直进－折返坑线开拓 系统。
大多数露天矿都先是山坡开采后转为凹陷露天开 采。故确定坑线位置时，既要考虑总平面布置的 合理性，又要照顾以后向凹陷露天矿的过渡，力 争使线路特别是站场的移设和拆除工程诅最小。
（2） 线路数目及折返站
根据露天矿的年运输量，开拓沟道可铺设单线或 双线。大型露天矿年运输量超过 700X104t时， 多采用双干线开拓，其中一条为重车线，另一条 为空车线；年运量小于该值时，则采用单干线开 拓。
a. 出人沟口
公路开拓的坑线出人沟口应尽量设置在工程地质条件较好， 地形标高较低，距工业场地及矿、岩接受点较近的地方； 应避免和减少重载汽车在采场内作反向运行及无谓增加上 坡距离，尽可能使矿石及岩石的综合运输功小，所需运输 设备数量少。当废石场的位置分散和为了保证露天矿的生 产能力，以及为使空、重车顺向运输时，在服务年限较长 的露天矿可采用多出人沟口。多出人沟口使坑线增多，附 加剥岩量加大，掘沟工程量及费用也增多，因此，出人沟 口的数目应根据矿山规模、矿山总平面布置及生产需要综 合进行技术经济分析后确定，一般数目不宜过多。
8.2.2 铁路运输开拓
（1） 坑线位置
因铁路运输牵引机车爬坡能力小，每个水平的出人沟和折 返站所需线路较长，转弯曲线半径很大，故不适用于采场 面积小，高差较大的露天矿开拓；也不宜采用移动坑线或 回返坑线。铁路运输开拓采用较多的坑线形式为直进式、 折返式和直进－折返式。
山坡露天矿的坑线位置，主要取决于地形条件和工作线 的推进方向。当地形为孤立山峰时，通常将坑线布设在工 作帮的背面山坡上；当地形为延展式山坡时，通常将坑线 布设在采场的一侧或两侧。山坡露天矿常采用直进式或直 进折返式布置。下图为歪头山露天铁矿上部开拓系统示意 图。
b. 连接平台
开拓坑线一般采用较大的坡度以缩短运距，但重 载汽车长距离上坡或下坡运行时，容易使发动机 和制动装置过热而引起机械损坏，发生事故。为 了保证行车安全，延长汽车使用寿命，满足坑线 坡长限制的要求，以及便于从坑线向各采剥台阶 引人运输线路，故应在开拓坑线与各台阶交汇处 设置长度40～60m、坡度不超过3％的平坡或缓 坡段，这就是连接平台。