露天矿陡帮开采.doc

露天矿陡帮开采 露天矿陡帮开采加陡露天矿剥岩工作帮【1】所采用的工艺方法、技术措施和采剥程序的总称。它是针对凹陷露天矿初期剥岩量比较大,生产剥采比【2】大于平均剥采比【3】这一技术经济特征,为了均衡整个生产期的剥采比【4】,推迟部分剥岩量.节约基建投资而发展的一项有效的工艺措施它还可缩短最终边帮的暴露时间,有利于边坡【5】的稳定。陡帮开采与缓帮开采不同的是,在露天境界内把采矿与剥岩的空间关系在时间上做了相应的调整。在保持相同采矿量的前提下,用加陡剥岩工作帮坡角【6】的工艺方法把接近露天境界圈附近的部分岩石推迟到后期采出它与分期开采的目的相同,而比分期开采更加有效、灵活。加陡剥岩工作帮的途径露天矿工作帮坡角的大小与台阶【7】高度成正比,与工作平盘【8】宽度成反比。缓帮开采工艺因受最小工作平盘限制,平盘宽度很难减小。陡帮开采则是把剥岩帮上的台阶分为工作台阶和暂不工作台阶,只要求工作台阶的工作平盘宽度大于或等于最小工作平盘宽度,而暂不工作的台阶则可按保证安全及运输通道的要求,尽量减小宽度。因此说,陡帮开采是通过控制暂不工作台阶数并减小它们的宽度来减小整个剥岩工作帮上台阶所占平盘宽度来实现加陡剥岩工作帮坡角的。其加陡的程度,从大于一般缓工作帮坡角,直到接近最终边坡角【9】。陡帮开采的作业方式主要有四种l组合台阶开采方式见露天矿组合台阶【10】;2倾斜条带式开采方式;3工作台阶追尾式采剥;4并段穿爆、分段采装。倾斜条带式开采实际上 是剥岩帮上以一组台阶形式作业,因此.可以说它是组合台阶开采的特例。追尾式采剥与组合台阶开采的区别在于前者工作线横向布置纵向推进,后者.工作线纵向布置横向推进。陡帮开采的技术经济特点及其应用条件陡帮开采基建剥岩量小、投资少、基建期短、投产达产快,经济效益明显,可广泛应用于新建矿山和剥离洪峰尚未到来的凹陷露天矿,以及扩建改造的矿山。陡帮开采在欧美等国家已广泛应用.中国从20世纪7。年代末起,开始研究和应用该项技术,大型露天矿陡帮开采的技术已在南芬露天铁矿全面应用。 【1】工作帮--工作帮working slope由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。它是露天采矿场构成要素之一,其位置是不固定的,随开采工作的进行而不断改变。空间形态取决于组成工作帮的各台阶之间的相互位置关系,并随矿山工程延深而不断下降。当露天矿以固定坑线开拓时,工作帮位于矿体上盘;以移动坑线开拓时,工作帮位于矿体的上下盘。 蔡鸿起 【2】生产剥采比--shengC陌n boea一b 生产剥采比produetion stripping rati。 露天矿某一生产时期内剥离的废石量与采出的矿石量之比图1。它是露天矿重要的技术经济指标。露天矿采剥工程按不变的开采程序发展时,生产剥采比随着矿山工程的延深而变化,会造成露天矿设备、人员、资金等经常处于不稳定状态,给生产带来很多困难。随着技术经济条件的变化,对已确定的生产剥采比应及时修正,以正确地指导和组织生产。从恨犷之图l生产剥采比示意图d入J露天开采境界;V,某一生产时期剥岩量; 注、某一生产时期采出的矿石量生产剥采比的均衡及调整根据矿山大小,服务年限长短,生产剥采比均衡方式有全期均衡和分期均衡两种。全期均衡是指在露天矿正常生产年限内,只按一个生产剥采比均衡生产。分期均衡是指在露天矿正常生产年限内分几期生产剥采比均衡生产。均衡生产剥采比的原则是l尽量减少生产初期的生产剥采比,以利减少基建投资。2生产剥采比可以逐步增加,达到最大值后,逐步减小,不宜发生骤然波动。3生产剥采比达到最大时期,不宜过短。调整生产剥采比最基本的方法是调整工作平盘宽度。改变工作平盘宽度一般能适应原来的生产工艺,不、影响总的开拓运输系统。此外,改变开段沟长度、矿山工程延深方向和采用分期开采,也是调整生产剥采比的有效方法。生产剥采比的确定方法确定生产剥采比有经验系数法、最大分层矿岩量法、编制生产进度计划和作年末采场平面图法及V一f尸法等四种方法。经验系数法露天开采境界内扣除基建剥离量后的平均剥采比乘以经验系数ll一17。这种方法可用于制订矿山规划或在可行性研究工作中,粗略确定生产剥采比。最大分层矿岩量法把可能出现剥离高峰期的几个连续最大分层的总废石量与总矿石量之比确定生产剥采比这种方法简便,一般在矿山规划、可行性研究或编制进度计划之前预先确定生产剥采比时应用。编制生产进度计划和作年末采场平面图法通过编制露天矿生产进度计划和作年末采场平面图,确定出逐年剥采比用这种方法确定的生产剥采比准确,是中国金属矿山在初步设计和施工图阶段确定生产剥采比的主要手段U一、/‘尸法图2所示,一条曲线表示按最大工作帮坡角梦一叭。、进行作业。另一条曲线表示按最小工作帮坡角犷一升1进行作业。两条曲线之间技术上可能的均衡生产剥采比方案很多,通过技术经济比较确定。这种方法多用于露天煤矿设计。200。。{一二一下一厌牙{ 1 50奋一’尸、//j 11 }0000卜//人,{l 鉴5000必一州0 200040006000800010000 曰万t 图ZV一八P法1未均衡的U二f1,泊线,一卉la、时J 2均衡的 V一_/尸曲线; 3一未均衡的丫一八尸曲线峥二灿1。时 、一剥离量P一生产量蔡鸿起 【3】平均剥采比-- P ing}日n匕oeolb 平均剥采比averages,ripping ratio露天开采境界内总的废石量与矿石量之比,其单位为m3一m,t一,或m又攻它反映r露天矿开采丁一程中某个时期境界内未开采的矿一岩量总体比值关系,对确定生产剥采比和开采境界有一定意义某些贵重的有色、稀有金属矿床或中小型矿山,为了尽量采用露天开采以减少矿石的损失与贫化,设计中有时运用平均剥采比不大于经济合理剥采比的原则,确定露天开采境界。蔡鸿起 【4】剥采比--匕OC0ibi 剥采比striPPing一to一ore叹i。一般是指露天开采的矿床或某矿床可露天开采的矿段,需剥离的废石总体积与露天采区可采出矿石总重量的比值,以立方米/吨为单位表示。亦可使用体积比或重量比作为剥采比。剥采比亦称剥离比、剥离率或剥离系数。剥离的废石包括内剥离物层间剥离物和外剥离物。当矿体上覆表土厚度较大时,由于剥离成本不同,表土与其他剥离物应分别计算。某些矿区除规定了平均剥采比外,还下达境界剥采比指标。周家裹 【5】边坡-- b}onPo 边坡sl叩e露天采矿场四周由台阶和运输坑线等构成的倾向采场的坡面,也称露天矿边帮。它随开采台阶不断到达境界而逐渐形成。露天矿边坡确定是否合理及边坡稳定与否,极大地影响矿山经济效果及人员和设备的作业安全。影响边坡稳定性主要因素有工程地质条件、水文地质条件、开采技术条件和采矿场存在时间等。蔡鸿起 【6】工作帮坡角--gongZUObang POJ一00 工作帮坡角angle of working slope露天矿工作帮最上一台阶坡底线和最下一个台阶坡底线所构成的假想坡面与水平的夹角见图。工作帮坡角的大小,反映在采出矿石量相同条件下,要求剥离岩石量不同。一般工作帮坡角大,剥岩量少,反之便多。工作帮坡角的计算公式为 艺“声aretan百二万一一一一一荞丁一艺h are eota乙召l1 \犷爷工作帮坡角示意图小一工作帮坡角;B一工作平台宽度; a一台阶坡面角汤一台阶高度式中笋为工作帮坡角“;h为台阶高度,m;Q 为台阶坡面角。;B为工作台阶宽度,m。中国金属露天矿工作帮坡角较缓,一般为8o一120,从20世纪80年代起,逐步采用陡帮开采。工作帮坡角可达200一250。蔡鸿起 【7】台阶--建筑外部和内部不同标高地面之间用踏步连接的构件,通常是指建筑物入口处、室内外不同标高地面之间设置的踏步。室外的台阶一般还包括与踏步接连的平台部分。建筑物内部如进厅、走廊、过道、休息厅等地面有高差也用台阶连接。 台阶踏步的高宽比一般为12至14。因此,通常台阶踏步常做成高100150毫米,宽300400毫米。建筑入口处的台阶一般有单面式、三面式以及与坡道组合等形式。有的台阶常与花台、栏杆、边石、坐凳以及立柱、侧墙、雨篷等组织在一起,以加强入口处空间效果。台阶一般为砖石实体砌筑,为防止台阶与建筑物因沉陷差别而出现裂缝,台阶常在建筑主体基本建成后施工,也可采用从墙体勒脚处挑出钢筋混凝土平台和台阶,或采用钢筋混凝土桥式架空台阶。台阶的平台和踏步常用水泥砂浆抹面,也可作水磨石,或铺设缸砖、马赛克、天然石等。为防止雨水积聚或溢水室内,台阶的平台地面标高最好比室内地面低20 30毫米,向外找坡,以利排水。 【8】平盘--P ingPan 平盘b ench floor在开采台阶上进行采掘运输作业的平台,也称工作平盘。其宽度取决于爆堆宽度、运输设备规格、设备和动力管线的配置方式以及所需的回采矿量;它是影响工作帮坡角的重要参数。布设采掘运输设备和正常作业所必需的宽度,称最小工作平盘宽度。露天矿实际工作平盘宽度通常大于最小工作平盘宽度,并以调整平盘宽度实现生产剥采比的均衡。在陡帮开采时,平盘宽度由推进宽度和临时非工作平台宽度组成。蔡鸿起 【9】最终边坡角--Zulzhong blonPojloo 最终边坡角angle of finallit、lope露天采矿场构成要素之一。指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角,也称最终帮坡角或最终边帮角。它是按露天矿边坡结构要素布置后形成的实际角度。露天矿设计初期,通常从边坡稳定性角度选取最终边坡角。采用的方法有类比法和计算法。类比法是根据组成边帮的矿岩物理力学性质,工程地质和水文地质条件,参照类似矿山的实际资料选取;计算法是对露天矿工程地质作系统的调查,通过试验研究用计算方法确定最终边坡角。最终边坡角的大小对露天矿剥岩量影响较大中国水厂铁矿边坡角研究表明,最终边坡角提高1度可使境界内剥岩量减少1亿t。选取的最终边坡角等十或大于实质 最终边坡角蔡鸿起 【10】露天矿组合台阶-- }ut一onkuong Zuhe to一J一e 露天矿组合台阶eomblned一bene一of open- pit将露天矿剥岩帮上若干个生产台阶组合在一起作为一个开采单元,进行轮流开采的一组台阶。它是露天矿陡帮开采工艺的一种作业方式。其开采程序是挖掘机自最上一个台阶逐个向下进行开采,采完该组最下一个台阶后,挖掘机再上到最上一个台阶进行下一个循环的采剥程序。组合台阶结构要素见图,其值的确定主要取决于矿体赋存条件、矿山规模、装备水平、新水平开沟位置、采剥推进方向等因素。中国南芬露天铁矿、德兴铜矿已应用组合台阶开采。美国和加拿大等国家均普遍采用。田泽英 一气{{组合台阶开采内红阶高度寿全转北工作平台宽度‘}了工作平盘宽度召,推进宽度。台阶坡面角冲工作帮坡角