1山西中汇大地和顺项目公司山西中汇大地和顺项目公司煤矿露天开采技术培训讲义煤矿露天开采技术培训讲义一．一．概况：概况：1．地理位置 中汇和顺矿区位于和顺县城南约 2KM，行政区划属于和顺县义兴镇管辖由太阳坡村，阳坡庄 村，东仁村，青背村和寺圪套村五个自然村的村界圈定东西方向宽约 2.2 公里,南北方向宽约 3.2 公 里,勘探面积约 3.95 平方公里东部境界与棋盘垴相邻，北部与会里村相邻，西部与南窑村毗邻.南与 西仁村、杨家岩村相接 2．交通情况 矿区西部 207 国道从井界西部通过；矿区北面有和顺——阳泉铁路通过，站台距本矿区约 1 公 里，矿区距县城约 2 公里和顺县和四周各邻县、市都有公路相通，交通四通八达，交通属便利 3．地形地貌 矿区的地貌类型属于低中山区地形总体为南北向两条山梁中间夹一沟山梁上黄土覆盖较薄， 山坡上较厚沟内基岩裸露，长期风化剥蚀，沟谷深切沟谷断面“V”字型，边坡坡度介于 15----- 30 度，局部地段近似直立，山崖高耸陡峭，为剥蚀侵蚀中地貌地势北低南高，山梁走向南北，最高 点位于太阳坡村西南山梁，标高 1506.2M，最低点位于北部沟内，标高 1300M 高差 206.2M。
4．气象 和顺地区属温带大陆季风气候，总体特征是春季少雨多风，气候干燥；夏季多雨，日夜温差较 大；秋季凉爽，气候温和，天气晴朗宜人；冬季漫长，寒冷干燥，西北风盛行 本境内气候寒冷，年平均气温 6.2 度，一月份平均气温-10 度，七月份平均气温 20 度；年平均 降雨量 470MM，大多集中在 6—8 月份，年最大降水量 613.5MM,年最小降水量 312MM,日最大降水量 112.4MM,年平均蒸发量 1905.3MM,相当于降水量的 4 倍 全年无霜期在 105—140 天，霜冻期在 9 月中旬到次年 5 月中旬，结冰期为 10 月中旬到次年 3 月 5．地质构造 和顺煤田位于沁水煤田东部，是地质构造较发育地带，地质构造属简单—中等 6.区域水文地质 主要河流有和顺河与清漳西源河，和顺河为清漳河的东源，其上源支流多为从西向东径流，河道宽直，平时仅有细流，雨季山洪暴发流量剧增 7. 矿区水文 矿区内无地表水体，也无泉水出露区内沟谷中河流具有明显的山地型季节性河流特点，水量 不大平时干枯无水，降雨时洪水暴涨，暴落，来势猛，退得快 8．矿区内小窑开采情况 本区内从解放前就有村民从事煤炭开采，开采方式为独眼立井开拓 15 号煤，人工用镐，锹挖掘。
主要挖掘 15 号煤下部，以采炭块为主巷道宽约 1.5---2M，高约 2M，纵横交错，混乱无章；现在井 口全部坍塌，在地表形成圆形的直径 3—4M 的大坑从八十年代本区内正式开始开采，以斜井、平硐 开拓，平车，矿车运输，产量较低九十年代末产量迅速增大，矿井年生产能力达到 5---10 万吨/年， 主要矿井有阳坡庄矿，寺圪套矿2005 年全部关闭总体看，本区小窑多，开采范围大，古空、采空 区多，煤层破坏严重，给露天开采留下隐患29．开采技术条件： 本勘探区主采煤层为 15#煤层 15#煤层位于太原组下部,厚度平均５.0Ｍ，为全区稳定可采煤层， 煤层结构简单，有时含有２－３层薄层夹矸15#煤层平均埋藏深度 31M，埋藏较浅，不利于对煤层的保存煤层风氧化程度较深，使煤层的 灰分增加有机质成分减少，挥发份减少，发热量降低但煤层内瓦斯含量减少，覆盖层浅有利于露天 开采1） 顶板:直接顶为综灰色泥岩，砂质泥岩及页岩，厚度 10.8M,f=3 节理发育，较破碎，利于剥离，装运 老顶为灰黑色灰岩，厚度６－１０Ｍ，坚硬、致密、块状，f＝６－８，系本煤系地层以中最坚硬的岩 层，需爆破后剥离装运2） 底板：为铝土泥岩，钙质泥岩，砂质泥岩，灰、灰黑色，层厚 3－５Ｍ，f=3,含大量植物根茎化石。
二．露天煤矿开采的步骤、程序及工艺二．露天煤矿开采的步骤、程序及工艺1 1．开采的步骤：．开采的步骤：A A 开工前的准备开工前的准备：土地的征用、边界的确定、障碍物的清除（树木、坟地、道路、村庄、：土地的征用、边界的确定、障碍物的清除（树木、坟地、道路、村庄、 电网、通讯线路、河流等）电网、通讯线路、河流等） 、运输线路的设计规划、露天开采的整体设计、土地复垦的设计材料等；、运输线路的设计规划、露天开采的整体设计、土地复垦的设计材料等；B B 剥离的程序：表土的剥离、坚硬岩石的剥离、剥采的平衡控制（变化规律为人大到小再大，剥离的程序：表土的剥离、坚硬岩石的剥离、剥采的平衡控制（变化规律为人大到小再大， 有计划的平衡剥采，稳定生产）有计划的平衡剥采，稳定生产） C C 穿孔及爆破技术：穿孔（垂直孔、倾斜孔）孔位布置（菱形布置孔、矩形布置孔、三花孔穿孔及爆破技术：穿孔（垂直孔、倾斜孔）孔位布置（菱形布置孔、矩形布置孔、三花孔 等）等）D D 采掘装载的技术：平台的水平推进（垂直推进、平行推进）采掘装载的技术：平台的水平推进（垂直推进、平行推进）E E 运输的技术：螺旋式运输开拓、折返式运输开拓、直线式运输开拓运输的技术：螺旋式运输开拓、折返式运输开拓、直线式运输开拓F F 排土的技术及工艺：分层排土、单层排土排土的技术及工艺：分层排土、单层排土2 2．露天煤矿生产的工艺：．露天煤矿生产的工艺：连续开采工艺：轮斗挖掘机连续开采工艺：轮斗挖掘机+ +胶带运输机胶带运输机+ +桥式排土机桥式排土机半连续开采工艺：电铲半连续开采工艺：电铲+ +破碎机破碎机+ +胶带运输机胶带运输机+ +桥式排土机或胶带机排土桥式排土机或胶带机排土间断式开采工艺：单斗挖掘机间断式开采工艺：单斗挖掘机+ +汽车（火车）汽车（火车）+ +推土机（箕斗）推土机（箕斗）三三 开采方式：开采方式：中汇和顺露天煤矿采用间断式开采工艺，斜坡公路直进式坑线开拓。
机械设备采用全液压传动、3铰接式履带行走、单斗反向挖掘机采装,配合一定数量的自卸式卡车运输；排土采用自卸汽车排土、前 装机推土，分层排弃法排土四．穿孔、爆破工艺四．穿孔、爆破工艺：（一）穿孔： 本矿区内的 K2 石灰岩为坚硬岩石，需要对其进行穿孔爆破石灰岩厚度 3.7----12.7 米,平均 6.6 米采用潜孔钻机打眼，设备选型为 KQ-150 型钻机该型钻机采用履带行走，可钻孔径 150--- 170MM、深度为 17.5M 的钻孔、采用湿式除尘 （二）爆破工艺： 1．炮孔的布置： 炮孔采用倾斜深孔布置方式 2．炮孔的参数： （1）炮孔的直径炮孔的直径选用 150㎜ （2）炮孔的深度和超深孔深 L=（H+HC）/cosа H 为台阶高度；HC 为超深；а 为台阶坡面角超深值一般由经验确定：HC =（0.15---0.30）WD WD ___底盘抵抗线 或者 HC =（10—15）d，d——孔径矿岩坚固所以取大值 （3）底盘抵抗线 WD 根据穿孔钻机安全作业条件：WD ≥Hcotа+B H： 台阶高度 （米） ；B：从炮孔中心至坡 顶线的安全距离，B≥2.5 米或者按经验公式计算：WD =（0.6---0.9）H。
（4）孔距与排距： a=mWD；孔距的大小与孔径有关根据爆破经验，保证最优爆破效果的孔网面积 a×b 是孔径 断面积的函数，其比值是一个常数（1300---1350） m 为炮孔密集系数一般为 4---6； （5）炮孔的填塞长度： 一般为炮孔直径的 16——32 倍 （6）每个炮孔的装药量 =qWaL L 为倾斜孔的长度，不包括超深 （7）单位炸药消耗量 q： q 的大小不仅取决于矿岩的可爆性，也取决于炸药的威力和爆破技术等因素根据我矿的岩石 坚固系数为 6-8，故选择其值为 0.50-0.56 3．多排孔微差爆破： （1）微差间隔时间：一般为 25---75ms （2）起爆方式和起爆程序：采用排间顺序起爆方式，三角形布孔 4．装药结构：采用分段装药法，炮孔内的炸药分成两段，中间用空气或填塞料隔开 5．预裂爆破：当开采至最终境界时，爆破工作涉及到保护边坡稳定的问题采用预裂爆破技术， 减轻主爆破孔爆破时对边坡产生的震动和破坏作用 6．爆破后冲现象、根底现象、大块及伞檐现象的处理措施： （1）消除后冲的现象可采用 A 加强爆破前的清底工作，减少第一排孔的根部阻力，底盘抵抗 线不超过台阶高度；B 控制装药结构和后排孔装药高度，保证足够的填塞高度和良好的填塞质量； （2）适当增加钻孔的超深值或在深孔底部装入威力较高的炸药；控制台阶坡面角在 60—70 度， 可克服爆后留根底的不良现象； （3）采用分段装药，挤压爆破的方法来消除大块或伞檐现象。
五．采装工艺五．采装工艺4挖掘机应严格按划定位置作业，上下平盘的挖机应按平盘实施追踪作业；平盘应按设计的宽度 和高度向前推进，尽量避免正常台阶并段，减少挖机的调动次数，以提高采装效率在确定露天开采 境界之前，必须首先确定台阶高度因为台阶高度对开采方法，基建工程量和矿山生产能力等都有很 大影响同时，合理的台阶高度对露天开采的技术经济指标和作业的安全都具有重要的意义 合理的台阶高度首先应保证台阶的稳定性，以便矿山工程能安全进行；其次要保证矿山工程进展 的速度；最后要满足采掘工作的要求台阶高度一般不应大于机械铲的最大挖掘高度 （一）工作帮平台参数： 1． 平台宽度： 工作帮平台的宽度为 22.5-----30m； 2． 平台的高度： 工作帮平台的高度为 8------10m； 3． 平台的坡面角； 工作帮平台的坡面角为 60°------ 75° 4． 平台的边帮角： 5． 工作帮平台的边帮角为 17° (详见工作帮断面图)； （二）非工作帮平台参数： 6． 平台宽度： 非工作帮平台的宽度为 6.0-----15m； 7． 平台的高度： 非工作帮平台的高度为 8------10m； 8． 平台的坡面角； 非工作帮平台的坡面角为 50°------70° 9． 平台的边帮角： 非工作帮平台的最终边帮角为 35° (详见非工作帮断面图) 10．采区长度 采区的长度应根据穿爆与采装的配合、各水平工作线的长度、矿岩分布、台阶的计划开采以及运 输方式等条件确定。
为了使穿爆和采装工作密切配合，保证挖掘机制正常作业，根据露天矿生产经验，每爆破一 次应保证挖掘机有 5-10 天的采装爆破量 一般将采区划分为采装区、待爆区、穿孔区三个区 采用自卸汽车运输时，布置和采装较灵活，可布置 2-4 台挖掘机配合汽车同时作业，加强工 作线的推进速度，可适当缩短采区长度 采装区宽度为 15M，待爆区的宽度为 10M，穿孔区的宽度为 10---15M； (三)运输平台的安全挡墙参数: 1.安全挡墙的高度 安全挡墙的高度一般根据车辆的轮胎高度来确定，经验数据为 500---800mm； 2.安全挡墙的宽度 安全挡墙的宽度一般为 1000----1200mm； (四)机械设备: 工作面采用全液压单斗挖掘机采装,配合自卸式卡车运输这种方式布置灵活，机动性好，适应范 围广，生产潜能大；可以通过增加工作面挖掘机的数量来提高生产能力 (五)采装工作面的机械布置: 采装工作面一般由装车区，卡车调车区，卡车等装区组成； 采装工作面的设计原则是：在确保安全的前提下，使挖掘机的效率得以充分发挥；卡车得以顺利5装载、运输；尽量减少其它工作在采掘工作面进行，提高机械设备的利用工效 典型的挖机采装工作面设备布置为:一台液压挖掘机配装三至四辆卡车（根据实际的运输距离来确 定配装车辆） 。
可根据现场的实际情况，灵活组织，合理配合，以取得最佳的经济效益当作业场的空间较大时， 在一个平台可布置两台挖机作业，可以采用环形调车的方式，提高采装的速度 （六）采煤技术工艺 采用全液压传动、铰接式履带行走、单斗反向挖掘方法采装煤炭时，首先将煤层的上覆岩土层剥 离剩余到 100---200mm 厚，并大面积剥离出露后，才能进行煤炭的剥离；然后。