【文章內(nèi)容簡介】 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，每裝完一輛車均要進行一次列車解體調(diào)度工作，至使挖掘機作業(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)車時間，掘溝速度較快，但必須配備專用的長臂電鏟。在沒有長臂鏟的情況下，可用普通規(guī)格的挖掘機進行上裝車分層掘溝，如下圖。p 圖中數(shù)字為掘進分層的順序。總之，采用鐵路運輸掘溝時，不論哪種掘溝方法均比汽車運輸掘溝速度慢，掘溝工程量大，新水平準備時間長，因而不利于強化開采。 p3）聯(lián)合運輸掘溝 p 當用鐵路運輸開拓時，可采用汽車－鐵路聯(lián)合運輸掘溝，如下圖所示。p 當用汽車運輸開拓時，有時可采用前裝機汽車運輸掘溝。p 無論哪種聯(lián)合掘溝方法均存在轉(zhuǎn)載問題，前裝機可直接向汽車轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載點可在溝內(nèi)亦可在溝外。p 汽車向鐵路轉(zhuǎn)載必須通過轉(zhuǎn)載平臺進行，轉(zhuǎn)載平臺位置應盡量靠近鐵路會讓站，以縮短列車會讓時間。 p4）無運輸掘溝 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單壁溝時，可用挖掘機將巖石 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，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，將部分巖石拋至溝外，殘留于溝內(nèi)的巖石，再用挖掘機進行消除。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，且對周圍建（構(gòu)）筑物的影響范圍較大。 礦床露天開采第 9章 露天礦生產(chǎn)能力與采掘進度計劃 露天礦生產(chǎn)能力 p 露天礦生產(chǎn)能力是露天礦設(shè)計中的一個重要參數(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)年限的長短等。 p 露天礦生產(chǎn)能力包括兩個指標：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)能力來計算。礦巖生產(chǎn)能力與礦石生產(chǎn)能力可以通過生產(chǎn)剝采比進行換算：p 露天礦的礦石生產(chǎn)能力應從市場或用戶要求，技術(shù)上可行和經(jīng)濟上合理等方面予以綜合考慮，最后編制采掘進度計劃，使之落實。 p 按需求量確定生產(chǎn)能力是將成品礦（精礦）的市場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)濟效益，就必須對市場的需求量進行預測。需求量要根據(jù)國內(nèi)和國際歷年供求實際情況進行統(tǒng)計和分析，在此基礎(chǔ)上預測未來的供求關(guān)系。同時，還應對技術(shù)上的新成就如新材料替代等及時進行預測。 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到的生產(chǎn)能力。這可以從以下兩個方面進行試算。 p 1）按可能布置的挖掘機工作面數(shù)確定生產(chǎn)能力p 挖掘機是露天礦的主要生產(chǎn)設(shè)備，每個采區(qū)工作線布置一個挖掘機工作面。挖掘機選型后，露天礦的生產(chǎn)能力取決于可能布置的挖掘機工作面數(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 首先確定一個采礦臺階可能布置的挖掘機臺數(shù) NWK計算式為：p 然后計算可能同時采礦的臺階數(shù)目。對于較厚的傾斜礦體可根據(jù)下圖中的幾何關(guān)系計算：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速度和礦山工程延深速度兩個指標來表示開采強度。對于水平和近水平礦體，除了基建時間以外，一般不存在延深的問題，此時露天礦的生產(chǎn)能力主要取決于工作線水平推進速度。p 對于傾斜和急傾斜礦體，延深速度快意味著采礦量大，這時工作線水平推進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，必須相應地加快水平推進速度，否則將影響延深，出現(xiàn)采剝失調(diào)。p 水平推進對山坡露天礦（ θ ＞ 900）的延深制約較小，對凹陷露天礦（ θ ＜ 900）的制約較大。p 延深速度有兩個概念，一個是礦山工程近深速度，另一個是采礦工程延深速度。礦山工程延深速度是根據(jù)新水平的準備時間及其臺階高度，折合每年下降的進尺來計算。采礦工程延深速度是指開采境界內(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到的生產(chǎn)能力用下式計算：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)為論證可能達到的延深速度。在臺階高度不變時，礦山工程延深速度取決于新水平的準備時間。新水平準備一般包括上一水平為保證新水平掘溝所需的擴幫工程及新水平出入溝、開段溝的掘溝工程。完成這些工程所需時間即新水平準備時間，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)計中，新水平準備時間及礦山工程延深速度可以參照類似礦山的實際資料選取，也可以通過編制新水平準備的進度計劃來確定。下面以汽車運輸為例說明新水平準備時間的確定。p 某礦設(shè)計采用載重 68t的汽車運輸， ，挖掘機效率為 120～ 130萬 m3/臺年。沿礦體上盤掘開段溝，向頂、底幫推進，移動坑線推至底幫成固定坑線，出入溝縱坡為 8％～10％，臺階高度 12m，溝底寬度 30m，最小工作平盤寬度 50m。新水平準備工程當開段溝掘進 400m后，邊掘開段溝，邊向頂幫擴幫。當擴幫寬度達 71m后，又開始下一水平的掘溝工作。工程布置情況見如下幾個圖片，各項工程的進度見課本表 91。p 從表 91可以看出，新水平準備工程完成一個循環(huán)所需時間為 ，臺階高度是 12m，因此礦山工程延深速度為 19m/a。 p 對于采用大型采掘設(shè)備的現(xiàn)代露天礦，技術(shù)上可能達到的生產(chǎn)能力主要取決于礦山工程延深速度。p 因此，目前設(shè)計中通常依據(jù)計算的分層礦量和選定的礦山工程延深速度估算可能達到的生產(chǎn)能力。 p 對于技術(shù)上可能的生產(chǎn)能力，尚需按經(jīng)濟合理條件進行優(yōu)化，以尋求經(jīng)濟上最佳的生產(chǎn)能力。目前，國內(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。若服務(wù)年限過短，除采裝運輸設(shè)備及部分機具可折舊處理外，其他固定資產(chǎn)將提前報廢，造成經(jīng)濟損失。p 露天開采境界內(nèi)的礦石工業(yè)儲量圈定后，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)。國內(nèi)礦山規(guī)模類型的劃分見課本表 92，一般礦山服務(wù)年限的確定可參考課本表 9－ 3。p 泰勒公式是反應礦石工業(yè)儲量與礦山經(jīng)濟壽命之間合理關(guān)系的經(jīng)驗公式，確定露天礦服務(wù)年限時可以參考。p 該公式可寫作： 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、持續(xù)地開采境界內(nèi)的礦石，就要合理地推進礦山工程。通常，露天礦每個水平分層按先掘出人溝和開段溝再擴幫的程序進行開采。p 在開采時間和空間上，上部水平的礦山工程進展先于和超前下部水平；在工程形式和內(nèi)容上，上一水平擴幫為下一水平掘溝提供條件，上部臺階一般是剝離臺階，而下部臺階一般是采礦臺階。因此，上下臺階的時空超前關(guān)系，反映了剝離與采礦的時空超前關(guān)系。p 露天礦除基建時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)量指標是生產(chǎn)剝采比和儲備礦量。 生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律p 露天開采過程中，工作幫的范圍和位置隨著礦山工程的進展不斷變化，剝離巖石量和采出礦石量也相應變化從而使生產(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）兩種開采方式。 p 緩幫開采的特點是，組成工作幫的工作臺階各自獨立開采（下圖所示）。p 因此，每個臺階必須保待正?；蜃钚〉墓ぷ髌奖P寬度。緩幫開采的工作幫坡角?？捎孟率接嬎悖簆 通常 h和 a是定值，因此 φ隨 B變化。當 B＝ Bmin時， φ=φmax；當單臺階逐個開采時 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)了陡幫開采工藝，這種開采工藝一般用于剝離臺階。陡幫開采可分為組合臺階開采和傾斜條帶開采兩種主要形式。 p 組合臺階開采是把采掘臺階分為若干組，每組由 3～ 6個臺階組成，其中包括一個作業(yè)臺階和若于暫不作業(yè)臺階（下圖所示）。作業(yè)臺階保留工作平盤寬度，其他臺階均保留安全平臺寬度。每組臺階一般只配一臺挖掘機，自上而下逐個臺階輪流作業(yè)，上一個臺階推進預定寬度后，設(shè)備轉(zhuǎn)到下一臺階。當一組中的所有臺階均推進到預定位置后，即完成一個開采循環(huán)，循環(huán)周期一般為3～ 5a。p 如上圖所示，工作平臺寬度 Bp是擴幫寬度和安全平臺寬度之和，該值不能小于最小工作平盤寬度。p 根據(jù)國內(nèi)部分礦山的設(shè)計資料， Bp=40~60m。安全平臺寬度 b以能截留大部分爆破滾碴為宜，一般為 10～ 20m。組合臺階工作幫坡角按下式確定：p 傾斜條帶開采（如下圖所示）是把剝巖幫劃分為若干傾斜條帶，由里向外逐條帶擴幫，各臺階從上而下尾隨式開采。尾隨的工作平臺長度根據(jù)運輸方式和工作面運輸線路的布置確定，一般為150～ 250m。各臺階除正在作業(yè)的地段留有較寬的工作平臺外，其余地段僅留安全平臺即可。每個臺階設(shè)一臺挖掘機，雙側(cè)進車時，可設(shè)置 2臺。當每個臺階全長都推進預定寬度后，即完成一個循環(huán)周期，每個周期一般為 1～ 3a。p 陡幫開采的主要優(yōu)點是基建剝離量小、投產(chǎn)早、達產(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。 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，生產(chǎn)剝采比通常是變化的。下面以一個示例來研究其變化規(guī)律。 p 礦體賦存情況和開采境界如下圖所示。采場沿底幫掘溝，工作幫由下盤向上盤推進，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開采時，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，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，隨后開始出礦，這時生產(chǎn)剝采比隨著礦山工程的延深而不斷增大，達到一個最大值后逐漸減小。這個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，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剝離洪峰發(fā)生在較大的開采深度。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，然后在一個很長的時間剝采比逐漸下降。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，時間較長，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。礦石產(chǎn)量的頻繁變動對原礦后續(xù)加工生產(chǎn)是不利的，故要求礦石產(chǎn)量相對穩(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，高峰過后又要裁減，這種短期的波動顯然是不經(jīng)濟的。因此，提出了調(diào)整生產(chǎn)剝采比使之均衡的問題，即讓生產(chǎn)剝采比在一定時期內(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