露天采矿学
基础理论和专业知识
一 露天开采的基本概念
1、矿山是采矿作业的场所，包括开采形成的开挖体、运输通道和辅助设施等，开挖体暴露在地表的矿山称为露天矿;开挖体在地下的矿山称为地下矿
2、
剥采比:采出一吨矿石所需要剥离的岩石量
3、,开采境界:是由采场底部周界、最终便迫、开采深度三部分组成。 4、,境界封闭圈:是划分山坡露天矿与凹陷露天矿的界限。
最终开采境界范围内的地表是山坡或山包(图15-12)， 随着开采的进行，矿山由上部的山坡露天矿逐步转为深凹露天矿。采场由山坡转为深凹的水平称为封
，即在该水平上采场形成闭合圈。 闭水平
5、,山坡露天矿和深凹露天矿:在封闭圈以上的为上坡露天矿 在封闭圈以下的为深凹露天矿
6露天采场的构成要素
1) 露天采场的边帮。即露天采场的四周表面，由台阶坡面、倾斜干线
的坡面和平台组成的表面总体。位于矿体顶盘的叫顶帮，位于矿体
底盘的叫底帮，位于矿体走向两端的叫端帮。
2) 露天采场的工作帮。正在开采和将要开采的工作台阶组成的边帮或
边帮的一部分。工作帮的位置是不固定的，她随着开采工作的进行
而不断的移动。
3) 工作帮坡面。通过工作帮坡面最上和最下一个台阶的坡底线所做的
一个假想平面。 4) 工作帮坡角工作帮坡面与水平面的夹角。
5) 露天采场非工作帮。由已结束开采工作的非工作台阶组成的边帮或
边帮的一部分。非工作帮的位置是固定不动的。
6) 非工作帮坡面。通过露天采场非工作帮最上一个台阶的坡顶线和下
一个台阶的坡底线所作的假想面，他代表露天采场的最终位置，所
以必须保持稳定。
7) 露天采场最终边坡角。非工作帮坡面与水平面的夹角。
8) 上部最终境界线。开采结束时，非工作帮坡面与地表相交的闭合线。
9) 下部最终境界。露天开采结束时，由其上下部最终境界所限定的位
置。
二露天开采的特点
同地下开采相比，露天开采的优缺点
一、露天开采的基本概念
1、露天开采 露天开采是指依照矿床的赋存条件，用一定的采、装、运设备，在敞露的空间从事开
采工作。
有的矿床规模大，埋藏较浅，甚至出露地表，只要将上覆岩层及围岩剥离掉，不需掘
进大量的井巷就可以从地表挖掘出有用矿物，这种矿床适合露天开采。 2、露天开采与井下开采比较的优点 （1）基建期短，见效快。根据国内外矿山建设经验，建设一个大型的露天矿一般需要2—4
年的时间，小型矿需3—4个月，而建成同等规模的地下矿山，至少需要增加一倍的时间。 （2）开采空间大，劳动生产率高。露天矿可采用大型、特大型机械设备，有利于实现采
矿机械化，从而大大提高了开采强度，劳动生产率比地下开采提高了2—10倍。 （3）开采成本低。由于露天作业范围大，有利于机械化开采，降低了采矿成本。一般来讲，露天开采比地下开采成本降低了200%--300%。 （4）矿石损失贫化较小。金属露天矿，矿石损失一般为3%--5%，贫化率一般为5%--8%，
而地下开采损失率一般为10%--25%，贫化率为3%--20%。因此，露天开采对充分回收国家
矿产资源有利，尤其对一些高温、易燃、多水的矿体，露天开采更具有适应性和灵活性。 （5）劳动条件好，生产比较安全。 3、露天开采与地下开采比较的缺点
（1）由于露天开采是敞露作业，所以受气候影响大，暴雨、大雪等恶劣天气都会影响露
天作业。 （2）基建投资较大。由于露天开采采用大型机械设备，基建剥离量较大，加上矿山大量
征用土地，往往导致基建投资较大。 （3）矿山占地较多，对环境破坏较大，工作中噪音、废气、粉尘等造成的污染范围比地
下开采大。 4、露天开采的适应性
露天开采在经济、技术、安全等方面具有明显的优越性，只要条件允许，应优先考虑
露天开采，这是国内外总的趋势。但露天开采不能取代地下开采，从矿山经济方面衡量，当露天开采成本高于地下开采成本时，应选用地下开采，尤其对埋藏较深的矿床一般采用地下
1 第二章 露天开采概述
第一节 露天开采及常用名词术语
采掘工业是加工工业的基础。工业发展的快慢，决定因素之一是原料工业和能源工业的发展。工业原料和矿物燃料，归根到底取之于自然。采掘工业就是要从自然界索取矿物燃料、金属矿石、化工原料和建筑材料等矿产，供应国民经济各个部门，以保证社会建设的高速发展。
一、露天开采
露天开采是在敞露的地表把有用矿物开采出来。
1、露开开采的优缺点：
（1）矿山生产规模大。山西平朔安太堡露天煤矿年产原煤20.00Mt/a、准格尔、霍林河、元宝山和伊敏河露天煤矿的规模为5.00—15.00mt/a。国外已有规模达50.00mt/a。
（2）劳动效率高。1996年霍林河南露天煤矿原煤全员效率达19t/工；平朔安太堡露天煤矿全员效率36.6t/工，目前效率更高。
（3）生产成本低。露天开采成本的高低与所选择的工艺，煤岩运距、开采单位煤量所剥离的土岩数量等有关。但与地采相比是低的，世界露天采煤成本约为地下开采采煤成本的二分之一。
（4）资源采出率高。一般可达90%以上，还可对伴生矿产综合开发。
（5）作业空间不受限制。露天矿由于开采后形成的是敞露空间，可以选用大型或特大型的设备，因而开采强度较大。
（6）木材、电力消耗少。
（7）建设速度快，产量有保证，生产安全，劳动条件较好。
（8）占用土地多，污染环境。露天开采后的复田作业需花费相当数量的时间与资金。
（9）受气候影响大。严寒、酷暑、风雪、暴雨等会影响生产。
（10）对矿床赋存条件要求严格。露天开采范围受到经济条件限制，因此覆盖层太厚或埋藏较深的煤层尚不能用露天开采法。
2、露天开采的一般程序
露天开采的必要前提是有适宜的矿床。矿床是否适于露天开采，最好在地质勘探的初期就作出评价。适宜露天开采的矿床，经过进一步勘探提出了满足露天矿设计要求的地质报告，经批准后，才可由设计部门进行设计。
露天矿经过详细设计，设计书经主管部门审查批准后，才能进行建设。此后的露天矿建设和生产的一般步骤如下：
1
1. 技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2. 圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界.
3. 最终边坡角：为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角（一般为３5～５5０）。
4. 剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5. 平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比
6. 境界剥采比(瞬时剥采比）:境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比．
7. 经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。（或盈亏平衡剥采比)
8. 确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比．
9. 确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法。
10. 台阶:露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。
11. 工作台阶：正在开采台阶。
12. 最终边帮（非工作帮)：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面.
13. 斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14. 台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成.坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线。坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线．台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角．
15. 台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16. 台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17. 露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲（挖掘机)、汽车、火车等。
18. 安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。留下的这部分叫安全平台。
19. 安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20. 爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。其宽度为爆破带宽度（或采区宽度).
21. 台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。
22. 台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向.
23. 工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
