第七章露天礦床開(kāi)拓講授：夏建波參考教材：《露天礦開(kāi)采技術(shù)》（夏建波邱陽(yáng)主編）學(xué)習(xí)網(wǎng)站：http:///html/ltkkc.htm參考學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)開(kāi)拓的定義及重要性露天礦床開(kāi)拓方法開(kāi)拓方法的選擇掘溝工程學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：公路運(yùn)輸開(kāi)拓的幾種坑線布置方式、掘溝工程、溝的幾何要素及掘溝方法。熟悉：公路運(yùn)輸開(kāi)拓的特點(diǎn)及適用條件、其它開(kāi)拓法、確定開(kāi)拓方案的步驟。了解：開(kāi)拓系統(tǒng)概念、各種開(kāi)拓方法的特點(diǎn)、選擇開(kāi)拓方法的原則及其影響因素。露天礦開(kāi)拓的含義指按照一定的方式和程序建立地面與采礦場(chǎng)各工作水平之間的運(yùn)輸通道，以保證露天礦場(chǎng)正常生產(chǎn)的運(yùn)輸聯(lián)系，并借助這些通道，及時(shí)準(zhǔn)備出新的生產(chǎn)水平。

開(kāi)拓的重要性露天礦床開(kāi)拓是礦山設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中的一個(gè)重要問(wèn)題，所選擇的開(kāi)拓方法合理與否，直接影響到礦山的基建投資、建設(shè)時(shí)間、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)的均衡性。因此，研究合理的開(kāi)拓方法，對(duì)礦山的建設(shè)和生產(chǎn)具有重要的意義。露天礦床開(kāi)拓方法公路運(yùn)輸開(kāi)拓鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓平硐溜井開(kāi)拓斜坡卷?yè)P(yáng)開(kāi)拓斜坡箕斗串車開(kāi)拓豎井或斜井提升開(kāi)拓7.1公路運(yùn)輸開(kāi)拓直進(jìn)式坑線開(kāi)拓回返式坑線開(kāi)拓螺旋式坑線開(kāi)拓7.1.1直進(jìn)式坑線開(kāi)拓

（1）山坡露天礦圖7－2

玉龍鐵礦直進(jìn)式公路開(kāi)拓系統(tǒng)圖

（2）凹陷露天7.1.2回返式坑線開(kāi)拓圖7－3山坡露天礦回返坑線開(kāi)拓1－公路；2－露天開(kāi)采境界；3－地形等高線圖7－4凹陷露天礦回返坑線開(kāi)拓示意圖1－出入溝；2－露天開(kāi)采境界；3－露天底平面；4－連接平臺(tái)1）坑線位置固定坑線移動(dòng)坑線固定坑線開(kāi)拓2）礦山工程發(fā)展程序礦山工程的發(fā)展包括：臺(tái)階的開(kāi)采程序工作幫的推進(jìn)新水平的開(kāi)拓延深3）出入溝口溝口數(shù)量溝口位置選擇7.1.3螺旋坑線開(kāi)拓昆鋼龍山礦開(kāi)拓系統(tǒng)螺旋坑線開(kāi)拓礦山工程發(fā)展程序公路運(yùn)輸開(kāi)拓評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)靈活，調(diào)運(yùn)方便，爬坡能力大，要求線路技術(shù)條件低，可以減少開(kāi)拓工程量和基建投資，可縮短基建期限，有利于加速新水平準(zhǔn)備。它特別適用于地形復(fù)雜、礦床賦存不規(guī)則或采場(chǎng)平面尺寸小、開(kāi)采深度較大的露天礦。7.2鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓布置形式直進(jìn)式折返式螺旋式鐵路運(yùn)輸－坑線位置采場(chǎng)處于孤立山峰地形，開(kāi)拓坑線布置在非工作的山坡上鐵路運(yùn)輸－坑線位置采場(chǎng)處于單側(cè)山坡時(shí)，運(yùn)輸干線多設(shè)在露天礦開(kāi)采境界以外的端部鐵路運(yùn)輸－坑線位置深凹露天礦的鐵路干線一般都設(shè)在露天礦的邊幫上，其布置方式因受露天礦平面尺寸的限制常呈折返式。鐵路運(yùn)輸－坑線位置鐵路線路數(shù)目根據(jù)露天礦年運(yùn)量，開(kāi)拓溝道可鋪設(shè)單線或雙線。大型露天礦年云量超過(guò)700萬(wàn)t時(shí)，多采用雙干線開(kāi)拓，其中一條線路為重車線，另一條線路為空車線。而年運(yùn)量小于該值時(shí)，則采用單干線開(kāi)拓。鐵路折返站型式折返站設(shè)在出入溝與開(kāi)采水平的連接處，供列車換向和會(huì)讓之用。鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓評(píng)價(jià)鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的噸公里運(yùn)費(fèi)低，約為汽車運(yùn)輸?shù)?/4-1/3；運(yùn)輸能力大；運(yùn)輸設(shè)備堅(jiān)固耐用。鐵路運(yùn)輸多為折返坑線開(kāi)拓，隨著開(kāi)采深度的下降，列車在折返站停車換向而使運(yùn)行周期增加，尤其開(kāi)采深度大時(shí)，因運(yùn)行周期長(zhǎng)而運(yùn)輸效率明顯下降。因此，鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的合理深度一般不超過(guò)120-150m.鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓的路線系統(tǒng)和工作組織復(fù)雜，開(kāi)拓坑線展線長(zhǎng)度比汽車運(yùn)輸開(kāi)拓大，因此倔溝工程量和邊幫附加剝巖量增加，新水平準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)。采用鐵路運(yùn)輸，易導(dǎo)致采掘工作面的空車供應(yīng)率和挖掘機(jī)效率低，線路移設(shè)工作量大，各采區(qū)間的死角處理較復(fù)雜等。7.3膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓按破碎機(jī)的固定與否和膠帶運(yùn)輸機(jī)的布置方式及生產(chǎn)工藝流程，露天礦常用的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)可分為：1.汽車-半固定式破碎機(jī)-膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓；2.汽車-半固定或固定式破碎機(jī)-斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)開(kāi)拓；3.移動(dòng)式破碎機(jī)-膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓。

1．汽車-半固定式破碎機(jī)-膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓2．汽車-半固定或固定式破碎機(jī)-斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)開(kāi)拓3．移動(dòng)式破碎機(jī)-膠帶運(yùn)輸開(kāi)拓7.4斜坡卷?yè)P(yáng)開(kāi)拓斜坡卷?yè)P(yáng)開(kāi)拓是在斜坡道上利用提升設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)貨載，而在露天礦場(chǎng)內(nèi)的工作臺(tái)階和地表，則需借助于其他運(yùn)輸方式建立聯(lián)系。

1．窄軌鐵路－斜坡串車提升聯(lián)合開(kāi)拓2．公路（或窄軌鐵路）－斜坡箕斗聯(lián)合開(kāi)拓7.5平硐溜井開(kāi)拓平硐溜井開(kāi)拓是借助開(kāi)掘溜井和平硐來(lái)建立采場(chǎng)與地面間的運(yùn)輸聯(lián)系。礦巖運(yùn)輸是靠自重沿溜井溜至平硐再轉(zhuǎn)運(yùn)到卸載地點(diǎn)，因此，它不能獨(dú)立完成露天礦的運(yùn)輸任務(wù)，需與其他運(yùn)輸方式配合應(yīng)用。在采礦場(chǎng)常采用汽車和鐵路運(yùn)輸，在平硐內(nèi)一般可采用鐵路運(yùn)輸。1、溜井平硐的布置溜井的位置需根據(jù)地質(zhì)地形條件，考慮工作水平、開(kāi)段溝的位置及進(jìn)車方向、工業(yè)場(chǎng)地的位置，工作面與溜井的運(yùn)輸聯(lián)系、平硐的長(zhǎng)度以及過(guò)渡到深部開(kāi)采時(shí)舊有設(shè)施的利用等因素來(lái)決定。溜井位置的合理性，應(yīng)符合運(yùn)輸距離短，井巷工程量小，工作安全可靠這三個(gè)原則，特別是后者尤其重要。應(yīng)保證穿過(guò)的巖層穩(wěn)固，整體性強(qiáng)，避免穿過(guò)厚的軟巖夾層、大斷層、破碎帶和裂隙發(fā)育區(qū)以及大的含水層。2、溜井的結(jié)構(gòu)要素溜井是由井口、溜放段、貯礦段及放礦漏斗等部分組成的，其結(jié)構(gòu)要素包括：深度、斷面形狀和尺寸、傾角及漏斗的規(guī)格。合理地確定這些要素，對(duì)保證溜井正常工作，防止事故發(fā)生具有重要的意義。溜井技術(shù)要素1．溜井深度合理的溜井深度可根據(jù)溜井上、下部分磨損的均勻性和施工技術(shù)條件予以確定。只要采用合理的溜井?dāng)嗝嫘螤詈痛笮。龃筚A礦高度，單段溜井的深度可以增加。實(shí)際上我國(guó)應(yīng)用的溜井深度已達(dá)300m以上。2．溜井?dāng)嗝嫘螤詈统叽缌锞臄嗝娑嚅_(kāi)鑿成圓形，這種形狀有利于提高井壁的穩(wěn)定性。為避免堵塞，溜井的直徑不應(yīng)小于允許最大放礦塊度的4－6倍，如果粉礦較多且濕度較大時(shí)，貯礦段直徑應(yīng)大于最大塊度的5－8倍。3．溜井的傾角采用垂直溜井較為優(yōu)越。必須采用傾斜溜井時(shí)，其傾角也以大于70°為宜。7.6開(kāi)拓方法的選擇7.6.1選擇開(kāi)拓方法的原則及影響因素原則最大限度的滿足產(chǎn)量和質(zhì)量的要求；力求縮短礦山建設(shè)時(shí)間，早日投產(chǎn)；盡量采用先進(jìn)的技術(shù)和裝備；要節(jié)藥使用人力、物力、資源，力戒浪費(fèi)。7.6開(kāi)拓方法的選擇影響因素礦床埋藏的地質(zhì)條件露天礦生產(chǎn)能力基建工程量和基建期限礦石損失貧化設(shè)備供應(yīng)情況礦床勘探程度7.6.2確定開(kāi)拓方案的步驟在充分考慮各有關(guān)影響因素的基礎(chǔ)上，初步定出若干技術(shù)上可行的開(kāi)拓方案；對(duì)各方案進(jìn)行初步分析。根據(jù)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，刪去明顯不合理的方案；對(duì)留下的幾個(gè)方案進(jìn)行溝道定線或定位（井巷），確定運(yùn)輸方式和設(shè)備，布置開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，并進(jìn)行礦山工程量及生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算；對(duì)各方案的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作綜合分析比較，以確定其中最優(yōu)的方案。7.6.3開(kāi)拓溝道定線指具體確定露天礦開(kāi)拓溝道的空間位置。它是在擬定了開(kāi)拓方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，可分為室內(nèi)圖紙定線和室外現(xiàn)場(chǎng)定線。定線所需的基礎(chǔ)資料有：礦區(qū)地形地質(zhì)圖、露天礦總平面布置圖和主要開(kāi)采技術(shù)參數(shù)，如露天開(kāi)采境界、臺(tái)階高度、溝道寬度和限制坡度、回頭曲線要素以及連接平臺(tái)長(zhǎng)度等。定線步驟（1）在底平面周界和各水平最終境界已確定的平面圖上（圖7－30a），根據(jù)排土場(chǎng)、卸礦點(diǎn)和地質(zhì)地形條件等，確定出入溝口的位置，再按溝道各要素，自上而下初步確定溝道中心線位置。（2）根據(jù)出入溝的底寬和各種平臺(tái)寬度，在圖7－30（a）上，自下而上畫(huà)出開(kāi)拓溝道和開(kāi)采終了時(shí)臺(tái)階的具體位置，即形成圖7－30（b）。7.6.4開(kāi)拓方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的內(nèi)容：（1）基建工程量；（2）基建投資；（3）各個(gè)時(shí)期的生產(chǎn)剝采比及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)；（4）生產(chǎn)能力保證程度；（5）礦石損失貧化；（6）投產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)期限；（7）生產(chǎn)的安全和可靠性，等等。其中基建投資和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)費(fèi)是經(jīng)濟(jì)比較的主要項(xiàng)目7.7掘溝工程掘溝速度V

V＝Q/S（m/月）式中Q－掘溝設(shè)備的生產(chǎn)能力（m3/月）；

S－塹溝的橫斷面積（m2）。7.7.1溝的幾何要素（1）溝的寬度

式中B－擴(kuò)幫爆破寬度（m）；

a－線路要求的寬度（m）；

W－一次爆破進(jìn)尺（m）。（2）塹溝的深度和溝幫坡面角。

在山坡掘進(jìn)的單壁溝（圖7－32）時(shí)，出入溝和開(kāi)段溝的溝深均按下式確定式中－溝的寬度（m）；－山坡坡角（度）；－溝幫坡面角（度）；－削坡系數(shù)。（3）溝的縱向坡度及長(zhǎng)度。

出入溝的縱向坡度取決于開(kāi)拓運(yùn)輸方式和運(yùn)輸設(shè)備類型。兩水平間出入溝的長(zhǎng)度取決于臺(tái)階高度h和溝的縱向坡度，其關(guān)系式為開(kāi)段溝通常是水平的，有時(shí)為了便于排水而采用了3－5‰的坡度。其長(zhǎng)度一般和準(zhǔn)備水平的長(zhǎng)度大致相等。7.7.2掘溝工程量計(jì)算（1）分體積計(jì)算法

（2）平行斷面法該法是沿溝的縱軸每隔一段距離作一相互平行的斷面，斷面間距視地形變化大小而異，然后計(jì)算兩相鄰斷面間的溝量，即溝量等于兩斷面間的平均面積乘以斷面間距了，則全溝的體積即上述求得的各塊段體積之和。7.7.3掘溝方法1．汽車運(yùn)輸掘溝