露天开采的采矿方法篇1
关键词：高台阶、降段开采、顶部揭顶、高位装车
中图分类号：tD164文献标识码：a
0前言由长沙有色冶金设计研究院完成的栾川龙宇钼业有限公司《南泥湖15000t/d采选工程初步设计书》中选定的南泥湖露天矿矿山设计采用15m台阶高度，CS-165e高风压潜孔钻机穿中深孔、多排微差爆破、wK-10B电铲铲装的采剥方法。但由于征地搬迁的影响，长期以来，与设计相匹配的wK-10B电铲及tR-100工程车不能投入使用，矿山开采不得不采用液压液压反铲、后八轮汽车进行作业，矿山采场使用的液压铲的最大挖掘高度仅10米左右，由于现有液压反铲的最大挖掘高度远小于设计台阶高度15米，液压反铲进行高台阶铲装作业不符合《金属非金属矿山安全规程》关于阶段高度应不大于机械最大挖掘高度的1.2倍，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍的要求，存在较大的安全隐患，
在前期的施工中施工队和租赁设备的液压反铲曾出现多次险情，液压反铲曾多次被台阶坡面滚落的块石砸碰，所幸未造成人员伤亡。
1台阶顶部“揭顶法”开采技术
由于南泥湖露天矿山已采用液压反铲按15米高台阶施工多年，目前形成的台阶高度多在15米，为了保证生产的持续进行，避免因台阶参数调整给生产带来较大的影响，经全面分析比较，项目组决定对1345水平封闭圈以上的台阶采用顶部“揭顶法”降段方案（图1）
所谓顶部“揭顶法”，就是每次爆破后，在爆区开挖之前，在爆堆的顶部先安排液压反铲从台阶面沿纵向进行反挖装车，从而达到爆堆高度降低的开采方法。
图1顶部“揭顶法”降段方案平、剖面图
顶部“揭顶法”降段开采方法说明：
正常台阶一个爆区爆破后，若采用清碴抛掷爆破，爆破后爆区前排及后排爆堆高度较低，高度往往小于15米，爆区中间区域爆堆高度相对较高，通常高度在11－15米左右。若采用压碴爆破，爆堆的整体高度将超过15米。当天下午爆破后，利用给内部选厂供矿的时间，安排一台液压反铲从爆堆顶部进行揭顶降段高的方法，下挖深度在3-3.5m，视爆堆的高度，可分层进行揭顶。
台阶下部“高位装车平台”开采方法
台阶下部“高位装车平台”开采方法是指在爆堆采用“顶部揭顶法”开采后，液压反铲在正常铲装台阶水平，利用抬高液压反铲的装车平台从而降低整体采装高度的开采方法。
图2台阶下部高位装车平台开采方法示意图
台阶下部“高位装车平台”开采方法说明：
每天白班对外供矿作业时，可安排液压反铲在已采用“顶部揭顶法”开降台阶的下部，提高液压反铲装车平台的高度，液压反铲装车站立平台高1.5m-2.0m，这样液压反铲开挖爆堆的高度将不足10米，满足安全规程的要求。
3“顶部揭顶”和“下部高位装车”安全作业要求
液压反铲采用“顶部揭顶”和“下部高位装车”法采矿时，除严格按《金属非金属矿山安全规程》GBl6423—2006，进行作业外，另制订了有针对性的安全保证措施。
每次爆破需采用清碴爆破，来降低前排爆堆的高度，减少上部揭顶的工程量，加快下部台阶的推进速度，保证生产需要；优化爆破参数，降低爆堆顶部的大块率。
上部揭顶液压反铲的履带与台阶坡面的安全距离不小于3.0m，装矿车辆停放位置禁止超越液压反铲履带走向轴线外侧边缘距离不小于5.0m。进行爆堆上部揭顶作业，应有专人指挥，做好现场安全监管，液压反铲开挖不得两侧掘沟式开挖。在上部台阶进行揭顶作业的液压反铲，与下部台阶正常作业的液压反铲不能处在上、下一条直线上，前后错距应大于30m。
下部液压反铲的装车平台长度应不小于液压反铲履带长度的1.5倍（7.5m），高度1.5-2.0m。装车平台应能有遇到紧急情况时，液压反铲能迅速撤下平台到安全地带的措施。下部液压反铲装车平台与台阶面间应有不小于1.5m宽、1.5m深的落矿坑，避免台阶坡面的矿石滚落后冲击铲装设备。
下部装矿车辆不得停于液压反铲履带后方进行装车，应停放于液压反铲两侧90°-135°扇形区域，不得停于液压反铲轴线0°、180°位置装车。
4露天封闭圈以下台阶开采采用“先分段后并段”的开采方法，先将台阶高度由15米降为10米，临近最终境界再将10米台阶并段为15米标准台阶。
所谓“先分段并段“开采法，是指将两个标准15米台阶分3段开采，每段高10米，上部台阶超前下部台阶开采。此方案适宜北区、东区1345水平以下新台阶的开采。
图3先分段后并段开采方法示意图
开采方法说明：
在1345水平开掘1330时，按段高10米，将出入沟掘至1335水平后开段沟进行规模开采。待1335水平推进宽度满足最小平台宽度时，新掘出入沟打开1325水平进行开采。待1325水平推进一定宽度后打开1315台阶进行开采。总体上是将1330、1315两个标准15米的台阶按1335、1325、1315分三次进行开采。
5结论
通过实践证明，在受征地搬迁相对滞后，大型设备不能投用的条件下，龙宇钼业矿山公司开展的“高台阶液压反铲降段开采技术研究”项目研究所取得了一系列成果，消除了液压反铲与高台阶施工不相适应的安全隐患，研究所取得的“顶部揭顶降段法”和“下部高位装车降段法”以及“先分段后并段的降段开采方法”可以在国内金属、非金属露天矿山、露天煤矿等采用液压反铲施工的矿山推广应用，前景广阔。
参与文献：：
[1]杨忠林.尖山铁矿采用高台阶开采技术的探讨.《中国矿业》1994第11期；
[2]汪为平高台阶开采工艺参数优化研究《金属矿山》1998第2期
露天开采的采矿方法篇2
【关键字】露天转井下；边帮压矿；过渡衔接；浅部开拓。
1.棉花堡铁矿矿床概况
矿体地表出露较少，且零星而断续分布，多为隐伏的盲矿体赋存于混合岩中。
矿区内共有8条铁矿体，即Fep1-1、Fep1-2、Fep1-3、Fep1-4、Fep1-5、Fep1-6、Fep1-7和Fep。其中Fep矿体没有估算资源量。在8个矿体中，Fep1-2为主矿体，规模最大，其资源量占矿区总资源量的96，其次为Fep1-1矿体，其它均为小矿体。
Fep1-2矿体分布于200～1400线间（本矿区矿体范围为-100～-1200线间）。矿体地表出露的连续性较差，一般长约70～180m，出露宽度5～22m。深部矿体连续性较好，沿走向延长1200m以上，平均厚约30m。以25°角度向南西方向侧伏。矿体走向北东，倾向北西或南东或直立，倾角30°～70°。矿体地表和浅部产状较陡。
2.矿山现状
棉花堡铁矿自1991年开始采矿工作，采用露天开采，生产规模50万t/a，露天采场位于北端，-100～500剖面线之间，目前已进入深凹露天开采。近期，露天采场东南帮最高标高为206m，采场西帮0～100剖面线之间最高标高201m，西南帮最高标高197m，北帮最高标高145m，露天开采最低标高为-12m。采场上口尺寸为590×550m，采场下口尺寸150×30m。阶段高度为12m，并段后24m，安全平台宽度6m，运输平台宽12～20m，运输平台兼做清扫和接渣平台。2014年年末，矿山采出矿石120.87万t，剥岩1126.58万t。
矿山采用公路―汽车开拓运输方式，采出的矿石由15t自卸汽车经采场南端111.1m出入沟运至选矿厂，剥离的岩石由15t自卸汽车经采场北端142m出入沟运至排土场。
3.矿山面临的主要问题
原设计由中国冶金矿业鞍山冶金设计研究院进行规划设计，本着技术可行、经济合理的原则，北部小露天强化开采，设计露天底部标高为-108m，按照现在的下降速度，5年左右露天开采结束，因现今精矿价格较低，深部及现有端帮两侧矿石量少等各种因素，故此矿山面临诸多问题。
1）在露天坑的逐步加深，矿山采用强化开采两并段和三并段的开采方式，在开采过程中的凿岩爆破、地震效应的间接破坏，以及破碎带、断层等对边坡的影响，在后期的开采中边坡维护、监测等费用加大，不经济合理。
2）无法保证矿山均衡生产和公司对原料的需求，矿山正筹划建设一座处理原矿200万t的选厂，露天境界内矿石不足600万t，且年产在120万t左右，持续时间5年，无法满足选矿系统的要求，矿山持续稳健的生产也无法维系。
3）现今经济形式之下的铁矿石价格低廉，棉花堡铁矿在临界的经济状态下生产，怎么样降低成本增加效益持续生产等迫在眉睫。
4.棉花堡铁矿露天转井下的衔接
针对矿山存在的主要问题，棉花堡铁矿的领导和设计院的工程师对矿山的实际情况深入研究和矿山生产现状的综合分析，提出了露天转井下的大方案，在此基础上确定了安全生产、过渡衔接、经济合理的总体思路。整体上进行矿区北部小露天强采、稳产过渡到地下浅部开采、加快深部建设的三步发展战略，以实现露天边生产和地下浅部和深部边基建的构想。在充分分析了棉花堡铁矿的现状的基础上，主要采取了以下技术措施。
4.1露天转井下的矿山一般存在的问题
露天转井下开采是一项复杂的系统工程，实践表明，各矿山在实施这一工程时有许多共同的安全问题和采矿技术问题。包括：
1）露天爆破对地下井巷和采场工程的影响以及地下开采对上部露天边坡的影响。
2）过渡时期的地下工程作业影响露天作业的正常进行和安全生产，露天坑底与地下采场之间留有必要的境界顶柱和矿房间矿柱。
3）通过监测掌握地下采空区上覆岩层的破坏机制和移动规律，确保露天边坡和生产作业的安全。
4）露天采场积水涌入井下，在地下与露天沟通的井巷要采取防水措施，防止泥沙水突然涌入井下。
5）在不浪费资源的情况下，稳产过渡的技术要求难度较大。
4.2北部露天强采方案
设计露天开采对象为-100至550剖面线之间，-108m水平以上的Fep1-1矿体、pep1-2矿体。
4.2.1露天采场境界圈定原则
根据矿山围岩的实际情况，从岩石力学的角度、矿山实际装备水平的角度、现场的实际生产的角度进行论证分析，提出露天采场境界圈定原则及意见如下：
1）采场北端不扩帮，上、下盘按现状靠帮，向深部进行圈定，布置合理的开拓运输系统。南端550剖面线以北，为露天圈定界线。
2）东帮（下盘）108m至72m岩石稳定性好，采用三段并一段，0m以下各阶段因服务时间较短，部分区段亦采用三段并一段。
3）经矿山多年生产实践，安全平台宽6m（三段并一段时为9m），清扫平台13～16m，运输道路坡度12%，最小曲率半径15m。正常采剥运输道路宽13m，扩帮道路宽16m。
4）尽可能多圈定矿石，维持露天矿一定的生产规模和服务年限，保证露天矿扩帮的平稳过渡。
5）矿山在实际生产中可根据边坡岩石的稳定性做适当调整，使边坡稳定，以保证安全生产。
4.2.2露天采场境界境界圈定结果
根据上述原则，结合矿山生产情况和装备水平，露天采场境界境界圈定结果见表1。
提出的以上原则和意见，针对圈定的结果可以看出，解决了少剥岩多采矿，露天持续生产5年，为地下开采基建提供了宝贵时间。并为选厂提供稳定的部分矿源。在选厂建成后地下浅部基建提前完成，露天和地下满足选厂需求。并逐步过渡到深部达到持续稳定生产的目的。
4.3露天转井下衔接阶段的地下开采方案
露天境界在矿区北端，因其矿体比较厚大且埋藏浅而采用露天开采，境界圈定后存在露天境界南侧边帮压矿及南部浅部-105m以上矿体地下开采衔接的问题。-105m以下深部开采的基建时间的衔接问题。因露天底部标高为-108m，故此为了浅部基建投资少，见效快，尽快配合新选厂的供矿需求。本着充分利用露天采坑深挖的特点及露天境界内的运输道路的原则，提出在露天采坑内适当的位置开平硐，利用斜坡道及露天坑内运输道路完成对地下浅部矿石的开拓。
4.3.1浅部开拓运输系统
根据棉花堡铁矿浅部地下开拓系统规模为年产原矿135万t/a，设计采用平硐―盲斜坡道、竖井联合开拓，平硐开在露天境界内24m水平，从平硐内下掘盲斜坡道，担负矿、岩、设备材料运输任务。进风井负责入新风，内安设梯子间作安全出口。回风井承担回风任务，内安设梯子间作安全出口。
井下运输采用无轨运输，运输设备选用JZC-20型井下卡车。井下卡车直接进采场装矿，由采区斜坡道运出采场。矿岩通过盲斜坡道和24m平硐运至地表。
主要开拓工程如下：
1）24m平硐
24m平硐位于露天采场24m标高平台处，300线与400线之间，硐口标高24m，平硐断面S净=18.83m2。主要承担矿石、岩石、材料、设备运输任务。
2）盲斜坡道
盲斜坡道布置在24m平硐内，错动界线外，400勘探线附近。硐口标高24m，斜坡道断面S净=18.83m2。
24m～-105m斜坡道，是为15m、-45m、-105m水平浅部开拓系统无轨运输矿、岩、材料、设备进出井下通道。坡度12%，转弯半径20m。
3）进风井
进风井位于露天采场北部，井筒净直径为φ5m，地表井口标高为163m，井底标高-105m，井深268m。-105m水平进风任务，井内设梯子间，入新风兼作安全出口。
4）出风井
出风井位于1000线附近，井筒净直径φ5.0m，井口标高为140m，井底标高-105m，井深245m。井内设梯子间，浅部开拓时排污风并兼作安全出口。
5）15m平硐、-45m平硐布置在露天采场内，为进风平硐及开采这两个水平时井下涌水流入露天采坑，利用露天排水系统统一排出。
以上开拓工程如进风井、出风井、斜坡道等在深部开采时亦利用。
4.3.2基建时间及工程量
浅部开拓系统基建时间为14个月，浅部基建工程总量为5224.8m（125409.9m?）。基建带矿24000t。
4.4露天边帮压矿回收及露天底部保安矿柱回收
露天边帮压矿原则上是露天开采结束后进行回收，但棉花堡铁矿露天开采和地下浅部开采有同时进行的时间。随着地下开采深度的下降，露天边帮南端压矿形成了梯形、孤立的、狭窄的为保护露天边帮的矿柱，不及时处理会影响地下深部大规模开采，造成回采下降速度不均衡，在通风、运输、产量安排、安全生产等留下隐患。后期回收也会在开拓工程上浪费很大工程量，不经济合理。故此提出提前回收方案，采用分段空场法，留柱采房，矿柱的留设尺寸根据有关力学研究部门根据具体的岩石揭露条件、露天和地下爆破的冲击波及当地的地震效应等诸多因素，并利用模型得出具体实际数据，充分保护露天边坡的基础上，进行留设，方可进行提前回采。间柱在深部采用崩落法时一次性崩落作为覆盖层后期回收。露天底部的保安矿柱可作为崩落法的覆盖层在露天结束后回收，在露天坑底覆盖一定厚度的岩石，并实时监测，防止积水，确保露天坑积水慢慢渗透到地下，由地下统一排出地表。回收时应采取以下安全措施：
（1）对露天挂帮矿回收时，井下爆破均采取严格的技术控制措施，严格控制炮孔方位和穿孔深度方面要严格控制孔底距露天底板和边帮的高度。
（2）在起爆方式及装药量上，采用多段毫秒微差爆破，一次总装药量在允许的范围内。
（3）露天采坑必须岩石回填，至少20m，为露天底矿石回采做覆盖层和确保露天坑涌水，缓慢下渗。
4.5矿区总开采顺序
露天开采过程中，进行地下浅部基建，在浅部开采一定时间后，然后进行深部基建。根据基建速度合理安排时间，可节省前期投资，达到滚动投资、以矿养矿的目的。
矿体的回采顺序是：露天开采北部矿体，自上而下进行回采。地下浅部矿体开采自南向北，逐阶段自上而下进行回采。边帮压矿可以选择在露天和地下开采过程中进行回收，也可选择在露天结束后回收。地下深部矿体开采由两翼向中间后退式回采。
5.结论
本次提出的过渡期开采方案的优势，在北部小露天正常强化开采的同时，基建浅部地下开拓，为产量平稳过渡争取了时间，利用现有的露天采坑的高程优势解决了浅部运输、排水、通风等大量工程量，节省了投资。边帮压矿利用平底结构的分段空场法及时回收，考虑了露天生产期间露天采场的安全。采用分段空场法缩短了工期，保证了过渡期产量的稳步增长，为实现过渡期滚动发展创造了条件，露天开采和过渡期浅部地下开采同时进行，规划的年限是5年。可保证新建选厂每年200万t原矿的供矿需求。
参考文献
【1】中国冶金矿业鞍山冶金设计研究院《辽阳顺锋钢铁有限公司棉花堡铁矿采矿200万t/a建设项目初步设计》2014（12）；
【2】《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006；
露天开采的采矿方法篇3
关键词：赋存；回采方法；业平台；残矿量
中图分类号：tD861文献标识码：a文章编号：1006-4311（2014）07-0090-02
0引言
板石沟铁矿是一座拥有四十八年开采历史矿山企业。自矿山成立至今，已对6矿组进行了开采。矿组从上至下相继开拓了-720m、-640m、-580m、-520m主要生产中段，并实行了下行式开采，其中矿组以河床为中心，东部580m水平以上属于露天开采，已于2000年末闭坑。但是矿组东端约有30万吨残存的矿量。板石沟铁矿根据残矿体赋存条件、矿石质量的特点，组成相关技术人员反复论证实践，逐步形成了一套行之有效的残矿回采方法，为矿山创造了巨大的经济效益，同时极大的推动了矿山持续发展。
1上部残矿露天开采方案
露天开采残矿回收主要是回收600m水平以上露天回采时边坡处的残矿。利用原有露天开采台阶高度10m为基础，在600m水平边坡残矿边的公路附近搭设回采平台（10m×10m就行），以便对回采上部残矿时的崩落矿石进行拦截、储存，同时也可利用公路便于矿石运输。可以适当扩展原有露天开采平台，既方便人工作业，又能减少采矿成本。边角又碎又薄的矿体可通过气腿式Yt23-7655凿岩机掘凿，最后崩落。通过600m水平搭建的作业平台对崩落矿石进行截止和回收，而且崩落和剥离的岩石可直接排放到附近的露天坑底作为覆盖层使用。
2坑下残矿回采方案选定
板石沟铁矿经过技术论证，最初确定了两套600-568m水平间的残矿回采方案。第一种是利用平硐回采法，但该方法有三个缺点：一是冬季防冻害困难，影响井下采矿作业和坑底碴石回填；二是残矿体结构相对复杂，矿体稳固性差，生产组织难度大；三是出矿困难，不利于充分回收矿石。
第二种是井下回采法。通过分析残矿体规模和赋存矿量，确定矿体基本是6#矿组主矿体边部矿体和露天开采边坡处残留的矿量。虽距离露天坑底较近（600～568m间露天边坡残矿，580～570m为矿石覆盖层，600～580m为排碴岩石覆盖层），边坡残矿大部分是片岩铁形式的细小的薄矿体，回采难度较大。但是地质品位C=30.79%，储量约为30万吨。矿组西端及南坑都已从露天开采转为井下开采，现有井下采矿系统可以二次利用，一方面能规避冬季冻害，另一方面可实现井下556m水平均衡下降，极具回收的价值。考虑矿组主矿体的开采方法为无底柱分段崩落法，为了做到系统统一，最后也确定采用无底柱分段崩落法进行井下回收残矿体。实践证明，在充分利用原有的井下开采系统的前提下，对上部露天开采边坡内残矿回收具有借鉴作用。下面就其具体实施方案进行重点综述。
2.1根据残矿体赋存状况，合理布置采准工程针对露天边坡残留矿，考虑6#矿组西端及河床矿柱640m水平以下分层均设计为井下开采，采用的采矿方法为无底柱分段崩落法，在设计残矿回收方案时，充分利用井下520m开拓系统和580m回风巷，在回采范围内根据赋存的矿量及矿层厚度设计合理的回采进路形式，并按顺序编号，进路一般高3m，宽3m。用气腿式Yt23-7655凿岩机进行巷道掘进，中深孔采用YGZ-90凿岩机凿岩，首层分段高16m。无论采取何种回采形式，最后都在人行设备井处结束。
2.2系统兼顾，合理掘凿在进行采准工程施工时，首先从580m回风巷道中进入，并对520m水平n1#矿石溜井向上掘凿直到580m水平，作为回采残矿的放矿溜井，最后残矿进入520m运输大巷通过矿车运至主井，与原有的井下采矿系统形成统一，同时从556m水掘凿556-580m水平人行设备井，负责上下分层的人员、设备、材料运输、安全出口以及进风等辅助使用。回采完同一水平的残矿后，从人行设备井中进行实施降段。
2.3在回采残矿体时，按市场经济要求，制定经济合理的出矿品位，充分提高资源利用和矿床的经济价值。
2.3.1对残矿体矿石利用的可行性进行技术论证通过矿采实践和可选性试验得知，除了在回采阶段矿石贫化大些，其经过选厂小粒度干选后入选矿石品位，在最终选别后铁精粉矿石品位基本能达到67.5%，尾矿品位为8.8%。
2.3.2构建采运选生产经济模型参考市场要求确定出矿品位，并将该指标作为一个铁精粉价格变量函数，根据铁精粉市场价倒推，最终得一个相对科学的出矿品位，计算公式如下：a=（α-β）/（γ-β）×0.995×B-（t1+t2+t3）
其中，a、B分别表示预期利润（元/t）、精矿粉税后售价427元/t；α、β、γ分别表示出矿品位22%、尾矿品位8.8%、精矿品位67.5%。t1、t2和t3分别表示采矿成本、矿山到选厂运输成本和选厂矿石磨选总成本，t1、t2、t3的数值分别是48元/t、8.6元/t、32元/t。
通过计算得出预期利润a为6.94元。也就是说出矿品位22%的铁矿石可获得6.94元的利润。鉴于此，在生产管理中可将22%视为出矿截止品位。
2.3.3出矿品位在一定程度上决定矿床的经济价值
出矿品位不同，所出产的矿量明显不同，所产生的经济效益也有差异性。因此，回采残矿前必须进行经济技术分析，以期最大限度拓展效益空间。
2.4针对回采边帮残矿时混岩率较多，出矿品位较低，建议残矿与主矿体同时回采，综合回收，进行合理配矿在回采阶段的技术措施与前期采矿技术基本相似。采场内通过n1#通风天井通风，同时需要在其周围布置一局扇进行抽出式通风，采场出矿设备采用t4G装岩机或1m3小型铲运机出至矿石溜井中，再由520m水平运输大巷通过2m3矿车拉至520m水平矿槽，并用主井提升到地表再到选厂，以稳定矿山产量，确保矿山持续发展。
3结论
①残矿回收一方面能提高设备利用率，有利于矿山安全生产，另一方面能实现矿山的持续发展，拓展效益空间。露天边坡残矿几年来已回收约20万吨就是很好的证明；②板石沟铁矿在回收6#矿组东端露天边坡残矿的实践过程中，认真分析残矿体赋存状况及在如何做到经济地回收残矿时，制定一套科学的残矿回收方案，现有采矿系统可二次利用，特别是在对600-568m间残矿井下回收时，能够与现有井下采矿系统统一，科学掘凿，一利于控制采矿成本，二能实现残矿体和主矿体在556m水平均衡下降；③目前板石沟铁矿在残矿回收方面已取得一定成绩，但仍然有很多要改进的地方，例如回采率偏低约62%。另一个问题是井下坑道在回采阶段与露天采矿系统的衔接、巷道通风以及冬季冻害防治等环节还须进一步研究解决，这些问题是我们今后着重研究的方向；④残矿回收地段由于受矿体赋存状况影响，片岩铁较多，岩性较破碎，冒落现象多，地压变化情况复杂，相关地质资料一定要全，边坡残矿体细小又薄且不稳定为难采矿体。在布置回采进路时，必须统筹兼顾，科学设定回采工序，提前做好防止残矿体冒落的措施，并根据市场经济要求科学配矿，这是提高残矿回收率的关键。
参考文献：
[1]赖活.生露天边帮残矿回收实践[J].金属矿山，2007（01）.
露天开采的采矿方法篇4
【关键词】露天矿开采工艺机电设备选择
矿山开采工艺的选择是在矿山生产工艺系统优化过程中首先遇到的决策问题。在露天矿开采工艺及设备优化选择方面，有几种应用较为成熟有效，是有其发展前途的方法。
1系统模拟方法用于工艺及机电设备选择
借助于计算机工具的系统模拟技术，是一种实用性强而行之有效的方法。就运用系统模拟方法所获得的研究结果如何用于开采工艺及设备的优化选择做些讨论。对一个单斗电铲采掘的工艺系统进行了系统模拟。通过系统模拟还可以得到各项生产费用与实动电铲比的关系，随着实动车铲比的增加，电铲生产费用趋于下降，而卡车生产费用趋于上升，总生产费用则有其最低值及与之相应的实动车铲比值。从而可以选择优化的车、铲数量比例。对于新建或改建露天矿的设计，可以通过系统模拟方法进行分析计算与对比寻优。
2人工智能方法用于工艺及机电设备的选择
采矿工艺及机电设备的选择所研究的对象是复杂的系统问题，它具有多因素和非确定性的特点，而传统的定性分析或定量优化的方法具有较大的局限性。人工智能方法中的专家系统技术、人工神经网络技术及遗传算法引入采矿工艺及机电设备的优化选择。以露天开采工艺和设备的选择系统说明人工智能方法的应用。
根据露天矿开采的物料按其硬度或可挖掘性以及有用性可以归纳为如下三类：（1）采掘设备可直接挖掘的松软剥离物，如表土、风化岩石等；（2）采掘设备难以直接挖掘需预先松碎的剥离岩石层，如硬岩或中硬岩层；（3）有用矿物层，如煤层等。这三类物料的开采工艺不尽相同。露天矿开采工艺的优化应按所开采的物料类别分别进行研究。在系统分析影响露天矿开采工艺选择的主要因素的基础上，提出了矿床露天开采工艺定量综合评价的指标体系，并应用专家系统技术、计算机模拟技术等建立了露天开采工艺系统优化决策的模型。该优化模型通过对松软层、岩石层和有用矿物层的开采工艺的分部优化来达到露天矿开采工艺系统总体优化的目标。
2.1露天矿开采工艺系统优化选择模型结构
露天开采工艺系统的优化选择模型是应用专家系统技术、计算机模拟技术、系统分析及评价等方法建立的智能性决策模型。图3显示出模型的系统组成及其相互关系，其实现过程可以归结为如下三个阶段：（1）系统准备阶段：建立地质矿床模型、地质数据库、采矿机电设备及技术数据库、工艺性评价综合数据库。建立工艺类型选择、开采机电设备选择及主要作业参数选择的专家知识库和智能推理控制系统；（2）系统决策阶段：进行开采工艺类型的选择，再对主要开采工艺机电设备和主要开采技术参数等进行选择；（3）系统评价阶段：通过露天矿开采的模拟模型对工艺系统和机电设备进行技术和经济评价，以确定最佳的开采工艺。
地质矿床模型是系统决策和评价的基础。主要包括松软层、岩石和矿物层的地质模型和地质数据库，对各个开采层的结构、空间分布状态特征，进行量和质的估算分析、地质图件的绘制，并形成开采工艺决策所需的专用数据库。
2.2露天开采工艺与机电设备系统的优化选择过程
露天矿开采工艺优化决策主要包括工艺形式的选择、主要开采设备的选择、主要技术参数的确定等功能。其实现过程是依据矿床工艺性综合评价指标体系，由知识库对矿床进行定量评价的基础上，首先选择出可能的开采工艺类型，然后选择采装、运输、排弃环节的主要开采工艺设备和主要开采技术参数。显然工艺性评价指标体系是整个系统的核心，工艺类型的选择则是主体目标。
（1）露天开采工艺与机电设备系统类型的选择。露天矿开采工艺系统类型的选择是按决策网络分层进行的。其分层结构及综合评价指标体系简要叙述如下：第一层；目标层即露天开采工艺与机电设备系统的优化选择；第二层：分目标层即为松软层、岩石层和有用矿物层露天开采工艺的优化；第三层：露天矿开采层工艺综合评价的指标体系，是在分析工艺选择的内外部主要影响因素的基础上提出的。
（2）开采工艺设备及主要作业参数的选择。开采工艺类型一经确定，系统就可选择出各个环节的各种主要开采设备及其适宜的作业参数。设备的选择是由系统调用专家知识库、采矿机电设备数据库等实现的。其过程是首先选择采掘设备，然后由知识库匹配相应的运输设备、排弃设备、主要辅助设备，并给出各种主要设备的主要作业参数。
采矿知识库的运行是由设备选择知识库控制和组织的。设备选择时由设备知识库向采矿知识库调用开采物料时的有关采矿技术数据如满斗系数、切割阻力等，进而由设备知识库匹配规则.获得各种可行的设备，最后由系统自动比选、排序，完成采掘设备的选择。
最后，系统通过运行开采模拟模型，按照所选择的主要工艺系统及设备，对设计或专项研究提供的开采方案，由计算机模型模拟其开栗过程，得出矿岩量、运输距离、设备数量等，从而完成投资、成本估算和经济评价，优选最佳的开采工艺设备系统。
参考文献：
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[2]潘凤涛.露天煤矿用机电设备的预防性维修.内蒙古科技与经济，2008.3.
露天开采的采矿方法篇5
关键词：露天开采技术；露天采煤；发展
70年代以来，煤炭在一次能源中所占比重在70%左右。据专家预测，在未来100年内，煤炭在我国一次性能源构成中仍占主导地位。中国人均煤炭探明可采储量仅为世界人均平均值的1/2。可见我国煤炭资源虽然储量大，但相对储量明显不足，而且石油和天然气的储量又很少。按目前预测，到2020年我国煤炭需求量将达50亿吨左右。按此开采强度递增，我国煤炭开采不足维持50年。由此可见，如何开采煤炭资源将关系到我国的能源安全问题。煤炭开采可持续发展问题，随着国民经济的飞速发展，逐渐凸现出来。优先大力发展劳动生产率高、资源回收率高、生产能力大、安全性好的露天煤矿势在必行。
一、露天采煤技术
地下采煤生产的发展，推动了采煤技术的进步，18世纪以来，地下采煤技术经历过两个发展阶段：第一个发展阶段，18世纪肇始于英国，采煤从手工生产过渡到机械化生产。以蒸汽为动力的提升绞车、水泵、扇风机，取代了辘轳提升、水斗戽水和自然通风。20世纪初到40年代后期，陆续出现了风镐、电钻、凿岩机、链板输送机、气动装岩机、电动装载机、带式输送机、自动卸载矿车等采掘设备和大功率的电动绞车、水泵、扇风机等技术装备，但采掘工作面仍以使用电钻的爆破落煤技术和凿岩机为主。我国自1875年起，逐渐实现了矿井提升、矿井通风、排水等几个主要辅助生产工序的机械化作业，这是中国近代采煤工业的开始。第二个发展阶段，采掘工作面从单一生产工序的机械化，发展为全部工序的综合机械化。矿井生产的日趋集中，生产规模的日益扩大，推动了矿井运输、矿井提升等环节的进一步技术改造。一些装备正朝着大型、强力、高速的方向发展。露天采煤包括剥离和采煤作业是一个移走矿体上的覆盖物，得到所需矿物的过程。首先剥去上覆岩层，使煤层敞露，然后开采。地下开采则需开凿一系列井巷（包括岩巷和煤巷），进入地下煤层，然后进行采煤。
二、露天采煤发展
露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式，中国可供露天开采的矿产资源丰富。平朔、霍林河、伊敏河、准格尔、元宝山、昭通等地的煤田，均有可观的储量可供露天开采。露天采煤始于出现了勺斗容积为3～4立方米的动力铲和以铁道或汽车配合使用的采、装、运设备。60年代以来，露天采煤规模、技术装备发展迅速，各种工艺方式都已形成配套的设备组合和系列，并已用电子计算机监控的吊斗铲，日产20余万立方米的轮斗铲，载重达200～350吨系列的自翻车和自卸汽车；以及带宽3.6米，最长作业线98.65公里，最大生产能力每小时达48000米立方的带式输送机等。我国现在正在大力发展露天采煤。
三、露天采煤过程
无论露天开采还是地下开采，都必须首先进行地质勘探，查明含煤地层的分布范围、可采层数、层厚、倾角、储量，以及地质构造、自燃倾向、水、瓦斯等赋存状况和开采条件，然后合理规划矿区的建设规模、矿井数目、产量和建设顺序。根据矿区总体设计和矿井设计，逐一建设后移交生产。
四、露天开采工艺
露天开采工艺，按作业的连续性，分间断式、连续式和半连续式。间断式开采工艺适用于各种地质矿岩条件；连续式工艺劳动效率高，易实现生产过程自动化，但只能用于松软矿岩；半连续式工艺兼有以上两者的特点，但在硬岩中，需增加机械破碎岩石的环节。开采顺序是采矿和剥离在时间和空间上的相互配合。当矿体埋藏较浅或地表有露头时，应用露天开采最为优越。与地下开采相比，优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低，适于用大型机械施工，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全。但需要剥离岩土，排弃大量的岩石，尤其较深的露天矿，往往占用较多的农田，设备购置费用较高，故初期投资较大。此外，露天开采，受气候影响较大，对设备效率及劳动生产率都有一定影响。随着开采技术的发展，适于露天采矿的范围越来越大，可用于开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。对平缓矿床（一般矿层倾角小于12°）采用倒堆、横运或纵运采矿法。对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法。
五、露天开采作业内容
主要包括穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何，是露天采矿的关键。穿孔爆破是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔，以炸药爆破。对矿岩进行破碎和松动。采装工作是用人工或机械将矿岩装入运输设备，或直接卸到指定地点的作业。常用的设备是挖掘机（有多斗和单斗两类）、轮斗铲和前端式装载机，广泛采用的为单斗挖掘机。运输工作是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点（或选矿厂）和排土场，同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机，还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件，露天矿生产能力，开采深度，矿石和围岩的物理力学性质等，经过全面技术经济比较后，确定合理的运输方式。排土工作系指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的大量表土和岩石，运送到专门设置的场地（如排土场或废石场）进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同，分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或索斗铲排土等。
六、露天开采的展望
露天开采的采矿方法篇6
关键字：露天采矿；地下采矿；采矿技术；发展趋势
中图分类号：tD804文献标识码：a文章编号：
引言
随着现代科学技术的不断发展，人们对矿物质的需求量也在逐年的增加。综观我国的矿物质的发展历史，在改革开放以来我国采矿技术的主要发展趋势是不断的对其采矿的设备以及矿物质的加工设备进行改造。由于矿物质一直以来就是工业发展中必不可少的，一个工业要想在这个社会上发展，必然是离不开矿物质，因此，对于现代工业部门来说，矿物质是工业生产的基础物质。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势一直受到广大人群的关注。
一、目前采矿设备使用的情况
1、露天采矿设备的使用
(1)要想让有限的矿物质得到有效的开发与利用，必须对采矿设备进行改造。就目前的发展形势来看，开采设备大型化是现在采矿技术的发展趋势之一，于此同时，也是有效的把矿物质集中开采的必然要求。大型露天采矿设备的使用，不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。经过实践可知，大型露天采矿设备的使用，确实可以有效的提高矿山的生产量及矿物质的经济效益。如，单斗电铲与卡车在配套规格方面，在不断的研发与更新，一般是每个10年左右更换一次。就目前单斗电铲的容量来说，已经达到80.2，它所装载矿物质的重量已经超过110t，与单斗电铲相匹配的卡车所载货物的重量也已经达到了380t。目前这种设备的发展形势已经成为主流。
(2)在使用大型露天采矿设备的同时，还要使用液压设备，液压设备的使用将会成为以后采矿技术的发展形势，也将会得到更广的使用范围。由此我们可以看出，在采矿的过程中，除了要使用大型露天采矿设备外，钻孔、铲装设备也向着液压化的方向逐渐的发展。
(3)在采矿的过程中，要想提高采矿的效率，必然要提高运矿的速率。现如今运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续或半连续开采工艺进行露天矿山剥离和采矿工程，是国际性发展趋势。使用大型的运输设备，可以有效的提高矿物质的运输效率，如使用小型的火车运输矿物质或者使用矿用汽车运输矿物质等方法，都能有效的提高矿物质的运输效率。因此，在露天采矿过程中，提升小型火车及采矿汽车的运输系统，已经是现如今值得发展的方向。
2、地下采矿设备使用的情况
(1)地下采矿与露天采矿相比，显然是比较繁琐的，现如今为了提高地下采矿的效率，地下采矿的设备已经向着大型化、智能化、自动化的方向进行有效的发展。地下采矿现在所使用最大的电动铲运机所承载矿物质的重量为30t，而在井下所使用的最大采矿汽车所承载矿物质的重量为100t。另外，在采矿技术自动化方面，遥控铲运机已应用于采矿生产，在地下开采矿物质的过程中，往往会出现这样那样的危险情况，遥控铲运机的使用可以处理较小空间以及较为危险的采矿区域，避免人为处理而造成危险的情况。由此看来，地下采矿工作将会向着机械自动化的方向发展。
(2)在最近的几年当中，经过研究人员的不断努力，在凿岩和爆破这两个方面取得了较大的成就，在矿物质开采的过程中，有效的提高了凿岩的速度以及凿岩的精确度。实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。就目前的形式来看，地下矿物质开采的技术还有提升的空间，采矿凿岩设备的发展形势将会朝着智能化及自动化的方向不断的发展。采矿过程中，凿岩设备使用自动化的技术不仅可以有效的提高采矿的速率，还可以提高矿物凿岩的精确度。
(3)在采矿的过程中，能有效的运用好采矿设备是非常重要的。对此，有关采矿部门对采矿所用的设备进行了合理化的配套使用，运用机械设备的技术比较高。地下采矿是一个比较困难的工作，如何才能让它能够快速有效的工作，那就需要对其采矿的装备进行合理化的配套使用了，电动及遥控铲运机的使用标志着采矿进入智能化的阶段，这将成为未来采矿技术的发展趋势以及技术研发的方向。
二．目前采矿所使用的工艺
1、在采矿的中也需要一定的工艺技术的。先如今的露天采矿所存在的工艺，在我国采矿的产量来看，露天采矿产量显然是比地下采矿的产量要高，由此看来，露天采矿技术是矿山开采的主要方式。从这几年的采矿产量形式的情况来看，露天采矿与地下采矿的产量之比基本稳定在5：1的状态。其中有85%的矿石产量为露天采矿技术所产的产量，而地下采矿技术的产量仅仅为15%。现如今，随着矿物质的不断减少，这中采矿的比例将会呈现出逐渐减少的趋势。就目前的形式来看，露天采矿工艺的发展趋势将呈现于开采工艺的综合化。
2、在采矿中，地下开采工艺也是采矿技术的主要技术之一。与露天采矿技术相比，地下采矿技术所开采的矿物质的产量的比例相对较少，但是就开采的矿物质的数量来说，要比露天技术开采的数量较多，显然，地下采矿技术开采矿物质的利润空间是非常可观的。例如，在西方的各个国家内的地下矿厂将近有400座，它们所设立的地下矿厂多为小型的矿厂，虽然他们所设立的地下矿厂规模较小，但这些矿厂的产量却非常的可观，效益也非常的高。因此，大力的发展地下采矿技术也将会成为将来以后的采矿的发展趋势。
3、露天开采技术与地下开采技术相结合的技术也是未来采矿技术发展的方向。随着露天矿物质的逐年减少，露天采矿将渐渐的走向结束。很多商家把采矿的目标逐渐的转向了地下的矿物质，但更多的商家是把采矿的技术目标转向了露天采矿与地下采矿相结合的技术当中。但是露天采矿转向地下采矿涉及到太多的技术问题，在露天采矿过程中使用的技术，在地下采矿过程中完全使用不上。因此，使用露天采矿与地下采矿相结合的技术进行采矿，是目前采矿中的发展形势。
三、使用岩石开挖的发展趋势
在矿物质开采的过程中，由于山体较大，对矿物质开采不方便，采矿技术人员往往是利用凿岩爆破的方法对矿物质进行大规模的开采。这种技术被广泛的应用于各个国家的采矿当中。凿岩爆破法的传统应用领域是块状硬岩矿层。在这些条件下还看不到有什么可用的代替方法。在近几年来，采矿技术人员对凿岩和爆破方法进行了不断的研究，逐渐的提高了凿岩的速度和凿岩的精确度，这不仅有效的提高了采矿的速率，还提高了采矿的数量，有效的提高了采矿的生产的经济效益。另外，研究人员还研发了现场可由用户设计及加工火药的技术，有效的减少了繁琐的爆破工作。这种技术得到了广泛的使用，这这种技术将会成为未来几年的发展趋势。
四、总结
通过综上所述，我们不难发现现在采矿技术的发展趋势。露天采矿技术和地下采矿技术的发展趋势都趋向于大型化、智能化以及自动化。现如今使用的大型露天采矿设备，不仅可以简化采矿工程、降低采矿的时间、节省人力物力。还可以降低采矿所需的成本、提高采矿的经济效益、提高矿物质的利用率。因此，露天采矿技术和地下采矿技术将成为采矿中广泛的使用技术手段。
参考文献
[1]王晓秋,郭冬岩,吕广忠.我国地下金属矿山采矿技术的发展与展望[J].河北理工大学学报(自然科学版).2008(01)
[2]王艳萍.价格机制在矿产资源有偿使用中的作用与创新[a].中国地质矿产经济学会资源管理专业委员会2006年学术交流论文汇编[C].2006
[3]刘春波,孙光华,李富平.我国地下矿山采矿技术发展及趋势[J].河北理工大学学报(自然科学版).2009(02)
露天开采的采矿方法篇7
关键词：空区；参数;露天矿；侧翼揭露斜孔逐渐推进法
Flanktoexposeinclinedholegraduallyappliedinthreevillagemultilayercomplexgoaftreatment
XuyingYangsenlinzhanghpngzhao
（LuoyangCityConstruction&engineeringCo.Ltd，luanchuan,henna,471500）
abstrac:LuanchuanCountyinHenanprovincethreeDaoZhuangopenpitmineminingisspecialtoopencastmining，thehistoryofalotofgoaf，withtheopenstepstepbystep，alargenumberofundergroundgoafrestrictstheopencastmining，Goaftreatmenthasbeenaccompaniedbytheopenpitproductionsimultaneously，thispaperintroducesthreeZhuangminingundercurrentconditions，methodfortreatmentofopenpitbottomlargemultilayergoaf，thethreeDaoZhuangminegoafflankexposedinclinedholemultilayergraduallyadvancingprocessshouldhavethesafetyparameters，Specificationoftheemptyarea,sitepreparation,perforation,blastingandshovelconstructionrules，tosolvetheminingsafety,recoveryofresidualoreutilization，especiallyatpresent,China'smineralresourcesshortage，tosolvethesametypeofdomesticmineralresourcessecurity，theeffectiveuseofresources,eliminatepotentialsafetyhazards,thereasonabledevelopmenthasreferencesignificance。
Keywords:goaf；parameter；openpitmine；Flanktoexposeinclinedholegraduallyadvancingmethod
中图分类号：tU71文献标识码：a
三道庄矿区历史上经过30多年的地下开采，在露天开采境界内形成了大量的地下不规则空区[1].，共有空区面积120万m2，空区体积1800万m3，而受空区影响的地质资源占整个三道庄矿区资源总量的30～40%。由于大规模采空区群存在于当前生产的露天境界内，采空区极其复杂，这些采空区的长期存在，严重影响了矿山的正常生产[3]，给矿山施工的人员和设备带来了极大的安全威胁，残矿资源回收难度大，危险程度高。为了确保露天矿生产的安全，减少资源浪费。随着采场台阶的下降，空区处理的难度逐步加大，急需开展三道庄露天矿空区处理与残矿回收利用示范工程整体方案研究工作，通过空区处理方法及工艺设计，为今后的空区处理与残矿回收工程设计提供技术规范。
多层复合空区：有相对独立的构造带，顶板岩石不稳固，空区顶板连续暴露面积较大；上下层空区重叠复合，上层空区底板与下层空区顶板间的原岩厚度小于最小安全厚度。多层复合空区的处理可根据空区赋存形态及空区关联性分一次或多次进行处理，其主要方法有：侧翼揭露斜孔逐渐推进法、中深孔切割崩落法以及并段台阶深孔崩落法[5]。本文主要介绍侧翼揭露斜孔逐渐推进法。
1.三道庄矿区现状
三道庄钼矿床为我国重要的钼资源基地，矿石地质储量达20亿吨，位居亚洲第一，世界第三。三道庄矿自2003年地采结束后，井下巷道工程全部封闭，人员设备均无法进入井下，空区和残矿不能在井下处理和回收。矿区内残矿资源大部分矿体出露山坡，全部矿量均可用露天开采法采出，采用露天开采平均剥采比（1.2t/t）小，贫化、损失小，生产成本低。在露天境界范围内的采空区，在露天剥离时采用地表中深孔崩落法分区分类进行处理，在地表将露天采场按空区分布进行了区域划分，对整个地下空区按危险等级和处理难易程度进行了系统科学的分类，对露天开采和空区处理进行统筹规划，按分期、分段进行[7]；采用探测、监测、采矿、处理并举，探测先行系统作业法，对空区顶板先行探测，确认空区顶板原岩厚度，同时对高危空区进行岩移监测，建立空区安全预警系统，形成了集探测、监测、开拓、采矿、铲装、运输、空区处理、安全预警为一体同步进行，依实施法，分期分段的残矿开采技术体系。
2．侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法工艺
多层重叠空区边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法适用于空区相互重叠且空区之间的隔层厚度小于最小安全厚度，无法在一个水平一次同时处理的多层空区处理。方案的主要特征：首先在满足顶板最小安全厚度台阶采用单层空区处理的方法崩落第一层空区；再将台阶推进至下一层空区侧翼，布置斜孔崩落空区顶板，然后再一次将台阶推进至空区侧翼，布置斜孔崩落顶板，依次直至空区处理结束。
2.1多层重叠空区边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法处理应具备的安全参数
2.1．1天气条件
为保证空区处理安全以及施工质量，多层重叠空区边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法处理不应在雨季进行，选择在非雨季的晴天或阴天期间组织施工。非雨季进行单层空区处理施工时，如果遇到暴雨天或长时间的下雨应停止施工，等雨停后再根据情况恢复施工。另外雷电、大雾天气禁止实施空区处理爆破施工。
2.1.2地质条件
根据边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法的工艺特点，采用该法处理空区和回采残矿人员和设备都没有在空区直接顶板上作业，避免了空区不稳定给人员和设备带来的危险。为此，地质条件参数对采用该法影响小。
2.1.3空区顶板厚度参数
边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法处理的多层重叠空区上方覆盖有较厚的虚碴，同时空区顶板原岩厚度小，空区随时都可能出现垮塌。根据边部侧翼揭露斜孔分次逐渐推进法的工艺特点，采用该法处理空区和回采残矿人员和设备都没有在空区直接顶板上作业，避免了空区不稳定给人员和设备带来的危险。为此，空区顶板厚度参数对采用该法影响小。
2.2台阶侧翼推进与场地准备
最上层空区崩落处理后，从下一层空区的侧面采用边铲装边探测的方式，小步骤推进台阶，直至将台阶推进至空区边部时，立即停止向前推进。然后平整场地，提前准备黄泥、水等施工辅助材料，进行空区处理钻机施工准备。
2.3穿孔施工
2.3.1孔网参数及孔深
穿孔采用351潜孔钻进行[2]，孔径Φ140mm。根据岩石硬度（f=6-8）以及中深孔崩落处理空区的要求，空区侧翼正常台阶炮孔采用6.0×4.0m孔网参数，孔深13.0m。前后排呈三角形错开布置。空区边部布置2-3排斜孔孔网参数进行加密，采用5.0m×3.0m的孔网参数。根据下部空区情况，在距空区最近的一排斜孔倾角65°-70°，第二炮斜孔倾角倾角70°-75°，第三炮斜孔倾角75°-80°。
2.3.2穿孔施工顺序及技术要求
现场放孔时必须严格按照设计的孔位进行布孔，孔位误差不得大于0.5m；穿孔施工必须先探测孔，禁止边打探测孔边打非探测孔；探测孔施工完毕后周边炮孔孔深根据探测孔情况及时优化调整，调整原则为根据穿透空区的探测孔孔深周边孔减少1.5m。
在施工过程中，要求施工人员对每个孔的孔位、孔深及施工中出现的问题进行全程跟踪记录，发现问题及时向设计人员进行联系，然后根据施工中出现的问题对设计进行修改补充。每个孔施工完毕后，必须对孔进行保护，孔口周围0.2米以内岩粉必须清理干净。在施工时由一人操作，一人在钻边观察发现异常情况立即撤离并上报矿山主管部，由矿山领导组织人员对异常情况进行评估分析，并采取措施排除危险后再进行施工，否则不准施工。
2.3.3炮孔验收
炮孔施工完毕后，技术人员对施工炮孔的孔深、孔位、标高、倾角等进行验收测量，检测炮孔是否符合设计要求；查看乱孔、透孔、水孔的数量；所有炮孔验收后，发现施工炮孔不能满足设计要求时，应进行补孔或提出补救措施。
2.3.4爆破施工及组织
炸药类别为多孔粒状铵油炸药或或粉状乳化炸药，但水孔应采用乳化炸药。孔内采用连性柱状装药结构，打透空区的炮孔应先吊孔堵塞，在下部采用岩粉充填1.5-2.0m后再进行装药，孔口采用细岩粉密实充填，充填高度3.5m。堵孔严禁用水冲或用金属物通孔[4]。炮孔深度小于15m，爆破以前端台阶坡面为自由面进行侧向爆破。
2.3.5爆破后安全分析及残矿铲装
空区爆理后，应对爆区及周边范围封闭24小时，安全评估人员在24小时后对爆破后塌陷区及周边空区稳定性进行安全评估。爆区安全评估分两步进行，首先根据爆破后观察到的现场塌陷情况，分析空区是否塌陷，然后技术人员进入现场对爆堆进行测量，并根据测收的爆堆制作剖面图；根据剖面图爆堆形态与爆前空区形态进行对照，按岩石松散系数法分析空区充填密实情况。周边空区稳定性评估主要根据地压监测情况对周边空区稳定性进行判断。
安全评估后，矿山再根据评估结果制定铲装及台阶推进方案。当空区处理爆破后经评估分析确定空区没有崩落时，首先应对爆区进行封闭，禁止人员与设备入内。未塌陷区内铲装推进应从空区侧翼进行，先由台阶两翼围绕爆区周边向中央小步距铲装“蚕食”推进，边铲边探。向前推进的同时，从采空区边界开始，按6m×6m网度布置钻孔探测空区情况。当铲装至空区边缘时，应停止向前铲装，然后在安全区，空区顶板侧翼凿倾斜炮孔，对空区进行二次处理。
综上分析，三道庄露天矿地下空区采用以露天生产的同时使用侧翼揭露斜孔逐渐推进法处理处理方案。即在露天剥离范围内的采空区，在露天剥离时采用侧翼揭露斜孔逐渐推进法分区分类进行处理，从1998年至2006年底，三道庄露天矿共处理空区107次，处理空区面积329336m2，处理空区体积319745m3，消除了大量隐患[2]，有效的解决了三道庄矿区采矿安全，残矿回收利用问题。特别是目前，我国矿产资源紧张的情况下，对于解决国内同类型矿山资源的安全，有效利用资源、及时消除安全隐患，合理开发具有参考意义。
参考文献：
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露天开采的采矿方法篇8
关键词：采矿作业；采矿工艺；技术；应用
中图分类号：tD43文献标识码：a
现阶段，随着科学技术的发展，采矿技术也在不断进步提高，而且采矿工艺更加注重生态化和智能化措施的应用。折服于提高采矿水平，促进经济发展具有重要意义。此外，我国的采矿行业管理规范也在不断完善，推动了采矿业的进一步发展。
一、采矿作业中采矿工艺技术的应用
1露天采矿工艺。在矿山的开采过程中，露天采矿是其中主要的开采方式，根据相关数据统计，在过去的几年中，露天开采的矿石产量差不多是地下开采的矿石产量的6倍，露天矿石的开采量大概是85%，而地下矿石开采量大约为15%，出现这种情况主要是由于地下矿石开采技术有限，而露天矿石技术水平较高，但是也由于过去过度地开采露天矿石，导致现在和未来露天的浅部矿石资源可供开采量十分有限，需要提高矿石开采技术，开采更多的深部矿产资源，深部资源勘探技术将会得到较快的发展。露天采矿工艺也将向综合化方向发展。
2地下采矿工艺。目前，各国地下矿产资源的开采量比较小，主要是由于各国过去矿产资源的开采上都集中在露天开采中，地下的矿产资源数量仍然较多。为了提高地下矿产资源的开采率，需要不断改进传统的地下采矿工艺是地下采矿工艺发展的方向。例如，对传统地下采矿工艺中的充填采矿技术进行改进，研究新的充填工艺与填充材料，改善和扩大自然崩落法技术，研究开发出特定矿体改进采矿技术。
3溶浸采矿技术。现阶段，各国溶浸采矿技术的基础还比较薄弱，但是溶浸采矿技术在回收复杂低品位矿石，回收提取现堆存废石中的有用资源以及提出尾矿中的矿物中具有一定的优势，随着矿产资源供求的矛盾的加大以及环境保护的进一步发展，溶浸采矿技术也将得到进一步发展，而且溶浸采矿工艺在矿产资源的开采中将会占据越来越重要的地位。
4空场采矿技术。空场采矿工艺技术指的是通过矿柱和矿房划分矿块，在进行回采，当矿房采完以后，在开采矿柱。矿房回采中利用敞空的形式，为了保证矿房的强度，还需要利用围岩和矿柱，矿房采完之后，需要及时处理采空区；为了对矿柱回采条件有效的改善，用充填料充填过矿房之后，需要借助于采矿工艺技术来回采矿柱。
5崩落采矿技术。在采矿作业中应用崩落采矿工艺技术，主要是崩落围岩，以便对地压进行管理。在不断推进回采工作面的过程中，按照计划崩落围岩，并且填充采空区，以便对地压有效的管理。
6充填采矿技术。在采矿作业中应用充填采矿工艺技术，主要是在推进回采工作面的过程中，利用充填料来充填采空区，为了对采空区有效的维护，在充填的时候，还可以有效结合充填料和支架的方式。
7露天联合地下开采技术。由于过去各国主要集中于开采露天的矿产资源，导致露天的矿产资源开采逐渐结束，不得不转入地下矿产资源的开采或者露天联合地下共同开采，露天转地下矿产开采技术需要对现有的露天采矿工艺与地下采矿工艺进行改进，同时还需要研发出新的开采技术，因此，在未来，露天转地下开采技术和露天联合地下开采技术将是采矿技术研究的重要问题。
二、采矿工艺技术的发展分析
随着矿产资源深部开采的发展，未来的采矿技术既需要满足解决深部矿产资源的开采要求，还需要具有监控岩爆和地温的功能，而且随着全球环境污染的日益严重，未来的采矿技术还需要矿产资源的开采与环境协调发展的目标，地下采矿工艺中填充采矿法将会得到进一步发展并且得到广泛运用，填充的材料也将会得到改进，填充材料的限制也会放松。微型铲运机设备会进一步微型化发展，并会在地下采矿中也将得到广泛的运用。
1地下矿山采场稳定性及岩层控制技术。可以积极利用高科技检测技术，比如，在地理物理检测方面，可以很好对一些矿产进行检测，并且还能对相关的一些地理情况及其存在不足的采矿产所进行分析。此外，利用实验室和专家的系统方法，也可以将相关的顶板破坏方式进行预测，结合具体情况，研究充填体强度受到废石充填的影响程度。
2地下矿山无废开采技术。需要关注地下矿山相关废石问题，在安全性不受影响的基础上，优化采切工程布置，对采矿工程布置方法进行研究，从而可以使得相关的工作目标可以彻底得到实现。此外，一定要把所有的废石不要尽量的弄出坑口，加大工作的同时也会导致环境遭到破坏。
3废石和尾矿混合填充料填充技术。为了对充填体的强度进行提升，需要进行多次科学的试验，对充填体中废石的比例合理确定，并且结合充填料水的渗透实验结果，对填充脱水结构进行布置设计，这样填充脱水时间就可以得到较大程度的缩短。同时，在设计矿山工程的过程中，需要将矿山生产中的废石排放路径充分纳入考虑范围，以便促使废石不出坑真正实现于采矿生产过程中。
4地下矿山地面沉降塌陷灾害预警系统。可以将3S技术应用到采矿作业中，这样就可以有效判断矿区地表塌陷区的遥感图像，并且分析其他的一系列因素，如地质情况、采矿资料等，还可以对地下矿山采空区灾害管理信息系统进行构建，这样可以动态反馈和调整相关信息，避免有事故出现，安全生产的目的也可以得到实现。
参考文献
[1]杨映忠.对采矿作业中采矿工艺技术应用的问题分析[J].广东科技，2014（08）.
[2]田稳书.论采矿工艺技术在采矿作业中的应用[J].经营管理者，2014（18）.
露天开采的采矿方法篇9
关键词：煤矿开采；开采技术
煤矿开采的主要形式有露天开采和井下开采两种形式。
1露天开采
露天开采一般是从露出地面的矿物层里面开采出有用的煤炭资源的过程。当煤矿资源埋藏不深或者在地表能露出矿物时，用露天开采的方式比较适合，同时也能达到最大的效益和较高的资源利用率。
和地下开采相比较，露天开采的优点很多。露天开采相比于地下开采受空间的限制比较小，可以运用大型的机械设备，在产量上和开采强度上都大大提高；露天开采成本较低切劳动生产率更高；由于是在地上施工，作业环境也比较安全，安全事故发生率大大低于地下开采。但露天开采的缺点也很明显。开采过程中涉及到穿爆、运输等作业的粉尘太多，对环境的影响较大；露天开采由于产生太多的剥离物，因此需要更多的废有场地；露天开采收气候的影响也比较大，冰雪天气，严寒酷热天气、暴雨天气都对露天开采有很大的影响。
其主要施工流程为：露天开采境界确定，穿孔爆破，采装工作，运输工作，露天矿开拓，排土工作。
2井下开采
当煤矿资源埋藏的深的时候，用露天开采的方式已经不能将埋藏的比较深的煤矿资源从地底开采出来，这时候就要用到井下开采的方式。煤层根据角度的不通可以分为近水平煤层（倾角在0度到12度之间）、倾斜煤层（倾角在12度到90度之间）。
煤矿的落煤方法主要有爆破落煤、水力落煤、采煤机截割落煤、联采机截割落煤，联采机截割落煤和采煤机截割落煤以及爆破落煤为旱采，水力落煤为水采。我国运用的最多的方法主要是旱采，而旱采包括两种方式，一种是壁式采煤法，另一种是柱式采煤法。
2.1壁式采煤法
我国普遍采用的采煤方法是长壁式采煤法。长壁式采煤法一般具有比较长的工作面，其长度大概为80米到240米；为了煤炭的运输和保持采煤现场的通风要在采煤工作面的两端必须要配置不少于两道的巷道，从而能形成完整的生产系统。在采煤过程中，回踩的工作面要边推进边支护，防止坍塌现象。随着工作面的推进，采空的部分应该有计划地进行处理，避免出现采空区。采落的煤要沿着平行于采煤工作面煤壁的方向运出采煤现场。
长壁式采煤法的分类。按照厚度来分，煤层可以分为薄煤层（厚度为可采厚度到1.3米）、中厚煤层（厚度为1.3到3.5米）、厚煤层（厚度为3.5到10米）、特厚煤层（厚度为10米以上）。根据煤层不同的厚度，壁式采煤法可以分为整层开采和分层开采，整层的开采适用于煤矿厚度为薄煤层和中厚煤层时。当煤矿厚度为厚煤层和特厚煤层时，通常将煤层分为几个中等的煤层开采即分层开采。根据采煤工面的布置和推进的方向，采煤方法又可以分为走向长壁和倾斜长壁采煤法。按倾斜推进的方向的不同，倾斜长壁又分为仰斜长壁和俯斜长壁。
长壁式采煤法的优点是其巷道的布置相对来说要简单一些，而且对巷道的维护费用也比较低，同时能更快的进行投产；长壁式采煤法的运输系统比较简单，只占用较少的设备就能将煤炭运送出去，同时运费也更低；长壁式采煤的工作面长度变化较小，这样就使综合机械化施工变得更加方便，大大提高了生产效率；在通风方面，长壁采煤法需要通风的线路比较短，风流的方向转折变化少，这样使通风构筑物也相应的减少了。同样长壁式采煤法的缺点也很明显，由于巷道较长，掘进工作和辅助运输工作变的比较困难，有的时候会出现污风下行的状况，影响通风。
2.2柱式采煤法
柱式采煤法的实质是在煤层中开掘出许多宽在5到7米的煤房，各个煤房间以一定的间隔隔开开掘联络巷，从而形成长方形的宽几米到20多米的煤柱。而采煤工作就在煤房中开展。煤柱根据条件留下不采的成为房式采煤法，在煤房采完后再开采煤柱的方法成为房柱式采煤法。下面主要介绍一下房式采煤法。
房式采煤法煤房的回采工艺有三种方式：（1）用爆破法落煤，人工装煤、输送机或普通矿车运煤。这是一种最原始的工艺方式，以人工装煤为特征。（2）机械掏槽和爆破落煤，用移动式装煤机装煤，梭式矿车或带转载机的输送机运煤。这种方式以移动式装煤机为特征。（3）用连续采煤机采煤（完成落煤、装煤工序），房内运输用带转载机的可伸缩带式输送机或梭式矿车，这种方式以连续采煤机为特征。
房式采煤法的优点是回采工艺简单，采空区毋需处理；工作面人员少，生产灵活；用机械开采时，产量多，效率高，坑木消耗少等；但缺点是工作面短，切割巷道多，掘进率高，生产系统复杂；利用煤柱支撑顶板，煤损大，回采率低；工作面串联通风，效果不好，劳动条件差。本法适用于围岩稳定、瓦斯含量不大、煤层不易自燃、开采深度不大的中厚煤层。
3安全开采措施
煤矿的开采工作是一项危险的工作，我国每年都要发生很多煤矿事故，因此煤矿的施工安全管理非常重要。我们要从下面几个方面做好煤矿施工的安全管理工作：
首先要提高工作人员的安全意识。安全意识很重要，要提高工人的安全意识必须要使其了解到必要的安全知识。为此应该要定期的举行安全讲座，对所有的工人进行安全知识培训，让他们了解到煤矿施工需要了解的安全知识，使其深刻的认识到违规操作所带来的危害。
其次要健全安全管理机制。将管理者分为若干个小组，以组为单位进行安全管理，安全管理负责人必须要对采煤的安全生产负起责任来，将安全任务细分到每个小组，每个小组的安全监督人员再对工作当中的所有的环节进行视察，监督生产人员是否按照规定进行操作和施工，对于容易发生安全问题的地方要重点巡查，一旦发现问题立即采取措施改正，防止安全事故的发生。
最后要多应用新技术和新设备。新的技术和设备技能提高采煤的工作效率也能减少安全隐患。现在科学技术比起以前有了很大的进步，采煤作业也越来越机械化，所以企业要积极开展对新工艺和新设备的研究，及时的更新新设备，运用更加先进的采煤机械，以促进采煤工作的顺利进行并减少安全事故的发生。
4结语
煤矿的开采是一项复杂的活动。在开采时要选择合适的采煤方法，并且使之不断的提高、完善，这将会使煤矿的产量和煤矿的经济效益大大提高。同时运用更加合理的采煤方法也能减少对我国宝贵的煤炭资源的浪费，对于我国的可持续发展也起到了重要的作用。
参考文献
[1]刘永斌.浅议倾斜煤层采煤方法[n].大同日报，2010.
露天开采的采矿方法篇10
关键词：露天复采；采空区；高温火区；剥离倒堆；火区无爆破
1露天复采实施的背景
汝箕沟采区前身为原汝箕沟煤矿，位于宁夏回族自治区贺兰山北部的汝箕沟矿区，是一座开采百年以上的老矿井。井田南北长约3.1km，东西宽约2.43km，面积7.53km2。开采煤层共有七层，总平均可采厚度为23.83m，煤层倾角0～15°，煤质为优质无烟煤。由于原汝箕沟煤矿地表火区、井下隐蔽火区错综复杂，瓦斯治理困难，宁蒙交界处小窑乱挖日趋严重，井田周边露头煤遭到无序剥离侵蚀，均严重威胁矿井安全生产，造成矿井生产组织困难，矿井安全、资源回收率、设计生产能力等均得不到保证，矿井面临即将停产的困境。为解决上述问题，提出了采用露天开采方式对原井工开采的残留资源进行全面复采。
2露天复采遇到的常见技术问题
2.1大面积采空区塌陷区影响正常剥离作业
同正规露天开采不同的是，露天复采作业区存在大面积采空区塌陷区。采空区塌陷区是由于原井工开采时采用顶板垮落法造成的。根据《矿山开采沉陷学》中的理论，采出厚度与塌陷冒落带之间有如下关系：冒落带的高度主要取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数，通常为采出矿层的3～5倍。[1]
冒落带的计算公式：h=m/[（k-1）cosα]
式中：h-冒落带的高度，m；α-煤层倾角，汝箕沟采区煤层倾角取15°；m-采出煤层厚度，汝箕沟采区煤层平均厚度取23.83m；k-岩石碎胀系数，汝箕沟采区取1.3。
经计算，汝箕沟采区冒落带平均在80m左右。在复采过程中，冒落带区域是危害矿山安全作业的主要区域。
国内外采矿经验认为，采深与采厚比小于40的情况下，[2]煤采出一定面积后，会引起岩层移动并波及到地表，其地表变形和沉陷在时间和空间上都有明显的不连续特征，采空区塌陷区上方的地表带形成较大的裂缝和塌陷坑。
汝箕沟采区各区域采深与采厚比均小于40，因此，原井工开采形成的塌陷区危害主要为塌陷坑和裂缝。
综合以上分析，汝箕沟采区露天复采过程中应针对塌陷坑、裂缝及靠近煤层时的冒落带制定重点安全防范措施。
2.2高温火区影响安全生产
汝箕沟采区范围内存在6处地面高温火区和5处井下隐蔽火点。由于地表火区范围内的小窑巷道较多，在实施露天复采工程时，揭露了井下巷道，为井下火区提供了氧气，很可能造成井下火势蔓延。因此，在进行露天复采过程中，虽然安全系数相比井工开采有所提高，但仍然存在安全隐患。
2.3煤炭产量不均衡
原井工开采时残留的煤柱资源及火区影响资源赋存不稳定，煤炭产量很难达到均衡。
3汝箕沟采区主要应用的露天复采技术
针对以上3个方面的主要技术问题，露天复采中应用了相应的技术方法进行解决，并取得了较好的效果。
3.1剥离倒堆填埋采空区法
汝箕沟采区露天复采过程中针对采空区塌陷坑、裂缝及靠近煤层时的冒落带区域主要采用剥离倒堆填埋法，这种方法既简便又安全高效，提高了施工进度。由于汝箕沟采区初期开采时为山坡露天矿，山高坡陡，运输困难。采用剥离倒堆填埋采空区法，既解决了高山区及采空区的安全问题，同时也降低了治理采空区的成本。
3.2火区无爆破剥采法
针对汝箕沟露天复采火区多、安全隐患多的特点，设计提出应用了火区无爆破剥采法。其方法主要内容如下：
（1）建立完善的高温火区管理制度。现场测温设专人负责，健全记录、落实责任、实施复测检验确定制度；剥挖工程保证实现先测温圈定高温区范围，制定有效措施处理，再进行剥挖的管理制度。
（2）在露天复采过程中必须遵循“有疑必探、先探后处理再剥离施工”的原则，在老空区、煤及半煤岩等温度异常的自然发火区进行作业之前，必须测试孔内温度。必须先探清火区或高温区位置（60℃以上），并用红旗标定范围，严禁人员进入。
（3）对高温区进行注水降温时，采取由火区逐步向火区中心靠进的注水降温方式，通过地表自然裂隙区、人工鱼鳞坑向火区深部灌注水，降低燃体温度，阻止煤炭进一步氧化燃烧。
（4）保证供给充足的灭火用水，采用束流注水的方式，停止注水后，火区煤、岩及气体的温度应低于60℃，注水原始记录应齐全、准确、可靠、由专职统计员负责将每月原始记录装订成册，上交到工区统计员保管。
（5）高温孔经降温至60℃以下时，采用强力挖掘机进行剥挖。
（6）参加火区高温作业的工人、领导、技术人员必须具有火区作业经验或经培训合格后方可上岗。
3.3双工作面搭配均衡采煤法
双工作面搭配均衡采煤法在普通的露天矿山并不常见，该方法主要是针对露天复采矿山提出的。由于露天复采残留煤柱资源赋存的不均衡性，选择一块煤层条件赋存较好的区域与一块较差的区域进行搭配开采，有利于矿山均衡生产。
汝箕沟采区选择的阴坡-工广块段残留的火区煤炭资源较多，且剥采比较小，可作为主要开采区；另外，上一-上二块段原井工开采时采用的采煤法为走向长壁全部垮落法，因此残留的煤柱资源主要为井筒煤柱及采区区段煤柱，剥采比相对较大。采取两区域同时开采，根据实际情况调整剥采比，保证了矿山的均衡生产。
4结论及存在的问题
4.1结论
露天复采技术在汝箕沟采区的成功应用，解决了原井工开采时矿井安全性差、资源回收率低、生产能力逐年衰减等问题，为宁夏汝箕沟矿区全面实施露天复采提供了可借鉴的宝贵经验。
4.2存在的问题
火区无爆破剥采法虽然解决了火区施工的安全问题，但施工进度慢是尚待解决的主要问题；此外，优化采区工作面布置、减少运输距离、降低生产成本等仍是有待解决的问题。
参考文献