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1、 李建忠李建忠太原理工大学矿业工程学院太原理工大学矿业工程学院露天开采露天开采 1第二章第二章 露天开采工艺露天开采工艺n间断开采工艺n连续开采工艺n半连续开采工艺n综合开采工艺2间断开采工艺n煤岩松碎n采装n运输n排土3间断开采工艺煤岩预先松碎 一、穿孔作业 穿孔方法：机械破碎穿孔、热力破碎穿孔、高压水力穿孔、化学穿孔、声波穿孔。机械穿孔设备：钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、凿岩台车。热力穿孔设备：火钻。目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻。4间断开采工艺煤岩预先松碎1、钢绳冲击式钻机 工作原理：钢绳冲击式钻机（俗称磕头钻）是靠钻具自由下落冲击孔底而破碎岩石。这种穿孔设备结构简单，适应性强，易于维
2、修，但穿孔效率低，劳动强度大，使穿孔工作成为露天开采过程中的薄弱环节，从而严重的影响其他生产工作的进行，目前已基本淘汰。5间断开采工艺煤岩预先松碎2、潜孔钻机 工作原理：潜孔钻机是一种冲击回转式钻机，凿岩时把产生冲击作用的气动装置冲击器和钻头潜入孔底，随着孔深的增加，冲击器和钻头随之向孔底进行冲击并推进，同时钻杆在上部回转机构的带动下进行回转，使钻头对孔底产生剪切作用形成钻孔。潜孔钻机具有结构简单，穿孔速度较快，机械化程度高，可以打倾斜孔，制造费用低等优点，穿孔效率比冲击绳钻机高2-3倍，适用于中等硬度的岩石。6间断开采工艺煤岩预先松碎3、牙轮钻机 工作原理：牙轮钻机是一种回转式钻机。它是通过
3、钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动，同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压使与钻头接触的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将岩粉吹出孔外，从而形成炮孔。7间断开采工艺煤岩预先松碎牙轮钻机 特点：回转机构布置在加压小车上，小车可沿立架上下滑动，连续加压，故称滑架式，其加压方式多为封闭链齿条式。此种钻机的机械化程度高，操作方便，辅助时间少，作业率高，钻孔效率高，与冲击式钻机比较，可以减轻劳动强度，并使穿孔效率提高4-5倍。牙轮钻机使用三牙轮合金柱钻头。8间断开采工艺煤岩预先松碎牙轮钻机 牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头。钻杆长
4、度一般为9.2 或9.9m。稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。牙轮钻机使用三牙轮合金柱钻头。9间断开采工艺煤岩预先松碎牙轮钻机的工作参数 钻压、钻具转速、排渣风量与风压。钻压超过岩石的抗压强度，岩石被压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿命长。根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不同的钻压，如右表：f f直径直径 190mm190mm直径直径 250mm250mm直径直径310mm310mm81012.315.91012.215.519.91214.619.023.81417.621.627.81619.524.931.8182228.035.72024.331.239.710间断开采工艺煤岩预先
5、松碎牙轮钻机 转速：在不同的轴压下钻头钻进速度V与钻具转速n的关系。由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。钻机类型 轻型钻机 中型钻机 重型钻机岩石硬度系数 F8 F=1014 F=1520转速 r/min 80120 60100 5080排渣风速与风量：经验表明：排渣风量不足时，岩渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿命；另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻头和钻杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频11间断开采工艺煤岩预先松碎4、火钻 在国外个别矿山使火力钻机作为坚硬矿岩的穿孔设备。火钻穿孔原理是以喷气技术为基础，用类似火箭发动机推力室的火焰燃烧器，在
6、纯氧中燃烧炭化氢（如2号柴油或煤油），以高温（2480-3200）和高速（超音速：1800米秒）的火流喷向岩石表面，使岩石在热应力作用下，骤热、膨胀、碎裂、剥落而成孔，并不是将岩石熔化。火钻适宜于含矽较多的极硬而又致密的矿岩（如辉长岩、花岗岩和石英岩等）中穿孔，但对裂隙发达的岩石以及粘土含量超过2-4的岩石，不宜采用火钻。12间断开采工艺煤岩预先松碎 二、爆破作业 爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为后续采装作业提供工作条件。露天矿爆破工作的好坏，对采装工作影响很大，要求爆破后的爆堆集中，爆破的矿岩块度应满足采装设备的要求，尽量减少根
7、底和大块，保证工作平盘平整，还必须努力降低爆破材料消耗和穿爆费用。13间断开采工艺煤岩预先松碎 1、炸药和起爆方法 矿用工业炸药：硝酸铵为主的铵梯、铵油及铵沥蜡炸药。起爆方法分为电起爆和非电起爆两类。电起爆有电雷管和起爆器两种。非电起爆有火力起爆及导爆索起爆。14间断开采工艺煤岩预先松碎2、爆破参数常用的爆破方法有浅孔爆破、深孔爆破、裸露爆破和药壶爆破四种。浅孔爆破：在小型矿山的台阶爆破和大型矿山的辅助性爆破，如开出入沟、修路、处理根底及不合格大块等，其直径在50mm左右。深孔爆破：露天矿台阶正常采掘爆破常用的方法。裸露爆破：不钻孔进行的大块二次爆破或根底处理。药壶爆破：可以克服较大的底盘抵抗
8、线，减少钻孔工作量，通常在工作困难的条件下使用。15间断开采工艺煤岩预先松碎露天矿的穿爆参数如图所示，包括：孔径d、底盘抵抗线Wd、孔距a、排距b、超钻深度h0、填塞长度L0、单位炸或消耗量q。底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的最小距离。根据经验有：Wd=(25-45)d Wd=(0.6-0.9)h台阶高度一般为10-12m。16间断开采工艺煤岩预先松碎边沿距：第一排炮孔的孔位距台阶边沿之间的距离C。底盘抵抗线Wd的应满足约束条件：Wd h(ctg ctg)+C C 边沿距；h 台阶高度；台阶坡面角；炮孔倾角；孔距：同排两相邻炮孔中心的距离。a=mWd b=asin60行距：平行于台阶坡顶线方
9、向上两排炮孔之间的距离。超钻长度：炮孔超过台阶底盘的垂直深度，作用是降低装药中心的高度，克服台阶底盘的阻力。以避免出现根底。h0=(0.15-0.35)Wd填塞长度：L00.75Wd装药量：Q=qhaWd17间断开采工艺煤岩预先松碎爆破方法采用单排孔即发和多排孔毫秒爆破。毫秒爆破是将炮孔分组起爆，各组之间间隔延迟若干毫秒，先爆部分为后爆部分岩石创造自由面，而且，先爆岩石对后爆部分产生挤压作用。因此，多排孔毫秒爆破增加了每次爆破的矿岩量，爆破时，在相邻钻孔的爆破波相互挤压下，使岩石破碎均匀，产生的根底和大块少，地震作用减少，爆堆比较集中，从而有利于提高采装效率、减少爆破次数，并提高了挖掘机纯工作
10、时间及效率。18间断开采工艺煤岩预先松碎布孔方式与起爆顺序 排间顺序起爆 大孔距排间顺序起爆 斜线顺序起爆 V形起爆 波浪形起爆 中间或楔形掏槽起爆19间断开采工艺煤岩预先松碎爆破方法 挤压爆破 预裂爆破 缓冲爆破 光面爆破20间断开采工艺煤岩预先松碎挤压爆破：台阶工作面前面留有一定数量的渣体，爆破时起到挤压效果和阻挡作用，使矿体均匀破碎，爆堆更集中。21间断开采工艺煤岩预先松碎预裂爆破：在一个台阶向边帮台阶过渡时，在紧邻边帮的最后一排孔布置预裂孔，在正常台阶爆破之前爆破预裂孔，形成预裂面，以减小爆破对最终边帮的震动破坏作用。预裂孔缓冲孔主爆孔22间断开采工艺煤岩预先松碎 缓冲爆破：缓冲孔位于
11、预裂孔和生产炮孔之间的一排孔。特点：孔网参数略小于生产炮孔，且孔底不设超深，装药量也小于生产炮孔的装药量,缓冲孔与预裂孔同时起爆，或略迟于预裂孔起爆。预裂孔缓冲孔主爆孔23间断开采工艺煤岩预先松碎光面爆破：临近边坡的光面爆破和预裂爆破基本相似，也是沿边坡界线钻凿一排较密集的平行钻孔，往孔内装入少量炸药，在采区钻孔起爆之后起爆，从而沿密集钻孔中心连线形成平整的岩壁面。24间断开采工艺采装采装是将软岩或被预先破碎了的煤岩，通过机械设备采挖并装入运输设备中，或倒卸在指定地点。间断式采装设备有：单斗挖掘机、前装机和铲运机等。单斗挖掘机是采装的主要设备。按传动方式可分为电铲和液压铲。按其工作装置分为正铲
12、、反铲、刨土铲、拉铲和抓斗铲。按行走机构分为履带式、迈步式和轮胎式。露天矿使用电动、正铲的居多。正铲由底座、机体、臂架和工作机构组成。25间断开采工艺采装单斗挖掘机的工作参数挖掘半径 Rw最大挖掘半径Rw.max站立水平挖掘半径Rw.p卸载半径Rx最大卸载半径Rxmax挖掘高度Hw最大挖掘高度Hwmax卸载高度Hx最大卸载高度Hxmax下挖深度hw 26间断开采工艺采装单斗挖掘机的作业方式 按与运输设备的相对位置分为平装车、上装车、倒堆和联合装车四种。27间断开采工艺采装采掘工作面参数 单斗挖掘机工作面参数主要有：台阶高度、采区长度、采掘带宽度和工作平盘宽度。1）台阶高度h采用平装车：松软煤岩
13、：台阶高度一般不大于挖掘机的最大挖掘高度。2HT/3hHWmax 坚硬矿岩：爆堆高度可以为最大挖掘高度的1-1.3倍。2HT/3h（1-1.3）HWmax 台阶高度过低，铲斗装不满，增加台阶数目，不得低于挖掘机推压轴高度的2/3。28间断开采工艺采装采用上装车：按照挖掘机的最大卸载高度和最大卸载半径来确定台阶高度。取下列二式中的较小值：hHXmax hc-ex h(Rxmax Rw.p-c)tan hc台阶上部平盘至车辆上缘高度台阶坡面角 c铁道中心线至台阶坡顶线的间距 ex 铲斗下缘至车辆上缘间隙 0.5-1m台阶高度除了受挖掘机的工作参数影响外，还受矿岩性质与煤藏条件、穿爆工作要求、矿床开
14、采强度及运输条件等因素的影响。高度增加可以减少台阶总数、简化开拓运输系统、降低材料消耗。基建时期应采用较小的台阶高度。29间断开采工艺采装采掘工作面参数2）采区长度Lc 划归一台挖掘机采掘的台阶工作线长度叫做采区长度。采区长度应根据需要和可能来确定，一般是按穿爆和采装相结合，至少应保证挖掘机有5-10d以上的采装爆破量。汽车运输时，采区长度一般为150-200m。铁道运输时，采区长度一般不小于列车长度的2-3倍，400m。3）采掘带宽度A 挖掘机一次挖掘的宽度。与挖掘半径和卸载半径有关。A(1-1.5)Rwp 30间断开采工艺采装采掘工作面参数4）工作平盘宽度B 工作平盘是采装作业的场地。宽度
15、主要取决于爆堆宽度、运输方式、运输设备规格、动力管线的配置方式以及作业的安全宽度等因素。汽车运输时最小工作平盘宽度：Bmin=b+c+d+e+f+g31间断开采工艺采装采掘工作面参数32间断开采工艺采装挖掘机生产能力33间断开采工艺采装提高挖掘机生产能力的途径 1)结合矿山的设计生产能力，合理选择挖掘机自身的设备规格与技术规格。2)优化爆破设计、改善爆破质量，以提高挖掘机装载效率与满斗系数。3)通过技术培训，提高挖掘机操纵人员的工作水平和熟练程度，进而提高挖掘机的工作效率与生产能力。4)合理选择挖掘机的采装方式与运输设备的供车方式，以缩短挖掘机工作循环时间。34间断开采工艺采装习题：某露天煤矿
16、采用间断开采工艺，3个台阶同时生产，每个台阶布置3台单斗挖掘机，挖掘机铲斗容积30m3，满斗率为0.85，松散系数1.3，每5分钟卸斗一次，工作面时间利用系数为0.75，煤容重为1.4tm3,每班工作8小时，每日三班作业，年工作日按300天计，计算该露天矿原煤年生产能力。35间断开采工艺运输运输工作：目的是将煤岩经运输设备运至卸煤站或选煤厂，排土场，还包括辅助材料及人员的运送。运输工序起到“纽带作用”，在基建时期，其费用占到基建总额的40%-60%，生产期间，运输成本和工时分别占到总成本和总工时的一半以上。根据不同的地形、地质条件及开采要求，露天矿的运输方式分为单一运输方式和联合运输方式。单一
17、运输方式：公路运输、铁路运输联合运输方式：公路-铁路、箕斗运输、提升机运输36间断开采工艺运输露天矿运输的基本要求：1）露天矿物料的运距，尤其是剥离岩石的运距应尽可能最 短；2）最好应用最简单的运输方式，和较少的运输设备类型，以简化管理和维修组织工作；3）运输设备的容积和强度应与采装和卸载设备的容积以及 矿岩的运输性质相适应；4）所采用的运输方式应保证工作可靠，移运过程尽可能保 证最大的连续性；5）采用的运输方式应保证工作安全和采矿成本最低。37间断开采工艺运输铁路运输1）优点：可利用任何种类的能源和机车类型；设备和线路坚固可靠；设备供应可靠，运行作业易于自动控制；车辆运行阻力小，能耗小，运输
18、成本低；列车载重量大，运输能力大；对矿岩性质、块度以及气候条件适应性强。2）缺点：爬坡能力小，曲线半径大，线路工程量大，基建投资也大，基建时间长，受开采深度限制，线路系统及组织复杂等。3）适应性：适用于储量大、采场面积大、运距长（大于4km）和运量大的露天矿。38间断开采工艺运输铁路运输机车车辆：常用机车有直流、交流电力机车，内燃机车，蒸汽机车和复合能源机车；车辆用自翻车，80t-180t；线路分类：固定线路、半固定线路和移动线路。轨道：准轨铁路1435mm、窄轨铁路600mm,762mm,900mm道岔分类：单开、单式对称、复式交分道岔。铁路通过能力：指区间（车站）在单位时间内所能通过的最大
19、列车数，对/班或对/天。列车运行周期时间：Tz=t1+t2+t3+t4+t5列车运输能力：Q=nqT/Tz 39间断开采工艺运输公路运输1）优点：机动灵活，调运方便；爬坡能力强，运距短，基建工程量小，建设速度快；重型汽车技术已经成熟，能够满足大型、特大型矿山运输强度的要求；运输组织简单，可简化开采工艺和提高挖掘机效率。2）缺点：单位运输成本高，运输距离受到限制；汽车维护费用高；受气候条件影响较大；深凹露天矿采用汽车运输容易造成坑内空气污染。3）适应性：适用于地形复杂、山高坡陡、走向长度小、矿石需要分采以及要求加速矿山建设速度的露天矿。40间断开采工艺运输公路运输自卸汽车：机械传动、液压传动、电
20、力传动卡车选型：考虑与挖掘机斗容的配合，运输量的多少，运距距离等。车厢容积与铲斗容积比3-6合适。露天矿道路：按用途分：生产干线、生产支线、联络线和辅助线。按技术参数分：一级、二级、三级41间断开采工艺运输联合运输：采用两种或两种以上的运输方式分别完成各区段的运输，目的就是降低运输成本。运输区段：工作面运输、克服高程的运输（提升）、地面运输三个区段。第一区段以汽车为主，第二区段可以采用铁路运输、公路运输、皮带运输、钢丝绳提升（箕斗、串车）运输、架空索道等。具体的联合方式见图。以上联合运输方式中，较常用的是公路与铁道运输，公路与皮带运输，公路、箕斗、铁道运输三种方式。42间断开采工艺排土排土场：
21、露天开采为了采煤而必须剥离的土岩，经运输设备运至一定地点排弃，这个排弃的场所称为排土场。排土工作是露天矿主要的工艺过程之一，包括排土场位置与排土方法的选择、排土场堆置的方式及要求、排土场的建设与发展、排土场的稳固性与防护，排土场的污染控制与复垦等内容。按排土场与露天采场的位置，排土场分为内排和外排。需要合理安排开采顺序、或进行分区开采，尽可能创造条件实现内排。内排一般适用于开采水平或倾角小于5-10度的缓倾斜煤层。43间断开采工艺排土排土场：露天开采为了采煤而必须剥离的土岩，经运输设备运至一定地点排弃，这个排弃的场所称为排土场。排土工作：排土场内用一定的方式进行堆放岩土的作业。排土工作的主要任
22、务：选择排土场的位置、排土方法、排土工艺。按排土场与露天采场的位置，排土场分为内排和外排。需要合理安排开采顺序、或进行分区开采，尽可能创造条件实现内排。内排一般适用于开采水平或倾角小于5-10度的缓倾斜煤层。44间断开采工艺排土排土场位置选择遵循的原则：1）尽量少占或不占农田，尽可能利用山谷、洼地等地形；2）在山谷设置排土场时，需考虑到山洪的影响；3）尽可能靠近采场，以缩短运距；4）优先考虑设置内排土场，减少占地面积；5）排土场位于居民区下风侧；6）排土场总容积应与总剥岩量相适应；7）注意环境污染问题，制定复垦规划。45间断开采工艺排土排土方法与排土工艺：一、汽车运输 采用推土机排土。工序：汽
23、车翻卸岩土推土机推土平整场地整修排土场公路。汽车后斗中心线距坡顶线1.5-3m时，卸载后留在平台上的岩堆宽度最少。为保证安全，推土机应在台阶坡顶处推出宽度为1-2m，高不低于0.6-0.8m的车挡。推土机推土应考虑排土场下沉后需要整平的岩土量，按总排土量的20-40%考虑。46间断开采工艺排土二、铁路运输 铁路运输排土按所采用的设备分为挖掘机排土、推土犁排土和前装机排土。1、挖掘机排土 工序：列车翻卸岩土挖掘机堆垒线路移设 排土台阶分为上下两个台阶，挖掘机站在中间平盘上，上台阶的高度取决于挖掘机的最大卸载高度，下台阶高度依岩土粒度、软硬和稳定性而定，一般为10-30m。排岩高度可达40-50m
24、，排土线长度不小于600m。47间断开采工艺排土二、铁路运输 2、推土犁排土 工序：列车翻土推土犁排土平整台阶移道 推土犁是一种行走在轨道上堆排岩土的设备，本身没有动力，需用机车牵引。排土高度12-20m。两者相比，挖掘机排土能保证较高的台阶高度，线路移设量少，线路质量好，生产能力大，劳动生产率高，但设备投资大，排土成本高；推土犁排土设备投资少，排土成本低，但排土生产能力低，线路质量低，排土台阶高度低，移道频繁。48间断开采工艺排土二、铁路运输 2、推土犁排土 工序：列车翻土推土犁排土平整台阶移道 推土犁是一种行走在轨道上堆排岩土的设备，本身没有动力，需用机车牵引。排土高度12-20m。两者相
25、比，挖掘机排土能保证较高的台阶高度，线路移设量少，线路质量好，生产能力大，劳动生产率高，但设备投资大，排土成本高；推土犁排土设备投资少，排土成本低，但排土生产能力低，线路质量低，排土台阶高度低，移道频繁。3、前装机推土49排土场的危害防治和复垦一、排土场的危害及其防治危害：排土场滑坡危害，废石场环境污染。防治措施：（1）改进工艺，稳定排土场；（2）积极处理软岩基底；（3）排土场的疏干排水；（4）设护坡挡墙，防止排土场滑坡；（5）形成排土场植被。二、排土场的污染及其治理污染：粉尘、毒气和酸雨。50排土场的危害防治和复垦治理措施：传统措施是在采场运输线路及排土场进行喷雾洒水，达到降尘目的。酸性水的
26、控制方法一般采用中和法，三、排土场复垦 土地复垦：把被破坏和荒芜的土地重新利用。主要内容：（1）排土场堆的形态整治；（2）表土的采集、存储和复田；（3）铺垫表土；（4）在整治好的排土场进行再种植。51连续开采工艺 该工艺在采装、运输和排卸三大主要环节中，物料的输该工艺在采装、运输和排卸三大主要环节中，物料的输送是连续的。送是连续的。一、工艺特点一、工艺特点 优点：1）生产能力大，效率高；2）简化工艺，降低成本；3）操作简单，维修方便；4）容易实现现代化管理。缺点：1）不适应硬岩、中硬岩；2）设备投资大。适用条件：适用于开采松软岩土。52连续开采工艺二、工艺形式二、工艺形式 水枪或挖泥船水力运输
27、水力排土 轮斗或链斗铲带式输送机排土机 轮斗或链斗铲运输排土桥或悬臂排土机 第一种方式应用的比较少，第二种方式应用比较多，比较成熟，第三种方式20世纪60年代初应用在前苏联的锰矿，也叫苏联开采方法。第三种与第二种相比竞争力在于一台悬臂排土机接跨坑排弃可替代传统工艺中的带式输送机加排土机器全部供电设施等。53连续开采工艺三、工艺过程三、工艺过程1.1.采装采装1）轮斗挖掘机结构主要部件：斗轮、斗轮臂、平衡臂、装载臂、可回转机体、行走履带 装载臂结构三种：悬臂式、桥式、胶带车配合式2）物料流程斗轮切割斗轮臂胶带装载臂工作面胶带54连续开采工艺3）工作面采掘方式广泛采用端工作面采掘方式切割方式有水平
28、切片和垂直切片工作面参数：采高H、采宽A、采区长度L、工作面平盘宽度B 小矿采区1-2km,中型矿2-3km，大型矿4-5km组合台阶式采掘最大组成高度计算H=HWS+HZ+HZ+HWX55连续开采工艺、运输 1）胶带特点：克服较大坡度、便于集中控制、设备利用率高，生产能力大、结构简单，便于维修。成本高、物料限制。2）结构：机头、机架、胶带、机尾3）主要参数：胶带宽度、胶带速度、槽角、胶带强度 4）分流设备 回转式分流转载机 伸缩机头式分流站3 3、排土、排土 1）悬臂排土机 2）排土桥56连续开采工艺4、系统生产能力 1）轮斗挖掘机实际能力 2）带式输送机生产能力 3）排土机生产能力57连续
29、开采工艺58半连续开采工艺选择开采工艺的一般原则：半连续和连续工艺应用的分界是采剥矿岩的硬度；半连续和间断工艺应用的分界是采剥矿岩的运输距离和开采深度。运距、深度 硬度间断工艺半连续工艺连续工艺半连续开采工艺在世界上已有40多年的应用历史。在我国，黑色金属矿山70年代开始使用半连续开采工艺，进入80年代以来半连续开采工艺在露天煤矿也得到广泛的研究和应用。半连续开采工艺有间断工艺和连续工艺的优点。59半连续开采工艺该工艺部分工艺环节是连续的，部分是间断的。该工艺部分工艺环节是连续的，部分是间断的。一、工艺特点一、工艺特点 其适用性很强，挖掘机生产效率可提高20-25%，并能使露天矿山生产规模得以
30、扩大，尤其在深凹露天矿的开采过程中可减少基建工程量、缩短卡车运距、降低燃油消耗，从而大大地降低了生产成本。多年来的生产实践证明，半连续开采工艺在我国露天煤矿具有广阔的使用前景和强大的生命力。60半连续开采工艺二、工艺形式二、工艺形式1 1）单斗）单斗卡车卡车半固定式破碎机半固定式破碎机带式输送机带式输送机2 2）单斗）单斗自移式破碎站自移式破碎站带式输送机带式输送机三、工艺过程三、工艺过程半连续开采工艺的核心是破碎环节，按破碎机的移动方式可半连续开采工艺的核心是破碎环节，按破碎机的移动方式可分为分为半固定式、半移动式和自行式半固定式、半移动式和自行式。采装过程采装过程同间断开采工艺采用单斗挖掘
31、机同间断开采工艺采用单斗挖掘机运输过程运输过程是间断和连续开采工艺的联合应用，采用单斗和胶是间断和连续开采工艺的联合应用，采用单斗和胶带，中间多一环节，即破碎机。带，中间多一环节，即破碎机。排土过程排土过程同连续工艺采用排土机或排土桥。同连续工艺采用排土机或排土桥。616263综合开采工艺综合开采工艺：一个露天场内采用两种或两种以上的开采工综合开采工艺：一个露天场内采用两种或两种以上的开采工艺。艺。1 1、倒堆开采工艺、倒堆开采工艺2 2、铁道、铁道/斜井胶带输送机联合工艺斜井胶带输送机联合工艺3 3、轮斗挖掘机、轮斗挖掘机-带式输送机带式输送机/汽车汽车带式输送机联合工艺带式输送机联合工艺6
32、4倒堆工艺65倒堆工艺工艺特点：工艺特点：大型拉斗铲无运输倒堆工艺是一种先进的露天开采工艺，大型拉斗铲无运输倒堆工艺是一种先进的露天开采工艺，它集采掘、运输与排土于一体，将剥离物直接倒堆排弃它集采掘、运输与排土于一体，将剥离物直接倒堆排弃于采空区内，具有设备少、作业效率高、生产成本低、于采空区内，具有设备少、作业效率高、生产成本低、生产能力大、生产可靠性高等显著特点，在国际露天矿生产能力大、生产可靠性高等显著特点，在国际露天矿山开采中，已成为首选的露天开采。山开采中，已成为首选的露天开采。适用条件：适用条件：适用于近水平或缓倾斜煤层，对剥离物的物理力学性质和适用于近水平或缓倾斜煤层，对剥离物的
33、物理力学性质和气候条件等无严格要求。气候条件等无严格要求。66倒堆工艺67我国露天煤矿开采工艺的发展我国露天煤矿开采工艺的发展1949 年中华人民共和国成立以后,我国露天煤矿开采工艺的发展大体经历2 个主要阶段:第1 阶段 从建国开始到1980 年代初期,开采工艺系统以单斗铁道工艺占据绝对主导地位,如表2所列当时正在生产的12 座国有露天煤矿,其中单斗铁道工艺比例占83.33%,单矿平均设计生产能力172.92 万t/a,实际核定生产能力137.5 万t/a.68我国露天煤矿开采工艺的发展我国露天煤矿开采工艺的发展69第2 阶段 以5 大露天煤矿为代表,伊敏河、霍林河、平朔安太堡、黑岱沟、元宝
34、山露天煤矿相继投产,其中以1987 年平朔安太堡露天煤矿建成投产为标志,国内首个产量过千万吨的特大型露天煤矿问世,露天煤矿开采工艺转向剥离以单斗汽车工艺为主,进而转向采煤半连续开采工艺,全矿综合开采工艺为主导的露天煤矿开采工艺系统.随着我国改革开放的进程的不断推进,各种开采工艺系统也陆续在我国出现,如连续工艺、拉斗铲倒堆工艺,使得目前世界上各类主流露天开采工艺系统在我国露天煤矿一一实现,详见表3我国露天煤矿开采工艺的发展我国露天煤矿开采工艺的发展70我国露天煤矿开采工艺的发展我国露天煤矿开采工艺的发展71准格尔黑岱沟露天煤矿,几乎汇集了目前世界上大型露天矿山各种现存的开采工艺系统:上部黄土采用
35、了轮斗+带式输送机连续工艺系统,单斗汽车工艺辅助作业;中部岩石初期以单斗汽车工艺为主,2007年11 月国内引进的第1台大型迈步式拉斗铲投入试运行(斗容90m3,回转半径100m,自重5300t),在我国露天矿首次实现倒堆剥离内排工艺系统;采煤以单斗汽车+坑边半固定破碎站+带式输送机将煤炭运至地面选煤厂;整个矿山的综合开采工艺系统既包括了间断工艺系统、连续工艺系统、半连续工艺系统,又包含了独立式的拉斗铲直接倒堆开采工艺系统.我国露天煤矿开采工艺的发展我国露天煤矿开采工艺的发展72现阶段我国露天煤矿开采工艺的特点现阶段我国露天煤矿开采工艺的特点1)剥离以单斗汽车工艺为主,五大露天煤矿(伊敏河、霍
36、林河、安太堡、黑岱沟、元宝山)均采用了此类工艺;后续建设的露天煤矿也纷纷采用单斗汽车工艺系统用于剥离;2)表土剥离在条件适宜的矿山采用了连续工艺系统,例如黑岱沟、元宝山、哈尔乌素,布沼坝;3)煤炭开采以半连续工艺系统为主,表3 所列生产能力在百万t以上、开采深度超过100 m 的露天煤矿莫不如此;4)大型矿山均采用了综合开采工艺系统,即单一矿山采用两种或两种以上开采工艺系统同时运行;735)具备条件的矿山开始考虑引进大型拉斗铲倒堆工艺,如黑岱沟、哈尔乌素等;6)开采运输设备大型化趋势加速,单斗挖掘机由过去斗容3-4m3提高到25-27m3(安太堡矿于2006年引进了斗容55m3 的单斗挖掘机;黑岱沟2007年引进60.4m3 单斗挖掘机);运输汽车载重由20-32t提高到154-190t(黑岱沟2007年引进326t载重汽车)。现阶段我国露天煤矿开采工艺的特点现阶段我国露天煤矿开采工艺的特点74作业：论述露天开采工艺的主要类型、特点以及适用条件。75