露天礦山開采方法匯總
一、按開采工藝分類
(一)間斷式開采工藝
1.采掘環(huán)節(jié)
設(shè)備:機(jī)械鏟憑借強(qiáng)大挖掘力和廣泛適應(yīng)性,能應(yīng)對(duì)各類硬度礦巖,在露天礦山應(yīng)用廣泛。液壓鏟動(dòng)作敏捷,工作效率高,尤其在中小型礦山或?qū)﹂_采精度要求嚴(yán)苛的區(qū)域表現(xiàn)出色。前裝機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng),常作為輔助采裝設(shè)備,在場(chǎng)地狹窄的礦山發(fā)揮重要作用 。
作業(yè)方式:機(jī)械鏟與液壓鏟常用平裝車和上裝車兩種作業(yè)方式。平裝車即將礦巖直接裝入同一水平的運(yùn)輸車輛,適用于水平或緩傾斜礦體開采;上裝車則是將礦巖裝入上方水平的運(yùn)輸車輛,多用于開采臺(tái)階較高的情況。前裝機(jī)主要在采場(chǎng)內(nèi)部短距離搬運(yùn)礦巖,配合主采裝設(shè)備提升開采效率。
2.運(yùn)輸環(huán)節(jié)
機(jī)車車輛運(yùn)輸:適用于大型礦山,其運(yùn)輸能力強(qiáng)、成本相對(duì)較低。需鋪設(shè)專門的準(zhǔn)軌或窄軌鐵路軌道系統(tǒng),適合長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的礦巖運(yùn)輸 。
汽車運(yùn)輸:靈活性是其最大優(yōu)勢(shì),能適應(yīng)復(fù)雜地形與多變開采條件,可直接將礦巖從采場(chǎng)運(yùn)往破碎站、排土場(chǎng)或選礦廠等。在中、小型礦山以及地形復(fù)雜的大型礦山應(yīng)用普遍。不過,汽車運(yùn)輸成本較高,對(duì)道路條件要求嚴(yán)格,車輛維護(hù)工作量大 。
溜井 - 提升機(jī)運(yùn)輸:利用溜井讓礦巖自上而下溜放至下部水平,再通過提升機(jī)提升至地面或指定地點(diǎn)。該方式適用于開采深度較大的礦山,可減少運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量與能耗。但溜井建設(shè)和維護(hù)成本高,且要求礦巖性質(zhì)適宜,避免大塊礦巖堵塞溜井 。
(二)連續(xù)式開采工藝
1.采掘環(huán)節(jié)
輪斗鏟:具備連續(xù)挖掘能力,生產(chǎn)規(guī)模大、效率高,主要用于開采松軟礦巖,如露天煤礦。工作時(shí),輪斗旋轉(zhuǎn)連續(xù)挖掘礦巖,并通過膠帶輸送機(jī)輸出。其斗容和挖掘速度決定生產(chǎn)能力,不同型號(hào)適配不同規(guī)模礦山 。
鏈斗鏟:同樣是連續(xù)挖掘設(shè)備,通過鏈斗循環(huán)運(yùn)動(dòng)挖掘礦巖。挖掘深度較大,在大型露天礦深部開采中應(yīng)用較多。挖掘精度較高,對(duì)礦巖適應(yīng)性較強(qiáng),但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)成本高昂 。
水槍:利用高壓水射流破碎礦巖,適用于開采松散、軟質(zhì)礦巖,如砂礦。開采效率高、成本較低,但耗水量大,對(duì)水資源供應(yīng)和廢水處理要求高 。
采砂船:專門用于水下砂礦或河灘砂礦開采,依據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)形式分為鏈斗式、吸揚(yáng)式等類型。鏈斗式采砂船靠鏈斗挖掘砂礦,吸揚(yáng)式采砂船則通過泵吸方式將砂礦吸入船內(nèi)。采砂船開采受水文條件影響顯著,需在合適水域作業(yè) 。
2.運(yùn)輸環(huán)節(jié)
帶式輸送機(jī):作為連續(xù)式開采工藝的核心運(yùn)輸設(shè)備,運(yùn)輸能力大、距離長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn)且能耗低,可與采掘設(shè)備無(wú)縫對(duì)接,實(shí)現(xiàn)礦巖連續(xù)運(yùn)輸。其帶寬、帶速和輸送角度等參數(shù)根據(jù)礦山生產(chǎn)能力和地形條件定制 。
運(yùn)輸排土橋:主要用于將剝離物運(yùn)往排土場(chǎng),集成了帶式輸送機(jī)和排土設(shè)備,可在較大范圍內(nèi)開展排土作業(yè)。適用于大型露天礦大規(guī)模剝離作業(yè),能大幅提高排土效率、降低成本 。
懸臂排土機(jī):與運(yùn)輸排土橋功能類似,用于排土作業(yè)??蓪捷斔蜋C(jī)運(yùn)來(lái)的剝離物排卸到指定位置,懸臂可回轉(zhuǎn)、升降,適應(yīng)不同排土場(chǎng)地形和要求 。
管道運(yùn)輸:在輸送高濃度礦漿等特殊情況下采用。具有運(yùn)輸成本低、占地少、不受地形限制等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)輸送物料性質(zhì)和管道材質(zhì)要求高,初期投資大 。
(三)半連續(xù)式開采工藝
1.采掘 - 破碎環(huán)節(jié)
先由機(jī)械鏟、液壓鏟等間斷式采掘設(shè)備將礦巖采裝至運(yùn)輸設(shè)備(如汽車),再運(yùn)送至破碎機(jī)。破碎機(jī)類型依據(jù)礦巖性質(zhì)和產(chǎn)品粒度要求選擇,常見的有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等,將大塊礦巖破碎為較小粒度,便于后續(xù)連續(xù)運(yùn)輸 。
2.運(yùn)輸環(huán)節(jié)
破碎后的礦巖通過帶式輸送機(jī)等連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)出采場(chǎng)。該工藝融合了間斷式和連續(xù)式開采工藝的長(zhǎng)處,既能應(yīng)對(duì)較硬礦巖,又能發(fā)揮連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備高效、低成本的優(yōu)勢(shì)。在大型露天金屬礦山,因礦巖硬度大,采用半連續(xù)式開采工藝可顯著提升開采效率、降低生產(chǎn)成本 。
二、按礦床賦存條件分類
(一)平緩礦床開采方法
1.倒堆采礦法
作業(yè)方式:利用機(jī)械鏟或索斗鏟將剝離物直接倒堆至前一采掘帶的采空區(qū),采礦工作面緊跟剝離工作面推進(jìn)。該方法無(wú)需專門排土設(shè)備,工藝簡(jiǎn)單、成本低。但隨著開采深度增加,倒堆難度加大,適用范圍受限,一般適用于開采深度淺、礦體厚度小的平緩礦床 。
2.橫運(yùn)采礦法
作業(yè)方式:借助排土橋、懸臂排土機(jī)將剝離物垂直于工作線方向運(yùn)往采空區(qū)??蓪?shí)現(xiàn)大規(guī)模剝離和排土作業(yè),適用于礦體走向長(zhǎng)、開采寬度寬的平緩礦床。排土橋和懸臂排土機(jī)工作效率高,能快速完成剝離物運(yùn)輸和排卸,但設(shè)備投資大,對(duì)地形條件有一定要求 。
3.縱運(yùn)采礦法
作業(yè)方式:剝離物沿工作線繞過端幫縱向運(yùn)往采空區(qū)。運(yùn)輸線路相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備調(diào)配便捷,適用于礦體走向長(zhǎng)度適中、開采寬度窄的平緩礦床。采用該方法時(shí),需合理規(guī)劃運(yùn)輸線路,保障剝離物運(yùn)輸順暢高效 。
(二)傾斜礦床開采方法
1.組合臺(tái)階開采法
作業(yè)方式:將多個(gè)臺(tái)階組合成一個(gè)開采單元,在組合臺(tái)階上進(jìn)行穿孔、爆破、采裝和運(yùn)輸作業(yè)。通過合理設(shè)計(jì)組合臺(tái)階的高度、寬度和臺(tái)階坡面角等參數(shù),可提高開采效率、降低成本。適用于傾斜角度大的礦床,能有效利用礦山空間資源,減少開采設(shè)備移動(dòng)次數(shù) 。
2.橫采掘帶開采法
作業(yè)方式:采掘帶垂直于礦體走向布置,采裝設(shè)備沿采掘帶橫向推進(jìn)。能充分發(fā)揮采裝設(shè)備工作效率,便于組織生產(chǎn)。開采過程中,需重點(diǎn)規(guī)劃運(yùn)輸線路,確保礦巖運(yùn)輸順暢。適用于礦體走向長(zhǎng)、傾角陡的礦床 。
3.分區(qū)分期開采法
作業(yè)方式:根據(jù)礦床地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)因素,將礦區(qū)劃分為多個(gè)開采區(qū)域,分期開采。先開采條件優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)效益高的區(qū)域,再逐步開采其他區(qū)域??山档统跗谕顿Y,提升礦山經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。實(shí)施時(shí),要做好各區(qū)域間的銜接過渡,保證礦山生產(chǎn)連續(xù)性。
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