露天开采矿山采矿技术及管1

露天开采矿山采矿技术及管理

新疆金宝矿业李永凤

前言

随着我国国民经济的快速增长，城市化、工业化进程的加快以及我国社会消费结构的变化，对资源的需求越来越大，拉动了我国矿业的快速发展，可以说最近10年矿产资源开发达到前所未有的顶峰时期，同时在这一时期采矿技术和理论取得较大进展，许多采矿新技术、新工艺、新设备和新材料在矿山得以应用。而各个矿山的矿产资源的埋藏条件、矿岩性质、开采条件等方面存在各自不同，开采方式也就随之不同，金属非金属矿山主要开采方式有露天开采和地下开采，这里主要就金属、非金属矿山露天开采的采矿技术和管理以金宝公司铁矿山开采的一些实践经验与大家一起探讨。

第一章：露天矿山的基本概念、特点和构成要素

对于一个从事露天矿山开采和管理的采矿专业人员，必须对矿山的基本概念及其特点和构成要素十分熟悉，甚至要掌握，这样才便于我们管理和掌控矿山生产和建设的各个过程，能更准确和针对各个工作内容的特点去解决问题。

一、露天开采矿山概念

露天开采矿山指对露出地表或埋藏不深的矿床，采用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作业，通过露天运输道路把矿石或岩石运至地表的矿山。

根据矿床埋藏的地形条件和地形条件，露天矿山分为山坡露天矿和凹陷露天矿：开采水平高于当地地表标高的部分称为山坡露天矿，

低于当地地表标高的部分称为凹陷露天矿。

对于一个露天矿山来说，从开始到终了，可能一直以种形态存在，也可能开始是山坡露天，到后期发展为凹陷露天矿，或者在某一生产时期内两种形态并存。判断一个矿山是山坡露天还是凹陷露天矿，最简单和直观的方法就是看看矿山的最终出入沟是单壁沟还双壁沟，单壁沟为山坡露天，双壁沟既为凹陷露天矿。对一个露天矿山，尽可能利用地形条件，增加山坡露天区域。

金宝公司铁矿前期为山坡露天矿、中期为山坡和凹陷露天矿并存、后期转为全凹陷露天矿。（附图或照片）

二、露天开采矿山的特点（或优缺点）：

1、优点：

（1）受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利于实现自动化生产，从而大大提高开采强度和矿石产量。目前世界上最大的露天铁年产铁矿石量已超过6000万吨。

（2）资源回收率高。一般矿石损失率为3－5%，贫化率为5%－８%。

（3）劳动生产率高。露天开采由于作业条件好，机械化程度高，其劳动生产率要比地下开采要高许多。

（4）生产成本低。露天开采的成本一般比地下开采成本低50－75%，因而有利于大规模开采低品位矿石。

（5）开采条件好，作业比较安全。

（6）建设速度快，单位矿石基建投资低。我国大中型露天矿基

建期一般约为3－4年，而大型地下矿基建时间要7－10年。一般大型露天矿单位矿石基建投资比地下矿要低1－3倍。

2、缺点：

（1）占用土地多，地表受破坏严重，污染环境大。

（2）受气候影响大。如严寒、冰雪、酷热和暴雨等天气对露天开采有较大影响。

（3）对矿床的埋藏条件要求严。埋藏较深的矿床，露天开采范围受到限制。

掌握露天开采的特点，对于新开发矿山的方案选择方面有着重要意义。

三、露天采场的构成：

露天采场是指由开采形成的采坑、台阶和露天沟道的总和构成。（附图）其中采坑由：边帮、工作帮、工作平盘、非工作帮、最终境界线、采场最终开采深度等构成。（附件１）。

掌握和熟悉露天采场的构成及其概念、特点和要求，对于我们日常开采管理和制定生产方案时能准确作出对应安排。

第二章露天矿山采矿方法和采矿工艺

一、露天矿床开拓方式：

露天矿床开拓的概念：就是建立地面与露天采场各工作水平之间的运输通道（即出入沟或井巷），以保证露天采场正常的运输联系，及时准备出新的工作水平。

露天矿床开拓与运输方式有着密切关系。开拓方式的选择正确与

否直接影响矿山基建工程量、基建投资、投产与达产时间、矿山生产能力、生产成本等重要指标。

露天矿山开拓运输方式可分为公路运输开拓、铁路运输开拓、公路――铁路联合运输开拓、公路（或窄轨铁路）――斜坡提升联合运输开拓、公路（或窄轨铁路）――平硐溜井联合运输开拓、公路――破碎站――胶带机联合运输开拓、自溜――斜坡卷扬提升运输开拓等7种方式。（附件2）。

金宝公司属于单一汽车――公路开拓方式。

矿山开拓方式没哪一种是最优的，只有更适合的，同时随着勘探程度的提高，地质情况变化到一定程度，开拓方式还可以进一步优化，甚至完全改变。

二、露天矿的开采方式

露天矿的开采方式是指在露天矿合理的境界（或最终境界）范围内，采剥顺序在时间、空间和条件的发展变化形式。我国露天矿（特别是金属露天矿）的开采方式随开采设备和技术的不断发展而不断改革。20世纪50年代一般采用全境界（不分期）开采方式，存在建设周期长、投资大等弊病。60～70年代，凡具备条件的矿山普遍采用分期开采方式。这样矿山可由小到大、先富后贫、先易后难，并使矿山初期建设速度加快，经济效益明显改善，单矿山在过渡期剥离洪峰值往往很高，导致矿山设备、供电、人员及成本陡增，给生产管理带来很多不利因素。70年代以后，设计和可行性研究中提出了在分期过渡开采特别是全境界开采方式中的一些弊病。

我国金属露天矿开采方式大体分为全境界（不分期）开采方式和分期开采方式两大类。而分期开采又分为分期过渡开采（分期时间长）、扩帮开采（或称分期开采，其分期时间短）和分区开采。（附件三）金宝公司属于分期开采：初期设计为露天和地下联合开采，露天部分又分为10号、18号、22号三个采场，开采深度至1030水平，后期经过勘探，查明矿体上部分枝较多，深部18号、22号矿体合并为一个矿体，埋藏深度在距地表400米范围，矿体厚大，连续性好，适合大露天开采，经设计论证，可以采用大露天开采。因此，金宝公司矿山初期分成三个独立小采区，逐步过渡至一个大采区，属于较典型的分期开采的露天矿山。

露天矿山开采是一个动态的管理过程，开采方式也将随着开采条件变化和地质情况变化而不断调整。

三、露天矿采剥方法

露天矿采剥方法通常包括开沟位置，推进方向，采掘工作面布置形式及构成要素等方面的内容。采剥方法不仅在技术上对整个露天矿生产工艺有较大影响，而且在经济上对基建工程量、建设速度、投产达产时间、初期生产剥采比等有密切关系。

矿山初期常常对厚大、品位高的矿体段作为首采方向，并针对该区段进行开沟和设计开采布置，以期以最快的时间和最小的投入达到矿石采出目的，但这里需注意，我们必对矿山同步做出中期施工规划，达到时间换空间的目的，最终回归到正常开采次序上来。

露天矿采剥工作面最常见的布置形式有两种：即纵向采剥工作面