露天矿山采矿方法(露天矿山采剥工作面) 露天矿开采剥离方法:& nbsp；& nbsp剥离法主要研究采矿精度、露天开采中的剥离、采矿工程的开采顺序以及它们之间的时间空关系。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp采矿方法按工作线的布置可分为:1-纵向采矿法；2-水平剥离法；3扇开采剥离法；四环开采剥离法 & nbsp& nbsp& nbsp一、垂直剥离法:& nbsp& nbsp在垂直采剥时，露天矿采剥线沿矿体走向布置，水平推进。 露天矿采用固定坑线开拓时，工作线由顶壁推到底壁，或由底壁推顶壁。但一般采用底壁固定坑线开拓，如大冶铁矿、前尖山铁矿。 当明沟布置在矿体上盘与下盘的接触线上或矿体中部时，也可采用活动坑线开拓。 工作线从中间向顶侧和底侧前进。 大孤山铁矿设计采用下盘移动坑线开拓，工作面被推向顶侧和底侧。 & nbsp& nbsp& nbsp(一)工作面的主要参数:& nbsp& nbsp工作面的主要参数有:台阶高度、采区长度和最小工作面宽度等。 高度和矿区长度分别列于表1和表2。 1 & nbsp阶梯挖掘机的铲斗容量(m3)和阶梯高度(m3)分别为1 ~ 24 ~ 4.6 > 610 ~ 1212 ~ 1314 ~ 16。表2:采区长度挖掘机铲斗容量(m3)台阶高度(m3)挖掘机最小采区长度(m)铁路运输汽车运输12448 ~ 1016 < 10 < 10101215≥15200300450450150200250300350400:& nbsp；& nbsp工作平板宽度:对于岩石剥离步骤，不小于最小工作平板宽度Bmln。 对于采矿台阶，工作平板的宽度b为b = bmln+bp:其中:Bmln——最小工作平板宽度，m；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspBp——储量开采宽度，m & nbspBp = AptpLh & nbsp式中:AP——露天矿固体矿石生产能力，m3/a；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspTp——储量开采体积的开采时间，a；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspL——开采线的总长度，m；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspH——台阶高度，m；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspB——工作平盘的宽度，m & nbsp& nbsp& nbsp纵向采剥时工作边坡角φ值为:& nbspgφ= B1+B2+B3+…+BN+(H1+H2+H3+…+HN)CTGαH1+H2+H3+…+HN其中:B1，B2，B3，…，Bn——工作平盘宽度，m；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspH1，h2，h3，…，hn——台阶高度，m；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbspα ——台阶坡度的角度，(°) & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp当H1 = H2 = H3 = HN = H，B1 = B2 = B3 = BN = B时，可以写成:ctgφ= B+H ctgαH & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp(二)垂直开采剥离法的主要优缺点:& nbsp& nbsp 主要优势有:& nbsp；& nbsp1.垂直开采时，工作线平行推进，因此沿工作线的开采带宽度基本相等，充分利用了工作线，有利于管理。 & nbsp& nbsp& nbsp2.开沟可布置在矿体上盘或顶盘，工作线垂直推进，有利于减少矿石损失贫化。 & nbsp& nbsp& nbsp垂直采剥法的主要缺点是:在一定的矿山技术条件下，矿岩内部运输距离较大(与水平采剥法相比)；工作线从底壁向顶壁推进时，矿石损失贫化大；矿体倾斜、急倾斜时，基建剥岩量大；垂直剥离法不灵活，不利于矿石品种和品位波动较大的矿山分采。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)垂直开采& nbsp；剥离法的适用条件:& nbsp；& nbsp1.铁路运输的露天矿；& nbsp& nbsp& nbsp2.纵横比接近1的汽车运输露天矿；& nbsp& nbsp& nbsp3.有特殊要求的汽车运输地雷 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(4)举例:& nbsp& nbsp大冶铁矿东露天采场 大冶铁矿东露天采场原设计矿石生产能力为290万吨/年(年产量为200万吨/年)。 设计坑底标高为:象鼻山为0m，狮子山为-36m，尖山为-96m，坑底长390m，宽20 ~ 50m，封闭圈标高为+72m。 顶壁最终倾角为47° ~ 50°，底壁最终倾角为42° ~ 44°。 +180至+0m之间，采用准轨铁路运输，固定底墙折返坑线开拓。坡度限定为I = 35%，+0m以下采用公路运输。 +180米至-96米形成铁路公路联合运输。 采场主要参数为:台阶高度12m，工作平板宽度30 ~ 50m，储备采矿能力2 ~ 2.5个月。 沟段底宽24m，由露天矿底壁布置，沟沿矿体走向开挖，工作线由底壁向顶壁推进。 & nbsp& nbsp& nbsp采场采用铲斗容量为3 ~ 4m3的挖掘机装载，80t、150t电机车和60t自卸汽车重点粘附，DTH钻机打孔。 & nbsp& nbsp& nbsp挖掘机效率一般在100万~ 140万吨/年，单机一度达到176.4万吨/年；潜孔钻机效率约20% m/年，单机已达24300m/年；电机效率通常在60 ~ 70万吨/年，单机已经达到90.5万吨/年。 & nbsp& nbsp& nbsp二。水平剥离法:& nbsp& nbsp横向采剥法是指露天矿采剥工作线横向于矿体走向布置，沿矿体走向推进，如图1所示。 沟槽可布置在露天矿的端部或边界内的任何地方，沟槽垂直于矿体挖成初始工作线，由一端向另一端推进，或由中间向两端推进。 1 & nbsp水平剥离法1-露天开采境界；2-矿体:& nbsp& nbsp(1)水平采剥工作面主要参数:& nbsp；& nbsp横向采剥工作面的主要参数包括台阶高度、工作平板宽度、工作边坡坡角等。 这些参数的值和计算方法与纵向开采和剥离相同或相似。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)水平开采和剥离方法的优缺点:& nbsp& nbsp& nbsp1.减少基建量。 研究表明，不同采场长度的基建工程量见表3。 & nbsp& nbsp& nbsp2.减少采场内部的运输距离。以兰关铁矿为例。垂直开采与水平开采及剥离方式运距对比见表4，垂直开采及剥离均为100%。 (该矿采用平硐溜井开拓) & nbsp& nbsp& nbsp3.减少开沟数量。 当采用长沟开拓，采场长宽比为1.5 ~ 2.0时，水平开采的明沟数量比垂直开采少35% ~ 50%。 表3:不同长度比基建工程量采场尺寸(M)基建工程量(万m3) V2/V1× 100%长度(L)宽度(B)L/B垂直开采(V1)水平开采(V2)100015002002500000100001 . 0001 . 52 . 100000000000001表4:蓝剑铁矿纵向、水平开采与剥离法、垂直开采与平均运距(米)%平均运距(米)%平均运距(米)%平均运距(米)%兰家火山上、中、下部45029030010010090014005000100020045696 0400400100100100100105010010010010015020020077& nbsp& nbsp(3)增加工作线长度。 以蓝剑铁矿为例，当开采技术条件和工作面参数相同时，工作线长度见表5。 表5:蓝剑铁矿垂直开采线与水平开采线对比①采场开采线长度(m)垂直增加值水平比例垂直开采与水平开采剥离(m)(%)上、中、下2280370439055006300670180019 1029 . 448 . 743 . 5:& nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp①表中数值为“兰家火山采场”和“尖包包采场”(即蓝剑铁矿)数值之和。 & nbsp& nbsp& nbsp从以上数据可以看出，在合适的条件下，水平剥离法优于垂直剥离法。 & nbsp& nbsp& nbsp我国的一些露天矿山，如白银露天矿、蓝剑铁矿、北台铁矿北台沟采场、海南铁矿碧一采场等。，采用水平剥离法。 其中海南铁矿北一采场通过铁路运输。 以白银露天矿为例，简要说明如下:& nbsp& nbsp白银露天矿开采的矿体是典型的硫铁矿床。 矿体产状与围岩片理基本一致，东西走向，向南倾斜，倾角50° ~ 80°。 露天矿分为瑶山矿区(采场1)和火焰山矿区(采场2)。前者位于矿区北部，后者位于矿区南部，两者几乎平行，相距500米。 & nbsp& nbsp& nbsp原设计采用汽车运输，开发了下盘固定返坑线。 第一采场进出口位于采场东南部的白银厂沟，标高为1853m第二采场进出口位于采场东北部的金帆沟，标高为1873m。 & nbsp& nbsp& nbsp原设计采用纵向剥离法，新水平准备长沟，工作线由上墙推至下墙。 投产后，采用水平剥离法和短沟进行新水平准备，如图2所示。 2 & nbsp白银露天矿一号采场水平采剥法出图:& nbsp& nbsp白银露天矿改为水平剥离法等技术措施后，取得了良好的技术经济指标，如:& nbsp& nbsp1.减少基建量。 原设计基建岩石剥离量为1992.3万m3，但达产时实际基建量仅为1707.1万m3，减少285.2万m3。 & nbsp& nbsp& nbsp2.降低露天矿生产前剥采比。 原设计前五年平均采比8.56t/t，实际平均采比6.22t/t，即少2.34t/t。 & nbsp& nbsp& nbsp3.采场内运输距离减少62.5%。 & nbsp& nbsp& nbsp4.有利于减少矿石的损失和贫化。 损失率由原设计的7%降至1%左右，贫化率由原设计的10%降至3% ~ 4%。 水平采剥法的主要缺点是:采场工作步骤多，设备上下移动频繁，影响其生产能力；组织管理复杂，规划不周容易造成采场采剥不平衡。 此外，在山坡地形条件下，水平剥采的生产剥采比垂直剥采大(工作线从上壁向下壁推进)，如图3所示。 图3 & nbsp地形条件对侧向开采和剥离方法的影响:& nbsp& nbsp侧剥法主要适用于汽车运输的露天矿，因为汽车运输机动灵活，要求作业线长度短，能适应各种埋藏条件和矿体品位的空分布。 此外，在其他条件相同的情况下，大高宽比的露天矿采用侧向剥离法更为有利。 & nbsp& nbsp& nbsp三。扇形开采 剥离法:& nbsp；& nbsp扇区剥离方法如图4所示。 & nbsp& nbsp& nbsp从图4可以看出，在扇形开采和剥离时，工作线上各点的推进速度是不同的，工作线的推进方向也是变化的。因此，生产组织和管理复杂，开采水平之间的影响大，新水平的准备时间较长，同时开采步骤较少。 图4 & nbsp螺旋坑线开拓扇形采剥法:& nbsp& nbsp通道线可直接与工作面线连接，无需连接平台，可减少运输距离，提高露天开采的经济效益。 开采水平或缓倾斜矿体时，通过调整旋转中心的位置，可以使露天矿的工作线长度基本保持不变，如图5所示。 图5 & nbsp调整工作线长度 扇区剥离方式:& nbsp；& nbsp根据以上特点，扇形开采& nbsp；剥离法多用于:& nbsp；& nbsp(1)含软矿石和岩石的水平缓倾斜矿体 尤其是一种使用运输翻斗桥和带式输送机的露天矿。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)采用螺旋坑线开拓的露天矿，采用扇形剥离法。 & nbsp& nbsp& nbsp四。环采 剥离方式:& nbsp；& nbsp(1)开发采矿剥离项目:& nbsp；& nbsp在循环开采和剥离过程中，采场工作线向周围发展。 开采下沉露天矿时，工作线由内向外扩展，如图6a所示；开采孤山露天矿时，工作线由外向内发展，如图6b所示。 图6 & nbsp环采 剥离方式:& nbsp；& nbsp采用这种方法时，一般在矿体中间挖一个圆形坑，直径约50 ~ 200 m，视采运设备规格而定，然后向四周发展。 此时露天矿的开拓像一个截锥一样沿矿体倾斜方向向下移动，如图7所示，其中A表示延伸方向。 图7 & nbsp环剥法开发图:& nbsp& nbsp从图7可以看出，在循环开采和剥离时，循环工作线上各点的推进速度是不同的。根据矿体倾角和主推进方向的不同，沿推进方向的工作线推进速度最高，沿反推进方向的工作线推进速度最低。 此时采用移动坑线进行开拓，坑线沿圆形坑外围布置。 & nbsp& nbsp& nbsp(二)环形开采剥离法的主要优缺点:& nbsp& nbsp主要优势:& nbsp& nbsp& nbsp1、工程量小，深化速度快。 当矿体埋藏条件和开采技术参数相同时，纵向开采、横向开采和环形开采的基建工程量见表6。 表6:采场尺寸(m)基建工程量(万m3) l(长)B(宽)L/B垂直采剥、水平采剥、环形采剥10002500011.50001000005 & nbsp& nbsp从表6可以看出，圆形采剥基建工程最小，水平采剥次之，垂直采剥最大。 & nbsp& nbsp& nbsp2、使用更加灵活。 环形剥离时，露天开采境界可随时由中心向外围扩展，不影响生产。 如果将环形剥离法改为水平剥离法，就不需要补做大量的工作。 & nbsp& nbsp& nbsp主要缺点:& nbsp& nbsp& nbsp圆形采剥法的主要缺点是线路建设和维护量大，这主要是由于大量使用移动坑线造成的。 & nbsp& nbsp& nbsp(3)环形开采剥离法的适用条件:& nbsp；& nbsp1.我国富家坞铜矿所属的斑岩铜矿体等平面尺寸大致呈圆形的倾斜和急倾斜矿体。 & nbsp& nbsp& nbsp2.环形采剥法一般只用于汽车运输开拓的矿井。 & nbsp& nbsp& nbsp世界上许多斑岩铜矿采用循环开采和剥离方法，如宾汉、平托谷、双峰和毕马铜矿和希雅利塔铜钼矿。 & nbsp& nbsp& nbsp我国弓长岭铁矿单体木采场也采用这种采剥方法。该采场除部分区段已到达边界外，其余大部分区段正在向外扩展。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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