露天开采授课课件1.ppt

露天采矿露天采矿 ——露天开采工艺目目 录录第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 矿岩准备矿岩准备第三章第三章 采装工作采装工作第四章第四章 运输工作运输工作第五章第五章 排土工作排土工作第六章第六章 气候对露天矿生产的影响气候对露天矿生产的影响第七章第七章 矿石的损失、贫化与质量均和矿石的损失、贫化与质量均和第一章第一章 绪论绪论学科特点：（1）《露天采矿学》不但研究有用矿物开采，而且还研究其上剥离物的开采，有用矿物与剥离物之间的时、空、量的关系及其规律性2）是一门运用多门基础知识的综合学科在牢固掌握数、理、化、力学等基础知识的基础上，掌握以下几方面的专门知识：①地质学知识——掌握必要的地质构造学、矿床学、工程地质学、水文地质学及气象学等②测量学知识③矿山工程机械化和自动化知识④矿山经济和管理知识⑤其他有关知识——计算机第一章第一章 绪论绪论那么露天开采工艺学是研究哪些内容的呢？工艺（Technology）——利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理，使之成为产品的方法露天开采（Surface mining）——直接从地表揭露并采出煤炭或其它矿产的工作。

露天开采工艺（Surface mining technology）——是利用生产工具直接从地表揭露并采出煤炭或其它矿产的方法一、露天开采工艺的主要内容： 第一篇 露天开采工艺环节 第二篇 露天开采工艺系统（一）露天开采工艺环节——介绍各工艺环节的设备类型、工作规格、作业方式、工作面类型、作业参数、环节生产能力及设备选型等 ①穿孔工作 ②爆破工作 ③松土机松碎岩石工作 ④合理矿岩块度（采装对爆破的要求）第一章第一章 绪论绪论两大部分内容（1）矿岩准备工作： 机械铲采装工作拉铲采装工作前装机、铲运机、推土机的采装工作多斗挖掘机（轮斗、链斗）作业（2）采装工作第一章第一章 绪论绪论机械铲排土推土机排土带式排土机排土其他排土设备排土排土场建设铁道运输汽车运输带式输送机运输联合运输（5）介绍气候对露天矿生产的影响以及提高煤炭质量（或矿石质量）和回采率的工艺措施。

3）运输工作（4）排土工作（二）露天开采工艺系统——将穿孔爆破、采装、运输、排土等工艺环节综合起来，形成一个完整的露天开采工艺系统典型的工艺系统有： ①机械铲、铁道工艺系统 ②机械铲、汽车工艺系统 ①轮斗挖掘机、带式输送机 ②排土桥、悬臂排土机工艺系统 ①连续采掘、间断运输工艺系统（如轮斗、汽车） ②间断采掘、连续运输工艺系统（如机械铲、胶带） ①一次倒堆 ②再倒堆（1）间断式工艺系统（2）连续工艺系统（3）半连续工艺系统（4）倒堆工艺第一章第一章 绪论绪论二、露天采场要素及有关名词术语二、露天采场要素及有关名词术语1、露天矿（Surface mining）——从事露天开采的矿山企业。

2、露天采场（Open pit）——具有完整的生产系统，进行露天开采的场所即矿坑）如图所示3、露天开采境界（Pit limit）——露天采场开采结束时的空间轮廓 上部境界——是露天采场剥离和采煤的地面范围闭合线） 下部境界——是由露天采场最终边帮和底面构成的4、露天采场边帮（Pit slope）——由露天采场四周的台阶平盘和坡面组成的总体由顶帮、底帮、端帮构成5、顶帮（Top slope）——位于露天采场矿体顶板侧的边帮分为第一章第一章 绪论绪论6、底帮（Foot slope）——位于露天采场矿体底板的边帮7、端帮（End slope）——位于露天采场矿体端部的边帮8、工作帮（Working slope）——露天采场内由正在进行着矿山工程的台阶组成的边帮9、非工作帮（Non-working slope）——露天采场内由已经结束矿山工程的台阶组成的边帮10、工作帮坡角（Working slope angle）——通过工作帮最上台阶和最下台阶的坡底线的假想平面与水平面的夹角（Φ）11、非工作帮坡角（Non-working slope angle）——通过非工作帮最上台阶坡顶线和最下台阶的坡底线的假想平面与水平面夹角（γ）。

12、台阶（Bench）——按剥离、采矿或排土作业的要求，以一定高度划分的阶梯由平盘、坡面、坡顶线、坡底线、坡面角（α）、台阶高度（h）等要素组成如图）第一章第一章 绪论绪论第一章第一章 绪论绪论13、平盘（Berme）——台阶的水平部分或近水平部分由上下平盘组成）14、坡面（Bench slope）——台阶上下平盘之间的倾斜面15、坡顶线（Bench edge）——台阶上部平盘与坡面的交线16、坡底线（Bench toe）——台阶下部平盘与坡面的交线17、坡面角（Bench angle）——台阶坡面与水平面的夹角18、台阶高度（Bench height）——台阶上、下平盘之间的垂直距离19、剥采比 n（Stripping ratio）—剥离量与有用矿物量之比值 m3/t或m3/m3 n——包括生产剥采比、境界剥采比、平均剥采比、经济合理剥采比等20、生产剥采比（Operational stripping ratio）——在一定生产时期内，露天采场采出的剥离量与有用矿物量的比值第一章第一章 绪论绪论三、露天开采的特点及国内外发展现状三、露天开采的特点及国内外发展现状（一）露天开采特点：优点：1、生产能力大，可达3000~5000万t/a； 2、劳动效率高； 3、成本低； 4、安全程度高，劳动条件好； 5、建设速度快，一般3~5年可建成； 6、木材消耗少； 7、资源回收率较高，一般90%以上。

第一章第一章 绪论绪论缺点:1、需要移运大量的剥离物，剥采比的大小直接影响经济效益； 2、占地面积大，破坏生态环境； 3、受气候影响大，生产具有季节性； 4、露天采场作业空间大，可采用大型生产设备，故大型露天矿投资较大； 5、对矿床埋藏条件要求严格，一般埋藏浅、煤层厚的地区适合露天开采二）国内外发展现状 由于露天开采比地下开采具有不可比拟的优越性，自20世纪以来，在全世界范围内，在煤炭、冶金、建材、化工等行业露天开采得到了广泛的发展大约2/3的矿产资源是用露天开采的其中煤炭已由1913年的6.6%增加到目前的40%以上特别是美国、俄罗斯、加拿大、波兰等国的露天矿发展较快，比重较大第一章第一章 绪论绪论我国露天开采技术的发展趋势是： （1）开采设备大型化——采、运、排设备大 （2）开采规模大型化——由几百万吨增大为几千万吨 （3）工艺连续及连续化——提高工效 （4）开拓方式多样化、强化开采——减小生产剥采比 （5）加强管理现代化和技术现代化第二章第二章 矿岩准备矿岩准备第一节第一节 概述概述第二节第二节 穿孔工作穿孔工作第三节第三节 爆破工作爆破工作第四节第四节 松土机松碎矿岩松土机松碎矿岩第五节第五节 穿孔爆破与采装的配合及合理矿岩块度穿孔爆破与采装的配合及合理矿岩块度2—1 概述概述一、矿岩准备（一、矿岩准备（一、矿岩准备（一、矿岩准备（Preparation of materialsPreparation of materials）））） ————预先松碎矿岩以利挖掘的工艺环节。

是首要环节预先松碎矿岩以利挖掘的工艺环节是首要环节二、矿岩准备环节的重要性及作用：二、矿岩准备环节的重要性及作用：二、矿岩准备环节的重要性及作用：二、矿岩准备环节的重要性及作用：1、有利于提高采掘设备及运输设备的效率；2、有利于安全；3、减小采掘设备由于啃硬岩而引发的故障；4、将矿岩合理破碎，可降低生产成本，提高经济效益由于作业效率的提高，可使成本相对下降；另外也可降低采掘设备的能量消耗和维修费用）2—1 概述概述三、矿岩破碎的方法三、矿岩破碎的方法 （1）炸药爆破法 （2）无声爆破法（膨胀法） 2、机械松碎法——用机械设备直接松碎 3、水力松碎法——多配合水采向钻孔中注入高压 水， 土岩胀裂。

露天矿常用方法1、穿孔爆破法那么，矿岩应松碎到什么程度较为合理呢？（即满足采掘生产的要求，又节省破碎成本）合理的矿岩块度及矿岩松碎与采装的配合2—2 穿孔工作穿孔工作一、穿孔工作（一、穿孔工作（Drilling））——利用穿孔设备按一定的要求钻成炮孔的工作如图）二、二、穿孔设备穿孔设备（（Driller/Drilling machine））目前露天矿主要用机械法穿孔，常用穿孔设备有： （一）钢绳冲击钻机 （二）潜孔钻机 （三）回转式钻机 （四）牙轮钻机1、这种钻机破碎矿岩的机理是切削和研磨矿岩而不是冲击2、工作原理（与螺旋钻相似） 它借助钻杆把能量传递给钻头，回转电机带动钻杆与钻头一起转动，并给一定的轴向正压力，钻头刀部将孔底岩石刨削下来，再用钻杆上的螺旋片把岩石碎屑排出孔外，而形成钻孔3、工作参数：钻头直径d=70~200mm 孔深h=5~20m4、特点及适用条件特点：（1）岩石破碎机理是刨削，而不是冲击； （2）可打倾斜孔； （3）效率很高，平均11万m/台年。

适用：适用于f=2~5的矿岩三）回转式钻机（三）回转式钻机1、是较理想的穿孔设备，是在回转钻机的基础上发展起来的在我国金属露天矿和国外露天矿应用较广目前，我国金属矿山几乎全部用牙轮钻机代替冲击钻机2、工作原理 利用牙轮钻头上的牙轮滚动来传递冲击和压入力，回转机构带动钻具旋转，牙轮便沿着与钻头旋转方向相反的方向旋转，牙轮相对岩石表面的运动是带有滑动的滚动，所以岩石是在静压力和动压力的联合作用下的凿碎、剪切和刨削等复合作用下破碎的3、工作参数 常用机型有HYZ-250A、45-R、60-R型等 孔径d=170~445mm 孔深h≤50m（四）牙轮钻机（四）牙轮钻机4、特点及适用条件（1）效率高，遍用性强，连续钻进，工作安全可靠等；（2）它属于冲击式钻机；（3）可打倾斜钻孔；（4）可按照矿岩的软、中硬、坚硬和特硬来选择适当的钻头和工作参数；（5）可在各种矿岩中广泛应用四）牙轮钻机（四）牙轮钻机2—3 爆破工作爆破工作一、爆破工作（一、爆破工作（Blasting））——是指将矿用工业爆药，按一定的要求装填在炮孔中，利用炸药爆炸产生的化学能将矿岩破碎至一定程度，并形成一定几何尺寸的爆堆，或者使矿岩产生一定的位移。

二、影响爆破质量的因素：二、影响爆破质量的因素： 1、矿岩性质（岩种、特性、硬度等） 2、地质构造（层理、节理、裂隙发育情况） 3、炸药的性能、药量 4、起爆方法、顺序 5、炮孔参数 6、布孔方式、系数2—3 爆破工作爆破工作三、爆破方法三、爆破方法 露天矿常用的爆破方法： 1、药室爆破 2、裸露爆破 3、浅眼爆破 4、深孔爆破矿山应根据工程地质条件、施工条件、对爆破的要求及经济效益等合理选择2—3 爆破工作爆破工作（二）裸露爆破法——就将炸药直接安放在被爆物体的表面上进行爆破方法1、特点及适用条件：（1）无需打炮孔，操作简单；（2）炸药单耗高，是其它方法的3~7倍；（3）安全距离大，易产生飞石。

安全警戒距离在400m以上适用范围：在露天矿一般用于二次爆破2、药包位置及药量计算 为控制飞石，应将药包放置块石顶部且有凹槽处 药量：Q=KV (kg) 式中V——块石体积m3 K——炸药单耗取1.3~2.0kg/m32—3 爆破工作爆破工作（三）浅眼爆破法1、浅眼爆破——一般指炮孔深度小于4m，孔径小于75mm的爆破方法2、特点： 施工简单，易于操作，使用灵活，爆破质量好，但一次爆量小，影响穿孔机效率3、适用条件： 一般做为露天矿辅助爆破广泛用于二次爆破，打根底，冻帮等一般用于风动冲击钻（小钻）、手持式凿岩机4、装药量及炮孔参数与深孔爆破法相同2—3 爆破工作爆破工作（四）深孔爆破法1、深孔爆破——指孔深大于4m，孔径大于75mm的爆破方法，是露天矿中应用最广泛的爆破方法2、深孔爆破的优缺点：（1）可为大型采装机械提供足够的爆破矿岩量；（2）穿孔机械化程度高，施工快；（3）劳动强度小；（4）有较好的破碎效果和理想的爆堆尺寸；（5）安全性高；（6）准备工作较复杂，能量消耗多，穿孔设备笨重，有较平整的作业平盘。

3、钻孔参数 垂直—应用较广，施工简单；抵抗线不容易合理控制，易出现大块 和根底，影响边坡； 倾斜（与台阶坡面一致）—钻孔困难，效率低，但爆破效果好 孔径d 孔深h 超深h，倾角2—3 爆破工作爆破工作2—3 爆破工作爆破工作①单排孔布孔方式—爆破效果好，出岩率高，消耗少，但爆量少；②多排孔矩形布孔—爆破效果不如单排孔，但一次爆破量大；③多排孔三角形布孔—爆破效果较矩形布孔好，应用较多4、布孔方式（如图） 2—3 爆破工作爆破工作5、起爆方法：（1）点燃导火索起爆——操作简单但安全程度差，多用于二次爆破2）导爆索起爆——安全可靠，网络简单（3）电起爆——可对起爆网络进行准确检查，起爆可靠，但易出现早、爆、据现象露天矿不易使用4）导爆管起爆——是非电起爆法，可用击发枪、电管或导爆线引爆安全、操作简单，精确度高，可靠，但是爆速低，存在固有延期现象，网路计算复杂 6、装药结构 集中装药—爆破效果较差，但操作方便，用于均岩石中； 分段装药—爆破效果好，但装药工作复杂，易出现漏爆。

2—4 松土机松碎矿岩松土机松碎矿岩一、松土设备：一、松土设备：带有犁土器的推土机（松土犁），分为牵引式和悬挂式二、松土深度：二、松土深度： 牵引式：0.4~0.5m 悬挂式：1.5~2.0m三、参数（如图三、参数（如图2-19））第一节第一节 概述概述第二节第二节 机械铲作业机械铲作业第三节第三节 拉铲作业拉铲作业第四节第四节 前装机、铲运机和推土机作业前装机、铲运机和推土机作业 第五节第五节 多斗挖掘机作业多斗挖掘机作业第六节第六节 螺旋钻采煤螺旋钻采煤（自学）（自学）第七节第七节 采装设备选择采装设备选择 第三章第三章 采装工作采装工作3—1 概述概述一、采装工作（一、采装工作（Loading））——用挖掘设备铲挖土岩或矿物，并装入运输设备的工艺环节，在露天开采工艺环节中居主导地位二、采装二、采装设备（（Excavator））1、机械铲：包括电铲（Shovel） 、液压铲（Hydraulic excavator）2、拉铲（Dragline）3、多斗铲：包括轮斗挖掘机（Bucket wheel excavator）、链斗挖掘机4、前装机（Front end loader） 5、铲运机6、推土机（Bulldozer） 7、螺旋钻（Auger）3—2 机械铲作业机械铲作业露天矿机械铲有两种类型剥离型——采矿型——向运输设备装载向采空区倒排悬架长、勺斗容积大 一、一、机械机械铲的工作的工作规格格（1）挖掘半径Rw——挖掘机挖掘时由挖掘机回转中心线到勺斗斗齿顶端的水平距离。

其中： ①斗柄伸出最大时的挖掘半径叫最大挖掘半径，即Rwmax； ②斗齿位于挖掘机站立水平的挖掘半径叫挖掘机站立水平挖掘半径，即Rwp ；（2）挖掘高度Hw——挖掘机挖掘时斗齿顶端到挖掘机站立水平的垂直距离，其中： 斗柄最大伸出并提高到最高位置时的挖掘高度叫最大挖掘高度Hwmax；（3）卸载半径Rx——挖掘机回转中心线到卸载时的勺斗中心线的水平距离其中： 斗柄最大伸出时的卸载半径叫最大卸载半径Rxmax；（4）卸载高度Hx——挖掘机卸载时，勺斗开启后的斗底下缘到挖掘机站立水平的垂直距离其中： 斗柄最大伸出并提高至最高位置时的卸载高度叫最大卸载高度Hxmax；（5）下挖深度Hws——当勺斗下挖时，斗齿顶端到挖掘机站立水平的垂直距离二、作业方式及工作面类型二、作业方式及工作面类型1、作业方式：3—2 机械铲作业机械铲作业机械铲的作业方式，按与运输设备的相对位置分为：（1）平装车——挖掘机和运输设备位于同一个水平上如图3-4缺点 适用条件：正常推进的具有足够平盘宽度的剥采台阶的采装作业优点3—2 机械铲作业机械铲作业①挖掘机卸载时瞭望条件较好；（与上装时比较）②挖掘机效率高；（与上装时比较）③挖掘机不用安装长臂架，可减少故障，延长寿命；④挖掘高度可在保证作业安全的情况下适当增大。

①挖掘设备的站立水平需要足够的平盘宽度，保证运输设备的放置位置；②开挖沟作业时，没有足够的宽度布置运输设备，特别是铁道运输时，作业效率低（2）上装车——运输设备所在水平高于挖掘机站立水平如图3—4①挖掘机在采装时就将矿岩向上运送了一个水平高度，提高了运输效率；②挖掘机作业水平的平盘宽度不需考虑运输设备的位置；③在开挖沟作业时，挖掘机作业效率不受运输设备位置的影响优点： 缺点：①挖掘机卸载时瞭望条件较差；②挖掘机作业效率较平装车时差；③需装长臂架，故障多；④挖掘高度受卸载高度的限制适用条件：多用于开挖沟作业或挖掘机采装水平运输线路联络较困难时3—2 机械铲作业机械铲作业（3）联合装车——上装和平装相结合的采装作业如图3—4缺点：适用条件：在露天矿很少使用，一般在特殊情况下需加快挖掘机所在位置的工程速度，而挖掘机数量不够或不能放置两台挖掘机同时作业时采用优点：①由于运输设备供应充分，可最大限度发挥挖掘机的作业效率；②可加快工程速度①生产管理复杂；②运输设备效率有时受到影响（有时受挖掘设备限制）；③若为长臂挖掘机，平装电机车牵引的自翻车时极不安全，违反操作规程和安全规程3—2 机械铲作业机械铲作业（4）倒堆（Casting）——不用运输设备运输，直接由挖掘机将矿岩倒至指定地点的作业。

缺点：适用条件：水平、近水平的单一爆层露天矿的开采；露天矿的特殊采掘工程（如滑坡区的处理，爆岩选采时）2、工作面类型（1）工作面（ Working face）——用采掘设备或排土设备直接进行采掘或排土作业的场所优点：①不需运输设备；②露天开采工艺简单，“电铲露天矿”（Stripping shovel）①需要采用长臂架、大勺斗挖掘机；剥离型挖掘机；②适用条件较严格3—2 机械铲作业机械铲作业（2）工作面类型——主要与电铲规格、作业方式和矿岩特性有关可分为：端工作面、侧工作面和尽头式工作面三种类型如图3-3所示）3—2 机械铲作业机械铲作业[1]端工作面——[2]侧工作面优点：选采效果好——可分层采掘进行选采使用条件：选采优点：由于采掘设备的平均回转角≤90°，故效率高；采宽较宽（与侧工作面比较）——作业效率高缺点：选采时效果不好适用条件：广泛应用于台阶的采掘作业缺点：由于挖掘机平均回转角在120°~140°，故效率低；工作面宽度（采宽）小，铁道运输时移道频繁3—2 机械铲作业机械铲作业[3]尽头式工作面（掘沟时）缺点：铁道运输、平装车时，效率低适用条件：掘沟优点：挖掘机挖掘时满斗效率高（采高足够时）可开挖新工作面三、挖掘机工作面参数三、挖掘机工作面参数 包括：工作面高度H、采掘带宽度A、爆堆宽度b。

一）工作面高度H值的合理确定（台阶高度） H值的合理确定分台阶不爆破和爆破两种情况分别确定3—2 机械铲作业机械铲作业1、台阶不需要爆破直接挖掘时（平装车）：——挖掘机推压轴高度2、台阶需爆破，采装爆堆时（平装车），爆堆高度 满足：爆堆高度 与台阶实体高度H之间关系与矿岩性质及爆破方法有关式中 ——爆破沉降系数3—2 机械铲作业机械铲作业则有：松动爆破时：KB =1.10~1.15（爆堆下沉）在有一定抛掷时： KB =1.20~1.50爆堆均匀松散时时： KB =2.5~2.7（下沉较大）挤压爆破时： KB <1.0（隆起）3、上装车时，台阶高度应为（如图）：（m）Hc——运输设备高度，me——安全距离，m0.5~1.0m）式中：3—2 机械铲作业机械铲作业则（m）式中：考虑挖掘机的卸载半径限制时：C——线路中心线至坡顶线距离，m（2~3m）α——台阶坡面角3—2 机械铲作业机械铲作业（二）采掘带宽度的合理确定（铁道运输时）1、挖掘机直接采掘不需爆破的软岩（f≤3 ）时式中角β=0°~45°，故A=（1.0~1.7）Rwp （m）实践证明，在作业允许情况下，应尽量采用较大的采宽。

采掘效率较高）（m）2、挖掘机采掘爆堆时，实体采掘宽度A的确定：（1）爆破前单位长度的实体体积（m）H——台阶高度，m；A——实体采宽，m；3—2 机械铲作业机械铲作业爆破后单位长度的爆破体积 ：式中：3—2 机械铲作业机械铲作业显然：则：有：（m）（三）爆堆宽度b值的合理确定 挖掘机采掘爆堆时有两种情况：一爆一采、一爆两采1、一爆一采时，即爆堆可一次采完：（如图）（m）b3—2 机械铲作业机械铲作业2、一爆两采时，即爆堆两次采完（铁道运输露天矿）式中：f——挖掘机规格利用系数≤0.9； c——线路中心线至爆堆坡底距离，一般2.0~3.0m； A，——一爆两采时第二次采掘的爆堆宽度，一般取 A，=f（Rwp+Rxmax）-c （m） （m）（四）机械铲向汽车和胶带装载时的采宽A1、汽车运输时 由于汽车运输时，挖掘机和汽车的相对位置比较灵活，因此不像铁道运输时受几何尺寸的严格限制采掘带宽度A可采用较小的或较大的宽度3—2 机械铲作业机械铲作业（1）比铁道运输时的采宽较大的采宽称为宽采掘带。

如图 ，汽车运输宽采掘带时，可横向之字型移动；也可横采2）合理的采宽A的确定，应考虑以下几方面因素：①剥采工程的要求；②穿孔爆破效率及采掘效率和综合经济效益；3—2 机械铲作业机械铲作业③穿孔系数：实体采宽：式中：爆堆宽度b可用公式 求得m）α——台阶坡面角，°H——台阶高度，m；c——边眼距，m；n——炮孔排数；b，——炮孔行距，m；3—2 机械铲作业机械铲作业（3）宽采宽的优缺点：①增大一次爆破量，爆破质量好，穿孔爆破效率高；②可提高挖掘机作业效率，减少爆破对采装的影响；③有利于选采④工作平盘较宽，使工作效率变缓，超前剥离量大2、胶带输送机运输时：为充分发挥采掘效率，也可采用宽采宽，作业方式有：（1）不需要爆破的软岩时（如图） ：Ⅰ胶带位于工作面端部时：3—2 机械铲作业机械铲作业（二）汽车运输时，工作平盘配线方式见图3-16，有8种汽车工作面入换时间较短，一般在1分钟之内大体分为三种（三）胶带输送机运输时，工作平盘配线方式：△按胶带条数分1、直接式2、回转式3、折返式△基本两种胶带输送机在工作面端部胶带输送机在工作面侧部每台给配一条胶带多台共用一条胶带3—2 机械铲作业机械铲作业第一节第一节 概述概述第二节第二节 铁道运输铁道运输第三节第三节 汽车运输汽车运输第四节第四节 带式输送机运输带式输送机运输第五节第五节 联合运输联合运输第六节第六节 运输方式选择运输方式选择第四章第四章 运输工作运输工作4 4 4 4————1 1 1 1 概述概述概述概述一、运输（一、运输（一、运输（一、运输（Transportation/Moving/ConveyingTransportation/Moving/Conveying））））用设备将物料（矿物或岩石）或人员移运到指定地点的（作业）工艺环节。

用设备将物料（矿物或岩石）或人员移运到指定地点的（作业）工艺环节 1、将有用矿物运送到选矿厂、破碎站或贮矿场；露天矿运输工作任务： 2、把剥离土岩运送到排土场； 3、将生产人员、设备和材料运送到作业地点完成上述任务的运输线路网络及设备，构成露天矿运输系统运输系统：运输线路系统及设备，调度指挥系统二、作用二、作用 运输是露天矿中重要的工艺环节之一，起着“联结”及“纽带”作用运输工作与采装工作及排土工作都直接发生联系，因此，运输设备的类型、运输工作系数及生产管理等对露天矿整个工艺系统的正常运转将产生重大影响同时，运输投资以及运输生产成本在露天矿中占较大比重，影响经济效益三、运输方式三、运输方式1、单一运输方式——整个露天矿中采用一种类型运输方式的运输系统 铁道运输 自卸卡车运输 带式输送机运输 水力运输间断式运输连续式运输按作业方式又分为4 4 4 4————1 1 1 1 概述概述概述概述2、联合运输方式——由几种运输方式联合而构成运输系统。

按联合方式又分为:4 4 4 4————1 1 1 1 概述概述概述概述四、露天矿运输工艺的发展现状及趋势四、露天矿运输工艺的发展现状及趋势1、露天矿运输发展较快，国外应用自卸卡车和胶带输送机运输较多，比如美国露天每矿几乎全部用自卸卡车运输；原西德露天矿大部分采用胶带输送机运输；原苏联露天矿采用运输方式较多，自卸卡车、铁道、胶带输送机以及联合运输方式等在我国早期的露天矿都采用铁道运输，大部分为轨道电路自动闭塞的电汽化铁路并且取得了较好效果，也积累了丰富的经验新建露天矿大都采用大型自卸卡车、胶带输送机运输，或者其联合运输2、发展趋势： ①运输设备大型化（300多吨载重卡车、宽带宽的胶带输送机） ②运输方式联合化4 4 4 4————1 1 1 1 概述概述概述概述4—3 汽车运输汽车运输一、优缺点及适用条件一、优缺点及适用条件1、优点：①机动灵活、调配方便，可适于各种复杂的地形条件及多种矿岩的分采；②可使开采工艺简单，加快延深速度，开采强度大，适用于组合台阶或横采；③只要矿床资源条件许可，采用重型汽车，可建设规模较大的露天矿；④爬坡能力大，可达8~9%，转弯半径小；基建工程量小，建设速度快；⑤运输作业组织简单，汽车独立性强，可提高挖掘机效率；⑥露天矿开采深度较大时，易向其它运输方式过度；（改造容易）⑦可实现高段排土，提高排土效率。

2、缺点：①合理运距短，一般2~3km； ②消耗大量燃油和轮胎，吨公里运费高，（运输成本高）； ③汽车保养、维修复杂，需建设专门的汽车修理厂； ④受气候影响较大，在大雨、大雾、冰雪时，行车困难； ⑤深凹露天矿中易造成坑内空气污染； ⑥对汽车调配管理手段不完善3、适用条件：地形复杂、坡度较大、走向长度较短，矿体分散不规则，要求加大开采强度和开采规模的露天矿对于运输距离较大的露天矿，不宜单独采用汽车运输4—3 汽车运输汽车运输二、汽车类型二、汽车类型1、卸载方式：后卸式汽车、拖拉牵引的半拖车、拖车、汽车列车1）后卸式汽车——被广泛应用，适用于不同条件下的各种物料 特点：牵引功率大，爬坡能力强，机动灵活2）半拖车——适用于坡度较小而运距较大的露天矿 特点：爬坡能力小，载重量大3）拖车——同半拖车4）汽车列车——由多台侧卸拖车和牵引车组成干线上在轨道上走行） 特点：载重量大，作业机动性差，爬坡能力小。

适用于规模较大的露天矿 （a）自卸汽车（后卸式） （b）半拖车（侧卸） （c）拖车（侧卸） （d）汽车列车（侧卸式）4—3 汽车运输汽车运输2、载重：向大型化发展高达350t，但由于大型汽车的发动机传动系统、制动系统尚未完全过关，轮胎费用高目前较少使用，广泛应用27t~200t如：苏联产贝拉斯27t；日本产HD-6800（小松）68t、美国产68t；WABOC-170D型（154t）；WABOC-120型108t；我国湘潭产电动轮SF-3103型108t；本重产LN-3100型108t3、传动：机械传动、液压传动、电力传动1）机械传动——柴油发动机——汽车行走部分 适用于载重小于30t的汽车30~100t的采用机械传动也可以2）液压传动——柴油发动机——液压系统——行走部分； 适用于30~100t的汽车4—3 汽车运输汽车运输（3）电力传动——柴油发动机——发电机（交流）——交流变直流——直流电动机——行走部分优点：①传动性能好、平稳、爬坡能力强 ②结构简单，可靠运行 ③操作方便适用于载重大于100t的汽车。

4、发动机：汽油发动机、柴油发动机（5t以上的自卸车）、燃汽轮机5、轮胎：子午线轮胎能减少胎面磨损，故广泛应用轮胎分4—3 汽车运输汽车运输6、车厢：车厢容积和V和载重物料容重应相配合，使两个指标都能充分应用与运送物料容重有关一般应满足：Q=Vr三、汽车运行周期三、汽车运行周期1、汽车运行周期tzq ：（1）装载时间tz：——主要与装载设备的斗容和汽车斗容以及挖掘机作业效率和挖掘物料性质有关一般（通过多年计算机模拟结果和实测）装满一车用3~5斗为宜装车时间一般2~8min，实际计算时应现场实测统计2）卸载时间tx： ——与车型、岩性和卸载条件有关一般1min左右3）调车时间td1：——指工作面、卸载调车时间，与调车速度，调车方式有关一般在1min以内4—3 汽车运输汽车运输（4）等进时间td2： ——指等装、等、卸、中途修车时间与汽车的调配，采，排、运三者的合理匹配有关车铲比）可通过实测统计或计算机模拟获得5）运行时间ty ——空、重运时间与v和t有关 可将线路按坡度、转弯半径、路面等级等划分成若干段，每段道路长度为li，汽车在各单元上的运行速度可按以下方法确定：4—3 汽车运输汽车运输式中：式中：4—3 汽车运输汽车运输式中：平均速度还与前后纵坡单元的运行状况有关。

汽车在各单元实际平均运行速度 （6）其它时间tq——指日常保养，临故时间等可用统计法得到 四、汽四、汽车运运输能力能力1、台班能力Pb式中：4—3 汽车运输汽车运输2、年能力Pn： 式中3、所需汽车台数确定式中：4—3 汽车运输汽车运输五、道路养护五、道路养护1、汽车道路的状态对汽车的运行状况影响较大，道路养护不好，汽车运行条件差，不但影响汽车正常的运行速度，影响作业效率，而且容易发生故障，影响汽车出动率，并且增加了汽车的修理和维修费用，加剧轮胎的磨损这样就加大了运输成本因此应加强道路养护，在经济合理条件下，尽量建设等级较高的路面，即“修路即是修车”2、加强道路养护的措施①道路养护设备专门化，且数量类型齐全；②有专门的道路养护与管理人员；③加强穿爆、采装作业质量标准化，保证工作面道路状态良好；④大雨后停止作业；以防破坏路面；⑤冬季洒防冻液，夏季洒水；⑥采掘和排土工作面配专门养路设备三班养护（清理路面）六、技六、技术经济指指标1、运距计算（同铁道计算法）①2、运输吨公里费用（同铁道计算法）4—3 汽车运输汽车运输4—4 带式输送机运输带式输送机运输一、优缺点、适用条件及发展趋势一、优缺点、适用条件及发展趋势1、优点：①运输作业连续，可保证挖掘机不停顿地作业，无入换时间。

提高 挖掘机生产能力10~35% ②运输能力大，采用宽带宽时更大 ③爬坡能力大17°~18°铁道为30~60‰，汽车10‰ ④可实现集中自动控制，提高劳动生产率 ⑤运输成本较汽车低2、缺点：①胶带投资高 ②对运送物料要求严、适应性差块度小，块度均匀 ③受气候影响大，特别严寒地区和日照较多地区，胶带易损坏3、适用条件：松软物料的露天矿或者用汽车与胶带输送机联合运输较坚硬物料（要求爆破块度小、均匀，并配合破碎机破碎物料）二、胶带输送机参数和类型的选择二、胶带输送机参数和类型的选择（一）胶带输送机类型结构1、胶带——既是承载部件，又是牵引机构胶带由带芯和覆盖胶组成覆盖胶一般为天然橡胶；而带芯有两种，一种是帆布芯层或尼龙芯层，另一种是钢丝绳芯层（常用）①钢丝绳芯胶带——是露天矿常用胶带优点是寿命较长，拉力大，伸长率小，纵向、横向柔软性好，胶带层间粘结好，可用x射线探伤；缺点是当纵向撕裂，钢丝绳易局部断裂。

②棉帆布和尼龙芯胶带——是支承胶带的机构托辊分上部托辊和下部托辊，分别支拖承载段胶带和回转段胶带4—4 带式输送机运输带式输送机运输 平行单辊式——多用于下部回转段的托辊 槽型三辊式——多用于上部承载段的托辊3、驱动装置：——主要包括电动机和传动滚筒，胶带两端各有一滚筒，有双筒驱动和单筒驱动两种4、拉紧装置——保证胶带有一定的张力，与滚筒间产生足够的摩擦牵引力拉紧装置有机械式和重锤式两种常用类型5、辅助设备——装载设备、卸载设备、转载设备、分流设备等二）胶带输送机参数1、带宽B：——矿用带宽0.6~3.2m带宽B越大，其运送物料的能力越大，对块度的限制越小托辊分为4—4 带式输送机运输带式输送机运输求得B值后，应取相近的标准值：500、600、800、1000、1200、1400、1600、1800、2000mm且应满足： ，mm 式中：dmax——物料最大线形尺寸2、带速V——我国标准带速为1.25、1.6、2.0、2.5、3.15、4.0、5.0 m/s4—4 带式输送机运输带式输送机运输三、带式输送机的分流设备、转载设备、装载、卸载设备三、带式输送机的分流设备、转载设备、装载、卸载设备（一）装载设备——主要用来正确引导货流，使物料对中而不偏载。

转载设备分：移动式和固定式两大类1、移动式——沿胶带机机身移动一般用于电铲装载时，同时必须设有一定容量的装载仓，以保证物料连续性2、固定式——通常设在胶带机尾端二）转载设备——在采掘设备与工作面运输胶带之间，在排土机与排土场胶带之间，加设一台自行式转载机这样可以减少工作面胶带机的移设次数并且可减少工作面胶带条数，或用组合台阶开采，即几个水平的工作面用一条胶带运输4—4 带式输送机运输带式输送机运输（三）分流设备——用于矿岩混杂的工作面或需调节各条胶带的运量，使之均衡时分流设备有：悬臂回转式，分岔溜槽式、滚筒台车式（分流站）三种分流设备布置方式有：分散式、集中式两种1、分散式分流站——设置在每一水平对应的干线胶带机上多采用（a）式2、集中式分流站——设置在出入沟平线胶带处多采用（b）式用于运量大、开采水平多的露天矿4—4 带式输送机运输带式输送机运输这种方式：集中管理，效率高，大出现故障时，影响整个运输系统同时，位置的选择很重要，应设在各种物料的综合加权运距最短处四、移动式破碎机及其在工作面的配置四、移动式破碎机及其在工作面的配置 在较硬矿岩露天矿中，需用单斗挖掘机采掘。

这时如果用胶带输送机运输，则需在物料装入胶带前增加移动式破碎机，使砂岩经破碎后用胶带输送机运送1、移动式破碎机一般由装载矿仓、给矿机、破碎装置、转载交代输送机、卸载胶带输送机、走行机构组成①装载仓——作业是暂存矿岩，使物料变为连续破碎，仓斗容为挖掘机勺斗容2~3倍以上②给矿机——多为刮板式，起运输作用③破碎装置——有锤式、反击式、短头回转式等类型④走行机构——多为履带式、迈步式、轮胎式、轨道式4—4 带式输送机运输带式输送机运输2、移动式破碎机生产能力计算Q①破碎比大于1：10时（粗碎）式中：②破碎比小于1：10时（中碎和细碎）4—4 带式输送机运输带式输送机运输3、移动式破碎机工作面布置一般每台挖掘机配一台，中间可加一台转载机如图4-14所示）即：单斗铲——移动式破碎机——转载机——胶带输送机4—4 带式输送机运输带式输送机运输五、工作面胶带输送机的移设五、工作面胶带输送机的移设工作面胶带输送机需作定期移设移设方式是整机移动，不拆卸移设设备：用移设机（履带式行走）移设过程：先放松胶带，用移设机夹轨器夹住胶带机的钢轨轨头，并提高15~20cm，然后移设机向移设方向回转一定角度，使钢轨被向移动方向凸出0.5~1.5米，移设机沿轨道做直线行驶，使胶带机被推动一个步距。

这时胶带机机头部分依靠自身的动力装置或移设机与机身同步移动4—4 带式输送机运输带式输送机运输六、胶带输送机的设计原则六、胶带输送机的设计原则1、台阶工作线平、直；2、尽量减少运输水平数，可通过转载设备减少工作面胶带条数；3、增加移设步距可用转载设备；4、单台胶带输送机应较长；5、各胶带输送机之间交角不应成锐角，直角最好；6、尽量减少工作线折线段数量4—4 带式输送机运输带式输送机运输一、一、联合运合运输方式方式类型型按矿岩移运货流过程中运输的联合方式可分为：1、串联式联合运输——即在由采掘工作面到卸载点的整个运输过程中是由两种或两种以上的运输方式分别完成各区段的运输，各区段之间需要转载设备比如：坑内用汽车运输，地面用铁道运输，汽车-铁道联合运输，坑内用汽车运输，地面用胶带输送机运输，汽车-胶带联合采掘工作面用汽车，配合溜井，山下地面用铁道，汽车-溜井-铁道2、并联式运输——在全部矿岩运输过程中，部分物料用某一种单一运输方式，部分物料采用另一种单一运输方式，这样由几种单一运输方式来完成全矿的运输如：煤炭运输用汽车，剥离运输用铁道；煤炭运输用胶带，剥离运输用汽车4—5 联合运输联合运输 4—5 联合运输联合运输 3、混联式联合运输——串联式与并联式相结合的联合运输方式。

如：煤炭运输坑内用汽车，地面用胶带输送机；剥离运输用铁道煤炭运输坑内用汽车， 地面用胶带输送机；剥离运输用汽车二、联合运输的特点和适用条件二、联合运输的特点和适用条件1、优点：①根据矿床赋存特点，地形特点，开采等因素，采用不同的运输组合 方式可充分发挥各种运输方式的特长，相互克服缺点，使整个运输 系统达到最佳的经济效果 ②可减少某一种运输设备的数量，并减少同一种运输设备的相互影响2、缺点：①运输环节复杂化，增加了生产管理和平衡的难度； ②需要加设转载设备，一是运输设备投资加大，二是转载设备的能力 和状态影响运输效率3、适用条件：广泛适用于矿床赋存条件复杂的规模较大的露天矿第一节第一节 概述概述第二节第二节 推土犁排土推土犁排土第三节第三节 机械铲排土机械铲排土第四节第四节 推土犁与机械铲排土线的发展及其比较推土犁与机械铲排土线的发展及其比较 第五节第五节 推土机排土推土机排土第六节第六节 胶带排土机排土胶带排土机排土第七节第七节 其它排土工艺其它排土工艺第八节第八节 排土场建设排土场建设第九节第九节 排土工艺选择排土工艺选择第五章第五章 排土工作排土工作一、排土工作（一、排土工作（Dumping））利用排土设备按一定的要求向排土场堆弃剥离物的工艺环节。

排土场（Dump）——堆放剥离物的场所分二、排土工作重要性二、排土工作重要性1、排土工作是露天矿生产工艺环节的最后一个环节，是保证；2、排土工作影响运输周期时间，影响采掘、运输设备效率；3、排土工作关系到露天矿剥离工程能否正常发展；4、排土费用影响露天矿生产成本和经济效益外排土场内排土场5—1 概述概述三、排土工作特点三、排土工作特点1、、排土工作与采装工作有相似之处，其工作线及工作面都随着时间而不断推移，具有移动性；但两者发展方向相反；2、排土工作面与采掘工作面都具有一定的作业参数，但排土工作面可采用较大的参数，如高排土台阶；3、排弃物料为松散物料，设备效率高；4、排土台阶稳定性差；5、排土工作是由下而上逐渐占用排土空间5—1 概述概述四、排土设备四、排土设备1、排土犁（Dumping plough）2、挖掘机3、推土机（Bulldozer）4、胶带排土机5、前装机（Front end loader）6、铲运机7、水力排土设备（Debris disposal machine）5—1 概述概述5—5 推土机排土推土机排土一、汽一、汽车运运输、推土机排土、推土机排土（一）作业方式：分为边缘排土和场地排土1、边缘排土（如图a）汽车排土作业方式：汽车以后退方式驶近排土台阶坡顶线翻卸土岩。

要求在保证安全情况下，尽量使翻卸土岩翻入边坡上，使平盘上少剩或不剩土岩，以减少推土机推土工作量车挡：为了保证安全，防止汽车掉下去，在坡顶线附近应设车挡——土棱车挡尺寸特点：①推土机推土工作量小 ②汽车需后退式翻卸；不安全，易掉下去特别是夜间和雨季）适用条件：排土岩石较坚硬，排土台阶较稳定时2、场地排土（如图）汽车作业方式：汽车将土岩翻卸到排土台阶上，然后由推土机将土岩推到坡下5—5 推土机排土推土机排土特点：①不需设车挡；汽车作业安全； ②推土机推土工作量大； ③需较宽的排土台阶宽度适用：松散物料，排土台阶稳定性差时，以及夜间作业二）排土线参数：H、L、Bp1、排土台阶高度H：主要与岩性有关，在保证台阶稳定与安全条件下可采用较高的台阶高度（上百米）（南芬）2、排土线长度L：按需同时翻车的汽车数量确定，同时考虑台阶平整和备用需要5—5 推土机排土推土机排土 L=nb（m）式中：b——每台汽车卸载时占用工作线长度，30~40m与汽车调车方式及转弯半径有关可取b≥2Rmin，m） n—同时卸载汽车数。

卸载数）（辆）式中：N——实动排土汽车数，辆； T——汽车作业周期，min； t——每辆汽车卸载及调车入换时间，min5—5 推土机排土推土机排土式中：t1——汽车卸载时间，0.5~1min； t2——汽车换挡时间，0.2min； R——汽车转弯半径，12~15m； V——调车时汽车运行速度，60~120m/min 则排土线总长度L0为：L0=（2.5~3）L（m）3、排土平盘宽度Bp①边缘排土时：②场地排土时：（m）（m）5—5 推土机排土推土机排土式中：（三）推土机生产能力（m3/班） 决定因素：一是功率； 二是推运距离；三是岩性二、铁道运输二、铁道运输——推土机排土推土机排土（图5-15）5—5 推土机排土推土机排土作业方式：1、推土机站立水平低于铁道线路水平1.5~1.8米；推土机以端工作面方式堆垒；特点：铁道线路不易维护；排土宽度小；每次翻1~2辆车2、推土机站立水平低于铁道线路水平1.5~1.8米；推土机以侧工作面方式堆垒；特点：一次可翻一列车；土岩推运距离较大。

3、两台推土机配合作业特点：增加排土场生产能力4、推土机配合排土犁排土作业5—5 推土机排土推土机排土5—6 胶带排土机排土胶带排土机排土 一、排土机一、排土机类型、型、规格格胶带排土机主要有2种类型1、无连接桥的胶带排土机2、有连接桥的胶带排土机5—6 胶带排土机排土胶带排土机排土 二、排土作业方式二、排土作业方式（一）无中间连接桥的胶带排土机作业方式：1、上排——排土机站立于排土台阶底盘上，向上部坡面排土2、下排——排土机站立于排土台阶顶盘上，向下部坡面排土3、上排、下排组合——排土机站立于排土台阶平盘上，向上部坡面和下部坡面排土二）有中间连接桥的胶带排土机作业方式：由两组上、下排结合的4个分台阶组成组合台阶三）排土机与胶带输送机的位置及排土线发展方式5—6 胶带排土机排土胶带排土机排土 1、排土机既可位于胶带输送机的内侧，也可位于外侧为保证排土机安全，下排时可位于内侧2、排土线发展方式（平行推进、扇形推进）排土线平行推进作业过程示意图排土线平行推进作业过程示意图5—6 胶带排土机排土胶带排土机排土 排土线扇形推进作业过程示意图排土线扇形推进作业过程示意图5—6 胶带排土机排土胶带排土机排土 。