露天煤矿开采基础知识(讲稿)

露天煤矿开采基础知识煤炭行业安全生产专业术语讲解2009 年 9 月 1 日第一部分 概述 ..................................... 2 一、露天开采特点 ..................................... 2 二、露天开采的基本步骤： .............................. 2 三、采场要素 ......................................... 3 第二部分 露天采煤的主要工艺过程 ...................... 5 一、穿孔 ............................................. 5 二、爆破工作 ......................................... 6 三、采装工作 ......................................... 8 四、运输工作 ......................................... 8 五、排土工作 ......................................... 8 第三部分 露天矿开拓开采及开采境界 .................... 8 一、露天矿开拓 ....................................... 8 二、首采区位臵的选择： ................................ 9 三、公路运输开拓 ..................................... 9 四、露天矿开采境界.................................... 9 五、间断开采工艺 .................................... 12 六、汽车运输 ........................................ 12 七、排土场 .......................................... 13 八、土地复垦 ........................................ 15 九、边坡稳定工程 .................................... 15 十、防水和排水 ...................................... 15 十一、地面防排水 .................................... 15 十二、工业场地总平面布臵 ............................. 16 十三、安全生产专业术语解释 ........................... 16-1-对于储量丰富、 埋藏浅的煤田， 可采用剥离煤层上部覆盖岩层的 方法进行开采， 这种开采方法叫做露天开采。

露天开采的特点是将采 掘空间直接敞露于地表，为了采煤需剥离煤层上覆及其四周的岩土。

因此， 采场内建立的露天沟道线除为系统担负着煤炭运输外， 还需将 比煤量高几倍的土岩运往指定的排土场。

所以， 露天开采是采煤和剥 离两部分作业的总称。

第一部分一、露天开采 特点 1、 2、 3、 4、 5、 6、 生产规模大，劳动效率高。

回采率高，成本低。

开采强度大，可用大型设备。

概述建设速度快，生产安全，劳动条件好。

占地多，污染环境。

受气候影响大。

暴雨、严寒等恶劣天气都会影响生产。

二、露天开采的基本步骤： 1、准备：清除开采境界内的障碍物。

如：村庄、森林、交通线 等。

2、疏干：地下水位降低，保证安全生产。

3、基建：运输道路、工作线、地面构筑物和其他设施。

4、生产：包括剥离和采煤。

剥离生产工艺包括：穿孔、爆破、 采装、运输、及岩石排弃。

-2-三、采场要素 主要包括：开采境界、采场边帮、边坡角、台阶等。

（一） 1、 露天开采境界及边帮要素露天开采境界 露天开采终了时的空间，即为开采境界C B G A 煤层?说明：AD---工作台阶（工作帮） CD、BA---非工作台阶（非工作帮） ---工作帮坡角  、 ---最终帮坡角 ? ---汽车和挖掘机示意图 以开采完的煤层边界DEF 煤层图（1） 露天矿采场要素示意图未开采煤层2、露天矿采场边帮 由采场四周所有台阶组成的总体表面，称为露天采场边帮。

采场的边帮包括工作帮、非工作帮及端帮。

（1）工作帮：正在进行开采的边帮或一部分。

（2）非工作帮：由非工作台阶所组成的边帮。

（3）端帮：位于矿体两端的称为端帮。

3、边坡角 采场内工作边帮角与最终边帮角，统称为边帮角。

（1）工作边帮角 图（1）中  ，工作帮最上台阶与最下台阶坡 底线形成的假象平面与水平面的夹角。

-3-（2）最终边帮角图（1）中  、  ，露天采场终了时，最上台阶 坡顶线和最下台阶坡底线组成的假想平面与水平面的夹角。

（二）台阶要素 见图（2）14 53 2说明： 1 ---台阶坡面角 h ---台阶高度 1---上部平盘 2---下部平盘 3---台阶坡面 4---坡顶线 5---坡底线1h图（2）在开采过程中，根据采运作业要求将矿体按一定高度的水平分 层，每一分层称为台阶。

台阶包括以下内容： 1、台阶的上部水平面叫上部平盘。

图中 1 2、台阶的下部水平面叫下部平盘。

图中 2 3、台阶坡面——台阶朝向采空区一侧的倾斜面。

图中 3 4、台阶坡面角——台阶坡面与水平面的夹角。

图中  5、台阶坡顶线——台阶上部平盘与坡面的交线。

图中 4 6、台阶坡底线——台阶下部平盘与坡面的交线。

图中 5 7、台阶高度——台阶上平盘与下平盘的垂直距离。

图中 h （三） 、开拓及开采要素 见图（3）-4-D1---1开断沟1出入沟A1B C图（3）出入沟与开段沟示意图（1）出入沟（出车沟） 。

建立某水平与矿体间运输联系的沟道。

图中 AB。

（2）开段沟。

工作台阶上为创造初始工作线而开掘的水平沟。

图中 CD。

（3）开采顺序。

采场内土岩剥离和采煤工程在空间与时间上合 理配合的顺序。

第二部分露天采煤的主要工艺过程露天采剥工艺，根据采掘、运输、排土三个主要环节所采用设备 的工作特点，分为间断、连续及半连续作业工艺。

（1）间断作业。

这种工艺系统的特点是各环节开采设备对矿岩 的有效作业，具有周期性的间断。

如：单斗电铲采掘---铁道（或汽 车） ，运输---排土犁排土。

适用于各类岩层。

（2）连续作业：系指在装载、运输和排弃(或储存)过程中，开 采物料的货流是连续的。

工艺有：轮斗挖掘机---带式输送机---排土机和水利开采等，-5-均属连续开采工艺。

适用于松散或松软的岩层。

（3）半连续作业工艺系统。

仅是对工作面或干线运输实现连续 化的问题。

这种工艺系统的特点是部分环节连续， 另一部分环节是间 断作业。

如：单斗电铲采掘---坑内破碎---胶带运输；适用于中等强 度的岩层。

以下重点介绍我国露天煤矿采用的间断作业工艺方法。

我们中汇 公司采用的是单斗——汽车作业工艺。

一、穿孔 在露天开采过程中，硬岩平台必须进行爆破使其松碎，故采用穿 孔机械按设计要求打出炮孔，装药爆破后使其破碎成一定规格的块 度，以便采装。

二、爆破工作 （一） 爆破参数 见图（4）b Chnαw附图（4）L2L1-6-a---- 孔距 m 距 mb----行距 mc----边坡d----孔径 mm m w---- 底盘抵抗线 mm 度mh------台阶高度 mn-----超钻L1----充填高度 mL2---药柱高（二） 、装药量与装药结构 1、装药量 每孔装药量 Q Q=q×V 孔 Kg/m3式中：q---单位体积矿岩消耗量 V 孔---炮孔体积 m32、装药结构装药结构分两种：连续装药和分段装药。

连续装药是将炸药集中 孔底，适用于底盘抵抗线较大，而且上软下硬的岩层；分段装药是炸 药在孔内均匀分布，岩石破碎均匀，能降低单位炸药消耗量。

（三） 、爆破方式 起爆方式有：单排即发和多排毫秒微差起爆两种。

单排起爆一次爆破量少，岩石大块多。

多排微差爆破使矿岩破碎 均匀，产生的根底与大块少，爆破率高，爆堆集中，有利于采装。

-7-图（5）钻孔布臵及爆破参数示意图 1、露天煤矿正常的剥离和采煤工作，应采用深孔松动爆破法， 煤层爆破禁止超钻。

2、对一次爆破后发生的大块岩石，可采用炮眼法。

进行二次爆 破或进行机械破碎。

禁止使用裸药包爆破法。

3、采用电雷管引爆时，应配备雷电预警装臵。

三、采装工作 把土岩自整体中（软土岩）或把爆破成碎块的岩石装载于运输工 具或直接排卸到排土场的工作，叫采装工作。

露天矿生产中采装工作占主导地位，采装广泛采用正铲挖掘机， 并向大型挖掘机械发展。

四、运输工作 是将土岩及矿物从工作面运至指定的卸载地点， 矿物的卸载地点 是煤场和选煤厂。

土岩的卸载地点是排土场。

露天矿运输方式有铁路、公路、强力带式输送机等运输类型。

-8-五、排土工作 排土场分为内部排土场和外部排土场。

内部排土场是将岩石直接 排弃在露天矿的采空区内， 是一种最经济的排土方式。

外部排土场是 将岩石向露天坑境界以外地方排弃。

第三部分一、露天矿开拓露天矿开拓开采及开采境界露天矿开拓主要包括确定矿体开采顺序、开拓方法、台阶高度及 坑线布臵等内容。

露天煤矿开拓运输方式应根据设计生产能力、 开采 工艺、开采程序、煤层赋有条件、地形条件和总平面布臵等因素，经 多方案比选确定。

对剥离量大、 煤岩流向分散或分区开采的露天煤矿， 宜采用多出入沟开拓运输方式。

1、当采用铁路运输时，宜采用固定坑线。

当开采急倾斜煤层， 采用内部排土或采掘场非工作帮边坡稳定条件较差时， 可采用移动干 线。

2、根据地形、地质条件，可按不同开采地段、开采深度和煤岩 物料性质，选择不同的开拓运输方式。

二、首采区位臵的选择： 1、首采区应选在煤层埋藏较浅，基建工程量少、初期生产剥采 比较小的地段： 2、勘探程度高，煤质好； 3、内外排条件好，运输距离近；-9-4、有利于地面工业场广的布臵；5、有利于采区衔接过渡，便于矿山工程发展；三、公路运输开拓公路开拓采用的运输设备是汽车，坑线坡度可达7%，转弯半径小，所以坑线布臵较为灵活，不需要停车换向，而且比铁路运输线路工程量小、基建时间短、投资少。

坑线的平面形状可为直进、回返或螺旋方式。

四、露天矿开采境界1、露天矿开采境界包括地面与底部的境界、最终开采深度与最终边坡角度。

影响露天矿开采境界的因素有自然因素、开采技术条件和经济因素。