【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 礦體形狀和己確定的經(jīng)濟(jì)合理剝采比，選定幾個(gè)可能的深度方案 H H H3……等； （ 2）針對(duì)每一個(gè)深度方案，在相應(yīng)的分層平面圖上，按選定的最小底寬并參照礦體形狀，繪出該水平的底部周界 D（圖 1－15a）； （ 3）在同一分層平面圖上，進(jìn)一步確定露天礦地表周界 L及邊坡上礦巖接觸線的垂直投影在各橫剖面圖及縱剖面圖上，按選定的邊坡角作邊坡線（圖 1－ 15b），找出每條邊坡線與地形及礦巖接觸線交點(diǎn)，然后投影到分層平面圖上（圖上的 a、 b、c、 f點(diǎn)）。在沒(méi)有剖面的地方，則在分層平面圖上，選有代表性的各點(diǎn)作垂直于底部周界的輔助剖面（圖 1－ 15c的 1－1‘），然后在輔助剖面圖上繪出邊坡線，找出它與地形線及礦巖接觸線的交點(diǎn)，再投影到分層平面圖上。最后，將上述橫剖面、縱剖面、輔助剖面的投影點(diǎn)連接，即得露天礦地表周界和邊坡面上礦巖接觸線的垂直投影； （ 4）按平面圖法計(jì)算各深度方案的境界剝采比 、 、 ……； （ 5）繪制境界剝采比 nj隨深度 H變化的關(guān)系曲線，在曲線上找出境界剝采比 nj等于紹濟(jì)合理剝采比 njh的深度。這一深度就是露天礦的合理開采深度。 （四）繪制露天礦底部周界 無(wú)論是長(zhǎng)露天礦還是短露天礦，調(diào)整后的開采深度往往不再是最初方案的深度，需要重新繪制底部周界，如圖 1－ 16所示，其步驟為： 圖 1－ 16 底部周界的確定 Ⅰ ~Ⅸ 剖面線； 理論周界； ———最終設(shè)計(jì)周界 （ 1）按調(diào)整后的露天開采深度，繪制該水平的地質(zhì)分層平面圖； （ 2）在各橫剖面、縱剖面、輔助剖面圖上，按所確定的露天開采深度繪出境界； （ 3）將各剖面圖上露天礦底部周界投影到分層平面圖上，連接各點(diǎn)，得出理論上的底部周界（圖 1－ 16上的虛線）； （ 4）為了便于采掘運(yùn)輸，初步得出的理論周界，尚需進(jìn)一步修整，修整的原則是： ① 底部周界要盡量平直，彎曲部分要滿足運(yùn)輸設(shè)備 對(duì)曲率半徑的要求； ② 露天礦底的長(zhǎng)度應(yīng)滿足運(yùn)輸線路的要求，特別是采 用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山，其長(zhǎng)度要保證列車正常出入工作面。 這樣得出的底部周界，就是最終的設(shè)計(jì)周界，如圖 1－ 16的實(shí)線所示。 （五）繪制露天礦開采終了平面 露天礦開采終了平面圖的繪制方法是： （ 1）將上述露天礦底部周界繪在透明紙上。 （ 2）將透明紙覆于地形圖上，然后按邊坡組成要素，從底部周界開始，由里向外依次給出各個(gè)臺(tái)階的坡底線（ 圖 1－ 17）。很明顯，露天礦深部各臺(tái)階的坡底線在平面圖上是閉合的，而處在地表以上的則不能閉合，但要便其末端與相同標(biāo)高的地形等高線密接。 （ 3）在圖上布置開拓運(yùn)輸線路。 （ 4）從底部周界開始，由里向外依次繪出各個(gè)臺(tái)階的坡面和平臺(tái)。繪制時(shí)，要注意傾斜運(yùn)輸?shù)篮透髋_(tái)階的連接。在圈定各個(gè)水平時(shí)，應(yīng)經(jīng)常用地質(zhì)橫、縱剖面圖和分層平面圖校核礦體邊界，以使在圈定的范圍內(nèi)礦石量多而剝巖量少。此外，各水平的周界還要滿足運(yùn)輸工作的要求。 當(dāng)開采方案簡(jiǎn)單或設(shè)計(jì)技術(shù)成熟時(shí)，上述 4步可以合并，亦即繪出露天礦底部周界后，根據(jù)選定的開拓運(yùn)輸方式及出入溝口位置，自里向外繪出各個(gè)臺(tái)階的平臺(tái)和坡面，一次繪出露天礦開采終了平面圖。 圖 1－ 17 初步圈定的露天礦開采終了平面圖 （ 5）檢查和修改上述露天開采境界。由于在繪圖過(guò)程中，原定的露天開采境界常受開拓運(yùn)輸線路影響而有變動(dòng)，因而需要重新計(jì)算其境界剝采比和平均剝采比，檢查它們是否合理。假如差別太大，就要重新確定境界。此外，上述境界還要根據(jù)具體條件進(jìn)行修改。例如，當(dāng)境界內(nèi)有高山峻嶺時(shí)，為了大幅度減小剝采比，就需要避開高山部位；又如，當(dāng)境界外所剩礦量不多，若全都采出所增加的剝采比又不大，則宜擴(kuò)大境界，全部用露天開采。 六、露天礦開采境界合理確定與安全的關(guān)系 由于開采是從上向下逐臺(tái)階開采，致使上部臺(tái)階先期開采到境界，部分形成固定邊坡，而且要求在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，不發(fā)生大量滑坡。從操作上講，最終邊坡角越小越安全。但最終坡面角過(guò)小，會(huì)在開采過(guò)程中增加大量的剝巖量，導(dǎo)致礦山經(jīng)濟(jì)效益惡化。如果加大最終邊坡角，超出了安全穩(wěn)定的角度，會(huì)造成邊坡滑坡，危及采場(chǎng)作業(yè)人員的安全。在國(guó)內(nèi)某大型露天礦山曾發(fā)生幾十萬(wàn) m3的滑坡事故，給礦山造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此不能盲目加大最終邊坡角，以防事故發(fā)生。國(guó)內(nèi)一些礦山的最終邊坡角變化在 35176。 ~65176。左右。 第三節(jié) 穿孔爆破 一、穿孔工作 （一）鑿巖機(jī) 鑿巖機(jī)主要是應(yīng)用在堅(jiān)硬的巖石中鉆鑿炮孔。它的鉆孔作用為沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式的。按照動(dòng)力劃分，又有風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)、內(nèi)燃和液壓等類型鑿巖機(jī)。露天礦山主要用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，其類型一般分以下幾種： 手持式鑿巖機(jī)：其重量較輕，通常小于 20千克，功率較小，如 Y－ 3。這種鑿巖機(jī)適用于鉆鑿淺炮孔。操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，在礦山中已很少使用。 （二）鑿巖臺(tái)車 鑿巖臺(tái)車是隨著采礦工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型鑿巖作業(yè)設(shè)備。它是將一臺(tái)或幾臺(tái)鑿巖機(jī)連同自動(dòng)推進(jìn)器一起安裝在特制的鉆臂或臺(tái)架上，并且有行走機(jī)構(gòu)，使鑿巖機(jī)作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 按照鑿巖臺(tái)車的用途可分為平巷掘進(jìn)臺(tái)車，采礦臺(tái)車，露天開采臺(tái)車；按照臺(tái)車行走機(jī)構(gòu)可分為軌輪，輪胎和履帶式；按照其架設(shè)鑿巖機(jī)臺(tái)數(shù)可分為單機(jī)，雙機(jī)和多機(jī)臺(tái)車等。 （三）鋼繩沖擊鉆機(jī) 目前，由于生產(chǎn)能力較低，所以我國(guó)鋼繩沖擊鉆機(jī)用量較少。這種鉆機(jī)幾乎不再生產(chǎn)，現(xiàn)有的鉆機(jī)用在不同性質(zhì)和不同堅(jiān)固性的巖石中和在局部勘探中使用，穿孔直徑150~350毫米，孔深 50米左右。 （四）潛孔鉆機(jī) 潛孔鉆機(jī)同鋼繩沖擊鉆機(jī)相比，鉆孔產(chǎn)率高，機(jī)械化程度高，減少了輔助作業(yè)時(shí)間，提高了鉆機(jī)的作業(yè)率，減輕了工人的體力勞動(dòng)，工作安全可靠，由于潛孔鉆機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，設(shè)備重量輕，投資費(fèi)用低，特別是可以通過(guò)鉆鑿各種斜孔來(lái)控制礦石品位，能消除根底、減少大塊，提高爆破質(zhì)量。因此，潛孔鉆機(jī)目前在國(guó)內(nèi)外中小型礦山廣泛使用。 潛孔鉆機(jī)可在中硬或中硬以上 （ f≥8）的礦巖中鉆鑿炮孔。露天潛孔鉆機(jī)都有獨(dú)立的行走機(jī)構(gòu)，按其鉆孔直徑和重量，分為輕型，中型和重型三種。 （五）牙輪鉆機(jī) 牙輪鉆機(jī)是在旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種近代新型鉆孔設(shè)備。 1907年美國(guó)石油工業(yè)部門開始使用牙輪鉆機(jī)鉆鑿油井和天然氣井。 1939年，開始試用于露天礦。 1946年，試制成功了液壓傳動(dòng)產(chǎn)生軸壓的牙輪鉆機(jī)。 1949年，美國(guó)采用壓縮空氣排渣，提高了鉆孔效率并延長(zhǎng)了鉆頭的壽命。從而推動(dòng)了牙輪鉆孔技術(shù)的發(fā)展，使之在露天礦得到實(shí)際的應(yīng)用。 1965年，出現(xiàn)了鋃嵌硬質(zhì)合金柱齒的牙輪鉆頭之后，鉆頭壽命顯著提高，并能在花崗巖，鐵燧巖，磁鐵石英巖等堅(jiān)硬的礦巖中鉆孔，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于潛孔鉆機(jī)，因而使牙輪鉆機(jī)在露天礦中獲得了廣泛的應(yīng)用。美國(guó)生產(chǎn)牙輪鉆機(jī)主要的機(jī)型為 45－ R、 60－ R等鉆機(jī)。蘇聯(lián)生產(chǎn)十余種，列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有四種，效果較好的有 CBLLI－ 250mH。美國(guó) 45－ R鉆機(jī)在鐵礦穿孔，臺(tái)年穿爆量可達(dá) 400~500萬(wàn)噸； 60－R鉆機(jī)臺(tái)年穿爆量可達(dá) 800~1000萬(wàn)噸，一般為 500~600萬(wàn)噸。 爆破工作的目的是破碎堅(jiān)硬的實(shí)體礦巖，為采裝工作提供塊度適宜的挖掘物。在露天開采的總費(fèi)用中，爆破費(fèi)約占 15%~20%。此外，爆破質(zhì)量的好壞，對(duì)采裝、運(yùn)輸、粗碎等工序也有較大影響。 露天礦山爆破的爆破形式有淺孔爆破、深孔爆破、硐室爆破、藥壺爆破及藥包外覆爆破（多用于礦巖的大塊二次破碎）。 （一）淺孔爆破 淺孔爆破采用的炮孔直徑較小，一般為 30~75毫米左右，炮孔深度一般在 5米以下，有時(shí)可達(dá) 8米左右，如用鑿巖臺(tái)車鉆孔，孔深還可增加。 淺孔爆破主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大的露天礦或采石場(chǎng)、硐石、隧道掘鑿、二次爆碎、新建露天礦山包處理、山坡露天單壁溝運(yùn)輸通路的形成及其它一些特殊爆破。 二、爆破工作 在正常的小臺(tái)階開采中，通常采用垂直鉆孔，有的采礦場(chǎng)也采用水平鉆孔，以利于孔底爆破擴(kuò)孔時(shí)巖渣的排除，并增大裝藥量，達(dá)到增大爆破礦巖量的效果。 孔參數(shù)： （ 1）底盤抵抗線 W 圖 1－ 22 水平鉆孔 圖 1－ 23 垂直鉆孔 小臺(tái)階垂直鉆孔的底盤抵抗線的概念為：炮孔中心線至坡底線的最短距離。作為水平鉆孔的概念則是：炮孔中心線至上部平盤的最小距離。 底盤抵抗線的選取，與礦巖的機(jī)械物理性質(zhì)有關(guān)，礦巖較硬，則底盤抵抗線取小值，反之取大值。 按經(jīng)驗(yàn)法，底盤抵抗線與臺(tái)階高度 H的關(guān)系為： W＝（ ~ ） H （米） （ 1－ 20） 必要時(shí)可參照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中 ——炮孔直徑，分米； ——裝藥密度，克／厘米 3； ——裝藥系數(shù)， ~； ——炮孔臨近系數(shù)，一般為 ~； ——單位炸藥單耗，千克／米 3。 qmdW ????= ? （ 2）孔距 a 孔距是指同列炮孔相臨炮孔間的距離。有時(shí)按鉆孔直徑的 15~30倍根據(jù)不同礦巖的機(jī)械物理性質(zhì)不同的起爆方法來(lái)確定。一般情況下按底盤抵抗線與鄰近系數(shù)的關(guān)系來(lái)計(jì)算。 a ＝ mw （ 1－ 21） 式中 a——孔距，米； m——鄰近系數(shù)，一般取 ～ 2； w——底盤抵抗線，米。 臨近系數(shù) m值的大小是根據(jù)礦巖性質(zhì)、起爆方法、對(duì)爆破塊度的要求等來(lái)確定。礦巖較堅(jiān)硬難爆，應(yīng)取小值，反之取大值。 在不影響爆破質(zhì)量和其它要求的條件下，應(yīng)在許可范圍內(nèi)盡量增大 a值。在大區(qū)微差爆破時(shí)，在炮孔負(fù)擔(dān)爆破面積不變的情況下，適當(dāng)增大炮孔鄰近系數(shù)，一般會(huì)改善爆破效果，降低大塊率。但 a過(guò)大可能出現(xiàn)根底、隔墻。 （ 3）排距 b 采用兩排以上的多排孔爆破時(shí)，兩排孔之間的距離稱為排距。 b ＝ （ ~ ） a （ 1－ 22） 當(dāng)采用兩排孔爆破，一般排距與第一排孔的底盤抵抗線相等。當(dāng)多排齊發(fā)爆破時(shí)，排間距也可按（ ~） w選取。因其后排孔爆破時(shí)，受爆堆的夾制作用，適當(dāng)減小抵抗線或增加裝藥量，以保證爆破質(zhì)量。 （ 4）超深 為使爆破保證質(zhì)量，不致在爆破處底盤坡底線處殘留根底，根據(jù)礦巖機(jī)械物理性質(zhì)、抵抗線的大小等因素，鉆孔深度要比臺(tái)階高度適當(dāng)加大，這一加大深度為超深。礦巖機(jī)械物理性質(zhì)決定超深值的大小。一般為臺(tái)階高度的 5%~20%左右，如礦巖可碎性好，亦可進(jìn)行無(wú)超深爆破。 裝藥量計(jì)算 淺孔爆破的單位炸藥消耗量可按礦巖硬固性、可爆性程度不同而選取。一般變化于 ~／米 3左右。此數(shù)據(jù)是在一些礦山實(shí)際資料中大致選取。在生產(chǎn)實(shí)踐中，要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加以調(diào)整。 （ 1）單排孔爆破時(shí)裝藥量的計(jì)算 Q ＝ qaHW （ 1－ 23） 式中 Q ——炮孔裝藥量，千克； q ——單位炸藥消耗量，千克／米 3； a ——孔距，米； H ——臺(tái)階高度，米； W ——底盤抵抗線，米。 （ 2）多排孔爆破時(shí)裝藥量計(jì)算 多排孔爆破時(shí)，第一排孔裝藥量按式 1－ 23計(jì)算，從第二排起，因受前排礦巖夾制作用，裝藥量要適當(dāng)增加，要可用下式計(jì)算： Q ＝ KqabH （ 1－ 24） 式中 b ——炮孔排距，米； K ——礦巖阻力夾制系數(shù)，采用齊發(fā)爆破時(shí)，取 K＝ ~ ，采用微差爆破時(shí)，取 K＝ ~ ，第二排孔取下限，以后各排根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加。但不能因藥量增加過(guò)大，影響足夠的填塞長(zhǎng)度，以防止上穿飛炮。 填塞 炮孔充填長(zhǎng)度通常不應(yīng)小于藥包中心至自由面的最小距離。充填長(zhǎng)度與所要求的爆破效果、炮孔直徑、底盤抵抗線、裝藥高度、爆破礦巖性質(zhì)等有關(guān)。 填塞長(zhǎng)度 Lt可按下式計(jì)算： Lt ＝ （ 8~20 ） d （ 1－ 25） 式中 d ——炮孔直徑，米。 一般情況下，當(dāng)孔深在 ，填塞長(zhǎng)度不應(yīng)小于孔深的一半，如孔深大于 ，孔深長(zhǎng)度不能小于 米。 （二）深孔爆破 深孔爆破就是用鉆孔設(shè)備鉆鑿較深的鉆孔，作為礦用炸藥的裝藥空間的爆破方法。露天礦的深孔爆破主要以臺(tái)階的生產(chǎn)爆破為主。 深孔爆破的鉆孔設(shè)備主要應(yīng)用潛孔鉆和牙輪鉆。其鉆孔可鉆垂直深孔，也可鉆傾斜炮孔。傾斜炮孔的裝藥較均勻，礦巖的爆