露天開(kāi)采工藝流程及相關(guān)技術(shù)課件

露天開(kāi)采工藝露天開(kāi)采四個(gè)工藝穿孔爆破鏟裝與運(yùn)輸排巖2023/7/231第一節(jié)穿孔作業(yè)一、穿孔方法與穿孔設(shè)備穿孔方法：熱力破碎穿孔和機(jī)械破碎穿孔兩種方法。穿孔設(shè)備：火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆、鑿巖臺(tái)車(chē)。目前主要應(yīng)用設(shè)備：牙輪鉆、潛孔鉆、鑿巖臺(tái)車(chē)。2023/7/232二、牙輪鉆機(jī)目前，80%的露天金屬礦山使用牙輪鉆機(jī)穿孔。牙輪鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：穿孔作業(yè)效率高、作業(yè)成本低、機(jī)械化程度高、適用于各種硬度的礦巖中穿孔。（一）牙輪鉆機(jī)的工作原理牙輪鉆機(jī)如圖所示，它是通過(guò)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)和推壓機(jī)構(gòu)使鉆桿帶動(dòng)鉆頭連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)鉆頭施加軸向壓力，以回轉(zhuǎn)動(dòng)壓和強(qiáng)大的靜壓使與鉆頭接觸的巖石粉碎破壞。同時(shí)通過(guò)鉆桿與鉆頭中的風(fēng)孔向孔底注入壓縮空氣，利用壓縮空氣將空地巖粉吹出孔外，從而形成炮孔。2023/7/233（二）牙輪鉆機(jī)的鉆具牙輪鉆機(jī)的鉆具包括：鉆桿、穩(wěn)桿器、減震器和牙輪鉆頭。如圖18-2

鉆桿長(zhǎng)度一般為9.2或9.9m。穩(wěn)桿器可減小鉆桿擺動(dòng)，防止鉆孔偏斜。鉆頭是直接破碎巖石的工作部件。如圖18-3和18-4所示。（三）牙輪鉆機(jī)的工作參數(shù)牙輪鉆機(jī)的主要工作參數(shù)：鉆壓、鉆具轉(zhuǎn)速、排渣風(fēng)量與風(fēng)壓。合理使用這些參數(shù)可以提高鑿巖效率延長(zhǎng)鉆頭壽命。2023/7/2341、鉆壓：根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出不同礦巖硬度系數(shù)選取不同的鉆壓，如表18-2。(10~40t)f直徑190mm直徑250mm直徑310mm81012.315.91012.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.7tooth鉆壓超過(guò)巖石的抗壓強(qiáng)度，巖石被壓碎，此時(shí)，鉆孔速度快，鉆頭壽命長(zhǎng)。2023/7/2352、鉆速與鉆具的轉(zhuǎn)速：如圖18-5。在不同的軸壓下鉆頭鉆進(jìn)速度V與鉆具轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。由圖可見(jiàn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后，鉆進(jìn)速度不增反而減小。原因：轉(zhuǎn)速快，齒輪與孔底巖石的作用時(shí)間短（小于0.03秒）未能充分發(fā)揮齒對(duì)巖石的破壞作用，且加速了鉆桿的震動(dòng)和鉆頭磨損。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，得出表18-3的最佳轉(zhuǎn)速。鉆機(jī)類(lèi)型輕型鉆機(jī)中型鉆機(jī)重型鉆機(jī)巖石硬度系數(shù)F<8F=10~14F=15~20轉(zhuǎn)速r/min80~12060~10050~803、排渣風(fēng)速與風(fēng)量：經(jīng)驗(yàn)表明：排渣風(fēng)量不足時(shí)，巖渣在孔底被反復(fù)破碎，將顯著地降低鉆進(jìn)速度和鉆頭壽命；另一方面，排渣風(fēng)量過(guò)大，從孔底吹出的巖渣對(duì)鉆頭和鉆桿的磨損作用也將顯著增大。drilling視頻2023/7/236

排渣風(fēng)量Q:D—鉆孔直徑；md—鉆桿直徑；mVH—回風(fēng)速度；m/minQ—排渣風(fēng)量，m3/min。為了便于排渣，(D-d)應(yīng)大于20mm。目前，國(guó)內(nèi)外度趨向于加大排渣風(fēng)量，借以提高鉆頭的使用壽命和鉆孔速度。當(dāng)炮孔直徑為310mm時(shí)，鉆桿直徑為270mm,要求的排渣風(fēng)速為20m/s，排渣風(fēng)量為4m3/s。2023/7/237（四）牙輪鉆機(jī)的生產(chǎn)能力即臺(tái)班生產(chǎn)能力和臺(tái)年綜合生產(chǎn)能力1、牙輪鉆機(jī)的臺(tái)班生產(chǎn)能力即每臺(tái)牙輪鉆機(jī)每一班工時(shí)內(nèi)鉆進(jìn)的米數(shù)。

Vb=0.6vTbηVb—牙輪鉆機(jī)臺(tái)班生產(chǎn)能力，米/臺(tái)班

v—牙輪鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度，cm/min,Tb—班工作時(shí)間，h,

η—班工作時(shí)間利用系數(shù)，0.4~0.5經(jīng)驗(yàn)公式，v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)=76cm/min=0.76m/min=45.6m/hrP——軸壓，N,n——鉆速，m/min,D——直徑，cm；

f——普氏系數(shù)2023/7/238礦山

礦巖穿孔單臺(tái)平均綜合效率（m/年）礦巖硬度系數(shù)f1994年1995年1996年南芬露天礦8~18317802868834320水廠鐵礦8~14358773170535220歪頭山鐵礦12~15260572717229352齊大山鐵礦12~183073824012231602、鉆機(jī)的臺(tái)年綜合生產(chǎn)能力（23000~33000m/a）由于管理和鉆機(jī)本身故障引起的停機(jī)原因，牙輪鉆機(jī)的年綜合生產(chǎn)能力，如表18-4。2023/7/239（五）牙輪鉆機(jī)的需求數(shù)量鉆機(jī)數(shù)量取決于礦山的設(shè)計(jì)年采剝總量、鉆機(jī)的設(shè)計(jì)年綜合生產(chǎn)能力與每米炮孔的爆破量。

N——所需要的鉆機(jī)數(shù)量，臺(tái)，

Q——礦山設(shè)計(jì)年采剝總量，t/a,L——每臺(tái)牙輪鉆機(jī)的年穿孔效率，m/a,q——每米炮孔的爆破量，t/m,（D=250mm,q=90~130t/m)e——廢孔率，%。2023/7/2310（六）提高牙輪鉆機(jī)的穿孔效率一方面改進(jìn)牙輪鉆機(jī)本身的技術(shù)性能，提高鉆頭的工作強(qiáng)度與使用壽命，另一方面，在牙輪鉆機(jī)作業(yè)過(guò)程中，合理配置好各種參數(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)組織管理，提高鉆機(jī)的工作時(shí)間利用系數(shù)。目前，兩種工作制度：（1）高軸壓（30~60t），低轉(zhuǎn)速(150r/min)（2）低軸壓（10~20t），高轉(zhuǎn)速(300r/min)應(yīng)該從中尋找到合理的軸壓和轉(zhuǎn)速。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),HY-250c型和KY-310型鉆機(jī)的軸壓分別為32t和45t,轉(zhuǎn)速分別為100r/min以內(nèi)比較合適。2023/7/2311三、潛孔鉆機(jī)潛孔鉆機(jī)適用于中小型礦山。該種型號(hào)的鉆機(jī)的工作原理是沖擊回轉(zhuǎn)式風(fēng)動(dòng)鑿巖。2023/7/2312第二節(jié)爆破作業(yè)blasting

爆破是露天礦開(kāi)采的第二個(gè)工藝環(huán)節(jié)，通過(guò)爆破作業(yè)，將整體礦巖進(jìn)行破碎及松動(dòng)，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)采裝作業(yè)提供工作條件。爆破成本約占15~20%，對(duì)爆破工作的要求：requirementsfortheblasting（1）適當(dāng)?shù)谋苾?chǔ)備量，以滿足挖掘機(jī)連續(xù)作業(yè)的要求，一般要求每次爆破的礦巖量應(yīng)能滿足挖掘機(jī)5~10晝夜的采裝量。（2）有合理的礦巖塊度，以提高后續(xù)工序的作業(yè)效率，是開(kāi)采總成本最低。2023/7/2313（3）爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小；無(wú)上翻，無(wú)根底；（4）無(wú)爆破危害。

在礦山生產(chǎn)期間，爆破作業(yè)主要有三種：一、基建剝離爆破infrastructurestripingblasting

露天礦基建期，為了剝離礦體上覆巖石，平整作業(yè)場(chǎng)地、開(kāi)挖公路或鐵路通常進(jìn)行的大爆破，既基建剝離爆破?；▌冸x爆破方式：破碎松動(dòng)爆破特點(diǎn)：爆破后巖體大部分破碎在原地形成爆堆，少部分巖體產(chǎn)生位移。2023/7/2314（2）拋擲爆破。特點(diǎn)：巖體經(jīng)爆破破碎后發(fā)生較大的位移。并且在裝藥硐室處形成爆破漏斗。根據(jù)拋擲程度有：拋揚(yáng)爆破、拋塌爆破；根據(jù)拋擲方向有：定向爆破。大爆破設(shè)計(jì)原則及要求：（1）經(jīng)濟(jì)合理性原則。（2）爆破設(shè)計(jì)要求。盡量為后續(xù)工作創(chuàng)造良好條件（3）爆破質(zhì)量要求。爆堆形態(tài)及分布符合要求，大塊率低。（4）爆破安全要求。2023/7/2315（一）爆破作用指數(shù)n

爆破作用指數(shù)n是工程爆破中經(jīng)常應(yīng)用的一個(gè)重要參數(shù)，通常以爆破漏斗半徑和最小抵抗線的比值來(lái)表征爆破作用指數(shù)n的大小。

RWN=R/W對(duì)弱松動(dòng)爆破，爆破作用指數(shù)n小于0.75。對(duì)強(qiáng)松動(dòng)爆破，爆破作用指數(shù)n為0.75~1之間。

2023/7/2316拋擲率%47.550556064687276爆破作用指數(shù)n0.750.80.91.01.11.21.31.4對(duì)于拋擲爆破，爆破作用指數(shù)參考表18-7中的經(jīng)驗(yàn)值。（二）最小抵抗線W(burden)如圖18-7所示。由藥包中心指向其相鄰地表的有向最短的線段的長(zhǎng)度即為該藥包的最小抵抗線。硐室爆破藥包布置圖WW單側(cè)單排作用藥包單側(cè)雙排作用藥包2023/7/2317W雙層單排作用藥包單層單排雙側(cè)作用藥包單層多排雙側(cè)作用藥包單層雙排雙側(cè)作用藥包單層單排雙側(cè)不對(duì)稱作用藥包單層雙排雙側(cè)作用不等量藥包多重作用的復(fù)合藥包2023/7/2318（三）藥包的間距spacing

硐室爆破的藥包間距通常根據(jù)最小抵抗線和爆破作用指數(shù)來(lái)定，在其他條件一定時(shí)，巖石越軟，藥包之間的距離應(yīng)越大，反之，巖石越硬，藥包之間的距離應(yīng)越小。松動(dòng)爆破：S=(0.8~1.2)×W加強(qiáng)松動(dòng)爆破：S=(1~1.34)×n×W拋擲爆破：S=0.5(1+n)×W~n×W2023/7/2319（四）裝藥量計(jì)算calculationofcharging

裝藥量計(jì)算根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)炸藥單耗、爆破作用指數(shù)和最小抵抗線進(jìn)行計(jì)算。二、生產(chǎn)臺(tái)階正常爆破productionblasting

生產(chǎn)臺(tái)階正常采掘爆破是在每一個(gè)生產(chǎn)臺(tái)階分區(qū)依次進(jìn)行的爆破。（一）生產(chǎn)臺(tái)階正常采掘爆破方法方法：

(1)淺孔爆破、(2)深孔爆破、(3)藥壺爆破(2)外敷爆破。

2023/7/2320藥壺爆破：可以克服較大的底盤(pán)抵抗線，減少鉆孔工作量，通常在工作困難的條件下使用外敷爆破：不鉆孔進(jìn)行的大塊二次爆破或根底處理。淺孔爆破：在小型礦山的臺(tái)階爆破和大型礦山的輔助性爆破，如開(kāi)出入溝、修路、處理根底及不合格大塊等，其直徑在50mm左右。深孔爆破：露天礦臺(tái)階正常采掘爆破常用的方法。該方法分為(1)齊發(fā)爆破、(2)毫秒遲發(fā)爆破，(3)微差爆破。根據(jù)臺(tái)階前是否有渣堆，臺(tái)階采掘爆破又可以分為(1)清渣爆破(2)壓渣爆破。2023/7/2321

（二）臺(tái)階正常采掘爆破參數(shù)及爆破設(shè)計(jì)露天臺(tái)階爆破通常采用多排孔齊發(fā)爆破或多排孔間隔起爆方式。具體設(shè)計(jì)參數(shù)：1、炮孔底盤(pán)抵抗線bcL1DLBWPhHαaa——孔距b

——排距2023/7/2322

炮孔底盤(pán)抵抗線：炮孔中心至臺(tái)階坡底線的最小距離（WP)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有：

WP=(25~45)DD——炮孔直徑；邊沿距：第一排炮孔的孔位距臺(tái)階邊沿之間的距離C，因此，底盤(pán)抵抗線Wp應(yīng)滿足約束條件：

WP≥H(ctgα–ctgβ)+C

C——邊沿距；H——臺(tái)階高度；

α——臺(tái)階坡面角；β——炮孔傾角；壓碴爆破時(shí),適當(dāng)減小底盤(pán)抵抗線。減小值Wn=0.4d/k

d——壓渣厚度，m;

k——松散系數(shù)(1.3~1.5）cL1DLBWPhHα2023/7/23232、布孔方式與布孔參數(shù)兩種布孔方式：（1）排間之列布孔（也叫方形布孔）：如圖18-9a。（2）排間錯(cuò)列布孔（三角形布孔）：

18-9b。布孔參數(shù)：排間距、孔間距、炮孔鄰近系數(shù)m.（1）孔間距。簡(jiǎn)稱孔距。同排兩相鄰炮孔中心的距離。

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Q——炮孔裝藥量kg；

WP——炮孔底盤(pán)抵抗線m，

(前排孔底盤(pán)抵抗線,后排孔為排距)

q——炸藥單耗，kg/m3。（2）排間距簡(jiǎn)稱排距。平行于臺(tái)階坡頂線方向上兩排炮孔之間的距離。

b=(0.8~0.9)WP

(3)炮孔鄰近系數(shù)m

也叫炮孔密集系數(shù)，即孔間距與排距之間的比值。前排孔：2023/7/2325

后排孔：

每一個(gè)炮孔負(fù)擔(dān)面積為a*b

目前，礦山廣泛在用大孔距，小抵抗線的布孔方式。以改善爆破質(zhì)量。m=3~8。3、炮孔規(guī)格與超深。subdrill

目前，炮孔直徑有：80，100，150，170，200，250，310mm等?，F(xiàn)代采礦廣泛采用大孔徑爆破，大型裝載設(shè)備與破碎設(shè)備，節(jié)省成本。

炮孔超深h：炮孔超過(guò)臺(tái)階底盤(pán)的垂直深度，作用是降低裝藥中心的高度，克服臺(tái)階底盤(pán)的阻力。以避免出現(xiàn)根底。

h=(0.15~0.35)WP

2023/7/23264、裝藥量與裝藥結(jié)構(gòu)臺(tái)階爆破時(shí)，每一炮孔的裝藥量大小與巖石的堅(jiān)固性、巖體中節(jié)理及裂隙的發(fā)育狀態(tài)、爆破條件、自由面狀態(tài)、爆破作用指數(shù)、炮孔所負(fù)擔(dān)崩落的礦巖量有關(guān)。（1）炸藥單耗q。爆破每一立方米或一噸礦巖平均所用的炸藥量。炸藥單耗低，爆破成本，但大塊率增加，使后續(xù)作業(yè)成本增加。（2）裝藥量Q。

Q=q×WP×a×H

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Q——炮孔裝藥量，公斤，

q——單位炸藥消耗量，公斤/立方米(0.45~1)

WP——臺(tái)階底盤(pán)抵抗線，米

a——孔間距，米，

H——臺(tái)階高度，米。采用多排孔爆破時(shí)，后排孔應(yīng)加大炮孔裝藥量。前排孔：Q=q×WP×a×H后排孔：Q=q×b×a×H×t其中：b——炮孔排距，

t——后排孔的裝藥增加系數(shù)，設(shè)計(jì)后，應(yīng)用單孔最大裝藥量驗(yàn)算。

G=g×(L–L1)G——每孔最大裝藥量kg,g——每米炮孔可能的最大裝藥量，kg/m.L——炮孔深度，m，L1——炮孔填塞長(zhǎng)度，m，2023/7/2328

D——炮孔直徑，m，

Δd——裝藥密度，kg/m3。

(3)炮孔裝藥結(jié)構(gòu)：

如圖18-10所示。分連續(xù)柱狀裝藥(如圖18-10a)和分段裝藥(如圖18-10b）。2023/7/2329(4)裝藥長(zhǎng)度（LB)：炮孔中藥柱的實(shí)際長(zhǎng)度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（5）填塞長(zhǎng)度(Lt)：炮孔內(nèi)藥柱頂面至空口的距離。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：Lt=(16~32)D2023/7/23305、起爆方式與起爆網(wǎng)絡(luò)露天臺(tái)階爆破多采用多排孔爆破。起爆方式分可歸為兩類(lèi)：多排孔齊發(fā)爆破多排孔微差爆破(延時(shí)爆破）。

目前，國(guó)內(nèi)外廣泛使用多排孔微差爆破。常見(jiàn)的起爆網(wǎng)絡(luò)如圖18-11。多排孔微差起爆方式：（1）排間微差起爆。如圖18-11（2）斜線起爆。如圖18-11（3）直線掏槽起爆，18-12，用于掘溝工程（4）間隔孔起爆18-13。2023/7/2331三、靠幫與并段臺(tái)階的控制爆破（一）預(yù)裂爆破pre-splitting

在一個(gè)臺(tái)階向邊幫臺(tái)階過(guò)渡時(shí)，在緊鄰邊幫的最后一排孔布置預(yù)裂孔，在正常臺(tái)階爆破之前爆破預(yù)裂孔，形成預(yù)裂面，以減小爆破對(duì)最終邊幫的震動(dòng)破壞作用。````預(yù)裂孔緩沖孔主爆孔2023/7/23322023/7/2333影響預(yù)裂爆破效果的主要參數(shù)：（1）預(yù)裂孔的孔間距：a=(7~16)D?？组g距一般小于正常爆破時(shí)的孔間距。（2）孔徑與裝藥不耦合系數(shù)：鉆孔直徑與藥包直徑之比值。若巖石的抗壓強(qiáng)度小，則裝藥的不耦合系數(shù)要求大。（3）線炸藥密度：即每米炮孔的裝藥量。預(yù)裂孔直徑多為Φ100~200mm的潛孔鉆機(jī)所鉆的孔，或60~80mm鑿巖臺(tái)車(chē)鉆的預(yù)裂孔。預(yù)裂爆破的實(shí)質(zhì)：炸藥的爆炸氣體產(chǎn)物作用在孔壁上的壓力不超過(guò)孔壁巖石的動(dòng)載抗壓強(qiáng)度，依靠相鄰預(yù)裂炮孔內(nèi)的壓力同時(shí)作用使預(yù)裂炮孔沿線上的巖石產(chǎn)生應(yīng)力疊加和集中而導(dǎo)致炮孔出現(xiàn)拉伸斷裂。2023/7/2334（二）緩沖爆破緩沖孔位于預(yù)裂孔和生產(chǎn)炮孔之間的一排孔。特點(diǎn)：孔網(wǎng)參數(shù)略小于生產(chǎn)炮孔，且孔底不設(shè)超深，裝藥量也小于生產(chǎn)炮孔的裝藥量,緩沖孔與預(yù)裂孔同時(shí)起爆，或略遲于預(yù)裂孔起爆。````預(yù)裂孔緩沖孔主爆孔2023/7/2335（三）光面爆破trimblast光面控制爆破是在欲爆區(qū)域的邊緣或邊界線上（靠幫或并段臺(tái)階的靠幫及并段位置線或出入溝的兩側(cè)邊界線），穿鑿一排較密集的炮孔，控制該排炮孔的抵抗線與孔裝藥量，以使其爆破后沿炮孔中心連線形成破裂帶，而獲得較平整的破裂面。一般，光面孔的孔間距應(yīng)小于其抵抗線，通常取抵抗線的0.8倍。裝藥不耦合系數(shù)應(yīng)與預(yù)裂爆破相同或略小，線裝藥密度應(yīng)與預(yù)裂爆破相同或略大。2023/7/23362023/7/2337第三節(jié)采裝運(yùn)輸loadingandhauling

采裝與運(yùn)輸是密不可分的，兩者相互影響、相互制約。目前采裝運(yùn)輸工藝的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在采運(yùn)設(shè)備的大型化，采裝與運(yùn)輸環(huán)節(jié)的一體化與連續(xù)化，以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。Trends:largerequipment,continuoushaulage(conveyorhaulage)computerassistanceandautomaticcontrol2023/7/2338一、采裝作業(yè)與采裝設(shè)備

采裝作業(yè)：利用裝載機(jī)械將礦巖從較軟弱的礦巖或經(jīng)爆破破碎后的爆堆中挖取，裝入某種運(yùn)輸工具內(nèi)或直接卸至某一卸載點(diǎn)。

loading:usingthetransportationequipmenthaulingtheoreorwastetothedestination.

采裝作業(yè)的機(jī)械設(shè)備：?jiǎn)味吠诰驒C(jī)（電鏟）、索斗鏟、前裝機(jī)。金屬礦山主要使用單斗挖掘機(jī)（電鏟）。如圖18-15所示。

electricShovel,dragline,front-end-loader.

2023/7/23392023/7/2340二、挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力

productioncapability

挖掘機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力Vj(m3/hr):t——挖掘機(jī)工作循環(huán)時(shí)間，s,實(shí)測(cè)得出。E——鏟斗容積；m3,volumeofthedipperKW——挖掘系數(shù)（實(shí)方滿斗系數(shù)），Kw=Km/KsKm——滿斗系數(shù)，Ks——礦巖在鏟斗中的松散系數(shù)，實(shí)際設(shè)計(jì)中，用以下方法確定Kw。2023/7/2341V——單位時(shí)間內(nèi)（一小時(shí)）挖掘機(jī)所采出的實(shí)方礦巖體積。N——挖掘該體積礦巖的總鏟斗數(shù)。E——鏟斗容積。挖掘機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力：VB(m3/臺(tái)班)VB=VJTηVJ——挖掘機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力，T——班工作時(shí)間，h，η——班工作時(shí)間利用系數(shù)，2023/7/2342三、提高挖掘機(jī)生產(chǎn)能力的途徑

thewayofincreasingthecapability(1)結(jié)合礦山的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，合理選擇挖掘機(jī)自身的設(shè)備規(guī)格與技術(shù)規(guī)格。(2)優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)、改善爆破質(zhì)量，以提高挖掘機(jī)裝載效率與滿斗系數(shù)。(3)通過(guò)技術(shù)培訓(xùn)，提高挖掘機(jī)操縱人員的工作水平和熟練程度，進(jìn)而提高挖掘機(jī)的工作效率與生產(chǎn)能力。(4)合理選擇挖掘機(jī)的采裝方式與運(yùn)輸設(shè)備的供車(chē)方式，以縮短挖掘機(jī)工作循環(huán)時(shí)間。2023/7/2343四、運(yùn)輸作業(yè)與運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸作業(yè)是采裝作業(yè)的后續(xù)工序，其基本任務(wù)是將已裝載到運(yùn)輸設(shè)備中的礦石運(yùn)送到儲(chǔ)礦場(chǎng)、破碎站或選廠，將巖石運(yùn)往廢石場(chǎng)。

wayofhaulage

露天礦運(yùn)輸方式：汽車(chē)運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸、斜坡箕斗提升運(yùn)輸以及聯(lián)合運(yùn)輸方式。

汽車(chē)運(yùn)輸?shù)呐榔履芰Υ?，機(jī)動(dòng)靈活，運(yùn)輸線路通過(guò)的平面尺寸小，運(yùn)輸周期較短，在現(xiàn)代礦山廣泛使用。

2023/7/23442023/7/2345

鐵路運(yùn)輸存在爬坡能力小等缺點(diǎn)，一般適用于礦體埋藏較淺的礦體，或者在礦體上部使用鐵路運(yùn)輸，在坑底使用汽車(chē)運(yùn)輸?shù)穆?lián)合運(yùn)輸方式。

目前，膠帶運(yùn)輸?shù)呐榔履芰Υ?，能?shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)作業(yè)，自動(dòng)化水平高，運(yùn)輸生產(chǎn)能力大，運(yùn)輸費(fèi)用低，所以在露天礦的使用日趨廣泛。采區(qū)上山膠帶輸送機(jī)向下運(yùn)煤，在以往設(shè)計(jì)中一般下運(yùn)角度不宜大于１６°，最大傾角達(dá)到２５°2023/7/2346五、礦用汽車(chē)的性能評(píng)價(jià)與運(yùn)輸計(jì)算（一）礦用汽車(chē)的性能評(píng)價(jià)1、重量利用系數(shù)：汽車(chē)的載重與自重的比值。礦用汽車(chē)的重量利用系數(shù)一般為1~1.73，該值越大，表明汽車(chē)設(shè)計(jì)越好。運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性越好。2、比功率與比扭矩比功率：發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)生的最大功率與汽車(chē)的總重量之比。礦用汽車(chē)的比功率大約為4.63~6.03kw/t，該值越大，車(chē)輛的動(dòng)力性能越好，但燃油的經(jīng)濟(jì)性越低。

比扭矩：發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩與汽車(chē)自重之比。該值越大，車(chē)輛的動(dòng)力性能越好，但燃油的經(jīng)濟(jì)性越低2023/7/23473、最大動(dòng)力因素礦用汽車(chē)的最大車(chē)速不大，空氣阻力一般不計(jì)。汽車(chē)主動(dòng)輪輪緣所產(chǎn)生的牽引力與汽車(chē)重量之比。礦用汽車(chē)的最大動(dòng)力因數(shù)約0.3~0.46之間。動(dòng)力因數(shù)越大，車(chē)輛爬坡能力越好。2023/7/2348（二）汽車(chē)運(yùn)輸計(jì)算運(yùn)輸計(jì)算包括：1、自卸式汽車(chē)運(yùn)輸能力計(jì)算即，自卸式汽車(chē)臺(tái)班生產(chǎn)能力來(lái)表征QB。QB——自卸汽車(chē)的臺(tái)班生產(chǎn)能力,t/臺(tái)班

q——自卸式汽車(chē)的載重量，t,T——自卸式汽車(chē)的班工作時(shí)間，h，

t——自卸式汽車(chē)的運(yùn)輸周期，min，

K1——自卸式汽車(chē)的載重系數(shù)，

η——自卸式汽車(chē)的班工作時(shí)間利用系數(shù)。2023/7/23492、自卸式汽車(chē)需求數(shù)量的計(jì)算根據(jù)礦山設(shè)計(jì)能力、自卸式汽車(chē)運(yùn)輸能力，在此基礎(chǔ)之上，考慮汽車(chē)的利用率以及汽車(chē)運(yùn)輸?shù)牟痪庀禂?shù)之后確定。N——全礦自卸式汽車(chē)的在冊(cè)數(shù)量，臺(tái)，K2——自卸式汽車(chē)運(yùn)輸不均衡系數(shù)1.1~1.2，Q——全礦的設(shè)計(jì)班產(chǎn)量，噸/班，QB——自卸式汽車(chē)的臺(tái)班產(chǎn)量，噸/臺(tái)班，

K3——自卸式汽車(chē)的出車(chē)率。（礦車(chē)出車(chē)臺(tái)班數(shù)與總臺(tái)班數(shù)之比）也可根據(jù)露天礦設(shè)計(jì)的年運(yùn)輸量計(jì)算。2023/7/23503、道路通過(guò)能力計(jì)算道路通過(guò)能力：在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一區(qū)段的車(chē)輛數(shù)，一般選擇總出入口、車(chē)流密度大的地點(diǎn)計(jì)算。Nd——道路通過(guò)能力，輛/h，V——自卸式汽車(chē)在計(jì)算區(qū)段的平均行車(chē)速度，km/hr。n——線路數(shù)目系數(shù)，單車(chē)道n=0.5,雙車(chē)道n=1K——車(chē)輛行駛的不均衡系數(shù)，k=0.5~0.7，s——安全行車(chē)間距，兩車(chē)追蹤行駛時(shí)的最小安全距離，米。2023/7/2351關(guān)鍵行車(chē)路段的車(chē)輛通過(guò)的最大運(yùn)輸量

MD=NdTqηMd——道路通過(guò)能力，t/班，Nd——道路通過(guò)能力，輛/h，T——班工作時(shí)間，h；q——汽車(chē)載重量，t；η——汽車(chē)工作時(shí)間利用系數(shù)。2023/7/2352六、采運(yùn)設(shè)備的合理選型與配比采裝與運(yùn)輸設(shè)備的選型是露天開(kāi)采設(shè)計(jì)中的重大決策問(wèn)題。（一）挖掘機(jī)的選型單斗挖掘機(jī)的選型要根據(jù)礦山規(guī)模、礦巖年采剝總量、開(kāi)采工藝、礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)、設(shè)備的供應(yīng)情況等確定。

特大型礦山選用8~10立方米或更大的挖掘機(jī)，

大型礦山一般選用4~10立方米挖掘機(jī)，中型礦山的挖掘機(jī)斗容為2~4立方米。小型礦山，為1~2立方米。2023/7/2353六、采運(yùn)設(shè)備的合理選型與配比采裝與運(yùn)輸設(shè)備的選型是露天開(kāi)采設(shè)計(jì)中的重大決策問(wèn)題。（一）挖掘機(jī)的選型單斗挖掘機(jī)的選型要根據(jù)礦山規(guī)模、礦巖年采剝總量、開(kāi)采工藝、礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)、設(shè)備的供應(yīng)情況等確定。

特大型礦山選用8~10立方米或更大的挖掘機(jī)，

大型礦山一般選用4~10立方米挖掘機(jī)，中型礦山的挖掘機(jī)斗容為2~4立方米。小型礦山，為1~2立方米。2023/7/2354（二）礦用自卸汽車(chē)選型汽車(chē)車(chē)廂容積與鏟斗容積之比R（車(chē)鏟容積之比）R——車(chē)鏟容積之比；tr——汽車(chē)入換時(shí)間，min；ts——鏟斗作業(yè)一次循環(huán)時(shí)間，min；t——汽車(chē)運(yùn)行周轉(zhuǎn)時(shí)間，min，2023/7/2355L——汽車(chē)運(yùn)距，km；V——汽車(chē)的平均運(yùn)行速度，km/h；Tx——卸車(chē)時(shí)間，min,Td——等待裝車(chē)時(shí)間，min。

一般地，當(dāng)運(yùn)距在1~2km時(shí)，車(chē)鏟容積之比為3~6，當(dāng)運(yùn)距在3~5km時(shí)，車(chē)鏟容積之比為6~8。（2）依據(jù)礦巖比重和汽車(chē)車(chē)型的有效載重量求算車(chē)廂容積。V——車(chē)廂容積，立方米，q——汽車(chē)額定載重，噸，r——礦巖的體積質(zhì)量，kg/m3；k——礦巖的松散系數(shù)，1.3~1.5。2023/7/2356（三）采裝與運(yùn)輸設(shè)備的合理配比

車(chē)鏟比n：即平均配備給每臺(tái)挖掘機(jī)的自卸式汽車(chē)數(shù)量，

NC——露天礦生產(chǎn)中同時(shí)使用的汽車(chē)數(shù)量，臺(tái)NZ——露天礦生產(chǎn)中同時(shí)使用的挖掘機(jī)臺(tái)數(shù)，臺(tái)。2023/7/2357

理論車(chē)鏟比no

：運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)輸周期與裝載設(shè)備的平均裝車(chē)間隔時(shí)間之比。即，t——運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行周期，mintz——挖掘機(jī)裝載一車(chē)的平均裝載時(shí)間，mintr——運(yùn)輸設(shè)備的平均入換時(shí)間，min。實(shí)際車(chē)鏟比no

：采運(yùn)輸設(shè)備在各種不利條件下的運(yùn)輸周期與裝載設(shè)備的平均裝車(chē)間隔時(shí)間之比。即2023/7/2358n——實(shí)際車(chē)鏟比，tz——挖掘機(jī)平均裝車(chē)時(shí)間，min,ty——一個(gè)運(yùn)輸周期內(nèi)的汽車(chē)往返運(yùn)輸時(shí)間，min，tx——汽車(chē)平均卸載時(shí)間，min，tp——汽車(chē)等待裝車(chē)的平均排隊(duì)時(shí)間，min，td——挖掘機(jī)平均等車(chē)時(shí)間（包括汽車(chē)入換時(shí)間）min。2023/7/2359

對(duì)給定的挖掘機(jī)斗容和汽車(chē)載重量，其車(chē)鏟比對(duì)采礦成本影響不大，但對(duì)產(chǎn)量影響極大。2023/7/2360第四節(jié)排巖工程

排巖工程：將剝離下的廢石運(yùn)輸?shù)綇U石場(chǎng)進(jìn)行排棄。目前，露天排巖技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：（1）采用高效率的排巖工藝與排巖設(shè)備，提高排巖強(qiáng)度，（2）提高堆置高度，（3）適時(shí)進(jìn)行廢石場(chǎng)的復(fù)墾。2023/7/2361一、廢石場(chǎng)的位置及要素（一)廢石場(chǎng)的位置選擇經(jīng)濟(jì)原則：折算到單位礦石的排巖成本最低。

內(nèi)部廢石場(chǎng)：把剝離下的廢石直接排棄到露天采場(chǎng)內(nèi)部的采空區(qū)。這是一種最經(jīng)濟(jì)的排巖方案。

外部廢石場(chǎng)：把剝離下的廢石排棄到露天采場(chǎng)外的一個(gè)或多個(gè)廢石場(chǎng)。

2023/7/2362廢石場(chǎng)的選擇：（1）不占或少占良田，（2）近量靠近露天坑，（3）近量采用內(nèi)部廢石場(chǎng)，（4）廢石場(chǎng)設(shè)置在居民下風(fēng)側(cè)（5）廢石場(chǎng)避免山洪和河流的沖洗，（6）剝離下的可利用的巖石要單獨(dú)堆放，（7）多出入口的露天坑，設(shè)置多個(gè)廢石場(chǎng)，（8）廢石場(chǎng)要有利于將來(lái)復(fù)墾。2023/7/2363（二）廢石場(chǎng)的堆置要素1、廢石場(chǎng)的堆置高度廢石場(chǎng)的階段高度：排土臺(tái)階坡頂線至坡底線之間的垂直距離。廢石場(chǎng)的堆置高度：個(gè)排土臺(tái)階高度之和。2、堆置階段的平盤(pán)寬度廢石場(chǎng)堆置寬度滿足上下兩相鄰排巖臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行排巖工作時(shí)互不影響。3、廢石場(chǎng)容積的確定（1）有效容積:Vy——廢石場(chǎng)的設(shè)計(jì)有效容積，m3VS——?jiǎng)冸x巖土的實(shí)方數(shù)，m3

KS——巖土的松散系數(shù)，1.1~1.4Kc

——巖土下沉系數(shù)，1.01~1.352023/7/2364(2)廢石場(chǎng)的設(shè)計(jì)總?cè)莘e

V=K1×VY

K1——容積的富裕系數(shù)，1.02~1.05二、廢石場(chǎng)的排棄工藝當(dāng)采場(chǎng)小，可以直接使用挖掘機(jī)直接將巖石倒入內(nèi)部采場(chǎng)。一般情況下，需要使用運(yùn)輸方式進(jìn)行排巖作業(yè)。2023/7/2365

排巖工藝有：鐵路運(yùn)輸排巖、公路運(yùn)輸排巖、膠帶運(yùn)輸排巖（一）汽車(chē)-推土機(jī)排巖工藝汽車(chē)運(yùn)輸廢石到廢石場(chǎng)后進(jìn)行排卸，推土機(jī)推排殘留廢石，平整排土工作臺(tái)階、修筑安全車(chē)擋及整修排巖公路。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)動(dòng)靈活、爬坡能力大、可在復(fù)雜的排巖場(chǎng)地作業(yè)，適合該臺(tái)階排土。（二）鐵路運(yùn)輸排巖工藝由鐵路機(jī)車(chē)將剝離下的廢石運(yùn)送至廢石場(chǎng)，翻卸到指定地點(diǎn)，再應(yīng)用其他的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行廢石的轉(zhuǎn)排工作。2023/7/23661、挖掘機(jī)排巖采用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山廣泛采用挖掘機(jī)轉(zhuǎn)排巖石。如圖18-18，優(yōu)點(diǎn)：（1）受氣候影響小，剝巖設(shè)備效率高（2）移道步距大，線路質(zhì)量好（3）每米線路的廢石容量大，（4）排巖平臺(tái)穩(wěn)