关键词：岩体；露天开采
Abstract: along with our country most open pit mine deep concave mining end, more and more will be transferred to the underground mining mine. Transition from open pit to underground mining under the conditions of rock mass deformation and easy movement induced by open pit slope stability problem. Some open pit to underground mining occurred landslide, ground collapse and other accidents, so the open pit slope stability analysis for underground mining safety production has very important significance.
Key words: rock; open pit mining
中图分类号：TD8文献标识码：A文章编号：
1、岩体基本质量的分级
岩体基本质量由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。其划分采用定性和定量两种指标方法确定。顾名思义，定性划分是根据岩石的性质，岩石坚硬程度定性划分一般采用敲击、浸水等方法对岩石进行确定，一般分为坚硬岩、较坚硬岩、较软岩、软岩、极软岩，风化程度可由岩石的颜色、状态、构造破坏程度进行确定，一般分为未风化、微风化、弱风化、强风化、全风化；岩体完整程度定性划分一般根据主要结构面的发育程度、结合程度、结构面类型、相应的结构类型来确定，一般分为完整、较完整、较破碎、破碎、及破碎。所以定性确定方法一般是采用肉眼观察、手触等方式对岩体进行判断，比较直观。定量划分是根据公式计算对岩体质量分级进行确定，精确度高，理论追溯性强。岩体坚硬性定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度RC，RC可由试验测得，也可由计算得出；岩石完整程度定量指标采用岩石完整性指数KV确定，KV由试验测得，当无法取得试验数据时，可采用岩体体积节理数JV进行确定。岩体基本质量的分级应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标（BQ）两者相结合进行确定，岩体基本质量的定性特征根据前述方法即可确定岩石的坚硬程度和岩体的完整程度，岩体质量指标（BQ）应根据分级因素的定量指标RC和KV,按公式BQ=90+3RC+250KV进行确定，在使用此公式时应注意以下两个条件a、当RC＞90KV+30时，应以RC=90KV+30和KV带入计算BQ值b、当KV＞0.04RC+0. 4时，应以KV=0.04RC+0.4和RC带入计算BQ值。正确确定岩体的质量分级对采矿作业选择设备、作业工法、安全防护有着指导性的作用，准确确定岩体基本质量的分级，做好边坡稳定性和支护工作在采矿中势在必行。
2、主矿体基本稳定，但矿体夹石层和矿体顶底板围岩局部有软化特征，位于上下盘20m范围内存在一个近矿围岩不稳定带，是影响矿山开采的主要工程地质问题。因此，合理选取采场结构参数是保证吴集铁矿地下开采地表不塌陷、井下不突水的关键。在地下矿山采场结构参数的选择过程中，经验类比法占有重要的地位。随着岩石力学理论及计算技术的不断发展，数值模拟为岩石力学研究和工程设计提供了重要的依据。 拉格朗日模拟是把每次拉格朗日计算作为一次试验，拉格朗日计算的结果（如采场顶板的下沉量）与采矿方法、采场跨度、矿柱尺寸、围岩的物理力学性质等多个因素密切相关，各因素或多或少地对峒室顶板的下沉产生影响，到底哪个因素是关键因素，各因素以什么样的组合更合理，都是要高度重视的问题。正交拉格朗日分析是按照正交实验原理，考虑了岩石的塑性、不抗拉、节理的非线性以及层状岩体的正交异性、模拟回采顺序、开挖效应及围岩、锚杆、喷射砼的相互作用，具有较好的适应性。本次吴集采场结构参数优化，用正交拉格朗日试验分析方法评价各设计参数与稳定性指标间的关系，并在此基础上提出了合理的采场结构参数取值。
3、拉格朗日法的基本原理
拉格朗日法是研究流体质点随时间而变化的情况，即某一质点在任意一段时间内走出的轨迹、所具有的速度、压力等。将此法植入固体力学中，将研究的区域划分成网络，网络的节点就相当于流体的质点，然后按时步用拉格朗日法来研究网络节点的运动称拉格朗日法。这种方法最适用于求解非线性的大变形问题。它使用差分方法求解，先将求解的区域划分成四边形网络，见图1（在边界不规则的地方也可以用三角形网络来拟合）。其计算循环见图2。
4、采矿方法概述
4.1在矿体和围岩中以一定的布置方式和程序，掘进一系列的准备坑道和切割巷道，并按一定的生产工艺过程，进行回采的方法，叫做采矿方法（mining method）。根据矿体的开采技术条件，设计的采矿方法为：阶段矿房分段凿岩嗣后充填采矿法，其结构参数见图3。
1－沿脉运输巷道；2－穿脉运输巷道；3－矿石溜井；4－拉底巷道；5－装矿巷道；6－
铲运机出矿巷道；7－回风平巷；8－回风天井；9－进风天井；10－分段凿岩巷道；11－
切割天井
4.2采矿方法构成要素:人工装矿的浅孔留矿法矿块长50m,沿矿体走向布置,中段高度60m,顶柱高度6m,不设底柱,间柱宽度8m,矿块宽同矿体厚度。回采工艺为矿房自下而上分层回采,分层高度1.8～2m,采用7655型凿岩机钻凿上向倾斜孔,孔径38mm,孔深1.8～2m,炮孔采用平行排列或交错排列,网度为0.8～1.8m,每次爆破两排孔。落矿后先28局部放矿,出矿在装矿巷道中人工向矿车装矿,人工推车至运输巷,由电机车运至主井溜井口。
4.3矿床联合开采的特点：无论是露天开采和地下开采都觉有其独特的工艺特点，当矿床适用于采用露天和地下联合开采时，就应该充分利用这一特点，以提高露天和地下开采的技术经济指标。联合开采工艺系统的核心是在开采工作中按一定顺序进行时，必须尽量考虑矿床的特点，选择露天和地下相互联系的开采工艺系统，公用地面辅助生产设施和生活福利设施，以提高矿山的经济效益。露天和地下联合开拓的主要特点是最大限度的赋予地下巷道多种用途。深部露天矿开采的趋势是广泛利用地下巷道进行运输。
矿床联合开采技术上可行性的开采工艺系统：
露天与地下联合使用地下巷道系统
露天矿利用地下巷道系统
地下矿石经露天运出
露天废石排入地下开采崩落区
各自独立的运输系统
用露天钻机回采露天坑底和边邦的矿石等。
5、近几十年来，露天转地下开采在国内外矿山得到了广泛的使用，对于这类矿山为了保持矿山产量的平衡，当露天开采向地下开采过渡时，在一段时间内露天与地下开采需要同时进行作业，这是这类开采方法最复杂与最核心的技术问题，这与露天与地下联合开采的基本条件是大致相同的，地下转露天开采只是在特殊条件下偶然使用的。对于急倾斜中厚以上的矿体，当矿体延深较大而覆盖层较薄时，矿体的上部通常首先采用露天开采，然后对矿床的下部采用地下开采，整个开采称为露天转地下开采，当露天开采转为地下开采的过渡期，矿山由单一的露天开采转为露天与地下开采同时作业，必须充分采用各种技术与组织措施，减小过渡期对生产效率（15%-25%）的影响，当露天矿生产进入减产器后，地下开采系统应基本形成，并逐步承担露天矿减产部分的生产能力，使矿山生产产量基本保持稳定。因为露天开拓系统以先天已先期形成，露天转地下开采的开拓系统主要指地下开拓系统，应当强调的是，在设计地下开拓系统时，应尽可能的利用或结合露天开拓系统，以减少投资。
根据露天和地下采矿工艺联系紧密程度不同，露天转地下开拓系统可分为：
露天和地下独立开拓系统
局部联合开拓系统
联合开拓系统
在深部矿体储藏量大、服务时间长，或在露天开采深度大，露天采场地平面狭窄，采场边坡稳定性差，难以保证井巷工程出口安全的情况下，地下开拓工程一般布置在露天采场之外，称为独立的开拓系统，它具有两套生产系统，相互干扰小，露天开采后无须维护边坡等优点，缺点是两套开拓系统的基建投资大，基建时间长。
倾斜或急倾斜矿床残留矿体的开采，通常利用地下开拓系统运至地面，露天开采到设计境界后，下部矿体的储量不多，服务年限较短，通常自露天坑底的非工作帮掘进竖井、斜井形成地下矿体的开拓系统。矿石经露天开拓系统运到选厂，具有井巷工程量和基建投资少，投资快，可充分利用已建的露天开拓运输系统的优点，缺点是井巷施工与露天生产同步进行，干扰大。
在露天坑较低的台阶有足够空间的情况下，可以在坑内布置斜坡道或风井等辅助井巷，而把主井和主要运输巷道布置在坑外，优点是可以减少开拓量，达到提前见矿，保持矿石产量稳定。
露天边缘矿的开采也经常会涉及到露天转地下的开采技术， 露天边缘矿体是边坡矿、端帮残矿、顶底盘三角矿样、永久路堑下矿体和露天底矿段的总称，它们具有相当大的矿量，大部分可以回收，由于其存在地点的不同，回收边缘矿体时将会对露天矿边坡的稳定性和地下开采的安全生产等带来直接影响，为此应根据具体的矿岩条件及所处位置，选用各种不同的露天或地下方法进行回采，根据不同的矿岩特性，选择相应的开拓系统对节约成本保证生产安全是非常必要的。
[1 ] 杨威,蔡嗣经,李有臣.南芬铁矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟[J]. 有色金属(矿山部分). 2012(03)
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30 m。
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1.5-2.0 m。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
【关键词】反“C”字型采掘 “y”字型采掘 扭车角度 移车时间
【Abstract】Baiyunebo iron mine is a large open pit mining for 50 years， including main iron ore and east mine， the closed ring 1626 of main mine stope has reached in deep mining in open pit mines now， with the limit of the narrow mining space， Working berm width is much more reduced， blasting pile width equal to the working berm width， mining at the working berm thoroughly ， improving the efficiency of the truck and excavator mining， has become a new topic that we encountered in the production， that is changing the mining method to the excvavtor Works，changing the traditional mining method of ？anti - "C" type mining to innovation "Y" type mining.
【Keywords】Anti - "C" type mining；"Y" type mining；Torsion angle of the excavavtor；Moveing time of the excavavtor
1 作业方式改变的比较
1.1 传统的采掘方法及存在的问题
1.1.1 采掘方法
传统的“C”字型采掘方式。当电铲进入爆破区域（即货堆）后，要依次进行一采、二采、三采顺序作业，才能将爆区采掘完毕。由于一采货薄三采爆区清理难度大，当班司机为了作业便捷，会首选二采货堆，因为二采货源厚，满斗系数高，采量高，而将一、三采边缘相对较薄的货源留给下一班人员作业，从而在采掘平台形成了“C”字型采掘现场.
1.1.2 存在的问题
该种采掘方式造成电铲在一、三采作业时，存在满斗系数低，清理工作量大，挖掘条件恶劣，作业时间小，扭车频繁，增加行程事故发生。
1.2 改进后操作方法
经过大家共同探讨决定由原来反“C”字型采掘改为“y”字型采掘，电铲进入爆破区域（即货堆），首先先由一采、二采、三采纵向，在进入三采区域采掘时提前向“左”扭车而不是正对货源，提前清理工作面根部结存，待清理完毕后，利用交班或待车时间，退车向右扭车，继续生产三采货源，保证每班都能从一采生产到三采，而下班作业又能快速方便的移车，减小扭车角度，缩短移车时间，从而形成了新的“ y”字形采掘现场，提高了生产效率（操作方法前后对比如图1-4所示）。
图1改进前采掘方式
图2 改进后采掘方式
采用“y”字型采掘方法，将会保证挖掘机里侧回转角度不大于90度，外侧回转角度不大于45度。运矿汽车位于挖掘机一侧，缩短采区半径，增加直线掘进，而且向一采退车，减小扭车角度，缩短移车时间。
图3 改进前“C”字型采掘方式
图4改进后“Y”字型采掘方式
2 经济效益分析报告
该种新型“y”字型采掘方法在主矿车间43#电铲试用后，在月计划任务量为60万吨时，实际完成任务量达到了70万吨，超产10万吨。现主矿车间生产剥采比为3.01，如果按剥采比计算，则每月计划矿石量为14.96万吨，实际完成矿石量为17.46万元，超产16.7%，依据《包钢白云鄂博铁矿二0一三年专业指标考核办法》规定，矿石任务量月考核，超产1%加奖1420分，即3元/分×1420分=4260元，为车间月创造经济效益4260元×16.7=71142元，全年约85万元。
3 结语
此“y”字型采掘方法还解决了工作平盘狭小，开采困难的难题，增强了大型设备开采进度，并在生产作业同时在狭窄工作面边缘为运矿汽车修筑安全挡墙，提高运矿汽车的安全系数，使生产作业环境得到明显的改善，生产效率得到了进一步的提高。此作业方式经过大家在现场具体实施，减小扭车角度，缩短移车时间，增强了大型设备开采进度，提高了生产效率。如在2012年度采用该作业方式以后，生产任务完成率达到了117%；电铲作业率（电铲实际运转台时占日历总台时的百分比，它是反映电铲时间利用情况指标）大于50%；电效效率（电铲在单位时间内所完成的工作量）达到月平均70万吨以上。
参考文献：
关键词:中深孔爆破;露天矿山;安全小平台;爆破参数
中图分类号:TD235文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)21-0084-02
中深孔爆破在露天矿山,特别是采石场的分台阶开采和分层开采中已经得到了广泛的应用,也是国家安监总局重点推广的中小型露天采石场开采技术。但采用正规的分台阶开采必须要求矿山坡度不能太陡,一般不要超过30°角,才能在开采过程中创造出最小工作平台并把公路开拓到每一个开采平台。且其基建工作量较大,需要较大的投资。受地形及经济条件的影响,很多乡镇采石场一时难以实现分台阶开采和分层开采。近几年来,中深孔爆破被引进到安全小平台开采方法中,解决了自然坡度较陡的中小型采石场开采设计难题,取得了较好的经济效益,大大提高了采石场生产的安全性。
1中深孔爆破技术简介
1.1中深孔爆破的特点
中深孔爆破是指炮孔直径大于50mm,炮孔深度超过5m的炮孔爆破。它的应用建立在露天矿山,采矿必须遵循自上而下的开采顺序,自上而下的开采顺序从根本上杜绝了从底部开采造成松石悬顶和边坡过于高陡。中深孔爆破方法是在露天采场的平台面上,根据最小抵抗线的大小和爆破经验,按一定方式布置较多的炮孔,进行较大体积的爆破。中深孔的药柱均匀装药,各炮孔炸药微差分段起爆,具有爆破的作用力均匀,振动小,爆破量大,爆破效果好,爆破次数减少,飞石不远,爆堆相对集中,爆破后的边坡基本没有浮石等特点。钻孔采用大中型机械设备成孔,比如潜孔钻机、小型牙轮钻机等,近年来轻型潜孔钻机的出现弥补了中小型采石场中深孔爆破成孔机械的空白。中深孔爆破便于采用先进的爆破技术,如毫秒微差爆破、宽孔距小抵抗线爆破、预裂爆破等技术的应用,不仅可以显著改善岩石爆破质量,降低大块率,同时还可以明显降低爆破噪音、冲击波等有害效应,缓解与附近居民的矛盾,促进和谐社会建设。中深孔爆破可以提高钻孔的延米爆破量,降低采石采矿的综合成本,提高行业的经济效益。
1.2中深孔爆破的优点
中深孔爆破能够整体改变矿山安全生产状况。露天矿山中深孔爆破技术必须分台阶自上而下开采,使用潜孔钻穿凿炮孔,并实行多排多孔控制爆破。因此,露天矿山实行中深孔爆破,解决了露天矿山不分台阶开采和浅孔爆破两大问题,能够整体改变矿山安全生产状况,有效预防和控制事故的发生。目前,已经推行中深孔爆破开采技术的地方,露天矿山安全事故都有不同程度的下降。
中深孔爆破能够保障矿山从业人员的安全。中深孔爆破,必须使用潜孔钻向下穿凿炮孔,而潜孔钻的使用必须有工作台面。因此,露天矿山实施中深孔爆破,就必须实行自上而下的分台阶开采,从根本上改变了高陡边坡、一面墙、掏底崩落等不安全的违规开采方式,消除了矿山作业人员在不安全状态下冒险作业的行为,可以有效预防和控制矿山开采中高处坠落、坍塌、浮石打击等事故的发生,从而使从业人员的安全有了根本的保障。
中深孔爆破能够保障矿山爆破安全。中深孔爆破技术采用的是科学先进的爆破方式,从技术上保障了矿山的爆破安全。能够提高矿山生产综合效率,促进露天矿山的发展。实施中深孔爆破,不仅在改变矿山传统开采和爆破方式,改善矿山安全生产条件,而且对于整合矿产资源,扩大生产规模;减轻劳动强度,提高生产力;降低生产成本,提高经济效益;控制矿山开采次生灾害,保护生态和周边环境等各方面都能够起到很好的效果。
2露天矿山安全小平台开采方法
2.1适用条件
安全小平台开采方法主要适用于岩面高度在50m以内,矿体产状较平稳,地表覆土较薄,地质条件简单,断层、裂隙不发育或较少发育的矿山。开拓系统简单,只需把公路开拓至采场底部,上山时设有人行便道即可,所以特别适用于地势较陡难于公路开拓的小型矿山开采。
2.2采剥方法
矿山生产过程中必须遵循“采剥并举,剥离先行”的原则进行。采剥方法采用纵向采剥方法,在采剥工作面推进方向上划分为一定厚度的采掘带,开采时先把表土剥离,剥离应超前采矿工作面5m。采用安全小平台采矿方法进行开采,具体施工方法如下:
(1)采用高阶段小分层从上到下按分层高度打倾斜炮眼,通过合理布置炮眼位置,确定适宜的装药量,并选定反向微差爆破工艺,使布置在同一采掘工作面上的所有炮眼一次性起爆,直接把岩面矿石一次性掀落到采场帮底部(料场)。大块矿石经二次爆破后,用汽车将矿石运至加工场加工成矿产品。
(2)采用有规则安全小平台自上而下分层开采,每一采掘带上一分层开采爆破后,可形成宽度为4～6m的安全小平台,当进行下一分层凿岩工作时,作业人员直接在该安全小平台上进行作业。
(3)按采掘带顺序,前一采掘带开采至帮底后,再进行后一采掘带上分层的开采,直到采矿工作面推进至最终边坡止。每个采掘带的开采重复以上第(1)、(2)点工作。
(4)当采矿工作面推进至最终边坡时,应用浅孔(孔深
2.3凿岩爆破
采用高阶段小分层从上到下按分层高度打倾斜炮眼,通过合理布置炮眼位置,确定适宜的装药量,并选定合理的爆破工艺,使布置在同一采掘工作面上的所有炮眼一次性起爆,直接把岩面矿石一次性掀落到采场帮底部,以减少高差运输。
3中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用
3.1安全小平台开采参数
(1)阶段高度:阶段高度一般为50m。如果矿山开采深度大于50m,可以分几个阶段进行。
(2)分层开采高度:利用中深孔爆破分层开采高度一般为10m。
(3)采掘带厚度:根据钻孔直径确定爆破最小抵抗线长度,采掘带度度一般为两倍最小抵抗线长度,即每轮起爆可以布置两排炮孔。
(4)安全小平台宽度:由采掘带厚度及工作台阶坡面角而定,一般稍大于采掘带厚度。
(5)每次采掘崩矿工作面长度:按年产量而定,一般为20～100m。
3.2凿岩设备
中深孔爆破安全小平台开采方法采用倾斜中深孔崩矿,二次爆破用浅眼爆破或用冲击设备解体大块矿石。
在矿山,中深孔爆破一般采用潜孔钻机、小型牙轮钻机等,但这些传统的中深孔成孔设备体积较庞大,需要较大的安装空间才能使用,而且价格昂贵,一般的中小型石灰岩矿山难以购买。近年来市场上出现了轻型潜孔钻机的,如KSZ100型气、电动潜孔钻机系列,其体积小,只要一个三角架就能支撑机体。钻孔直径范围为80～130mm,孔深为25～30m。钻进速度为50m/台班。其技术参数基本符合安全小平台开采的爆破参数要求,这为中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用创造了物质条件。
3.3爆破参数
爆破器材选用2#岩石硝炸药、导爆索或导爆管反向爆破方式起爆。爆破技术参数如下:
(1)最小抵抗线:W=(20~30)D(D为钻孔直径);
(2)底盘抵抗线:WP=W/sinα(α为工作坡面的坡面角);
(3)炮孔间距:孔距a=R・W(R―为炮孔邻近系数,取1～1.5);
(4)炮孔排间距:排距b=(0.9~0.95)WP;
(5)炮孔直径:D大于50mm(中深孔);
(6)分层高度:H=10m;
(7)钻孔超深:L′=(0.05~0.30)W;
(8)钻孔长度:L=H/sinα+L@;
(9)堵塞长度:L2=(0.9~1.0)WP;
(10)装药长度:L1≤L-L2;
(11)单孔药量:Q1=K・a・H・WP(K为单位炸药消耗量系数),后排孔装药量应比第一排药量增加10%;
(12)单孔装药量的验证:根椐炮孔直径、装药长度及炸药体重来对单孔装药量的合理性进行验证,验证的装药量大于或等于单孔装药量时说明装药量计算合理。
3.4起爆网路及起爆顺序
为了减少爆破飞石对周边环境造成的危害,减少爆破对边坡的震动作用,限制或减弱爆破对边坡的破坏,采用微差爆破技术进行爆破。采用电力与导爆索混合网路进行起爆,即以导爆索组成的起爆网路由电雷管来起爆。每次布置两排炮孔,每排炮孔个数视生产能力而定。连接方式为排内串联,排间并联。同排炮孔为齐发爆破,各排孔采用微差起爆,第二排孔导爆索上连接一段单向继爆管,单向继爆管延时规格为30±10ms。
3.5中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中应用的意义
中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用改变了以前浅孔爆破产能低的缺点,使在自然坡度较大的露天矿山也能使用较大型的机械设备开采,而且前期投资少,经济效益好,安全可靠,很适合乡镇中小型采石场开采利用。但在使用过程中必须注意几个问题:一是安全平台不宜设计过大,不然爆破难以把所有的矿岩都抛掷到采场底部,增加安全平台的清扫工作量;二是后排药量一定要比前排药量增大一定的比例,不然抛掷效果也很差,增大的比例按具体地质条件而定,最好是在生产过程中不断调整其参数,使爆破效果及抛掷效果都达到最佳状态。
参考文献
[1] 王德胜,龚敏.露天矿山台阶中深孔爆破开采技术[M].冶金工业出版社,2007.
[关键词]露天金矿 开采技术 损失贫化率
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-42-2
作为国家稀有的资源财富之一，金矿资源。同时也是一些矿山赖以生存的物质基础。目前，不少企业开始转变战略思想，坚持可持续发展路线。对低品位的矿产无论其开采难度大小与贫富，都兼顾开采，并且在提高回采率方面取得了不错的效果。这主要得益于很多矿山采用了正确的开采方法，并对采矿过程中的各个环节做好了管理控制。尤其是矿石的损失，以及贫化的管理做得较好。甚至还让生产技术部门成立了专门的现场管理小组，对采场进行设计、计划、施工等各环节的有效管理工作，这对矿产资源的充分利用起到了很好的促进作用，既降低了采场矿石的损失率和贫化率，又提高了技术的管理水平。对各类成本的降低起到了很好的作用。
1烂泥沟工程简述
烂泥沟金矿是中国和澳大利亚共同投资生产的最大金矿，它位于我国贵州省黔西南州境内。经过高新技术探得，烂泥沟的矿产资源总储量估计为150吨。但是这座资源丰富的微细浸染型金矿品位低，选冶难度大。开采难度大，这主要是其平均品位和边界品位不高造成的，同时还有其自身地质情况。烂泥沟位于我国贵州省黔西南州境内，这里地质构造复杂，地层岩性发育强烈，易风化。所以，烂泥沟金矿的矿体以及顶底板围岩，都是以层砂岩和粘土岩为主，如此的构造就容易产生坍塌。矿床周围岩层产状不规则，条件比较复杂。而粘土岩由于其断层破碎带以及软弱层对岩体稳定容易产生影响。矿石品位变化属较均匀型，矿化域厚度变化属较稳定型。此类属于工程地质条件简单―中等的半坚硬软弱层类矿床。因此，烂泥沟属于典型的“卡林”型金矿。
一般情况下，贫化、损失的控制和管理均会因为自然条件复杂，品位低、矿体形态不规则而带来难度。为了控制好损失率与贫化率，烂泥沟开采项目，使用一系列先进的管理与技术，均产生了很好的效果。
2损失率、贫化率及损失、贫化的主要原因
2.1定义
目前，在矿石开采过程中，损失是指那些因为开采技术与矿体本身的自然因素而造成的矿石采出不了，或者是采出后不能用来加工利用的状况。那么，被开采出来可以加工利用的矿石是可以用来平衡工业储量中的一部分，就可以产出矿。损失是以损失率作为基本的计算指标。贫化是则以贫化率作为计算标准。贫化是由于在开采中，会因为金属的流失，废石混入矿石等情况而使得采出矿石品位降低，在开采过程中会有不同程度的贫化。
2.2损失、贫化的主要原因
以下是矿石开采中产生损失、贫化的主要原因：（1）矿体边界控制不清楚，剥离废石时将矿石混入废石排弃。（2）由于矿体自身的产状较复杂，矿体的宽度太小，小于设备的最小挖掘宽度，导致无法回采。（3）采场出矿过程中，由于对运矿车辆的监督不到位，矿石未按指定的地方堆存而导致的矿石损失。（4）由于矿化不均匀，矿体中夹石多，且宽度小于2米的无法在采矿中剔除，带来了矿石的贫化。（5）在临近矿体边界处凿岩爆破时，钻孔深度未根据矿体的产状来布置钻孔位置和深度，爆破后难分装矿石和岩石，容易带来矿石的损失和贫化。
3通过生产探矿加强矿石品位控制
台阶开采前必须进行矿体二次编录，以便摸清矿体形态，及时为采矿提供详细、准确的地质资料。生产探矿方法在该矿山主要体现为浅孔钻探矿。在进行凿岩爆破时，要对钻孔时排出的岩屑进行地质取样分析，结合钻机生产探矿的数据，可使矿体的形态控制更加精确，指导生产的地质数据更可靠。这为降低贫化、损失创造了先决条件。
4采用矿岩分采技术
矿岩分采技术在露天采矿中的应用，可以降低损失率与贫化率，从而充分利用资源。
为了尽量控制矿岩松散方向，一般都采用低台阶，松动爆破的矿岩分采技术。在烂泥沟矿山开采中，剥离废石的台阶，爆破钻孔的孔深为10 m，钻孔直径为165mm。而在临近矿体边界的废石爆破，钻孔孔深则为5 m，即本项目采矿台阶为5 m，钻孔直径为115mm，并使用反铲分二层（每层挖2.5 m）铲装出矿。这种使用松动爆破技术，采用分台阶采矿，因为台阶较低，且铲装操作层薄，能够有效地控制好损失贫化率。
5采用松动爆破技术
爆破技术人员在做矿体爆破设计时，设计的爆破松散方向是沿矿体走向的，而不是垂直于矿体走向。这种松动爆破技术可以避免矿石爆破以后松散到矿体范围以外的废石内。同时，控制爆破装药量（主要是单位炸药消耗量），确保爆破区松动后（膨胀，开裂）不产生飞石，避免矿石损失。为了控制爆破岩石的移动方向，可用凿岩钻钻几个深3米的孔，插入一个聚乙烯管，孔外预留2米左右，以便爆破监测。另外，在爆破后对其位置进行测量，将测量的结果与聚乙烯管尾的测量结果进行比较，并根据比较结果来断定是否是横向运动。同时爆破后，在清理松动矿岩时，地质工作者及地质技术人员应到场监督，指导相关人员使用不同机械进行清理。
6矿块放线
在进行凿岩爆破前必须对矿块进行放线，并标记出矿块边界的拐点。这是为了方便地质人员或者地质技术人员用带子和油漆带将拐点用线连接起来，以便测量工作需要。如果地质人员想调整矿块边界，可以只改变带子和喷漆线在台阶上的拐点位置。因为矿块的范围是不能超过各拐点所围成的范围的。所以，为了不像在地图上的标记那样处于封闭状态，在台阶上做放线标记时，带子和油漆需沿着好的爆破线，且尽量少接近端点。要弄清楚线的哪一侧是矿石，并在矿石一侧用漆涂上“K”，在废石一侧写上“Y”。爆破后，尽快圈出矿体范围。一旦部分标记被填埋或者破坏，必须马上重新放线做标记。分层铲装出矿时，上层2.5m处装完后，必须对下层重新放线。
7矿石装运控制
在挖掘矿石或矿岩边界线附近的矿石时，都应有一个现场管理人员监督挖掘机操作员。如果要超挖矿岩边界线以外的岩石，在挖掘之前必须要经过地质人员的许可。如果实际开挖线与设计的开挖线不同，现场管理人员需要记录实际矿体边界与图纸上矿体边界的差异、记录地质特征。因为这些信息对开采下一个平台时，应控制的矿岩边界线是非常重要的。
在运输车辆出矿坑时，现场管理人员应严格检查车辆所装矿岩并注明车辆去向。运矿汽车与运岩汽车用工作牌分颜色识别开来，红色牌为运岩汽车，应往排土场运输，绿色牌为运矿汽车，应往选矿厂运输。确保矿岩严格的分别开来，有效的控制运输环节带来的损失贫化。
[关键字]露天 矿山开采设备 设备选型
[中图分类号] TD613 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-48-2
要在金属资源紧缺的今天加大开采力度，提高开采效率，降低开采成本就需要在开采设备中做出合理选择。硬岩露天矿山开采工程中设备的选择成为提高开采效率的关键。但是矿山开采设备种类繁多，我们要在学习各露天开采设备的先进技术基础上，深入研究各露天开采设备的特点，为不同露天矿山开采环境提供适宜的开采设备。
1露天矿山开采工程特点
露天开采工程是在开放的环境中，在采矿、掘进和运输设备的帮助下，从地表向下采取地壳中有用矿物的一项工程。露天开采工程中开采设备主要用于穿孔、爆破、采装、运输这四项工作。开采设备的损耗及油耗决定了露天开采的成本，为获取最大利益，露天开采工程一般以最大限度降低作业成本，因此露天开采设备的选择将对露天开采工程的工艺过程、开采成本起着支配性作用。
2设备选型
2.1意义
采矿工程的环境决定开采工艺。而开采工艺与开采设备的选择息息相关，相辅相成。具体说来即是开采工艺又决定开采设备的选择，与此同时，开采设备又反过来影响开采工艺的开采成本、技术参数等。为有效的降低开采成本且让采矿工程有条不紊的顺利进行，就需要我们在开采工程施工之前根据相应的开采环境，因地制宜，量身定制合理的开采设备。
2.2总顺序
露天开采设备选型的过程一般是首先选择合理的主体设备，然后根据主体设备的选择而选定合适的辅助设备。其中包括铲装设备、运输设备及穿孔设备。在主体设备的选择过程中，运输设备是根据铲装设备而配置的。
2.3装载设备的选型
（1）挖掘机的选择
选择合理的挖掘机是一个较为复杂的过程，在此过程中，矿岩物理机械性质、矿山采剥总量、开采工艺和设备性能是确定挖掘机的选型的主要条件。合理型号的挖掘机保证每个工艺环节的生产设备间配套，保证生产设备的工作效率。可供选择的挖掘机有电铲挖掘机和液压挖掘机。这两种挖掘机的选型都要根据相应的环境来确定。从挖掘机斗容来看，需要斗容大于10m3时适合选择电铲；需要斗容小于10 m3时适合选择液压铲。从电力条件、矿石种类来看，电力条件好，矿石种类少时选择电铲挖掘机。在其他情况下，若设备价格与生产效率产生冲突时，我们应当综合考虑，从整体衡量选择牺牲一定生产效率的低价位的生产设备，这种情况一般出现在进口设备与本土设备选择之间。但是，当我们设计的大型矿山在选择使用液压铲的情况下，就不会面临这样的问题，因为国内大于等于10 m3 大斗容的液压铲技术可靠性有待进一步的验证，其技术可靠性需要加强。
整体来说，提升机常见故障主要有硬故障以及软故障两种，其中，硬故障指的是由于特定参数超限表现所导致的故障，保护装置负责解决此种故障；软故障涉及到一系列的变量，诊断软件故障需要测量一系列的工况参数，并进行数据推理，准确率相对较低。但需要对软故障予以足够关注，因为很多硬故障前期都具有软故障表现。为最大限度的保障提升机运行的安全性，相关部门投入了极大精力致力于提升机检测诊断研究，并取得了一定的研究成果。其中比较具有影响力的有中国矿业大学研发的KJ46 型矿井提升机状态监护系统以及ASCC 型全数字提升机控制系统等，这两大系统中均含有检测提升机运行参数以及进行故障诊断等相关功能，此外还可以实现制动失灵保护、过卷保护以及超速保护等，效果十分显著。在煤矿生产实践中经常会遇到矿井双筒提升机松绳现象，并且松绳现象极容易导致较为严重的后果。
（2）前装机的选择
在选择前装机时，首先要考虑的主要技术性能包括额定载重及牵引力，并认真检测其对开采环境的适应性，其次要考虑作业项目的零散性对装载机效率的影响。当我们有配矿要求的时候，装载机要完成将配好的矿石运送至破碎站的运输，此时前装机的型号由运输距离和配矿量的数量决定。
3运输设备的选择
运输成本占总成本的比例约40%～60%，因此运输设备的选择在矿石开采项目中占有重要位置。
开拓运输方式决定露天矿采场运输设备的选择。矿山自然条件复杂多样，开采技术的灵活多变以及经济条件的影响了开拓运输方式的选择。运输方式主要有单一汽车运输方案及联合开拓运输两种方式。运输方式由运输距离确定，运输距离较短时，首先考虑采用单一汽车运输方案；矿岩运输距离较长，是采用单一汽车运输还是联合开拓运输，必须通过技术经济比较综合确定。
为降低生产成本，运输设备的选择应与挖掘相匹配，如采用汽车运输时，由运距决定挖掘机装载的斗数：1km的运距装载2斗～4斗，2km的运距装载3斗～5斗，3km～5km的运距装载4斗～6斗。
4钻机的选择
钻机成本在总生产成本中占有较小的比例，因此这种设备最容易被忽视，但是钻机的功能却是不容忽视的，由于它的存在实现了自动化的露天开采。
钻机主要有两种可供选择的类型，一种是牙轮钻机，另一种是潜孔钻机。钻机的选择也需要根据相应的开采环境来选择。在各种硬度的大中型矿岩的作业中，首先要考虑选用牙轮钻机。在矿岩中硬的中小型矿山以及有特殊要求，如打边坡欲裂孔、锚索孔，放水孔等选用潜孔钻机更为合适。另外，在面对进口牙轮钻机的选择时，要综合考虑钻机使用寿命、工作可靠性、价格及零部件的供货周期等条件，充分与国产钻机做出对比后做出决定。
国产牙轮钻YZ-35，孔径250mm，设备可靠、价格实惠，在国内矿山使用成功，因此国内大型矿山设计选用牙轮钻时，我们可优先选择该型号设备，国内大型矿山的边坡钻一般选用国产165mm孔径潜孔钻机。
5辅助设备的选择
辅助设备的规格选择由主要生产设备决定，辅助设备的规格要与主要设备的规模相匹配。下面我们简单说说平地机的选择情况。
关键词：露天；采矿机；工0艺理论；应用
中图分类号： D922 文献标识码： A
目前，国内露天矿开采技术的发展主要表现在以下以下几个方面：大量的使用各种采矿方法、应用回采技术、机械化的程度加快、回采率提高、采场生产能力大大提高、劳动生产率的飞速猛进，损失以及贫化指标的大幅度降低。笔者在下文中主要对露天矿开采技术及发展方向进行分析和介绍。
露天采矿的新工艺技术方法
目前，国内露天采矿的新工艺技术方法主要表现在以下以下几个方面：大量的使用各种采矿方法、应用回采技术、机械化的程度加快、回采率提高、采场生产能力大大提高、劳动生产率的飞速猛进，损失以及贫化指标的大幅度降低。
而崩落采矿法、充填采矿法以及空场采矿法使用的频率则比较高。其中，充填法获得了很大的改进，其使用范围也在不断的扩大，这主要是因为新技术和新工艺的引进，加上新设备的适应。
我国的钛矿开采使用的方法主要是崩落采矿法，而空场采矿法以及充填采矿法则是有色矿山以及黄金矿山使用的主要方法。最近这些年，充填采矿法以及充填工艺技术在金属矿山中的发展越来越迅速，这两项技术也在不断的改进和发展。
空场采矿法，该方法主要有：（1）大直径深孔采矿法。（2）地下金属矿山采矿连续化。
崩落采矿法，该方法包括：无底柱分段崩落法以及自然崩落法。
充填采矿法以及原地溶浸采矿法。原地溶浸采矿法是一种直接从地下提取金属的方法，其技术将采、冶以及选有机的融合到一块。
关于深部开采工艺。矿产资源的开采在不断的加剧，因此表层的资源已经面临枯竭的状况，因此只能向纵深发展。我国在深部开采工艺方面也进行了一系列的探索，已经有许多金属矿山进入深部开采的阶段，也就是说垂直开采的深度大于600米。
2、露天采矿机的工艺系统设计理论与应用研究
目前，我国的许多煤矿已经开始使用露天采矿机。有的煤矿甚至将这种方法作为主要的设备来并进行开采。下面，笔者对露天采矿机的工艺系统设计理论以及应用进行介绍。
2.1露天采矿机的作业方式、特点以及挖掘的方法
关于开采方式。我们可以以推进的方向以及开采的台阶为依据来进行划分，主要有以下几种开采方式，可以在表1中看到。
表1 采矿机的开采方式
2.2露天采矿机的特征
露天采矿机的特征主要有以下几个方面：（1）传统的单斗挖掘机和轮斗的挖掘机的工作能力比较弱，采掘量比较低，而露天采矿机则弥补了这个空白，让挖掘的能力大大提升，因此挖掘设备的队伍得到了充实和壮大。这样，当遇到不同种类的矿石时，也能进行高效的开采。（2）在应用的范围上。露天采矿机可以在石灰石、石膏、铝土、磷以以及其他的中硬矿石中进行开采。（3）作业方式上，使用的是一层一层进行刨采的方法，因此选采性能好，矿石贫化率低。（4）作业简单，这是因为露天采矿机对多项的工序进行了整合。该机器可以对矿物进行采掘后，使用其尾部的胶带机，因此矿物可以直接被运输到卡车上去，有的则被运输懂啊指定的地方。在这个过程中，采集到的矿物不会落到地面上。使用露天采矿机可以让采集过程不间断，而且是随采随破。因此，运营的成本就会降低，经济效益自然就提高了。（5）生产的能力强，因此时间的利用率就会得到提高。
2.3 露天采矿机的采矿方法
一般在露天采矿机中使用到的采矿方法是分层铣削。该方法按照平行逐幅度的方法，当第一层开采完之后会进入到第二层，对煤以及岩体依次进行开采。物料在被开采出后，会被堆积到工作平盘上，之后会进行集中的处理。
3、露天矿开采技术的发展方向
煤炭作为一种重要的能源在经济的发展中发挥着重要的作用。目前，我国的煤炭工业得到了迅速的发展，一些新的技术也被运用在其中，比如：机电一体化技术。各级的煤矿企业领导对机电一体化技术都非常的重视，因此这项技术得到了广泛的应用和推广。机电一体化是一种新的技术，这项技术融各种高科技技术于一体，包括：机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及软件编程技术等。在这些技术的支持下，机电一体化技术得到了迅速的发展。我国在上个世纪80年代组建了机电一体化的科技研究团队，此外该技术也被列入“863”计划项目中。目前，机电一体化正在朝着智能化、数字化、网络化、集成化以及微型化的方向发展。由于该技术，我国煤炭系统的发展面临着巨大的冲击，可以说这项技术深刻的改变了煤炭行业的发展进程。使用机电一体化的产品不仅可以降低能耗，提高煤矿安全生产的系数，也可以将工人的劳动强度大大的降低。此外，工人的作业环境也会得到很大程度的改善。
露天煤矿绿色开采技术。露天煤矿在开采的过程中会遇到许多的环境问题，这些问题 不仅复杂、多变而且敏感。有关数据显示，我国露天开采每年破坏的土地面积约为3.3万亩，而这个速度也在不断的增加之中。到了2020年，露天开采会造成228.9万亩土地的破坏。因此，露天煤矿绿色开采技术是一个重要的趋势，比如：三废处理、复垦造田以及滑坡防治等。使用这些技术可以让矿产资源得到合理的运用。而露天煤矿绿色开采技术体系则包括以下几个方面：采矿和生态重建一体化、露天煤矿边坡研究一起节能减排技术等。
结束语：
笔者露天矿开采技术进行了分析和介绍，在此基础上探讨了开采技术的发展趋势，希望这些分析和见解对大家有一定的借鉴作用。
参考文献：
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