【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 它分為平裝車全段高掘溝、上裝車全段高掘溝和分層掘溝。平裝車全段高掘溝時(shí)，每裝完一輛車均要進(jìn)行一次列車解體調(diào)度工作，至使挖掘機(jī)作業(yè)效率低，掘溝速度慢。為克服平裝車的不足，將裝車線鋪設(shè)在溝幫的卜部，用長(zhǎng)臂鏟在溝內(nèi)向上部的自翻車裝載，此即上裝車全段高掘溝。它可縮 短調(diào)車時(shí)間，掘溝速度較快，但必須配備專用的長(zhǎng)臂電鏟。在沒(méi)有長(zhǎng)臂鏟的情況下，可用普通規(guī)格的挖掘機(jī)進(jìn)行上裝車分層掘溝，如下圖。p 圖中數(shù)字為掘進(jìn)分層的順序。總之，采用鐵路運(yùn)輸掘溝時(shí)，不論哪種掘溝方法均比汽車運(yùn)輸掘溝速度慢，掘溝工程量大，新水平準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，因而不利于強(qiáng)化開(kāi)采。 p3）聯(lián)合運(yùn)輸掘溝 p 當(dāng)用鐵路運(yùn)輸開(kāi)拓時(shí)，可采用汽車－鐵路聯(lián)合運(yùn)輸掘溝，如下圖所示。p 當(dāng)用汽車運(yùn)輸開(kāi)拓時(shí)，有時(shí)可采用前裝機(jī)汽車運(yùn)輸掘溝。p 無(wú)論哪種聯(lián)合掘溝方法均存在轉(zhuǎn)載問(wèn)題，前裝機(jī)可直接向汽車轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載點(diǎn)可在溝內(nèi)亦可在溝外。p 汽車向鐵路轉(zhuǎn)載必須通過(guò)轉(zhuǎn)載平臺(tái)進(jìn)行，轉(zhuǎn)載平臺(tái)位置應(yīng)盡量靠近鐵路會(huì)讓站，以縮短列車會(huì)讓時(shí)間。 p4）無(wú)運(yùn)輸掘溝 p 它分為倒堆掘溝和定向拋擲爆破掘溝。倒堆掘溝是利用挖掘設(shè)備將溝內(nèi)挖掘的巖石直接卸到溝旁的掘溝方法，在地形較陡的山坡掘進(jìn)單壁溝時(shí)，可用挖掘機(jī)將巖石 直接卸到下部山坡地帶，如下圖所示。p 在緩山坡掘迸單壁溝時(shí)，可以采取半挖半填方式，如下圖所示。 p 定向拋擲爆破掘溝法是沿溝線方向合理地布置藥室，在爆破溝內(nèi)巖體的同時(shí)，將部分巖石拋至溝外，殘留于溝內(nèi)的巖石，再用挖掘機(jī)進(jìn)行消除。p 根據(jù)巖石拋擲方法的不同，定向拋擲爆破掘溝分為單側(cè)定向拋擲爆破掘溝和雙側(cè)定向拋擲爆破掘溝，如下兩圖所示。合理地應(yīng)用這一方法，可大大提高掘溝速度，加快礦山建設(shè)。但此法炸藥消耗量大，掘溝成本高，且對(duì)周圍建（構(gòu)）筑物的影響范圍較大。 礦床露天開(kāi)采第 9章 露天礦生產(chǎn)能力與采掘進(jìn)度計(jì)劃 露天礦生產(chǎn)能力 p 露天礦生產(chǎn)能力是露天礦設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。生產(chǎn)能力的大小直接影響到礦山設(shè)備的選型和數(shù)量，工業(yè)場(chǎng)地建設(shè)的規(guī)模，礦山的定員，投資的大小，生產(chǎn)成本的高低和礦山服務(wù)年限的長(zhǎng)短等。 p 露天礦生產(chǎn)能力包括兩個(gè)指標(biāo)：礦石生產(chǎn)能力和礦巖生產(chǎn)能力。露天礦所需的人員和設(shè)備等要按礦巖生產(chǎn)能力來(lái)計(jì)算。礦巖生產(chǎn)能力與礦石生產(chǎn)能力可以通過(guò)生產(chǎn)剝采比進(jìn)行換算：p 露天礦的礦石生產(chǎn)能力應(yīng)從市場(chǎng)或用戶要求，技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理等方面予以綜合考慮，最后編制采掘進(jìn)度計(jì)劃，使之落實(shí)。 p 按需求量確定生產(chǎn)能力是將成品礦（精礦）的市場(chǎng)需求量換算成原礦產(chǎn)量，即：p 換算 Tj公式：p 成品礦需求量受許多因素的影響。要克服盲目生產(chǎn)，提高投資的經(jīng)濟(jì)效益，就必須對(duì)市場(chǎng)的需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)。需求量要根據(jù)國(guó)內(nèi)和國(guó)際歷年供求實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，在此基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)未來(lái)的供求關(guān)系。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)技術(shù)上的新成就如新材料替代等及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)。 p 露天礦的生產(chǎn)能力常常受到礦山具體的技術(shù)條件及技術(shù)水平的限制，因此，要從采礦技術(shù)條件方面研究礦山可能達(dá)到的生產(chǎn)能力。這可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行試算。 p 1）按可能布置的挖掘機(jī)工作面數(shù)確定生產(chǎn)能力p 挖掘機(jī)是露天礦的主要生產(chǎn)設(shè)備，每個(gè)采區(qū)工作線布置一個(gè)挖掘機(jī)工作面。挖掘機(jī)選型后，露天礦的生產(chǎn)能力取決于可能布置的挖掘機(jī)工作面數(shù)，其中可能布置的采礦工作面數(shù)決定了礦石生產(chǎn)能力。p 首先確定一個(gè)采礦臺(tái)階可能布置的挖掘機(jī)臺(tái)數(shù) NWK計(jì)算式為：p 然后計(jì)算可能同時(shí)采礦的臺(tái)階數(shù)目。對(duì)于較厚的傾斜礦體可根據(jù)下圖中的幾何關(guān)系計(jì)算：p 露天礦可能的生產(chǎn)能力為：p 2）按礦山工程延深速度確定生產(chǎn)能力 p 露天礦通常用工作線推進(jìn)速度和礦山工程延深速度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表示開(kāi)采強(qiáng)度。對(duì)于水平和近水平礦體，除了基建時(shí)間以外，一般不存在延深的問(wèn)題，此時(shí)露天礦的生產(chǎn)能力主要取決于工作線水平推進(jìn)速度。p 對(duì)于傾斜和急傾斜礦體，延深速度快意味著采礦量大，這時(shí)工作線水平推進(jìn)速度與礦山工程延深速度之間要滿足一定的關(guān)系。p 這一關(guān)系如下圖所示，即：p 從上式可以看出，在 φ 、 θ 一定的情況下，欲加快延深速度，必須相應(yīng)地加快水平推進(jìn)速度，否則將影響延深，出現(xiàn)采剝失調(diào)。p 水平推進(jìn)對(duì)山坡露天礦（ θ ＞ 900）的延深制約較小，對(duì)凹陷露天礦（ θ ＜ 900）的制約較大。p 延深速度有兩個(gè)概念，一個(gè)是礦山工程近深速度，另一個(gè)是采礦工程延深速度。礦山工程延深速度是根據(jù)新水平的準(zhǔn)備時(shí)間及其臺(tái)階高度，折合每年下降的進(jìn)尺來(lái)計(jì)算。采礦工程延深速度是指開(kāi)采境界內(nèi)每年采出礦體的垂直深度。兩者的幾何關(guān)系及數(shù)值關(guān)系如上圖（ a）所示，即：p 露天礦按延深速度可能達(dá)到的生產(chǎn)能力用下式計(jì)算：p 從上兩公式可以看出，生產(chǎn)能力與礦山工程延深速度成正比。因此，按延深這度確定可能的生產(chǎn)能力可以歸結(jié)為論證可能達(dá)到的延深速度。在臺(tái)階高度不變時(shí)，礦山工程延深速度取決于新水平的準(zhǔn)備時(shí)間。新水平準(zhǔn)備一般包括上一水平為保證新水平掘溝所需的擴(kuò)幫工程及新水平出入溝、開(kāi)段溝的掘溝工程。完成這些工程所需時(shí)間即新水平準(zhǔn)備時(shí)間，它隨采用的設(shè)備及工藝方式、工程順序等條件的不同而異。p 設(shè)計(jì)中，新水平準(zhǔn)備時(shí)間及礦山工程延深速度可以參照類似礦山的實(shí)際資料選取，也可以通過(guò)編制新水平準(zhǔn)備的進(jìn)度計(jì)劃來(lái)確定。下面以汽車運(yùn)輸為例說(shuō)明新水平準(zhǔn)備時(shí)間的確定。p 某礦設(shè)計(jì)采用載重 68t的汽車運(yùn)輸， ，挖掘機(jī)效率為 120～ 130萬(wàn) m3/臺(tái)年。沿礦體上盤掘開(kāi)段溝，向頂、底幫推進(jìn)，移動(dòng)坑線推至底幫成固定坑線，出入溝縱坡為 8％～10％，臺(tái)階高度 12m，溝底寬度 30m，最小工作平盤寬度 50m。新水平準(zhǔn)備工程當(dāng)開(kāi)段溝掘進(jìn) 400m后，邊掘開(kāi)段溝，邊向頂幫擴(kuò)幫。當(dāng)擴(kuò)幫寬度達(dá) 71m后，又開(kāi)始下一水平的掘溝工作。工程布置情況見(jiàn)如下幾個(gè)圖片，各項(xiàng)工程的進(jìn)度見(jiàn)課本表 91。p 從表 91可以看出，新水平準(zhǔn)備工程完成一個(gè)循環(huán)所需時(shí)間為 ，臺(tái)階高度是 12m，因此礦山工程延深速度為 19m/a。 p 對(duì)于采用大型采掘設(shè)備的現(xiàn)代露天礦，技術(shù)上可能達(dá)到的生產(chǎn)能力主要取決于礦山工程延深速度。p 因此，目前設(shè)計(jì)中通常依據(jù)計(jì)算的分層礦量和選定的礦山工程延深速度估算可能達(dá)到的生產(chǎn)能力。 p 對(duì)于技術(shù)上可能的生產(chǎn)能力，尚需按經(jīng)濟(jì)合理?xiàng)l件進(jìn)行優(yōu)化，以尋求經(jīng)濟(jì)上最佳的生產(chǎn)能力。目前，國(guó)內(nèi)主要是按礦山服務(wù)年限加以分析論證。 p 顯然，露天礦合理的服務(wù)年限應(yīng)與主要生產(chǎn)設(shè)備的壽命以及礦山工業(yè)構(gòu)筑物、建筑物和后續(xù)工業(yè)設(shè)施的折舊年限相適應(yīng)。若服務(wù)年限過(guò)短，除采裝運(yùn)輸設(shè)備及部分機(jī)具可折舊處理外，其他固定資產(chǎn)將提前報(bào)廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。p 露天開(kāi)采境界內(nèi)的礦石工業(yè)儲(chǔ)量圈定后，原礦的生產(chǎn)能力決定了露天礦的服務(wù)年限，兩者的關(guān)系是：p 露天礦合理服務(wù)年限受諸多因素影響，尤其與礦山生產(chǎn)規(guī)模密切相關(guān)。國(guó)內(nèi)礦山規(guī)模類型的劃分見(jiàn)課本表 92，一般礦山服務(wù)年限的確定可參考課本表 9－ 3。p 泰勒公式是反應(yīng)礦石工業(yè)儲(chǔ)量與礦山經(jīng)濟(jì)壽命之間合理關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式，確定露天礦服務(wù)年限時(shí)可以參考。p 該公式可寫(xiě)作： 露天礦生產(chǎn)剝采比 p 露天礦為了保持一定的生產(chǎn)能力，經(jīng)濟(jì)、持續(xù)地開(kāi)采境界內(nèi)的礦石，就要合理地推進(jìn)礦山工程。通常，露天礦每個(gè)水平分層按先掘出人溝和開(kāi)段溝再擴(kuò)幫的程序進(jìn)行開(kāi)采。p 在開(kāi)采時(shí)間和空間上，上部水平的礦山工程進(jìn)展先于和超前下部水平；在工程形式和內(nèi)容上，上一水平擴(kuò)幫為下一水平掘溝提供條件，上部臺(tái)階一般是剝離臺(tái)階，而下部臺(tái)階一般是采礦臺(tái)階。因此，上下臺(tái)階的時(shí)空超前關(guān)系，反映了剝離與采礦的時(shí)空超前關(guān)系。p 露天礦除基建時(shí)期大量剝離而不采礦或附帶采出少量礦石外，正常生產(chǎn)時(shí)期都要一邊剝離一邊采礦，剝離工作必須超前采礦工作，這是一條不能違背的客觀規(guī)律。反映采剝關(guān)系的數(shù)量指標(biāo)是生產(chǎn)剝采比和儲(chǔ)備礦量。 生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律p 露天開(kāi)采過(guò)程中，工作幫的范圍和位置隨著礦山工程的進(jìn)展不斷變化，剝離巖石量和采出礦石量也相應(yīng)變化從而使生產(chǎn)剝采比發(fā)生變化。p1）露天礦工作幫 p 露天礦工作幫及其幫坡角 φ與生產(chǎn)剝采比的變化有密切聯(lián)系?，F(xiàn)代露天礦，根據(jù)工作幫坡角的大小，可分為緩幫（ φ＝ 80～ 150）和陡幫（ φ＝160～ 350）兩種開(kāi)采方式。 p 緩幫開(kāi)采的特點(diǎn)是，組成工作幫的工作臺(tái)階各自獨(dú)立開(kāi)采（下圖所示）。p 因此，每個(gè)臺(tái)階必須保待正?；蜃钚〉墓ぷ髌奖P寬度。緩幫開(kāi)采的工作幫坡角?？捎孟率接?jì)算：p 通常 h和 a是定值，因此 φ隨 B變化。當(dāng) B＝ Bmin時(shí)， φ=φmax；當(dāng)單臺(tái)階逐個(gè)開(kāi)采時(shí) φ=φmin=0。由此可知， B值的改變可以調(diào)節(jié) φp 隨著露天采礦技術(shù)的發(fā)展及大型設(shè)備的使用，出現(xiàn)了陡幫開(kāi)采工藝，這種開(kāi)采工藝一般用于剝離臺(tái)階。陡幫開(kāi)采可分為組合臺(tái)階開(kāi)采和傾斜條帶開(kāi)采兩種主要形式。 p 組合臺(tái)階開(kāi)采是把采掘臺(tái)階分為若干組，每組由 3～ 6個(gè)臺(tái)階組成，其中包括一個(gè)作業(yè)臺(tái)階和若于暫不作業(yè)臺(tái)階（下圖所示）。作業(yè)臺(tái)階保留工作平盤寬度，其他臺(tái)階均保留安全平臺(tái)寬度。每組臺(tái)階一般只配一臺(tái)挖掘機(jī)，自上而下逐個(gè)臺(tái)階輪流作業(yè)，上一個(gè)臺(tái)階推進(jìn)預(yù)定寬度后，設(shè)備轉(zhuǎn)到下一臺(tái)階。當(dāng)一組中的所有臺(tái)階均推進(jìn)到預(yù)定位置后，即完成一個(gè)開(kāi)采循環(huán)，循環(huán)周期一般為3～ 5a。p 如上圖所示，工作平臺(tái)寬度 Bp是擴(kuò)幫寬度和安全平臺(tái)寬度之和，該值不能小于最小工作平盤寬度。p 根據(jù)國(guó)內(nèi)部分礦山的設(shè)計(jì)資料， Bp=40~60m。安全平臺(tái)寬度 b以能截留大部分爆破滾碴為宜，一般為 10～ 20m。組合臺(tái)階工作幫坡角按下式確定：p 傾斜條帶開(kāi)采（如下圖所示）是把剝巖幫劃分為若干傾斜條帶，由里向外逐條帶擴(kuò)幫，各臺(tái)階從上而下尾隨式開(kāi)采。尾隨的工作平臺(tái)長(zhǎng)度根據(jù)運(yùn)輸方式和工作面運(yùn)輸線路的布置確定，一般為150～ 250m。各臺(tái)階除正在作業(yè)的地段留有較寬的工作平臺(tái)外，其余地段僅留安全平臺(tái)即可。每個(gè)臺(tái)階設(shè)一臺(tái)挖掘機(jī)，雙側(cè)進(jìn)車時(shí)，可設(shè)置 2臺(tái)。當(dāng)每個(gè)臺(tái)階全長(zhǎng)都推進(jìn)預(yù)定寬度后，即完成一個(gè)循環(huán)周期，每個(gè)周期一般為 1～ 3a。p 陡幫開(kāi)采的主要優(yōu)點(diǎn)是基建剝離量小、投產(chǎn)早、達(dá)產(chǎn)快、初期生產(chǎn)剝采比小。此外，由于推遲了最終邊幫巖體的暴露，有利于邊幫的穩(wěn)定與維護(hù)。 p 2）生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律 p 露天礦的采剝工程按一定的工作幫坡角發(fā)展時(shí)，生產(chǎn)剝采比通常是變化的。下面以一個(gè)示例來(lái)研究其變化規(guī)律。 p 礦體賦存情況和開(kāi)采境界如下圖所示。采場(chǎng)沿底幫掘溝，工作幫由下盤向上盤推進(jìn)，礦山工程延深方向與礦體傾向一致。按固定的工作幫坡角 φ開(kāi)采時(shí)，礦山工程延深到各水平的工作幫位置，如圖中一組平行的斜線所示。每延深一個(gè)水平所采出的礦石量、巖土量及剝采比用下圖中的曲線表示。p 從這些圖示可以看出，工作幫坡角不變時(shí)，生產(chǎn)剝采比隨著礦山工程的延深而變化。最初只剝離不采礦，隨后開(kāi)始出礦，這時(shí)生產(chǎn)剝采比隨著礦山工程的延深而不斷增大，達(dá)到一個(gè)最大值后逐漸減小。這個(gè)最大值稱為剝離洪峰或剝采比高峰。高峰期一般發(fā)生在凹陷露天礦工作幫上端接近上部最終境界線的部位。生產(chǎn)剝采比的這種變化是開(kāi)采傾斜和急傾斜礦體的普遍規(guī)律。p 工作幫坡角的大小對(duì)生產(chǎn)剝采比的演變有較大的影響。例如，在其他條件相同的情況下，工作幫分別按 φ＝ 150和 φ＝ 300兩種方式延深（如下圖第一幅），相應(yīng)的生產(chǎn)剝采比變化曲線如下圖第二幅所示。p 從圖示可以看出，工作幫坡角取不同值時(shí)，生產(chǎn)剝采比的變化仍然是由小到大，再由大變小。但工作幫坡角較陡時(shí)剝離洪峰發(fā)生在較大的開(kāi)采深度。工作幫坡角越小，生產(chǎn)剝采比與分層剝采比的變化曲線越接近，剝采比初期上升較快，剝采比高峰發(fā)生較早，然后在一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間剝采比逐漸下降。反之，工作幫坡角越大，生產(chǎn)剝采比與境界剝采比的變化曲線越接近，即剝采比上升較慢，時(shí)間較長(zhǎng)，剝采比高峰出現(xiàn)較晚，高峰之后剝采比急驟下降。 p 綜上所述，工作幫坡角越大，初期生產(chǎn)剝采比越小。顯然，這對(duì)于減少投資、降低初期生產(chǎn)成本、早出礦、多出礦是有利的。 生產(chǎn)剝采比的調(diào)整與均衡 p 1）問(wèn)題及意義 p 礦巖生產(chǎn)能力若固定不變，由公式（ 91）可知，礦石產(chǎn)量的大小取決于生產(chǎn)剝采比。由于生產(chǎn)剝采比經(jīng)常變化，則礦石產(chǎn)量也隨之變動(dòng)。礦石產(chǎn)量的頻繁變動(dòng)對(duì)原礦后續(xù)加工生產(chǎn)是不利的，故要求礦石產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定。為了保持礦石產(chǎn)量穩(wěn)定而讓礦巖生產(chǎn)能力隨生產(chǎn)剝采比不斷變化也不合適，如到剝采比高峰期就要大量增加生產(chǎn)設(shè)備和人員，高峰過(guò)后又要裁減，這種短期的波動(dòng)顯然是不經(jīng)濟(jì)的。因此，提出了調(diào)整生產(chǎn)剝采比使之均衡的問(wèn)題，即讓生產(chǎn)剝采比在一定時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定，從而使露天礦的設(shè)備和產(chǎn)量也相對(duì)穩(wěn)定。p 2）調(diào)整方法 p 調(diào)整生產(chǎn)剝采比的基本方法是調(diào)整工作臺(tái)階間的相互位置，即改變工作平盤寬度。如下圖所示，若將高峰期剝離量的一部分（ ?V1m3） 提前，另一部分（ ?V2m3） 推后，這樣便削減了剝采比峰值。其減少的