【正文】 )較嚴(yán)重。 露天礦床開拓與運(yùn)輸方式有密切的關(guān)系。 (10)對(duì)開 采中產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、有毒有害物質(zhì)等有預(yù)防安全措施。 (6)供電、照明、通訊系統(tǒng)及避雷裝置安全可靠。 (2)采礦方法和開采順序合理，并符合安全規(guī)程的要求。 (5)邊坡穩(wěn)定及防排水的安全問(wèn)題 露天礦邊坡的滾石、塌方、滑坡等事故對(duì)礦山土產(chǎn)及機(jī)械設(shè)備、人身安全危害極大，凹陷露天礦由于暴雨等災(zāi)害性氣候可引起采場(chǎng)淹沒。 (3)交通運(yùn)輸?shù)陌踩珕?wèn)題 露天礦鐵路運(yùn)輸中撞車、脫軌、道口肇事、線路彎曲、下沉 、行使過(guò)程的制動(dòng)、調(diào)車時(shí)的摘掛車可引發(fā)事故。 (1)爆破作業(yè)安全問(wèn)題 爆破作業(yè)中有較多的不安全因素，包括爆破準(zhǔn)備、藥包加工、裝藥、起爆、爆后檢查等。 在露天礦開采設(shè)計(jì)中，通常采用境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則來(lái)確定露天礦合理開采的深度 (平均剝采比也不應(yīng)大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比 )。剝離的巖石量與采出礦石量之比，即每采一噸礦石所需剝離的巖石量叫做剝采比。這在一些露天礦中有著深刻的教訓(xùn)。 在凹陷露天礦，由上而下進(jìn)行掘溝、剝離和采礦工作 .從上部工作水平依次的推進(jìn)到境界，下部水平依次地開拓和準(zhǔn)備出 來(lái)，舊的工作水平依次不斷結(jié)束，新的水平陸續(xù)投產(chǎn)，這是露天礦在整個(gè)開采期間的客觀規(guī)律。它設(shè)在與出入溝同側(cè)的非工作幫和幫溝上，其寬度由所采用的運(yùn)輸方式和線路數(shù)目決定。 非工作幫上的平臺(tái)，按其用途不同可分為安全平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)和清掃平臺(tái)。 最終幫坡角和工作幫坡角在露天礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中有十分重要的意義，其大小直接影響露天開采境界和露天礦的生產(chǎn)能力。 通過(guò)工作幫最上一個(gè)臺(tái)階坡底線與最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線所作的假想斜面，叫做工作幫坡面 (圖 5—2中的 DF)。工作幫的位置是不固定的，它隨開采工作的進(jìn)行而不斷改變。 四、露天礦采場(chǎng)構(gòu)成要素 露天礦采場(chǎng)構(gòu)成要素如圖 52所示。 臺(tái)階下 部平臺(tái)與坡面的交線叫坡底線 (見圖 51中的 5)。臺(tái)階構(gòu)成要素如圖 51所示。封閉圈以上為山坡露天礦，封閉圈以下為凹陷露天礦。少數(shù)礦山使用了 100噸級(jí)的電動(dòng)輪汽車，個(gè)別礦山還引進(jìn)了 170噸的載重汽車。這種挖掘機(jī)對(duì)大型露天礦來(lái)說(shuō)，規(guī)格小，效率低，全年效率一般為 100～ 120萬(wàn)噸。在爆破技術(shù)方面推廣應(yīng)用大區(qū)微差爆破、壓碴爆破、減震爆破和光面爆破。 目前我國(guó)金屬礦山主要采用孔徑250mm的牙輪鉆和孔徑 200mm的潛孔鉆，部分礦山使用孔徑 310mm的牙輪鉆和孔徑250mm的潛孔鉆。鐵礦和煤礦絕大多數(shù)采用工作線呈平行走向分布，垂直走向推進(jìn)的縱向開采方式，少數(shù)露天鐵礦采用工作線沿走向推進(jìn)橫向開采方式；有色礦山采用部分縱向開采，部分橫向開采方式；少數(shù)金屬露天礦采用分期開采和分區(qū)開采。如嚴(yán)寒、冰雪、酷熱和暴雨等對(duì)露天開采有一定影響。我國(guó)大中型露天礦基建一般 3～ 4年，而大型的地下礦基建時(shí)間要 7—10年。 (4)生產(chǎn)成本低。 (2)資源回收率高。而冶金輔助原料礦山和建筑材料礦山全部采用露天開采。根據(jù)露天開采所使用的采掘工具和采運(yùn)設(shè)備的不同，又分為機(jī)械開采、人工開采、水力開采和挖掘船開采。金屬非金屬露天礦山是指開采金屬礦山、放射性礦石以及作為化工原料、飾面建筑材料、建筑材料、輔助原料、耐火材料及其他非金屬礦物 (煤炭除外 )的露天礦山。近年來(lái)，國(guó)外露天開采的比例也在增加，如在美國(guó)，鐵礦 石露天開采占 90％，有色金屬礦露天開采占88％。一般礦石損失率為 3％～ 5％，貧化率為 5％～ 8％。露天開采的成本一般比地下開采 的成本低 50％～ 75％，因而有利于大規(guī)模開采低品位礦石。一般大型露天礦單位礦石基建投資比地下礦要低 1～ 3倍。 (3)對(duì)礦床的埋葬條件要求嚴(yán)格。 露天礦開拓的核心問(wèn)題是運(yùn)輸方式。在礦巖硬度比較大的露天礦，有用牙輪鉆更新現(xiàn)有潛孔鉆的趨勢(shì)。在露天礦基建剝離時(shí)，成功地進(jìn)行了萬(wàn)噸級(jí)大爆破和數(shù)十次百噸級(jí)和千噸級(jí)的大爆破，掌握了在各種復(fù)雜條件下進(jìn)行松動(dòng)爆破、拋擲爆破及定向爆 破的技術(shù)。目前少數(shù)大型露天礦采用6m3和 ，全年效率可達(dá) 400萬(wàn)噸左右。 我國(guó)今后露天開采技術(shù)的發(fā)展方向是開采規(guī)模大型化、工藝設(shè)備大型化、工藝連續(xù)化和半連續(xù)化、開拓方式多樣化和強(qiáng)化開采，并且擴(kuò)大電子計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)工程等學(xué)科在露天礦設(shè)計(jì)、規(guī)劃和生產(chǎn)中的應(yīng)用．便于選擇最優(yōu)方案，并使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。露天開采所形成的采坑、臺(tái)階和露天溝道的總和稱為采礦場(chǎng)。 圖 51 臺(tái)階構(gòu)成要素示意圖 1—— 臺(tái)階上部平盤； 2—— 臺(tái)階下部平盤； 3—— 臺(tái)階坡面； 4—— 臺(tái)階坡頂線； 5—— 臺(tái)階坡底線； a—— 臺(tái)階坡面角； h—— 臺(tái)階高度 臺(tái)階朝向采空區(qū)一側(cè)的傾斜面叫臺(tái)階坡面。 臺(tái)階上部平臺(tái)與下部平臺(tái)間的垂線高度叫臺(tái)階高度 (見圖 51中的 h)。由結(jié)束開采工作的臺(tái)階平臺(tái)、坡面和出入溝組成的露天采場(chǎng)的四周表面稱為露天礦場(chǎng)的非工作幫或最終 邊幫 (見圖 52中的 AC、 BF)。 通過(guò)非工作幫最上一個(gè)臺(tái)階的坡頂線和最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線所作的假想斜面，叫做露天礦場(chǎng)的非工作幫 坡面或最終幫坡面 (見圖 52中的 AG、 BH)。工作幫坡面與水平的夾角叫做工作幫坡角 (見圖 52中的 ψ )。 最終幫坡面與地表的交接線為露天礦場(chǎng)的上部最終境界線 (見圖 52中的 A、 B點(diǎn) )。 安全平臺(tái) (見圖 52中的 2)是用作緩沖和阻截滑落的巖石，同時(shí)還用作減緩最終 幫坡角，以保證最終邊幫的穩(wěn)定性和下部水平的工作安全。 清掃平臺(tái) (見圖 52中的 4)是用作阻截滑落的巖石，并用清掃設(shè)備進(jìn)行清掃。掘溝、剝離和采礦三者之間的關(guān)系是相互依存和相互制約的。因此在礦山生產(chǎn)中必須有計(jì)劃的組織好各項(xiàng)礦山工程的進(jìn)行。其單位可用噸／噸、立方米／立方米 (或噸／立方米 )表示。 六、露天礦山的主要安全問(wèn)題 露天礦的安 全技術(shù)是用來(lái)研究露天開采過(guò)程中造成傷亡的不安全因素及其控制措施。爆破地震波、沖擊波、飛石可對(duì)人及建筑物產(chǎn)生危害，早爆和盲炮處理可引起大的安全事故。礦用汽車運(yùn)輸作業(yè)時(shí)的制動(dòng)失靈、夜間照明不良、路況不好、行駛過(guò)程中翻斗自起等均可導(dǎo)致事故。 (6)階段構(gòu)成的安全問(wèn)題 由于露天礦階段構(gòu)成要素在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中選擇不當(dāng)，邊坡存在安全隱患和引發(fā)事故。 (3)采礦、鏟裝、運(yùn)輸設(shè)備的安全防護(hù)裝置和信號(hào)裝置齊全。 (7)按規(guī)定選擇電氣設(shè)備、儀器儀表，其安裝和保護(hù)裝置符合要求并安全可靠。 (11)水文、地質(zhì)及有關(guān)圖紙等技術(shù)資料齊全。開拓方式的選擇正確與否直接影響礦山基建工程量、基建投資、投產(chǎn)與達(dá)產(chǎn)時(shí)間、礦山 生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本等重要指標(biāo)。 適用條件：地形條件和礦體產(chǎn)狀復(fù)雜，礦點(diǎn)多而且分散的礦床；礦體薄、傾角緩，需要分采分運(yùn)的礦體；用陡幫開采工藝；運(yùn)距不長(zhǎng)，一般在 3km內(nèi)，但對(duì)采用電動(dòng)輪自卸汽車的大型露天礦，其合理運(yùn)距可適當(dāng)加大。 3．公路 鐵路聯(lián)合運(yùn)輸開拓 其主要特點(diǎn)：充分發(fā)揮公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸各自的優(yōu)點(diǎn)。地 表地形平緩、平面尺寸很大的大型深凹露天礦，如山坡部分比高在 200m以內(nèi)，可優(yōu)先考慮外部塹溝的公路 鐵路聯(lián)合運(yùn)輸。 ～ 25176。 5．公路 (或窄軌鐵路 )平硐溜井聯(lián)合運(yùn)輸開拓 其主要特點(diǎn)：利用礦巖自重向下溜放，可減少運(yùn)輸設(shè)備和運(yùn)輸線路工程量；可縮短運(yùn)距．使礦石生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效果好；溜井平硐基建工程量大，拖工工期較長(zhǎng)。 適用條件：運(yùn)量較大，運(yùn)距較長(zhǎng)，垂深較深和服務(wù)年限較長(zhǎng)的大型或特大型露天礦，一 般當(dāng)?shù)V石量超過(guò) 1000萬(wàn)噸／ a較適合；一般不適于開采深度小于 100m的露天礦。我國(guó)露天礦 (特別是金屬露天礦 )的開采方式隨開采設(shè)備 和 技術(shù)的發(fā)展而不斷改革。 70年代以后，設(shè)計(jì)和可行性研究中提出了在分期過(guò)渡開采采用陡幫擴(kuò)幫新工藝和擴(kuò)幫開采 (多分期開采 )新工藝。 分期開采的主要安全問(wèn)題如下。 (4)定向爆破 擴(kuò)幫采用定向爆破，使爆破方向不轉(zhuǎn)向采空區(qū)一側(cè)，以防止擴(kuò)幫 爆破滾石威脅下部正常采剝作業(yè)安全。 (7)要制定科學(xué)的生產(chǎn)管理制度和必要的安全規(guī)程。在國(guó)外，絕大部分露天礦山廣泛使用牙輪鉆。在選用牙輪鉆機(jī)時(shí)，大型、特大型露天礦一般選用孔徑 310～ 380mm的牙輪鉆，中型露天礦一般選用孔徑 250mm的牙輪鉆。牙輪鉆頭的主要部件是牙爪和牙輪。我國(guó)已定性生產(chǎn) KQ150、 KQ200、 KQ250型潛孔鉆機(jī)。因此，在潛孔鉆機(jī)鑿巖時(shí)， 沖擊、回轉(zhuǎn)、推進(jìn)和排粉等過(guò)程是同時(shí)完成的。 (二 )穿孔工作的安全管理 (1)穿孔作業(yè)操作人員必須了解鉆機(jī)性能，熟練操作程序，并嚴(yán)格執(zhí)行鉆機(jī)的安全技術(shù)操縱規(guī)程。 ，必須放下 鉆架，并采取防傾覆措施。 (3)鉆機(jī)穩(wěn)機(jī)時(shí)，應(yīng)保持與臺(tái)階坡頂線足夠的安全距離，臺(tái)車為 1m，牙輪鉆、潛孔鉆、鋼繩沖擊鉆為 。牙輪鉆機(jī)嚴(yán)禁套孔和打斜孔。 (4)移動(dòng)電纜和停切送電源時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格穿戴好高壓絕緣手套和絕緣鞋，使用符合要求的電纜鉤；電纜必須跨越公路時(shí)，必須埋設(shè)在地下。高空作業(yè)時(shí)必須系好安全帶。 (一 )露天開采中使用的爆破方法 1．淺眼爆破法 適用于小型礦山、山頭或平臺(tái)局部采掘及二次破碎等。 5．外復(fù)爆破法 用于二次破碎和根底處理等。由過(guò)去每次僅 1～ 2排、 40～ 50個(gè)炮孔，爆破礦巖量 4～ 5萬(wàn)噸，發(fā)展到每次爆破 5～ 10排、 200～ 300個(gè)炮孔，爆破礦巖 30～ 50萬(wàn)噸。塹溝掘進(jìn)常用中間掏槽起爆。碴堆的存在，為擠壓創(chuàng)造了條件，一方面能延長(zhǎng)爆破的有效作用時(shí)間 ， 改善炸藥能的利用和破碎效果；另一方面，能控制爆堆寬度．避免礦巖飛散。對(duì)于采用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山，爆破前可以不拆道，從而提高采裝、運(yùn)輸設(shè)備效率。 (3)要有完整的爆堆和臺(tái)階 爆破后形成的爆堆尺寸，對(duì)采裝、運(yùn)輸工作都有很大影響。 (4)要安全經(jīng)濟(jì) 爆破是一種瞬間發(fā)生的巨大能量釋放現(xiàn)象，安全工作十分重要。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，主要措施是采用微差爆破、預(yù)裂爆破和光面爆破。由于有這條預(yù)裂縫將采掘帶和邊坡分離開來(lái)，隨后采掘爆破的地震波在裂縫面上將產(chǎn)生較強(qiáng)的反射，使透過(guò)它的地震波大為減弱，從而保護(hù)了邊坡。 除此之外，還有一種措施是，控制最后幾排鉆孔的爆破。 (3)爆破準(zhǔn)備工作應(yīng)事先了解天氣情況，禁止黃昏、夜間、雷雨和大霧進(jìn)行大爆破作業(yè)。起爆前，所有人員應(yīng)撤到安全地點(diǎn)，防止早爆事故造成傷亡。 (6)嚴(yán)格按照盲炮處理的各項(xiàng)規(guī)定處理盲炮。 (一 )裝載機(jī)械 采裝工作所用的機(jī)械設(shè)備有單斗挖掘機(jī)、前裝機(jī)、索斗機(jī)、輪斗挖掘機(jī)、鏈斗挖掘機(jī)等。工作設(shè)備包括鏟斗、開斗機(jī)構(gòu)、鏟桿、推壓機(jī)構(gòu)、起重臂等，其中推壓機(jī)構(gòu)是工作設(shè)備的最重要部分。 為了充分發(fā)揮挖掘機(jī)的裝載效能，其工作面 參數(shù)應(yīng)該與挖掘機(jī)的設(shè)備規(guī)格和工作面參數(shù)相適應(yīng)。松動(dòng)爆堆的巖石，爆堆高度可為最大挖掘高度的 ～ 。采掘帶過(guò)寬，采掘帶邊緣滿斗程度低，殘留礦巖較多，清理工作面量大。 隨著露天礦生產(chǎn)規(guī)模不斷增大，大型運(yùn)輸設(shè)備的迅速發(fā)展，裝載用的單斗挖掘機(jī)斗容也不斷增加，鏟斗容積 20～ 30m3的挖掘機(jī)在金屬礦山已得到應(yīng)用。作為裝載設(shè)備，經(jīng)常與汽車配套使用。臺(tái)階過(guò)高，作業(yè)不安全；過(guò)低，設(shè)備生產(chǎn)能力低。對(duì)大型礦山，使用前裝機(jī)取代挖掘機(jī)進(jìn)行正規(guī)采裝作業(yè)，其強(qiáng)度不夠，只適用于松散巖石和表土中裝載。夜間作業(yè)時(shí) ，車下和前后燈必須良好。 (5)禁止運(yùn)輸設(shè)備裝載過(guò)滿和裝載不均，以及將巨大巖塊裝入車的一端，避免引起翻車事故。 (8)兩臺(tái)以上的挖掘機(jī)在同一平臺(tái)上作業(yè)時(shí)，挖掘機(jī)的間距在汽車運(yùn)輸時(shí)，不得小于其最大挖掘半徑的 3倍，且不得小于 50m；機(jī)車運(yùn)輸時(shí)，不得小于兩列列車的長(zhǎng)度。挖掘機(jī)上下坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸應(yīng)始終處于下坡方向；鏟斗要空載，并下放到與地面保持適當(dāng)?shù)木嚯x；懸臂軸線應(yīng)與行進(jìn)方向一致。運(yùn)輸系統(tǒng)的投資約占礦山總投資的 40％～60％。 (一 )運(yùn)輸方式 露天開采運(yùn)輸方式可分為人力運(yùn)輸和機(jī)械運(yùn)輸，有軌運(yùn)輸和無(wú)軌運(yùn)輸。 在道路運(yùn)輸方式中，自卸汽車運(yùn)輸在國(guó)內(nèi)外獲得了廣泛應(yīng)用，并會(huì)有繼續(xù)發(fā)展而取代鐵路或其他運(yùn)輸方式的趨勢(shì)，已經(jīng)成為露天礦開采技術(shù)的主要發(fā)展方向。自卸汽車在路面 良好的道路上行駛時(shí)，可以減少它的滾動(dòng)阻力，提高運(yùn)行速度，降低燃料消耗，延長(zhǎng)自卸汽車壽命。缺點(diǎn)是爬坡能力小，線路基建投資大。 3．斜坡卷?yè)P(yáng)運(yùn)輸 斜坡軌道卷?yè)P(yáng)運(yùn)輸有斜坡箕斗和串車兩種方式。這種運(yùn)輸方式投資少，設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，但運(yùn)輸能力低，僅適用于短距小坡度提升的小采礦場(chǎng)。 6．重力卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)輸 依靠礦石的重力，拖動(dòng)重力卷?yè)P(yáng)機(jī)轉(zhuǎn) 動(dòng)，并通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的纏繞或摩擦使另一根 (或另一端 )鋼絲繩提升空車，從而完成重車下放、空車上提的任務(wù)。因此，要求公路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并在一定的服務(wù)年限內(nèi)保持相當(dāng)?shù)膱?jiān)固性和耐磨性。 (2)自卸汽車嚴(yán)禁運(yùn)載易燃、易爆物品。山坡填方的彎道、坡度較大的填方地段以及高堤路基路段外側(cè)應(yīng)設(shè)置護(hù)欄、擋車墻等。 (5)卸礦平臺(tái)要有足夠的調(diào)車寬度。 (6)正常作業(yè)條件下同類車嚴(yán)禁超車，前后保持適當(dāng)車距。冰雪和多雨季節(jié)，道路較滑時(shí)，應(yīng)有防滑措施并減速行駛；前后車距不得小于 40m；禁止急轉(zhuǎn)方向盤、急剎車、超車或拖掛其他車輛。通向裝卸點(diǎn)的道路坡度較大時(shí) (大于 10％ )，不準(zhǔn)倒車行駛裝卸地點(diǎn)，以防發(fā)生意外。禁止采用溜車方式發(fā)動(dòng)車輛，下坡行駛嚴(yán)禁空擋滑行。車輛要按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行維修、保養(yǎng)，保證其安全性。另外，機(jī)車、車輛安全設(shè)置不完善也容易出現(xiàn)行車事故。采取溜放方式調(diào)車時(shí)，必須有相應(yīng)的安全制動(dòng)措施。 (2)帶式輸送機(jī)兩側(cè)應(yīng)設(shè)人行道，經(jīng)常行人側(cè)的道寬不小于 ；另一側(cè)不小于 。 (4)帶式輸送機(jī)不得運(yùn)送規(guī)定物料以外的其他物料及過(guò)長(zhǎng)的材料和設(shè)備。 (5)各裝料點(diǎn)和卸料點(diǎn)，應(yīng)設(shè)固定保護(hù)裝置、電氣保護(hù)裝置和信號(hào)燈。 4．斜坡牽引手拉車運(yùn)輸?shù)陌踩芾? 斜坡牽引手拉車運(yùn)輸是在斜坡道的上部，