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1、1,矿床露天开采 Surface Mining,叶 海 旺 Dr. Haiwang Ye 资源与环境工程学院 School of Resources and Environmental Engineering,2,School of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of technology 122 Luoshi Road, Wuhan 430070, Hubei, P.R. China Tel：13517264221 E-mail：,3,目 录,第 1 章 矿床露天开采概论 Introduction 第 2
2、章 矿岩松碎工作 Rock fragmentation 第 3 章 采装工作 Mining/Excavating and Loading 第 4 章 露天矿运输 Transportation,Haulage 第 5 章 排土工作 Discharging 第 6 章 露天矿防水与排水 Surface and underground water,矿床露天开采,4,第 7 章 矿床露天开采境界 Pit limits 第 8 章 矿床露天开拓 Development 第 9 章 露天矿生产能力与采掘进度计划 Plan and productivity 第10 章 露天矿边坡稳定性分析与维护 Slope
3、 Stability and Protection 第11章 电子计算机在露天矿开采中的应用 Computer Applications 第12章 露天转地下开采简介 Surface mining transferring to underground mining,矿床露天开采,5,课后参考读物,（1）李宝祥，金属矿床露天开采，冶金工业出版社，1992 （2）王青 史维祥，采矿学，冶金工业出版社，2001 （3）于润仓，采矿工程师手册，冶金工业出版社，2009 （4）于金吾 李安，现代矿山采矿新工艺、新技术、新设备与强制性标准规范全书，当代中国音像出版社，2003 （5）云庆夏，露天采矿设计
4、原理，冶金工业出版社，1995 （6）陈遵，露天矿设计原理，中南工业大学出版社，1991 （7）张世雄，矿物资源开发工程，武汉工业大学出版社，2000 （8）采矿设计手册编委会，采矿设计手册，中国建筑工业出版社，1987 （9）采矿手册编委会，采矿手册，冶金工业出版社，1990 （10）中国矿业学院主编，露天采矿手册，煤炭工业出版社，1986 （11）张钦礼，采矿概论，化学工业出版社，2008 （12）武汉建筑材料工业学院主编，非金属矿床露天开采，中国建筑工业出版社，1984 （13）北京有色冶金设计研究总院，采矿设计手册，中国建筑工业出版社，1986 （14）矿业类的科技期刊。,6,第1章
5、矿床露天开采概论,1.1 露天开采的地位与特点 1.2露天开采的基本概念 1.3露天矿建设程序和开采步骤,7,1.1 露天开采的地位与特点,固体矿物资源开发的方法 露天开采 (surface mining) 地下开采 (underground mining) 水力开采 (ground sluicing/Hydraulic Mining ) 溶浸开采 (percolation leaching) 其他开采法 (Others) 据统计，全世界固体矿物资源年开采总量约为31010 t，其中约三分之二采用露天开采。,8,2000年，对世界639座非燃料固体矿山进行统计，露天开采的占60以上，其中，铁矿
6、占90以上，铝土矿占98，黄金矿占67，有色矿占57。 我国金属矿山露天开采，铁矿占7080，铜矿占62，铝土矿占97，钼矿87，稀有稀土矿95；大型的露天矿山有：德兴铜矿、鞍山齐大山铁矿、南芬铁矿、首钢水厂铁矿、中铝平果铝土矿等。 我国非金属矿山中，水泥矿山基本上都采用露天开采的方式进行，其他矿种采用露天开采达80以上。 (为什么露天开采占有如此大的比例呢？),9,露天开采的优越性 （相对地下开采）,矿山基建(capital construction )时间短，单位矿石基建投资小(small investment) 开采机械化与自动化(mechanization and automation
7、)程度高，生产规模大(large scale) 劳动生产率高(high efficiency)，生产成本低(low cost) 矿石损失与贫化小(loss and depreciation) 开采条件好，作业较安全(safe)，运行较可靠(reliablbe) 可调节性强(adjustable),10,露天开采的主要缺点 （相对地下开采）,露天采场和排土场占地面积大，破坏自然景观和植被。 露天开采过程中产生的粉尘和释放的废气污染大气；排弃物中的有害成分流入水系和农田，影响生态平衡和农业生产。 露天开采易受气候条件，如严寒，酷暑，冰雪和暴风雨的影响和干扰。,11,露天开采发展方向,矿山设备大型化
8、（Upsizing ） 操作自动 化 Mechanization ，automation and intelligence 工艺连续化 Continuous 生产最优化 Optimization 管理科学化 Scientific 开采无害化 Harmless 矿山数字化 Digital,12,13,1.2 露天开采的基本概念,露天开采术语 矿床开采的技术特征,14,1.2.1 露天开采术语,露天矿 open-pit mine 露天采场 opencast pit 开采境界 pit limits 排土场 spoil pile 边帮 pit slope 台阶 bench 采区 mining area
9、 开段沟 drop cut,开采损失 mining loss 矿石贫化 depreciation 矿床 deposit 矿脉 mineral vein 矿石 ore 岩石 rock 剥离 stripping 剥采比 stripping ratio,15,基本概念,从事露天采矿的企业称为露天矿 用矿山设备进行露天开采的场所，称为露天采场或露天矿场，它包括露天开采形成的采坑、台阶和露天沟道。 露天采场的最终边界称为露天开采境界 接受抛弃岩土的场地称作废石场，也叫排土场 矿石损失是指采出的矿石量少于地质储量的现象； 矿石贫化是指由于采出的矿石中混入了部分岩石，导致采出矿石的品味低于地质储量品味的现象
10、。,16,基本概念,矿物是指在地壳中由各种地质作用所形成的天然化合物或单质。 矿体是在地壳内部或表面，由地质作用形成的，其中所含有的矿物集合体的质和量均达到工业要求的地质体。 一个或多个矿体即可组成矿床。 矿石指在一定的经济技术条件下能从中提取对国民经济有用的组分（元素、化合物或矿物）的天然矿体矿物集合体，是矿体的基本组成部分 露天开采中，除开采有用矿石外，还要剥离大量岩石或土，将剥离的岩土与采出的矿石量之比称为剥采比，单位是t/t，m3/m3，或m3/t， t/ m3 。,17,露天开采术语,露天矿山工程 露天矿 采掘带 采区 出入沟 开段沟 封闭圈 山坡露天矿 凹陷露天矿,长露天矿 短露天
11、矿 上部境界线 下部境界线（底部周界） 开采深度 露天开采境界,18,露天采矿术语,按一定工艺过程，把矿石从整体中开采出来的全部工作，总称为露天矿山工程 从事露天采矿的企业称为露天矿 开采时，将工作台阶划分成若干个具有一定宽度的条带顺序开采，称为采掘带。采掘带长度可为台阶全长或其一部分。 如采掘带长度足够，且有必要，可沿全长划分为若干区段，各配备采掘设备进行开采，称为采区,19,露天采矿术语,封闭圈：是指露天采场最上部境界在同一标高上的台阶形成的闭合曲线。 出入沟：是建立地面与各工作水平及各工作水平之间的倾斜运输通路。 开段沟：是在每个开采水平上为开辟开采工作线而掘进的近似水平沟道。,20,封
12、闭圈,21,1.2.1 露天开采术语,露天采场边帮（顶帮、底帮、端帮） 工作帮 工作帮坡面 工作帮坡角 最终边帮 最终帮坡角 最终帮坡面,台阶 安全平台 清扫平台 运输平台 工作台阶 非工作台阶 工作平盘,22,露天采矿术语,已作好采掘准备，即配备采掘设备、形成运输线路和动力供应等的采区称为工作线 工作帮是指由工作台阶或将要进行作业的台阶组成的采场边帮 非工作帮是指由非工作台阶组成的采场边帮 通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面叫非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时叫做最终帮坡面或最终边坡面 最终帮坡面与水平面的夹角叫做最终帮坡角或最终边坡角,23,露天采矿术语
13、,通过工作帮最上一台阶的坡底线和最下一台阶坡底线所作的假想斜面叫做工作帮坡面 工作帮坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡角 工作帮上进行采矿或剥离作业的平台叫做工作平盘 最终帮坡面与地面的交线称为露天采场的上部最终境界线 最终帮坡面与采场底平面的交线称为露天采场的下部最终境界线或底部周界,24,露天采矿术语,安全平台设在最终边帮上，是用以缓冲和截阻滑落岩石以及减缓最终边坡角，保证最终边坡的稳定和下部水平的工作安全。安全平台的宽度一般为35米，由于爆破和岩体裂隙的影响，安全平台的宽度难以保证，为此常采用并段方式以加宽安全平台，如采用710米宽的安全平台。 运输平台是工作平盘与地面之间的运输联系通道，其
14、上铺设运输线路，具体布置的位置和宽度视开拓运输方式而定。 清扫平台用以阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理，还起减缓边坡角的作用，每隔23个安全平台设一个清扫平台，其具体宽度视清扫设备而定，一般为812米。,25,26,27,露天矿鸟瞰,露天矿鸟瞰,（三维模型）,29,开采单元及其划分（动画示意图）,30,台阶构成要素及参数,31,台阶开采要素图解,32,台阶开采程序图解,33,露天采矿场剖面透视图,34,露天采矿场横断面图,35,1.1.2 矿床开采的技术特征,1. 矿岩的技术特征 矿岩的技术特征包括矿石与废石的划分，矿石的种类和矿岩的性质。,2. 矿床的技术特征 矿床的技术特征主要有矿体形状，
15、倾角和厚度。,36,1.3 露天矿建设程序和开采步骤,露天矿建设程序和设计决策 露天矿开采的一般步骤和矿山工程,37,1.3.1 露天矿建设程序和设计决策,露天矿从立项建设到建成投产，少则需要12年，多则持续35年或更长；露天矿基建投资可达数亿元。矿山建设通常经历若干个阶段(勘探、准备、建设)。,38,矿山建设项目的建设程序,39,露天矿设计的主要技术决策,露天矿生产规模（生产能力校核） 露天矿采剥方法与开采程序 露天矿生产工艺过程及设备类型 露天矿开采境界 露天矿开拓运输系统 总图布置及外部运输,40,1.3.2 露天矿基建和生产的一般步骤,1. 露天矿运营的步骤 (1) 地面准备 (2) 矿区隔水和疏干 (3) 矿山基建工程 (4) 正常生产 (5) 扩建或改建,2. 露天矿山工程 采矿与剥离 掘沟与扩帮 3. 露天矿生产工艺 矿岩松碎 采掘及装载 矿岩运输 排土与卸矿,
