露天矿山采矿工段培训教材.doc

word 露天矿山采矿车间培训教材第一章 露天开采的根本概念根据矿床埋藏的地形条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿它们是以露天开采境界封闭圈划分的，封闭圈以上为山坡露天矿，封闭圈以下为凹陷露天矿露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和称为露天矿场露天开采时，通常是把矿石划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段台阶是露天矿场的根本构成要素之一，是进展独立剥采作业的单元体台阶构成要素如图1所示台阶的上部平台和下部平台是相对的，一个台阶的上部平台同时又是其上一台阶的下部平台台阶的命名，通常是以开采该台阶的下部平台〔即装运设备站立平台〕的标高表示，故常把台阶叫做XX水平如图2 所示开采时，将工作台阶划分成假如干个条带逐条顺次开采，每一条带叫做采掘带由完毕开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的四周外表称为露天矿场的非工作帮或最终边帮〔图3中的AC、BF〕位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮，位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫做端帮正在进展开采和将要进展开采的台阶所组成的边帮叫做露天矿场的工作帮〔图3中的DF〕。

工作帮的位置是不固定的，它随开采工作的进展而不断改变通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面，叫做露天矿场的非工作帮面和最终帮坡面〔图3中的AG、BH〕通过工作帮最上一个台阶的坡底线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面，叫做工作帮面〔图3中的DE〕工作帮的水平局部叫做工作平台〔图3中的1〕，即工作台阶构成要素中的上部平台和下部平台，它们是用以安置设备进展穿爆、铲装和运输工作的场地最终坡面与地表的交线为露天矿场的上部最终境界限〔图3中的A、B点〕最终边坡面与露天矿场底平面的交线为下部最终境界限，或底部周界〔图3中的G、H点〕上部最终境界限所在的水平与下部最终境界限所在水平的垂直距离为露天矿场的最终深度非工作帮上的平台，按其用途可分为安全平台，运输平台和清扫平台安全平台〔图3中的2〕是用作缓冲和阻截滑落的岩石，同时还可用作减缓最终边坡角，以保证最终边坡帮的稳定性和下部水平的工作安全它设在露天矿场的四周边帮上安全平台宽度一般为台阶高度的1/3运输平台(图3中的3)是作为工作台阶与出入沟之间的运输联系的通路.它设在与出入沟同侧的非工作帮和端帮上,其宽度依所采用的运输方式和线路数目决定。

清扫平台〔图3中的4〕是用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进展清理它又起安全平台的作用每隔2～3个台阶在四周的边帮上设一清扫平台，其宽度依所用的清扫设备而定在露天矿，为了采出矿石，一般需要剥离一定数量的岩石剥离的岩石量与采出的矿石量之比，即每出一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥采比其单位可用吨/吨、米3/米3〔或米3/吨〕表示露天开采通常包括：地面的场地准备、矿床的疏干和防排水、矿山基建工作以与生产完毕时地表的恢复和利用等步骤地面准备工作是排除开采围和建立地面设施地点的各种障碍物，如砍代树木、河流改道、疏干湖泊、迁移房屋、道路改线等在开采地下水很大的矿床时，为保证露天矿正常生产，必须预先排除一定开采围的地下水，即进展疏干工作，并采取截流的方法隔绝地表水的流入矿床的疏干排水不是一次完成的，要在露天矿整个开采期间进展这项工作矿山基建工作是露天矿投产前为保证生产所必需的工程，包括掘出入沟和开段沟、剥离岩石、铺设运输线路、建设排土场以与修建工业厂房和水电设施等出入沟是建立地面与工作水平之间以与各工作水平之间的倾斜运输通路开段沟是在每个水平上为开辟开采工作线而掘进的水平沟道剥离工作是为了揭露矿体而进展的采掘围岩和表土的工作。

随着岩石的剥离进展矿石的回采工作地表的恢复利用就是把露天开采所占用的农田，在生产完毕时或在生产期间进展复土造田掘沟、剥离和采矿是露天矿生产过程中的三个重要矿山工程它们的生产工艺过程根本上是一样的，一般包括穿孔爆破、铲装和运输工作此外还有堆置岩石的排土工作在凹陷露天矿，由上而下进展掘沟、剥离和采矿工作，上部工作水平顺次地推进到境界，下部水平顺次地开拓和准备出来，旧的工作水平不断完毕，新的水平陆续投产这是露天矿在整个开采期间的客观规律掘沟、剥离和采矿三者之间是相互依存和相互制约的为了保证露天矿正常持续生产，它们在空间和时间上必须保持一定的超前关系，必须遵循“采剥并举，剥离先行〞的方针组织生产如果违背了这个方针，露天矿的正常生产必然遭到破坏，造成采剥失调，剥离欠量，掘沟落后，生产下降的被动局面这在一些露天矿中有着很深刻的教训因此，生产中必须有计划地组织好各项矿山工程的进展第二章 穿孔爆破第一节 穿孔工作一、 概述穿孔工作是石灰石矿床露天开采的第一个工序，其目的是为随后的爆破工作提供装放炸药的孔穴在整个露天开采过程中，穿孔费用大约占生产总费用的10%～15%穿孔工作的好坏，对其后的爆破、铲装等工作有很大影响。

特别是我国的冶金矿山，矿石坚硬，穿孔技术又不够完善，它往往成为露天开采的薄弱环节，约束了矿山的生产因而，改善穿孔工作，可强化露天开采，对我国露天矿具有现实意义二、常用的穿孔设备露天开采中使用的穿孔设备，主要有：（1） 牙轮钻机；〔2〕潜孔钻机；〔3〕火钻：〔4〕凿岩台车;〔5〕钢绳冲击钻机此外，国外还在探索一些新型的穿孔方法，如频爆凿岩、激光凿岩、超声波凿岩、化学凿岩等等不过，它们离实际应用还有一段距离在上述五种穿孔设备中，以牙轮钻机使用最广，潜孔钻机次之，火钻和凿岩台车仅在一些特定条件下使用，而钢绳冲击钻机已被淘汰我矿用的是潜孔钻机，下面重点介绍潜孔钻机的特点潜孔钻机是五十年代兴起的一种新设备，在六十年代它首先取代了笨重的钢绳冲击钻机而居首位以后，由于牙轮钻机的开展而退居第二总的来说，潜孔钻机不如牙轮钻机，但是，前者也有一些独特的优点，譬如：（1） 孔径小〔ø150～200毫米〕，能钻凿斜孔，爆破的块度也小，便于用小型挖掘机铲装；（2） 设备简单，易于制造，价格廉价；（3） 设备效率发挥得较好，台月进尺3000米以上，台年穿爆爆落量约300～500万吨上述这些优点，使潜孔钻机特别适用于中小型矿山。

在一些大型露天矿山潜孔钻机也占有相当地位我矿现在使用的潜孔钻机有：钻孔直径为200毫米的KQ-200钻机、钻孔直径为150毫米的KQG-150Y钻机、钻孔直径为100毫米的QJZ-100B钻机 三、提高潜孔钻机穿孔效率的途径 在工作过程中，提高潜孔钻机的穿孔效率是关键下面我们来分析一下提高潜孔钻机穿孔效率的途径 根据理论研究和实际工作总结，得出以下几点影响潜孔钻机穿孔效率的因素1、冲击功与冲击频率 为了提高机械钻速，希望同时增加冲击功和冲击频率然而，在潜孔钻机的风动冲击器中，冲击功和冲击频率是两个相互制约的工作参数欲增大冲击功，就需要增加活塞重量和活塞行程，相对地就使冲击频率减少反之亦然 对待这两个参数，过去存在着两种不同的技术观点：一是大冲击功低频率；另一是小冲击功高频率实践证明，前一种技术比拟合理，因为岩石只有在足够大的冲击功作用下才能有效地进展体积破碎，假如冲击功不足，单纯提高冲击频率无非使岩石疲劳破碎而已我国大孔径的冲击器〔J-200、W-200、FC系列等〕都是按照大冲击功、低频率的要求设计的在选用冲击器时，首先就要注意这两个技术参数2、风压 潜孔钻机的冲击器是一种风动工具，为了达到额定的冲击功和冲击频率，风压是一个重要因素。

实践证明，随着风压的增大，穿孔速度和钻头寿命都有不同程度的提高正是由于这个原因，目前大孔径钻机都自带空压机，以减少管路压降3、排碴风量 排碴风量的大小对钻孔速度和钻头的使用寿命影响很大实践明确，增大排碴风量，可以更有效地去除孔底岩碴，防止大颗粒岩碴的重复破碎，降低不必要的能量消耗，从而提高了钻进速度；增大排风量，能够有效地冷却钻头，并减少钻头的磨损，延长了钻头的使用寿命；此外，排碴干净，可以增加有效的孔深，减小超钻深度，提高了钻孔的利用率但是，风量过大会增加空压机的容量和能耗，还会加速钻杆的磨损假如风速过小，升力不足，岩碴在孔底反复被破碎，既减低钻孔速度，又加剧钻头的磨损，甚至会造成卡钻事故4、轴压和转速 潜孔凿岩主要是依靠钻具的冲击能量来破碎岩石，钻具回转只是用来更换冲击位置，防止重复破碎因此，潜孔钻凿岩不需要很大的轴压力轴压力过大，不仅易产生剧烈振动，还会加速硬质合金的磨损，甚至引起硬质合金崩角或断裂，使钻头过早损坏；轴压力过小，如此钻头不能很好地与岩石接触，影响能量的传递效率，甚至使冲击器不能正常工作钻头每冲击一次只能破碎一定围的岩石当钻具转速过高时，在两次凿痕之间，势必留下一局部未被冲击破碎的岩瘤，使得回转阻力矩增大，钻机振动加剧，钻头端面与径向上的硬质合金迅速磨损，不仅降低了钻孔速度，甚至造成夹钻事故；当转速过低时，如此可能产生重复破碎现象，没有充分利用钻头的冲击能量，钻速降低。

钻具的最优转数应当根据钻头两次冲击之间能破碎的最大孔底扇形面积的最大转角来确定然而，这个合理的转角与钻头直径、岩石物理机械性质、冲击功、冲击频率、轴压力、钻头刃数和形状、以与硬质合金片〔柱〕的磨损程度等因素有关一般说来，当钻孔直径愈小、岩石硬度愈低、冲击功愈大、冲击频繁愈高、轴压力愈大、钻头刃数愈多、硬质合金片〔柱〕愈锋利的情况下，钻具转速可以高些反之，转速应低些5、工作时间利用系数 对于一台机械设备而言，提高设备的工作时间利用系数〔即我们常说的设备作业率〕是提高工作效率的重中之重一般来说，影响设备作业率的因素有两方面：一是组织管理缺陷所带来的外因停歇；另一是设备本身故障所引起的因停歇实践证明，我们的潜孔钻机的工作时间利用系数不高在非作业时间中，大局部消耗在检修、等待备件上，而且检修还是主要的因此，对设备的日常维护和保养减少设备的故障是至关重要的总上所述，五个影响因素中，除第一条冲击功和冲击频率是设备选型后已经定型的外，其它几条是工作中可以控制的因此作为一名合格的工人你就必须知道如何调整，使设备作业效率最高 / 第二节 爆破工作一、 概述爆破工作，是石灰石矿山露天开采又一重要工序，其目的是为随后的铲装工作提供适宜的挖掘物。

在露天开采的总费用中，爆破工作大约占15～20%，因而它对矿石本钱有很大的影响此外，更为重要的是，爆破质量的好坏，对后续工序铲装、运输、破碎等工作，也都有很大的影响在露天开采中，使用的爆破方法有1、 浅眼爆破法 用于小型矿山、山头或平台的局部采掘以与二次破碎等；2、 深孔爆破法 是最常用的方法； 3、 峒室爆破法 用于基建和特殊情况下；4、 药壶爆破法 在穿孔工作困难的条件下使用，将深孔孔底用药壶法扩孔；5、 外复爆破法 用于二次破碎与处理根底等；在最常用的深孔爆破法中，根据起爆顺序的不同又分为：瞬发爆破，秒差迟发爆破和微差爆破等，其中以微差爆破使用最广二、露天开采对爆破工作的要求在露天开采中，对爆破工作的根本要：1、有足够的爆破贮备量露天开采中，一般是以铲装工作为中心组织生产为了保证挖掘机连续作业，要求工作面每次爆破的爆落量，至少能满足挖掘机5～10天的铲装需要2、要有合格的矿石块度露天爆破后的矿石块度，即要小于挖掘机铲斗允许的块度，又要小于破碎机入口的允许块度3、要有规整的爆堆和台阶爆破后形成的松散矿石堆，称作爆堆爆堆的尺寸，对铲装、运输工作都有很大的影响爆堆过高，会影响挖掘机安全作业；爆堆过低，挖掘机不易装满铲斗；假如爆堆前冲过大，。