第3章露天矿开采程序
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• 适用于开采上小下大的矿体，陡帮开采可获得好的 经济效益
• 适用于开采剥离洪峰期或到达以前的露天矿
2020/3/20
21
五、生产剥采比的均衡
露天矿的生产剥采比是变化的 变化规律：上部较小、中部较大，下部又逐渐减少
生产剥采比的不均衡
✓ 设备管理困难
✓ 矿山工作人数变化大
✓ 生产组织管理要求高
要进行生产剥采比均衡：
2020/3/20
15
2020/3/20
三、并段
1.并段 一般情况下，露天采场扩展与延伸 过程中，每一台阶推进到最终边坡，均 与上部台阶留有平台 并段：将最终边坡上每隔两个或三 个台阶留一个平台，把原台阶合并成一 个高台阶
16
四、露天矿陡帮开采
陡帮开采：在工作帮上部分台阶作业，部分台阶 暂不作业，使工作帮坡角加陡，以推迟部分岩石剥离 ✓ 工作帮台阶依次轮流开采
11
2.平行采掘
电铲的采掘方向与台阶工作线 的方向平行，与台阶推进方向垂直
教材中介绍了汽车的不同调车 方向的采掘方式
2020/3/20
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二、工作线布置方式
依据工作线的方向与台阶走向的关系 工作线的布置方式： 纵向布置、横向布置、扇形布置 ✓ 纵向布置 工作线的方向与矿体走向平行
沿矿体走向掘出入沟，按采场全长掘开段沟形成初始工作
露天开采程序
第一节 掘沟
掘沟是新台阶开采的开始
在露天开采中，为使采矿场保持正常持续生产，需 及时准备出新的工作水平，新水平的准备工作包括掘 进出入沟、开段沟和为掘沟而在上水平所进行的扩帮 工作
掘沟类型：
汽车运输掘沟
铁路运输掘沟
无运输掘沟
2020/3/20
1
1. 凹陷露天矿掘沟
包括：
出入沟：连接上下两个水平的运输联系
2020/3/20
山坡地带的开采-分台阶逐 阶段向下
不需要在平地上向下掘沟 达下水平
在山坡适当位置拉开初始 工作面就可进行新台阶的推 进
---山坡露天矿掘沟 一般为单壁沟 是无运输掘沟
8
✓ 倒堆掘沟 用挖掘机将沟内的岩石直接倒置在沟旁的山坡
✓ 推土机开掘单壁沟 P351图15-3
2020/3/20
2020/3/20
剥离洪峰以前的岩石提前 剥离
22
六、露天矿的排水
露天矿排水系统
露天矿排水主要指排除进入凹陷露天矿采场的地下水和大 气降水
分为露天排水（明排）和地下排水 （暗排）两大类。
露天矿排水方案选择原则：
✓ 有条件的露天矿都应当尽量采用自流排水方案，必要时可 以专门开凿部分疏干平硐以形成自流排水系统。
✓ 陡帮开采的评价
优点：
• 基建剥岩量和基建投资少，基建时间短，投产早、达产快 • 可缓剥大量岩石，降低开采前期生产剥采比，均衡ns • 推迟最终边坡的暴露时间，减少边坡维护工作量和费用
缺点： • 采掘设备上下移动频繁，影响其生产力 • 运输道路工程量较大，线路修筑和维护工程量大，费用高 • 采场辅助工程量大(如供风、供水、供电线路移设次数多) • 管理工作要求严格（上下台阶之间的配合要协调）
沿出入沟的坡面从上而下穿凿不同深度的炮孔进行分段爆 破
开段沟 的爆破 为等深 孔爆破
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沟底宽度：掘沟的重要参数
从建设速度上来说，要求尽量小一些
最小沟底宽：满足装运设备基本的作业空间要求的 宽度
取决于电铲规格、汽车规格、采装方式、汽车的调 车方式
最小沟底宽度的计算
2020/3/20
经济评价：
• 陡帮开采只能改变矿岩量的时间分布，即采出时间，与非 陡帮开采在表态上总费用是一样的 • 动态法考虑是有益的
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陡帮开采的应用条件：
• 适用于开采倾角大的矿体(倾斜或急倾斜矿体)，前 期ns小，可获得好的经济效益 • 适用于覆盖岩层的矿体，基建剥岩量和前期ns可大 大减少
整个工作帮由一台挖掘机从上 而下轮流进行开采
只有一个台阶在工作，其余台 阶均处于非工作状态，故能最大 限度地加陡工作帮坡角
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✓ 工作帮台阶分组轮流开采 交工作帮上台阶分为若干组 每组2~5个台阶，由一台挖掘机开采
台阶分组轮流开 采时，只要相邻组的 挖掘机之间保持一定 的水平距离，就可以 保证安全生产
开段沟：为新台阶的开采提供初始作业空间
扩帮：边帮向外扩
出入沟的坡度取决于爬坡能力和运输安全要求，可达8~10%
2020/3/20
2
出入沟的爆破方式：
✓ 全沟等深孔爆破
一般适用移动出入沟 出入沟修在爆破后的松散碎石上 穿孔、爆破作业简单 路面质量差，影响汽车运行效率，加重了汽车轮胎的磨损
✓ 沿坡面不等深孔爆破
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✓ 台阶（挖掘机）尾随开采
一台挖掘机尾随另一台挖掘机向前推进
向前尾随的挖掘机构成一组，组内有若干台挖掘机作业
可以布置第二组、第三组
各工作帮任何一 个垂直剖面上，组 内只有一个台阶在 作业
可以加陡工作帮 边坡角
为保证安全，组 与组之间必须用一 条宽平台隔开
2020/3/20
19Baidu Nhomakorabea
✓ 露天和井下排水方式的确定。
对水文地质条件复杂和水量大的露天矿，首要问题是确定 用露天排水方式（明排），还是井巷排水方式。
当不采用矿床预先疏干措施时，应考虑井下排水方式为宜。
✓ 露天采矿场是采用坑底集中排水还是分段截流永久泵站方 式，应经综合的技术经济比较后确定。
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第二节 台阶的推进方式
掘沟（出入沟、开段沟） →工作面向外推进（台阶推进）
2020/3/20
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台阶推进方式包括 采掘方式 工作线布置方式
一、采掘方式 根据采掘方向和工作线方向的关系，有 垂直采掘+平行采掘 1.垂直采掘 电铲的采掘方向垂直于台阶工作线走向，即与台阶推进 方向平行
2020/3/20
4
沟外调车中线采装
沟外调车双侧交替采装
WDmin=2Hwz
WDmin=Hwz+K
K-电铲尾部回转半径
2020/3/20
5
沟内折返调车采装 WD=R+L+d/2+2e
2020/3/20
沟内环形调车采装 WD=2R+d+2e
6
铁路运输平装车掘沟
2020/3/20
铁路运输上装车掘沟
7
2. 山坡露天矿掘沟
面2020/3/20
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✓ 横向布置 工作线方向与矿体走向垂直
一般沿矿体走向布置出入沟，垂直于矿体掘短开段 沟形成初始工作面
（或不掘开段沟直接在出入沟底端向四周扩展，逐 步扩展成垂直矿体的工件面）
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✓ 扇形布置
工作线的方向与矿体走向间不存在固定的相交关 系，而是呈扇形向四周推进
• 适用于开采剥离洪峰期或到达以前的露天矿
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五、生产剥采比的均衡
露天矿的生产剥采比是变化的 变化规律：上部较小、中部较大，下部又逐渐减少
生产剥采比的不均衡
✓ 设备管理困难
✓ 矿山工作人数变化大
✓ 生产组织管理要求高
要进行生产剥采比均衡：
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三、并段
1.并段 一般情况下，露天采场扩展与延伸 过程中，每一台阶推进到最终边坡，均 与上部台阶留有平台 并段：将最终边坡上每隔两个或三 个台阶留一个平台，把原台阶合并成一 个高台阶
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四、露天矿陡帮开采
陡帮开采：在工作帮上部分台阶作业，部分台阶 暂不作业，使工作帮坡角加陡，以推迟部分岩石剥离 ✓ 工作帮台阶依次轮流开采
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2.平行采掘
电铲的采掘方向与台阶工作线 的方向平行，与台阶推进方向垂直
教材中介绍了汽车的不同调车 方向的采掘方式
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二、工作线布置方式
依据工作线的方向与台阶走向的关系 工作线的布置方式： 纵向布置、横向布置、扇形布置 ✓ 纵向布置 工作线的方向与矿体走向平行
沿矿体走向掘出入沟，按采场全长掘开段沟形成初始工作
露天开采程序
第一节 掘沟
掘沟是新台阶开采的开始
在露天开采中，为使采矿场保持正常持续生产，需 及时准备出新的工作水平，新水平的准备工作包括掘 进出入沟、开段沟和为掘沟而在上水平所进行的扩帮 工作
掘沟类型：
汽车运输掘沟
铁路运输掘沟
无运输掘沟
2020/3/20
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1. 凹陷露天矿掘沟
包括：
出入沟：连接上下两个水平的运输联系
2020/3/20
山坡地带的开采-分台阶逐 阶段向下
不需要在平地上向下掘沟 达下水平
在山坡适当位置拉开初始 工作面就可进行新台阶的推 进
---山坡露天矿掘沟 一般为单壁沟 是无运输掘沟
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✓ 倒堆掘沟 用挖掘机将沟内的岩石直接倒置在沟旁的山坡
✓ 推土机开掘单壁沟 P351图15-3
2020/3/20
2020/3/20
剥离洪峰以前的岩石提前 剥离
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六、露天矿的排水
露天矿排水系统
露天矿排水主要指排除进入凹陷露天矿采场的地下水和大 气降水
分为露天排水（明排）和地下排水 （暗排）两大类。
露天矿排水方案选择原则：
✓ 有条件的露天矿都应当尽量采用自流排水方案，必要时可 以专门开凿部分疏干平硐以形成自流排水系统。
✓ 陡帮开采的评价
优点：
• 基建剥岩量和基建投资少，基建时间短，投产早、达产快 • 可缓剥大量岩石，降低开采前期生产剥采比，均衡ns • 推迟最终边坡的暴露时间，减少边坡维护工作量和费用
缺点： • 采掘设备上下移动频繁，影响其生产力 • 运输道路工程量较大，线路修筑和维护工程量大，费用高 • 采场辅助工程量大(如供风、供水、供电线路移设次数多) • 管理工作要求严格（上下台阶之间的配合要协调）
沿出入沟的坡面从上而下穿凿不同深度的炮孔进行分段爆 破
开段沟 的爆破 为等深 孔爆破
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沟底宽度：掘沟的重要参数
从建设速度上来说，要求尽量小一些
最小沟底宽：满足装运设备基本的作业空间要求的 宽度
取决于电铲规格、汽车规格、采装方式、汽车的调 车方式
最小沟底宽度的计算
2020/3/20
经济评价：
• 陡帮开采只能改变矿岩量的时间分布，即采出时间，与非 陡帮开采在表态上总费用是一样的 • 动态法考虑是有益的
2020/3/20
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陡帮开采的应用条件：
• 适用于开采倾角大的矿体(倾斜或急倾斜矿体)，前 期ns小，可获得好的经济效益 • 适用于覆盖岩层的矿体，基建剥岩量和前期ns可大 大减少
整个工作帮由一台挖掘机从上 而下轮流进行开采
只有一个台阶在工作，其余台 阶均处于非工作状态，故能最大 限度地加陡工作帮坡角
2020/3/20
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✓ 工作帮台阶分组轮流开采 交工作帮上台阶分为若干组 每组2~5个台阶，由一台挖掘机开采
台阶分组轮流开 采时，只要相邻组的 挖掘机之间保持一定 的水平距离，就可以 保证安全生产
开段沟：为新台阶的开采提供初始作业空间
扩帮：边帮向外扩
出入沟的坡度取决于爬坡能力和运输安全要求，可达8~10%
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出入沟的爆破方式：
✓ 全沟等深孔爆破
一般适用移动出入沟 出入沟修在爆破后的松散碎石上 穿孔、爆破作业简单 路面质量差，影响汽车运行效率，加重了汽车轮胎的磨损
✓ 沿坡面不等深孔爆破
2020/3/20
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✓ 台阶（挖掘机）尾随开采
一台挖掘机尾随另一台挖掘机向前推进
向前尾随的挖掘机构成一组，组内有若干台挖掘机作业
可以布置第二组、第三组
各工作帮任何一 个垂直剖面上，组 内只有一个台阶在 作业
可以加陡工作帮 边坡角
为保证安全，组 与组之间必须用一 条宽平台隔开
2020/3/20
19Baidu Nhomakorabea
✓ 露天和井下排水方式的确定。
对水文地质条件复杂和水量大的露天矿，首要问题是确定 用露天排水方式（明排），还是井巷排水方式。
当不采用矿床预先疏干措施时，应考虑井下排水方式为宜。
✓ 露天采矿场是采用坑底集中排水还是分段截流永久泵站方 式，应经综合的技术经济比较后确定。
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第二节 台阶的推进方式
掘沟（出入沟、开段沟） →工作面向外推进（台阶推进）
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台阶推进方式包括 采掘方式 工作线布置方式
一、采掘方式 根据采掘方向和工作线方向的关系，有 垂直采掘+平行采掘 1.垂直采掘 电铲的采掘方向垂直于台阶工作线走向，即与台阶推进 方向平行
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沟外调车中线采装
沟外调车双侧交替采装
WDmin=2Hwz
WDmin=Hwz+K
K-电铲尾部回转半径
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沟内折返调车采装 WD=R+L+d/2+2e
2020/3/20
沟内环形调车采装 WD=2R+d+2e
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铁路运输平装车掘沟
2020/3/20
铁路运输上装车掘沟
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2. 山坡露天矿掘沟
面2020/3/20
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✓ 横向布置 工作线方向与矿体走向垂直
一般沿矿体走向布置出入沟，垂直于矿体掘短开段 沟形成初始工作面
（或不掘开段沟直接在出入沟底端向四周扩展，逐 步扩展成垂直矿体的工件面）
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✓ 扇形布置
工作线的方向与矿体走向间不存在固定的相交关 系，而是呈扇形向四周推进