露天采矿学第05章排岩工作武汉理工大学叶海旺.ppt

露天采矿学露天采矿学第5章 排岩工作9/7/20249/7/20241 15.1 概述n露天矿要剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石，并将其运至专设的排弃场地（废石场）n排岩工作：剥离岩土、贫矿、难选矿物n废石场：内部废石场、外部废石场9/7/20242n排岩工作内容：Ø废石场位置与排岩工艺的选择Ø废石场的建设与发展Ø废石场的稳固性分析Ø废石场的灾害控制与复垦9/7/20243选择废石场位置原则=废石场应选在山坡荒地，少占农田，避免迁移村庄，并充分考虑山洪的影响=在不妨碍矿山生产发展和采场边坡稳定的前提下，废石场应尽量靠近露天采场=优先利用露天采空区作废石场，选择外部废石场时，要充分考虑占用土地的时间效益=废石场应位于居民点的主导风向下风侧地带，并防止岩土中的有害化学成分通过雨水作用带入河流和农田=应考虑造田还耕，制定土地复垦规划9/7/20244n废石场总容积应与露天矿总剥离量相适应n按剥离量所需的废石场有效容积计算公式：9/7/20245n 露天矿的排岩工艺是按运输方式和排岩设备的不同而划分的n常用的排岩工艺可分为：i汽车运输－推土机排岩i铁路运输－挖掘机排岩（前装机排岩、排土犁排岩）i胶带排土机排岩i倒堆吊斗铲排岩i水力排岩9/7/202465.2 排岩工艺 5.2.1 汽车运输－推土机排岩n工艺过程主要有：u汽车进入废石场排岩地段进行调车u汽车翻卸岩土u推土机推排u平整场地u整修废石场公路9/7/202479/7/20248排岩工作应注意的问题n汽车进入废石场后沿废石场公路到达卸岩段，然后调车，其调车宽度要大于汽车的最小转弯半径，然后汽车后退，靠近边坡翻卸岩土n翻卸后留在平台上的岩堆宽度的大小对推土机的推排工作量影响很大，在确保安全的前提下，汽车应尽量靠近边坡翻卸岩土n为了保证汽车卸载安全，台阶坡顶需用推土机推出车挡，车挡高度一般不低于0.6～0.8mn新堆弃的岩土密实性小，孔隙大，经压实后台阶会下沉。

为了保证安全卸载和充分利用废石场容积，台阶顶面应保持2％的反向坡9/7/20249n推土机的推排量包括两部分：ü汽车卸载时残留在坡顶上的岩土量ü废石场下沉塌落需整平的岩土量Ö汽车运输－推土机排岩的排土线长度应按同时翻卸的汽车数量确定Ö汽车运输的废石场一般为一个排岩台阶，当需要分段排弃时，平盘宽度应能保证顺利调车卸载9/7/2024105.2.2 铁路运输排岩n铁路运输的排岩方法：4挖掘机排岩4前装机排岩等其中主要工艺为铁路运输－挖掘机排岩工艺挖掘机排岩主要工序为：>列车翻卸岩土>挖掘机堆垒>线路移设9/7/2024119/7/202412n为了保证排岩作业的安全，加大排岩台阶高度和保证排岩台阶的稳定，延长移道周期，缩短列车入换时间，采用铁路运输时，亦可采用轮胎式前装机进行转排n轮胎式前装机排岩作业要素包括：x作业线长度x转排台阶高度x工作平盘宽度9/7/2024139/7/2024145.2.3 带式排土机排岩n带式排土机排岩最大优点：可实现连续化作业n带式排土机排岩工艺过程为：&由输送机提供岩土，经转载机进入排土机里的接收输送机，再输送到卸载输送机迸行排岩（上排或下排）&推土机平整工作面并完成其他辅助作业&带式输送机移位并开始下一排岩循环9/7/2024159/7/202416n优点：n一次排弃宽度大，辅助作业时间少，作业效率高；近水平矿床可实现横向内排，减少运输距离；排土机的生产能力大，自动化程度高，管理简便n缺点：n采、运、排生产作业各环节间制约大，机动性较差；选择废石场位置时，在地形、工程地质和水文地质条件方面要求较高；一般不宜采用分散的废石场9/7/202417带式排土机排岩工艺适用条件n剥离物为f＜3的软岩。

中硬以上岩石或不适合胶带输送的大块，需经爆破法破碎后方可考虑采用 n水平或近水平矿层，在覆盖层厚度或夹层厚度小于设备作业规格时，可实现横向直接内排 n气温低于-25C0应有防寒措施，实行季节性剥离作业；风速大于 7~8级时，带式排土机应停止作业 n设备作业及行走时坡度限制一般为：纵向坡度作业时为1/20~1/30，行走时1/10~1/20；横向坡度为1/209/7/2024185.2.4 排岩工艺选择n排岩设备的选择取决于剥离工程中采运工艺环节所采用的设备类型，特别是运输设备的类型n设备选择取决于排弃岩土的性质、气候条件、废石场位置、要求的排岩能力以及排岩设备来源等因素n所选择的排岩工艺应能满足安全、高效、经济等要求9/7/202419n排弃岩土的性质对排岩设备的选择有重大影响n在铁路运输条件下，铲运机仅适于排弃松软且不含块石的岩土；当在高台阶条件下排弃中硬以下且含水岩土时，台阶的稳定成为突出矛盾，从增加排岩宽度、减少移道次数和使铁道路基稳定等出发，较灵活的和排岩宽度较大的前装机、推土机以及吊斗铲等排岩设备优于机械铲9/7/202420n气候条件也对排岩设备的选择有重大影响。

n雨水较多的地区，通常不宜采用高排岩台阶作业；n冰冻期长，大风频繁的地区不宜采用带式排土机作业n在气候条件不利的地区，应选择可靠性较高的机械铲、吊斗铲、推土机或前装机等排岩设备9/7/202421n选择的排岩设备应满足排岩能力的要求在铁路运输条件下，以机械铲和吊斗铲的排岩能力最高，推土机、前装机等次之 n在相同的运输方式下，当两种排岩工艺均能满足要求时，若选择投资大的排岩设备应做好充分的技术经济论证采用前装机作为采、运、排设备时，视前装机规格不同，其合理运距一般为 100～1000m铲运机作为采、运、排设备使用时，其合理运距不大于 1.5km9/7/2024225.3废石场建设与安全n5.3.1初始废石场的建设与扩展 n（1） 废石场初始排土线的修筑 n根据地形条件的不同，分为山坡和平地两种修筑方法 n 山坡废石场初始排土线的修筑是先在山坡挖一单壁路堑，整平后铺上铁轨，形成铁路运输的初始排土线9/7/2024239/7/202424n若采用汽车运输排岩时，应根据调车方式确定初始排土线的路堑宽度 n 平地初始排土线的修筑需要分层堆垒和逐渐涨道n采用挖掘机修筑时，首先从原地取土，并在旁侧堆筑第一分层，为了加大第一分层堆垒高度，也可以在两侧取土，取土的地段形成取土坑。

n第一分层经平整后辅上铁轨，就可由列车运送岩土并翻卸在路堤旁，再由挖掘机堆垒第二分层、第三分层，直至达到所要求的排岩台阶高度，便形成初始排土线9/7/2024259/7/202426n采用推土机修筑时，一般用两台推土机对推此法可修筑高度在5m以内的排土线初始路堤9/7/202427n（2）排土线的扩展 n铁路运输单线废石场排土线的扩展方式有平行、扇形、曲线和环形四种9/7/202428n多线废石场扩展方式9/7/202429n为了在有限的面积内增加废石场的受岩容积，可采用多层排岩n多层排岩就是在几个不同水平上同时进行排岩，并向同一方向发展为此可采用直进式或折返式线路，建立各分层之间的运输联系n各层排土线的发展在空间与时间关系上要合理配合，为保证安全和正常作业，上、下两台阶之间应保持一定的超前距离，并使之均衡发展9/7/2024305.3.2 废石场的稳定性与公害防治 n（1）废石场的稳定性与防护 n废石场稳定性的影响因素较多，主要有：7废石场的地形坡度7排弃高度7基底岩层构造及其承压能力7岩土性质和堆排顺序9/7/202431n常见的失稳现象：D废石场变形D泥石流n常见的废石场变形有：I滑动I塑性变形I坡面散落I沉降9/7/2024329/7/202433n废石场变形的主要原因：v排岩台阶过高v岩土含水过多v没有按岩土的渗水性、耐压能力、稳定性等堆积岩土v废石场位于沼泽和岩土松散的基底上v疏干排水工作差9/7/202434n如何防止废石场的变形A首先应做好防排水工作，消除水的影响；A查明废石场地层岩性，使废石场建立在可靠的基底之上；A按岩性合理排弃岩土，如将坚硬岩块排于底层，表土排于上部，合理混排，选择适宜的排岩台阶高度；A在雨季及融冻期做好排水准备工作9/7/202435n泥石流的一般预防措施： F在废石场坡脚修筑拦挡构筑物，以稳住坡脚，防止剥离物滑坡与山沟洪水汇合。

F在排岩下游的山沟内或沟口设拦淤坝，拦截并蓄存泥石流 F当废石场下游地势不具备筑坝拦淤条件时，可在其下游较开阔的场地修建停淤场，通过导流使泥石流向预定地点淤积9/7/202436n（2）废石场环境公害防治 M大气污染M水质污染M泥石流M废石场周围地表的变形9/7/202437。