cha12露天矿床开拓.ppt

2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,1,第十二章露天矿床开拓,,,,,,第一节公路开拓第二节平硐溜井开拓第三节斜坡提升机道开拓第四节开拓方法选择第五节掘沟工程,,第十二章露天矿床开拓,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,2,第十二章露天矿床开拓,,,,,,,露天矿床开拓是开辟地面与各开采台阶、各开采台阶之间的矿岩运输通路，建立合理开发矿床的运输系统。如图所示。,露天矿床的开拓方法主要有公路开拓、铁路开拓、带式输送机道开拓、平硐溜井开拓、提升机道开拓等。,图12－1某矿露天采矿场,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,3,第十二章露天矿床开拓,,,,,,,露天矿分山坡露天矿和凹陷露天矿,图12－2山坡露天矿,图12－3凹陷露天矿,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,4,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,一、山坡露天矿开拓,山坡露天矿一般采用直进式和回返式坑线布线。,山坡露天矿的采剥作业是从采场的最高水平开始进行，逐层向下；而开拓坑线从最低到最高开采台阶一次修筑完成，随着开采水平下降，上部开拓坑线逐渐废弃或消失，矿岩运距随之缩短。,图12－4山坡露天矿公路,第一节公路开拓,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,5,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,当采矿场地形为单侧山坡时，开拓坑线布置在采矿场端帮开采境界外，如图所示。,图125青山怀镁矿上部开拓系统图,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,6,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,当露天采矿场地形为孤立山峰时，开拓坑线布置在非工作山坡一侧，如图所示。,图126某矿开拓系统图,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,7,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,二、凹陷露天矿,凹陷露天矿的公路开拓坑线随开采台阶向下延伸而逐渐形成。,凹陷露天矿的开拓坑线布置形式内部坑线开拓开拓坑线布置在开采境内，如图所示。,图128外部坑线开拓1出入沟2露天开采境界,外部坑线开拓开拓坑线布置在开采境界外，如图所示。,图127内部坑线开拓,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,8,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,⒈固定坑线开拓开拓坑线布置在开采境界内的最终边帮上，在该采矿场整个开采过程中不再改变位置。,⑴开拓坑线布置,有直进式、回返式和螺旋式。,尽量采用直进坑线与回返坑线联合布线，以减少线路的回头曲线数目。,图129凹陷露天矿直进回返抗线开拓1出入沟；2连接平台；3露天采矿场上部境界；4露天采矿场底部境界图,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,9,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,螺旋坑线开拓开拓坑线沿采矿场四周边帮盘旋布置，如图所示。,图1210露天矿深部螺旋坑线开拓系统图1出入沟；2连接平台,2矿山工程发展程序包括台阶的开采程序、工作帮的推进和新水平的开拓延深。,新水平准备包括掘进出入沟、开段沟和为下水平新水平准备掘沟而进行的扩帮工作。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,10,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,图1211固定坑线开拓直进回返布线时矿山工程发展程序示意图,在露天矿最终边帮按所确定的出入沟位置、方向和坡度，从地表台阶上部平盘向台阶下部平盘掘进倾斜出入沟，达到下部平盘标高后，自出入沟的末端掘进水平开段沟，以建立开采台阶的初始工作线。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,11,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,图1212螺旋坑线开拓矿山工程发展程序1出入沟；2开段沟；3连接平台,沿采矿场最终边帮按所确定的出入沟位置、方向和坡度从上水平向下水平掘进出入沟，自出入沟末端沿采矿场边帮掘进开段沟，再从出入沟末端开始，以扇形推进方式扩帮形成采剥工作线,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,12,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,⒉移动坑线开拓⑴坑线位置出入沟一般多布置在采矿场内矿体上盘或下盘矿岩接触带处。开采过程中，出入沟随一侧工作帮推进而移动，直到工作线推进到最终开采境界，才在最终边帮上固定下来。,图12l3移动坑线开拓示意图1位于工作帮上的移动坑线2已固定在最终边帮上的坑线,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,13,第十二章露天矿床开拓公路开拓,,,,,,,图1214移动坑线开拓的矿山工程发展程序,⑵矿山工程发展程序在采矿场内靠近矿体与围岩接触带的上盘或下盘从本水平向下水平掘进出入沟、开段沟。当开段沟掘进到一定长度后，一边掘进开段沟，一边向开段沟两侧扩帮分别形成剥采工作线。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,14,第十二章露天矿床开拓平硐溜井开拓,,,,,,,平硐溜井开拓是利用地下井巷作为开拓坑道，建立山坡露天矿场与地面间的运输联系，它是高山型矿床一种经济有效的开拓方法。如图所示。,第二节平硐溜井开拓,图1215某铁矿平硐溜井开拓系统图a矿区平硐溜井布置图；b矿区多溜井剖视图1、2、3垂直溜井；4斜溜井；5放矿硐室,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,15,第十二章露天矿床开拓平硐溜井开拓,,,,,,,一、溜井开拓系统的类型基本形式为溜井放矿硐室平硐系统。,二、平硐溜井布置平硐溜井位置选择的原则1、采矿场内矿岩运输功小，放矿硐室至卸矿点运距短；2、溜井和平巷掘进工程量小；3、溜井穿过的岩层稳固，避免穿过软岩层、大断层、破碎带、裂隙发育区和工程水文地质条件复杂的地段。,平硐的位置应与溜井位置同时确定。当平硐位于采矿场底部以下时，要根据平硐顶板岩石特性、爆破的影响，在露天采矿场底与平硐顶板间应保持一定的安全距离。平硐口应设置在矿区洪水位以上且山坡岩层稳固不易产生滑坡的地方。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,16,第十二章露天矿床开拓平硐溜井开拓,,,,,,,三、溜井的生产管理,1、溜井降段当溜井位于采矿场内时，随开采台阶下降溜井也要随之降段，即将溜井上口降到相应的开采水平，每次降段高度为一个台阶高度，以使降段后的溜井适应新水平卸矿的需要。,①分步降段方法；如图所示。②直接降段法；③贮矿降段法。,图1216溜井降段示意图,2、防止溜井堵塞3、防止溜井跑矿,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,17,第十二章露天矿床开拓斜坡提升机道开拓,,,,,,,第三节斜坡提升机道开拓,以较陡的斜坡提升机道建立工作面与地面卸矿点和废石场之间的运输联系。,常用的斜坡提升机道有箕斗提升和矿车提升。,箕斗固定联接在提升钢丝绳的端部，用提升机控制往返运行于斜坡轨道上。,图1217某矿斜坡箕斗开拓,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,18,第十二章露天矿床开拓斜坡提升机道开拓,,,,,,,斜坡矿车开拓矿车在工作面装载矿岩后，由机车牵引至斜坡道车场，矿车被单个或成串挂至提升机钢丝绳上，用提升机提升或下放至地面站，矿车脱离钢丝绳后，再由机车牵引送至卸矿点或废石场卸载。,斜坡提升机道开拓与生产管理1、机道倾角箕斗提升一般可达25～40；斜坡矿车道一般小于25，最大可达30。2、机道位置选择；3、斜坡上轨道平直、稳固，防止跑车；4、生产安全管理；5、配合其它运输设备、转载站使用。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,19,第十二章露天矿床开拓开拓方法选择,,,,,,,第四节开拓方法选择,一、选择开拓方法的主要原则及其影响因素,⒈矿体埋藏的地质地形条件和矿岩性质。,⒉露天矿生产能力。,⒊基建工程量和基建期限。,⒋对矿石损失贫化的要求。,⒌矿床勘探程度及矿石储量的发展远景。,二、选择开拓方法的步骤,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,20,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,第五节掘沟工程,一、掘沟方法,◆按运输方式，分为汽车运输掘沟、铁路运输掘沟、联合运输掘沟和无运输掘沟。,◆按装载方式，掘沟方法分为平装车全段高掘沟、上装车全段高掘沟和分层掘沟。,,,图1218上装车分层掘沟,图1219铁路平装车全段高掘沟,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,21,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,图1221汽车在沟内的调车方法a回返式调车b单折返线调车c双折返线调车,掘沟速度，主要取决于汽车在沟内的调车方法。,⒈汽车运输掘沟采用平装车全段高掘沟方法，即在沟的全段高一次穿孔爆破，汽车驶入沟内全段高一次装运。,图1220钻孔布置,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,22,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,2、无运输掘沟无运输掘沟分为倒堆掘沟和抛掷爆破掘沟，主要用于山坡露天矿开掘单壁路堑。,⑴倒堆掘沟。如图所示，用挖掘机将沟内的岩石直接倾置沟旁的山坡上。,图1222倒堆掘沟,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,23,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,⑵定向抛掷爆破掘沟。如图所示。采用单侧抛掷爆破掘沟和双侧定向抛掷爆破掘沟。,图1223定向抛掷爆破掘沟,二、堑沟主要参数,露天矿的堑沟有出入沟和开段沟。,包括沟底宽度、沟深度、沟帮坡面角、沟的纵向坡度和沟的长度。,图1224外部坑线开拓,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,24,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,,,1、沟底宽度。它取决于掘沟的运输方法、沟内线路数目、岩石物理力学性质和采掘设备的规格等因素。,图1225汽车在沟内的调车方法a回返式调车b单折返线调车,（2）开段沟沟底宽度如图所示。,⑴出入沟沟底最小宽度如图所示。,图1226开段沟的沟底深度,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,25,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,⒉沟深度凹陷露天矿的出入沟和开段沟均为双壁堑沟。出入沟的深度值为零至台阶全高度；开段沟深度等于台阶全高度。山坡露天矿的出入沟和开段沟多为单壁堑沟。如图所示。,⒊沟帮坡面角取决于岩石的物理力学性质和沟帮坡面保留时间和长短。,,图1227单壁沟横断面要素,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,26,第十二章露天矿床开拓掘沟工程,,,,,,,⒌沟的长度出入沟是联系上、下水平的通路，其长度取决于台阶高度和出入沟的纵向坡度，即Lh/i,⒋沟的纵向坡度出入沟的纵向坡度根据掘沟的运输设备类型、堑沟的用途确定。开段沟一般是水平的，但有时为了排水的需要而采用3‰左右的纵向坡度。,图12－28出入沟坡长与坡度,