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露天煤矿开采基础知识煤炭行业安全生产专业术语讲解二 0 一五年三月二十日第一部分 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 ........................... 16-2-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。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
露天开采联合开拓方式有哪些
当单一开拓系统不能满足露天开采需要时，可考虑采用联合开拓系统，常见的联合开拓方式包括：铁路-公路联合运输开拓、公路-破碎站-带式输送机运输开拓、斜坡箕斗提升联合开拓、铁路（公路）-平硐溜井开拓等。
（1）铁路- 公路联合运输开拓
当露天矿场开采深度超过单一铁路运输经济合理开采深度时，可以采用铁路- 公路联合运输开拓，即上部采用铁路运输开拓，下部采用公路运输开拓，中间设置倒装站。
汽车运输的矿石在转载平台上直接向铁路车辆转载，或者汽车运输的矿石卸入倒装站经挖掘机转载，或者汽车运输的矿石卸入中转矿仓通过板式给矿机向铁路车辆转载。
（2）公路-破碎站-带式输送机运输开拓
铁路运输开拓及其生产工艺所固有的缺点，使其合理的开采深度比较小；汽车运输虽然机动灵活、爬坡能力大，但受合理运距的限制，而且随开采深度的下降，运输效率降低，运营费增加。
此时，可以采用公路-破碎站-带式输送机联合运输开拓方式。
爆破后的矿岩块度较大，采用带式输送机提升时，必须首先经破碎机破碎至合理的块度。
公路-破碎站-带式输送机联合运输开拓方式深部矿岩通过汽车运输卸入破碎站，破碎后向带式输送机供料，由带式输送机提升至地表。
（3）斜坡箕斗提升联合开拓该开拓方法以箕斗为运输容器，由装载站、斜坡沟道、地面卸载站和提升机装置等4 个基本部分组成。
采场内部需用汽车或铁路与之建立运输联系，形成以箕斗斜坡沟道为开拓中心环节，包括采场内部运输（多用汽车）、地面运输与转载等多环节的联合开拓运输系统。
由于在采场内和地表多次转载，转载站的移设和箕斗道的延伸，使露天矿的生产能力。
露天煤矿开采技术的发展趋势高质量发展是我国新时代经济社会发展的风向标，推进煤炭产业高质量发展是必然趋势。
露天煤矿开采技术已经具备了高质量发展的基础条件，未来将在开发模式、智能开采、安全高效、绿色矿山、职业人才等5个方面迎来新的发展。
（1）探索露天煤矿开发开采新模式。
未来我国露天开发煤炭资源模式有2个方向：①根据我国可用于露天开采的大型煤田资源的赋存特点，借鉴美国北羚羊露天煤矿、罗切斯特煤矿开采模式，研究一矿多坑或一矿多点开发开采模式，减少易采煤炭资源因人为划界留设煤柱导致资源损失和影响开采效率，实现煤炭资源无界、高效、协调、节约开发；②研究浅部露采、深部井采协同开采新模式，提出先露后井、露井同采开采顺序界定标准，充分利用露采空间资源，设计井工开采方式，减少煤矿投资、提高资源回采率、延长煤矿服务年限。
（2）研发高端智能装备为建设智慧矿山提供支撑。
露天煤矿高端智能装备及关键部件主要依赖进口，制约了露天煤矿智能发展。
研发吊斗铲、无人卡车、大型破碎机等采剥运破高端装备，实现大型卡车电动机、电动轮、轮胎和大型电铲电控系统等设备国产化，是加快智能矿山建设、降低煤矿生产成本、保障生产持续稳定的关键。
因吊斗铲价格昂贵、缺乏配件，在我国应用较少，美国等发达国家大型露天煤矿主要依靠吊斗铲，进行多台吊斗铲集中布置，实现单矿亿吨产能规模，研发吊斗铲实现国产化能够大幅提高露天煤矿生产水平，为实现一矿多坑开发模式提供关键装备。
随着以互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等信息化技术快速发展，为智能化开采提供了自动感知、识别、分析、决策、控制等功能路径，将现代信息技术与开采工艺涉及的采剥爆装破运等装备和安全监控进行整合连接，建立一张网连接、一个平台控制的智能开采模式，实现少人无人、提高生产效率。
（3）创新安全高效生产新技术。
安全方面需要进一步研究2项技术：①对于目前露天煤矿，通过建设智能平台，实现各类设备的少人无人操作、运输车辆距离速度控制、边坡失稳超前预警等技术功能，让人处于安全的环境；②建立设备易损关键零部件及关联部件的实时监控平台，让设备及主要零部件在动态运转中处于透明可控的状态，实现设备及主要零部件的本质安全，避免因物不安全带来人的不安全。
开拓煤量：开拓煤量系指在全露天或露天内某一采区，已完成了运输通路，并在开采时不需要再进行剥离工作的煤量。
其上面境界以剥离露出的煤面为界（煤面上容许残留厚度在一米以下的岩石），但必须留出最小平盘宽度；煤层顶板侧各段境界以计划或设计所规定的段高和最小平盘宽度（不包括采宽）为界；底板侧各段境界一般应以煤层底板的自然倾斜为界，但为了维护底板边坡的安全而留有煤柱时，则以煤柱为界；下面境界计算到允许拉开断沟的水平。
回采煤量：回采煤量系指在开拓煤量中减去规定的最小平盘宽度（不包括采宽）及规定的段高范围内的煤量后所剩余的煤量，这些煤量开采时不违反采掘规格，而且具备必要的采掘条件。
露天矿山开采方案1. 引言露天矿山开采是一种常见的矿物资源开采方式，通常用于开采煤矿、铜矿、铁矿等大规模矿床。
本文将介绍露天矿山开采的基本原理、流程以及相关的环境和安全考虑。
2. 露天矿山开采原理露天矿山开采是指在地表进行开采的一种矿山开采方式。
其基本原理是先进行地表覆盖层的清除，然后通过爆破、挖掘和运输等工艺，逐步开采出地下的矿石，最后进行选矿处理。
露天矿山开采的原理包括以下几个步骤： - 地表覆盖层清除：包括清除植被、土壤和岩石等覆盖层，以便于后续的爆破和挖掘作业。
- 爆破：通过使用炸药等爆破工艺，破坏矿石体，使其变得容易进行挖掘。
- 挖掘：使用挖掘机、装载机等机械设备，将矿石从露天矿山中挖出，并将其运输到选矿厂或矿石堆放区。
- 运输：使用卡车、输送带等运输设备，将挖掘出的矿石运送到选矿厂或矿石堆放区。
- 选矿处理：对挖掘出的矿石进行破碎、筛分、选别等处理，使其达到产品规格。
3. 露天矿山开采流程露天矿山开采的流程通常包括以下几个阶段： 1. 前期调查和设计：进行地质调查、资源评估和选址研究，确定矿山规模、开采方式和生产计划等。
2. 土地征用和环境影响评价：申请土地使用权，并进行环境影响评价，确保矿山开采过程对环境的影响可控。
3. 地表覆盖层清除：清除矿山地表覆盖层，包括清除植被、土壤和岩石等。
4. 爆破和挖掘：进行爆破作业，将矿石体破碎并进行挖掘。
5. 矿石运输：将挖掘出的矿石通过卡车、输送带等运输设备运送到选矿厂或矿石堆放区。
6.选矿处理：对挖掘出的矿石进行破碎、筛分、选别等处理，使其达到产品规格。
7. 土地复垦和环境修复：矿山开采结束后，进行土地复垦和环境修复工作，将矿山地区恢复成可持续发展的生态环境。
4. 环境和安全考虑在露天矿山开采过程中，需要考虑以下环境和安全因素： - 土地资源保护：在土地征用和开采过程中，需要合理利用土地资源并保护农田、水源地等敏感区域。
- 水资源管理：进行矿山排水和水体污染防治，确保矿山开采不对周边水环境造成影响。
煤矿开拓方式和特点研究
煤矿开拓方式是指在煤矿的开采过程中采取的具体方法和手段。
根据不同的地质条件、煤矿规模和资源储量，可以采用不同的开拓方式。
下面将对煤矿开拓方式及其特点进行研究。
一、露天开拓方式
露天开拓方式是指在地表直接采矿的方式。
这种方式适用于矿床位于地表或较浅的地下，矿层倾角较小的煤矿。
其特点如下：
1. 开采效率高：由于矿层暴露在地表，不需要进行大量的地下开采，因此生产效率
较高。
2. 成本较低：相对于地下开采方式，露天开采方式的设备成本和人力成本较低。
3. 破坏环境：露天开采方式会对地表环境产生一定的破坏，如土地破坏、水源污染等。
二、巷道开拓方式
巷道开拓方式是指通过开挖巷道进入地下进行开采的方式。
这种方式适用于矿床位于
地下较深，矿层倾角较大的煤矿。
其特点如下：
1. 安全性高：巷道开拓方式可以有效保护矿工的安全，避免地表开采时可能出现的
坍塌事故。
2. 矿层利用率高：通过巷道开拓方式，可以充分利用矿层的资源，提高矿石的回收率。
3. 开采周期长：巷道开拓需要较长的时间和大量的投资，在开采周期上通常要比露
天开采方式长。
煤矿开拓方式根据地质条件、煤矿规模和资源储量的不同，可以选择不同的开拓方式。
露天开采方式适用于地表直接开采的煤矿，其开采效率高但对环境破坏大；巷道开采方式
适用于地下深层开采的煤矿，安全性高但开采周期长；综放开采方式适用于规模较大的煤矿，可以根据实际需求灵活选择巷道开拓和露天开采的组合方式。
对于选择合适的开拓方式，需要综合考虑煤矿特点、资源储量和经济效益等因素。
露天开采程序
第一节概述
露天矿山作业的特点是；除了必须注意选择和确定生产工艺系统设备的类型，规格及数量之外，还应十分重视露天矿开采程序和建立有效的开拓运输系统。
下面用实例来说明这个问题。
如同5-1所示露天煤矿，其开采境界为ORQ，若采用单斗铲铁道运输工艺沿煤层底板延伸一侧推进的开采程序，从建矿至开采终了，要经历；（1）基建投产;(2)达到产量：（3）剥离洪峰：（4）减查采完等各个阶段。
在这个过程中，各工作台阶可利用采设备实现不断地沿AB方向推进和沿底板CD方向延伸。
图5-1 沿煤层底板延伸底板一侧推进开采程序
了又一方面，使用同样的工艺设备也可实现矿山工程沿煤层顶板向下延伸，这时露天矿同时存在俩个各向一侧推进的工作帮，一为剥离，一为采煤，如图5-2所示。
图5-2 沿煤层顶板延伸向俩侧推进开采程序。
若开采范围ORQ的深度较大，可以先开采OMN（如图5-3），使前期经济效果较好。
开采NMQR部分时，可以采用更大型的单斗铲和铁道运输设备。
若改用单斗铲和汽车运输工艺，不仅可以先在OMN范围按照1 AC及 2 BD等位置所构成的从底板想顶板推进的程序发展，甚至可以先在OMN范围内先采ODE部分，再采DMN部分，这就使前期色剥采比更小且均衡，开采经济效果好。
这种在最终开采深度内划分几个深度在不同时期开采的程序称为分期开采程序。
图5-3 分期开采程序
在一定的矿山条件下，采用一种工艺，可以有不同的开采程序。
若用不同的工艺，则可出现较多的开采程序。
由此可见，当矿山的地形埋藏条件和技术条件变换时，则可以出现更多的程序。
不同的开采程序，可使开采达到良好的技术经济效果，因此研究它具有重要意义。
一个露天矿山要能正常生产，除了要有菜，晕，排等主要生产系统以外，还应有选煤，机修，材料供应，供电，排水，调度指挥等辅助生产系统。
这些系统分布于一个个较大的地区奶，显然，相互间应合理布置并通过运输系统连接成一个整体，才能保证露天采矿作业高效和正常进行。
图5-4所示为阜心海州露天煤矿主要生产系统平面布置显示意图。
由图看可以看出，平面布置图因矿山的煤层赋存条件，擦爱用的运输设备类型，排土场位置，地形等条件而异，但也有以下的共同点；
图5-4
（1）平面布置主要包括采场，排土场，地面工业广场等三大部分。
这些部分主要依靠运输环节为纽带而连接为整体并与外部联系，整合三个部分的合理安
排布局是一个很复杂的问题;
（2）从运输线路系统来看，其中地面运输线路，采场干线系统和排土场干线系统是相对固定的，但采场和排土场得平盘线路则随工程推进而移设：（3）选择合理的排土场位置设为重要，有条件时应尽可能利用露天矿的采空区实现内部排土，选择外部排土场时应考虑有足够的排土容积，不占或少占农
田，运距近和地形有利并避免村庄等建筑物大量搬迁：
（4）地面生产系统中的选煤厂，机修厂，材料库及地面车站等位置选择，除了考虑各自需要的地形，标高，面积等外，还要考虑全矿生产流程合理，运距
短，对外联系方便，对环境污染小等因素。
以上例子说明，在一定的矿床埋藏条件下，在选择合理的生产工艺设备的同时，必须恰当安排矿山工程在时间上的发展程序并建立有效的开拓运输和平面布置系统，才能发挥设备效能，达到经济有效地开发矿山目的。
第二节露天开采程序
露天开采程序系指在菜场内进行剥离岩石和采出矿石的程序。
露天矿一般均划分为若干个台阶进行开采，每个台阶的开采程序为；（1）开掘出入沟（一般为倾斜的）：(2)开掘开段沟（一般为水平的）：（3）进行扩帮，其程序见图5-5所示。
图5-5台阶开采程序及相邻台阶关系
图中AB 为出入沟，BC为开段沟（虚线）。
BC掘完后即可进行扩帮。
对于一台阶开掘全过程来说，开掘出入称为开拓工程，开拓开段沟称为准备过程，进行扩帮称为回采工程。
每个台阶完成开拓准备过程后，进行扩帮工程到某个位置时（如图5-5剖面中上下
B），即可进行下一个台阶的开拓准备工程，即DE及EF留台阶超前一个最小平盘宽度
min
个部分的沟量开脱。
由此可以看出，露天矿相邻台阶的过各种工程进行的时间安排必须遵循上下台阶在空间上的超前关系，才能保证安全和正常生产。
下面，简要分析一下露天矿开采程序的主要内容及其影响因素。
－台阶划分及采掘程
露天矿一般划分成若干台阶进行开采。
台阶高度在保证安全作业的条件下高一些为好，有利于发挥设备效率。
通常按水平分层方式划分台阶。
为了便于选材与提高设备效率，尽可能不把矿石和土岩，表土和基石，软岩与硬岩划分在一个台阶内。
当矿体倾角较小（一般小于10度），为使于矿，岩分采，在条件许可时，可以沿矿
层倾斜方向对台阶进行倾斜分层（如图5-6）。
台阶通常划分成具有一定宽度的采掘带进行开采。
采掘带一般沿台阶工作线平行（纵线）布置。
当用汽车运输时，根据需要也可与工作线垂直（横向）布置（如图5-7）。
图5-6倾斜分层与水平分层
图5-7采掘带布置
a纵向布置b横向布置
开段沟位置的旋转很重要，为了减少基建工程量（尽早见矿）和初期剥采比，并使剥离量与采矿量的比例较为均衡，一般缓倾斜矿层的开段沟克设于底板，而急倾斜矿层设于底板。
开段沟布置的方向与矿体形状及采用的运输方式有关，铁道运输时，为沿沿走向设与底板和顶板，而汽车运输时则设与端或者露天矿的中心，见图5-8所示。
开段沟的长度主要与境界尺寸，采用运输方式，产量等因素有关。
如汽车运输时的开段沟长度可在100-200米，甚至采用更短的基坑。
但铁道运输时的开段沟长度往往在1000米以上。
当露天矿走向长度较大时，常采用分区，可开采方式，也可以相应减少开段沟长度，以缩短运距，提高走向分区，开采方式见图5-9.沿倾向分起期（区）开采见图5-3所示。
沿走向分区先开采条件好的分区，当按⑴方向采完全宽时转入II区开采，若不另掘开段沟，则可沿②方向推进。
当采用汽车运输时，为使开采经济效果良好，也可以在Ｒ或S 处用更短的开段沟进行开采。
图5-8 开段沟的位置
二工作帮及其推进
露天菜场内工作台阶组成的工作帮坡角￠与台阶高度h，平盘宽度B及台阶坡面角a 有关。
图5-10a中的￠为正常工作帮坡角，大昂h ，a 相同时它决定于B值（较最小平盘
B为大）。
宽度
min
一个菜场可以有一个工作帮，也可以有两个班（见图5-1 ，图5-2），甚至三个工作班（图5-9中从S, R 部分推进）。
图5-9 沿走向分区开采示意图
台阶工作线的推进方向主要与开段沟的位置有关，但当开段沟位置已确定时，工作线在平面上有平行推进（如图5-8，图5-9）及扇形推进（如图5-11）两种方式。
工作线实行扇形推进的采掘带宽度和都是变化的，推进方向多变，致使剥采比例变化打和矿，岩分层不易，因而在倾斜及倾矿床采用间断工艺条件下一般均用平行推进方式。
扇形推进也有减少运距及运输设备数量等优点，故在近水平矿层松软土岩条件下采用连续工
艺时得到较广泛的应用。
图5-10 露天矿工作帮机构示意图
图5-11 扇形工作线推进示意图
三新水平延伸方向及程序
倾斜或急倾斜矿层可开采时，要求不断向下延伸建立新的开采台阶，才能使露天连续而均衡地完成产量。
剥，采工程延伸方向是指相邻两个水平（台阶）开段沟位置的错动方向。
如图5-12，露天矿山坡部分延伸一般为顺着地形向下发展，而凹陷部分最少存在两种可能
性（沿顶板帮境界或顺着矿层顶板），故总的延伸方向为ā①-②-③或①-②-'2③。
从露天矿的山顶到境界底部按每个延伸方向所花费的总时间与该矿可能达到的矿石产量有密切关系，而新水平的掘沟延伸必须在上一台阶扩帮到一定位置时才能进行（如图5-5）。
因此，在一定的矿山条件下，推帮速度必须与延伸速度相适应，这就使剥离与采矿数量上也有一定的比值关系。
为使推帮与延伸速度的配合满足采矿产量的要求，必须研究新水平的开拓准备的合理程序，即在一定的矿山埋藏条件和工艺设备条件下，对掘沟与扩帮工程的穿爆，采掘，运输，供电，排水等主要辅助生产环节在实践和空间上的紧密配合，进行最有利的协调安排。
