第1页：第八章 章节目录
- 第八章间断工艺系统
- 机械1概述8-2开采参数
第2页：发展规律及趋势
- 发展规律及趋势
- 露天开采工艺的发展是与矿山机械技术的发展密切相关的。在我国由于铁道运输设备较为过关，设备可自给，因此单斗挖掘机铁道工艺系统一直占有重要地位。特别是早期的露天矿，大都采用该种开采工艺方式，如抚顺西露天矿、海州露天矿、平庄西露天矿、哈密三道岭露天矿等均采用单斗挖掘机、准轨电机车或蒸汽机车运输，单斗挖掘机或推土犁排土。另外采用该开采工艺方式的露天矿还有鞍山大孤山铁矿、东鞍山铁矿。这种开采工艺方式在我国应用时间长，积累了丰富的设计和生产管理经验。
- 在国外苏联、东德使用单斗挖掘机铁道工艺较多外，其它国家采用单斗挖掘机汽车工艺、连续工艺、半连续工艺、剥离倒堆工艺等。
- 由于单斗挖掘机铁道开采工艺具有对岩性和气候适应性强、生产能力大、合理运距长、成本低、生产可靠等特点，特别是随着大牵引力的牵引机车、大型自翻车列车爬坡能力的不断提高，单斗挖掘机铁道开采工艺仍具有广泛的应用前景。只要有条件设计新露天矿时，仍可选用这种开采工艺
第3页：特点及适用条件优点
- 特点及适用条件优点：
- 对岩性、气候适应性强；
- 生产能力大；
- 合理运距长；
- 生产成本低；
- 可靠性大。缺点：
- 基建量大；
- 工作不灵活；
- R大ip小；
- 对复杂矿体适应性差
第4页：机械铲铁道工艺适用条件
- 适用条件：
- 适用于各种类型的矿岩和块度较大的物料；
- 适用于各种气候条件；
- 由于铁道运输吨公里费用（成本）较低，故适用于大运量、长运距的露天矿；
- 由于铁道运输的爬坡能力低（30~60%），受限制坡度的限制，该开采工艺对露天矿开采平面尺寸和开采深度有限制。一般，准轨铁路运输露天矿底部境界长度不宜小于1.2km；山坡露天矿的比高应在200m左右；深凹露天矿的比高一般在100~500m以内，有时可达205~300m。
- 开采年限应较长，用以偿还较高的基建投资
第5页：台阶高度与设备规格
- 有：h、A、lc、B
- 台阶高度h①h值
- 台阶的划分台阶的划分有两方面的内容，一是合理确定台阶高度；二是合理确定台阶的划分位置及划分方式（水平、倾斜或整层划分等）。
- 台阶高度h值的确定主要考虑因素有：矿岩的埋藏条件及矿岩性质、采掘设备类型规格及作业方式、穿爆工作和运输线路的布置、开采强度、及台阶稳定性等。
- 考虑采掘设备的类型规格时：h值确定方法见采装工作（在此不重复）
第6页：矿岩的埋藏条件及岩性影响
- 矿岩的埋藏条件及岩性影响：主要应考虑台阶的稳定性。用其它条件确定出台阶高度h值后对松软岩性，应进行台阶稳定性验算；对较坚硬岩性，可不必进行台阶稳定性计算。还应考虑矿层、岩层的赋存情况，矿层倾角、层厚等，应力争使同一台阶岩性均质，同一种岩性尽量划为同一台阶。
- 穿孔爆破工作的影响台阶高度h值应考虑所采用钻机类型、钻孔深度、孔径等的限制，保证钻机能满足台阶钻孔的需要。同时从钻机作业效率角度出发，应尽量采用较大的台阶高度，这样矿岩减少钻孔机的移动、钻孔开口等时间，从而提高钻机效率。从爆破角度，随着台阶高度增加，孔网变稀，且底盘抵抗线增大，从而造成块度增大，产生根底，引起炸药单耗大等，使爆破质量下降。因此，应适当取较小的h值。（分析h与爆破效果间的关系）
第7页：运输线路布置对台阶高度的要求
- 运输线路布置的影响
- 铁道运输时，为能布设运输干线（坡线），台阶高度应满足：式中：8—2开采参数，（m）L——露天矿采场长度，ml——端部折返，mip——干线限制坡度，%
- 考虑运输线路数量、工作面线路（或胶带输送机的条数等），应尽量增大台阶高度，使工作面线路条数减少，同时可使线路移设次数减少。但是铁路运输时，当台阶高度h过大时，为防止埋道，爆破前应先将工作面线路拆除，爆破后恢复，这样反而增大了线路移设量，故h值应适当
第8页：要求的开采强度的影响
- 要求的开采强度的影响：台阶工作线的推进速度V式中8—2开采参数（m/a）Q——挖掘机年生产能力，m3/台年；m——同一台阶上同时布置的挖掘机数；L——台阶工作线长度，m。
- 矿山经济效益的影响台阶高度h的大小不但影响到开采技术问题，而且将直接影响到露天矿的经济效益，具体讲就是影响到露天矿开采成本。h值合理将使成本最低。综上所述，影响台阶高度h大小的因素很多，且各因素是相互制约的，应综合考虑，并且应经过技术经济比较确定
第9页：台阶的划分位置、划分方式
- 台阶的划分位置、划分方式的确定台阶的划分位置、划分方式与台阶高度h值的确定是相辅相成不可分割的。但是台阶的划分位置及划分方式除与h值有关外，主要与矿岩的赋存条件、矿岩的种类与性质有关。
- 水平、近水平矿层，为了减少岩石混入，减少矿石损失，可采用整层开采方法，在矿岩接触面处，沿接触面划分台阶。这样会产生倾斜小台阶，小台阶高度逐渐增大，达到正常台阶高度时，再变成正常水平台阶；
- 表土部分应尽量划为同一个或几个台阶开采；
- 同一台阶上的岩性应尽量均质；
- 矿层间的夹层应尽量划分为一个单独台阶开采；
- 近水平、缓倾斜矿层可采用倾斜分层，沿矿层倾斜面划分台阶；
- 台阶划分标高应尽量为整米数标高值
第10页：生产台阶标高的波动与调整
（三）生产露天矿台阶标高值的波动及调整在露天矿实际生产过程中，由于挖掘机采装时标高控制不准；测量产生误差；以及人为的工作面排水顺坡等原因，造成了台阶标高出现波动（上升或下降）。为减少标高波动，首先应加强管理，采取措施，使标高波动控制在一定范围内。如波动值过大，需要调整台阶标高时，可采用以下几种方法：
第11页：台阶标高调整方法
- 破段法：图d8—2开采参数
- 逐步上抬法（自下而上）：图a
- 逐步下卧法（自上而下）：图b
- 拉沟下卧法：图c
第12页：穿孔爆破参数及穿孔机作业
- 采掘带宽度A台阶高度及台阶划分确定后，需要确定合理的采宽A，主要应考虑以下几方面的因素：
- 挖掘台阶的岩性的影响
- 松软岩性时，A值主要受挖掘机作业规格限制
- 坚硬岩性需爆破时，主要应考虑以下几方面：
- 穿孔爆破参数及穿孔机作业安全。
- 一爆一采或一爆两采的要求；（炮孔排数）一爆一采一爆两采（m）8—2开采参数而ks——指数系数ε——形状系数，三角形ε=0，梯形ε=1；
- 挖掘机作业规格限制；（见采装工作）
第13页：工作帮坡角的要求
- 挖掘机作业效率的影响A值过大使挖掘机平均回转角大，影响效率，应使平均回转角不大于90°；A值过小，挖掘机及采掘线路移设频繁，也会影响挖掘机效率。
- 工作帮坡角的要求：A值过大，导致工作平盘宽度B增大，使工作帮坡角变小，会使生产剥采比加大，在经济上不合适；
- 露天矿矿石的选采要求：应采用合适的A值，以减少矿石的损失与贫化；
- 露天矿经济效益，A值将会影响到经济效益；
- 推进度要求
第14页：工作平盘宽度B
- 工作平盘宽度B工作平盘宽度B值合理与否将会影响到以下两个方面：一是工作平盘能否满足采掘、运输正常生产的要求；二是B将会影响到工作帮坡角的大小，决定着生产剥采比的值。从经济效益上讲，B值越大，引起的超前剥离量就大，成本增高。
- 组成：Bmin=b+C+D+E+F（m）式中：b—爆堆宽度，mC——安全距离，C=2~3m；D——线间距（同向旁架线6.5m，对向旁架线5.0m，背向旁架线8.5m）E——安全距离（7.5m或线路宽度的一半）F=h（ctgγ-ctgα），m
第15页：保证矿石的生产储量
- 保证矿石的生产储量（“二量要求”即可采储量，开拓储量），采矿台阶的B应满足：，（m）8—2开采参数式中Bmin——最小工作平盘宽度；P——矿石计划年产量，t/年；L——工作线长度，m；h——台阶高度，m；M——可采期（回采期），月。
- 暂不作业的台阶的B值可为：B’min=Bmin-A，（m）
- 为保证可靠性，应当有一定余量，一般为多一个A宽度
第16页：挖掘机作业效率
- 采区长度Lc主要影响因素：
- 挖掘机作业效率，应使Lc长些；
- 线路移段频率，应使Lc长些；
- 穿孔、爆破与采装作业的安全及配合，应使Lc有足够的长度；
- 工作线推进度，应满足：（m）一般铁道运输条件下Lc=800～1500m，不得小于列车长度2.5~3.0倍。一般V=75~100m/a，最多不超过150m/a。式中Q——挖掘机年生产能力，m3/年V——推进速度，m/年h——台阶高度，m
