武漢理工大學(xué)露天采礦第01章礦床露天開采概論

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1、1 礦床露天開采 Surface Mining 葉 海 旺 Dr. Haiwang Ye 資源與環(huán)境工程學(xué)院 School of Resources and Environmental Engineering 2 3 目 錄 第 1 章 礦床露天開采概論 Introduction 第 2 章 礦巖松碎工作 Rock fragmentation 第 3 章 采裝工作 Mining/Excavating and Loading 第 4 章 露天礦運(yùn)輸 Transportation,Haulage 第 5 章 排土工作 Discharging 第 6 章 露天礦防水與 排 水 Surface and

2、 underground water 礦床露天開采 4 第 7 章 礦床露天開采境界 Pit limits 第 8 章 礦床露天開拓 Development 第 9 章 露天礦生產(chǎn)能力與采掘進(jìn)度計(jì)劃 Plan and productivity 第 10 章 露天礦邊坡穩(wěn)定性分析與維護(hù) Slope Stability and Protection 第 11章 電子計(jì)算機(jī)在露天礦開采中的應(yīng)用 Computer Applications 第 12章 露天轉(zhuǎn)地下開采簡(jiǎn)介 Surface mining transferring to underground mining 礦床露天開采 5 課后參考讀物

3、（ 1）李寶祥， 金屬礦床露天開采 ，冶金工業(yè)出版社， 1992 （ 2）王青 史維祥， 采礦學(xué) ，冶金工業(yè)出版社， 2001 （ 3）于潤(rùn)倉(cāng)， 采礦工程師手冊(cè) ，冶金工業(yè)出版社， 2009 （ 4）于金吾 李安， 現(xiàn)代礦山采礦新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范全書 ，當(dāng)代中國(guó)音像出版社， 2003 （ 5）云慶夏， 露天采礦設(shè)計(jì)原理 ，冶金工業(yè)出版社， 1995 （ 6）陳遵， 露天礦設(shè)計(jì)原理 ，中南工業(yè)大學(xué)出版社， 1991 （ 7）張世雄，礦物資源開發(fā)工程，武漢工業(yè)大學(xué)出版社， 2000 （ 8） 采礦設(shè)計(jì)手冊(cè) 編委會(huì)，采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1987 （ 9） 采礦手

4、冊(cè) 編委會(huì)，采礦手冊(cè)，冶金工業(yè)出版社， 1990 （ 10）中國(guó)礦業(yè)學(xué)院主編，露天采礦手冊(cè)，煤炭工業(yè)出版社， 1986 （ 11）張欽禮，采礦概論，化學(xué)工業(yè)出版社， 2008 （ 12）武漢建筑材料工業(yè)學(xué)院主編，非金屬礦床露天開采，中國(guó)建筑工業(yè)出 版社， 1984 （ 13）北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院，采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1986 （ 14）礦業(yè)類的科技期刊。 6 第 1章 礦床露天開采概論 1.1 露天開采的地位與特點(diǎn) 1.2露天開采的基本概念 1.3露天礦建設(shè)程序和開采步驟 7 1.1 露天開采的地位與特點(diǎn) 固體礦物資源開發(fā)的方法 露天開采 (surface mining)

5、地下開采 (underground mining) 水力開采 (ground sluicing) 溶浸開采 (percolation leaching) 其他開采法 (Others) 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界固體礦物資源年開采總量 約為 31010 t，其中約三分之二采用露天開采。 8 2000年，對(duì) 世界 639座非燃料固體礦山進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，露天 開采的占 60以上，其中，鐵礦占 90以上，鋁土礦 占 98，黃金礦占 67，有色礦占 57。 我國(guó)金屬礦山 露天開采 ，鐵礦占 70 80，銅礦占 62 ，鋁土礦占 97，鉬礦 87，稀有稀土礦 95；大 型的露天礦山有：德興銅礦、鞍山齊大山鐵礦、南芬 鐵礦、

6、首鋼水廠鐵礦、中鋁平果鋁土礦等。 我國(guó)非金屬礦山 中，水泥礦山基本上都采用 露天開采 的方式進(jìn)行，其他礦種采用露天開采達(dá) 80以上。 (為什么露天開采占有如此大的比例呢？ ) 9 露天開采的優(yōu)越性 （相對(duì)地下開采） 礦山基建 (capital construction )時(shí)間短，單位礦石基建 投資小 (small investment) 開采機(jī)械化與自動(dòng)化 (mechanization and automation) 程度高，生產(chǎn)規(guī)模大 (large scale) 勞動(dòng)生產(chǎn)率高 (high efficiency)，生產(chǎn)成本低 (low cost) 礦石損失與貧化小 (loss and depr

7、eciation) 開采條件好，作業(yè)較安全 (safe)，運(yùn)行較可靠 (reliablbe) 可調(diào)節(jié)性強(qiáng) (adjustable) 10 露天開采的主要缺點(diǎn) 露天采場(chǎng)和排土場(chǎng)占地面積大，破壞自 然景觀和植被。 露天開采過程中產(chǎn)生的粉塵和釋放的廢 氣污染大氣；排棄物中的有害成分流入 水系和農(nóng)田，影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 露天開采易受氣候條件，如嚴(yán)寒，酷暑， 冰雪和暴風(fēng)雨的影響和干擾。 11 露天開采發(fā)展方向 礦山設(shè)備大型化（ Upsizing ） 操作自動(dòng) 化 Mechanization ， automation and intelligence 工藝連續(xù)化 Continuous 生產(chǎn)最優(yōu)化 O

8、ptimization 管理科學(xué)化 Scientific 開采無害化 Harmless 礦山數(shù)字化 Digital 12 13 1.2 露天開采的基本概念 露天開采術(shù)語 礦床開采的技術(shù)特征 14 1.2.1 露天開采術(shù)語 露天礦 open-pit mine 露天采場(chǎng) opencast pit 開采境界 pit limits 排土場(chǎng) spoil pile 邊幫 pit slope 臺(tái)階 bench 采區(qū) mining area 開段溝 drop cut 開采損失 mining loss 礦石貧化 depreciation 礦床 deposit 礦脈 mineral vein 礦石 ore 巖石

9、rock 剝離 stripping 剝采比 stripping ratio 15 露天開采術(shù)語 露天礦山工程 露天礦 露天采場(chǎng) 采掘帶 采區(qū) 出入溝 開段溝 封閉圈 山坡露天礦 凹陷露天礦 長(zhǎng)露天礦 短露天礦 上部境界線 下部境界線（底部周界） 開采深度 露天開采境界 16 1.2.1 露天開采術(shù)語 露天采場(chǎng)邊幫 （頂幫、 底幫、端幫） 工作幫 工作幫坡面 工作幫坡角 最終邊幫 最終幫坡角 最終幫坡面 臺(tái)階 安全平臺(tái) 清掃平臺(tái) 運(yùn)輸平臺(tái) 工作臺(tái)階 非工作臺(tái)階 工作平盤 17 封閉圈 18 露天礦鳥瞰 露天礦鳥瞰 （三維模型） 20 開采單元及其劃分（動(dòng)畫示意圖） 22 臺(tái)階開采要素圖解 23

10、臺(tái)階開采程序圖解 24 露天采礦場(chǎng)剖面透視圖 H Hmin 25 露天采礦場(chǎng)橫斷面圖 H Hmin 26 1.1.2 礦床開采的技術(shù)特征 1. 礦巖的技術(shù)特征 礦巖的技術(shù)特 征包括礦石與廢石 的劃分，礦石的種 類和礦巖的性質(zhì)。 2. 礦床的技術(shù)特征 礦床的技術(shù) 特征主要有礦體 形狀，傾角和厚 度。 27 1.3 露天礦建設(shè)程序和開采步驟 露天礦建設(shè)程序和設(shè)計(jì)決策 露天礦開采的一般步驟和礦山工程 28 1.3.1 露天礦建設(shè)程序和設(shè)計(jì)決策 露天礦從立項(xiàng)建設(shè)到建成投產(chǎn)，少 則需要 12年，多則持續(xù) 35年或更長(zhǎng)； 露天礦基建投資可達(dá)數(shù)億元。礦山建設(shè) 通常經(jīng)歷若干個(gè)階段 (勘探、準(zhǔn)備、建設(shè) )。 2

11、9 礦 山 建 設(shè) 項(xiàng) 目 的 建 設(shè) 程 序 擴(kuò) 大 試 驗(yàn) 制 定 工 業(yè) 指 標(biāo) 工 業(yè) 試 驗(yàn) 資 金 籌 備 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 資 料 設(shè) 備 訂 貨 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 資 料 施 工 服 務(wù) 投 產(chǎn) 服 務(wù) 試 車 及 投 產(chǎn) 基 建 施 工 施 工 圖 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 初 步 設(shè) 計(jì) 可行性研究及設(shè)計(jì)任務(wù)書 項(xiàng) 目 建 議 書 礦床詳細(xì)地質(zhì)勘探報(bào)告 詳 細(xì) 勘 探 礦床初探及初步經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 勘 探 階 段 準(zhǔn) 備 階 段 建 設(shè) 階 段 30 露天礦設(shè)計(jì)的主要技術(shù)決策 露天礦生產(chǎn)規(guī)模 露天礦采剝方法與開采程序 露天礦生產(chǎn)工藝過程及設(shè)備類型 露天礦開采境界 露天礦開拓運(yùn)輸系統(tǒng) 總圖布置及外部運(yùn)輸 31 1.3.2 露天礦基建和生產(chǎn)的一般步驟 1. 露天礦運(yùn)營(yíng)的步驟 (1) 地面準(zhǔn)備 (2) 礦區(qū)隔水和疏干 (3) 礦山基建工程 (4) 正常生產(chǎn) (5) 擴(kuò)建或改建 2. 露天礦山工程 采礦與剝離 掘溝與擴(kuò)幫 3. 露天礦生產(chǎn)工藝 礦巖松碎 采掘及裝載 礦巖運(yùn)輸 排土與卸礦