人工開采：安委辦【2010】17號文明令禁止。

露天采礦場模擬面貌

1、封閉圈及露天礦山分類

封閉圈：露天采礦場地表的平面閉合曲線。

根據(jù)礦床埋藏的地形條件，依據(jù)露天開采境界地表封閉圈，可分為山坡露天礦和凹陷露天礦。
山坡露天礦----地表封閉圈以上；

凹陷露天礦----地表封閉圈以下。

山坡露天礦和凹陷露天礦示意圖

A——山坡露天礦，B——凹陷露天礦，1——地表封閉圈標(biāo)高

2、露天礦山構(gòu)成三要素

臺階：把礦巖劃分成一定厚度的水平分層，在開采過程中各工作水平在空間上構(gòu)成了階梯狀。每個(gè)階梯稱為臺階，其高度成為臺階高度。

臺階坡面：臺階朝向采空區(qū)一側(cè)的傾斜面。傾斜面與水平面所夾角稱為臺階坡面角。

平臺（平盤）：臺階的坡底線與坡頂線之間水平面上的空間。坡底線與坡頂線之間的寬度稱為平臺寬度，處在爆破、鏟裝和運(yùn)輸作業(yè)的平臺稱為工作平臺；爆堆邊沿至坡頂線之間的寬度稱為工作平臺高度；用于阻截滑落的巖石的平臺稱為安全（清掃）平臺。

3、露天礦山的開采工藝

露天礦山的開采工藝相對簡單，主要包括穿孔、爆破、采裝運(yùn)輸、排巖。

接下來，我們就具體講講露天礦山的開采工藝。

一、穿孔工作

穿孔工作是露天礦山開采的首要工序，在整個(gè)露天開采過程中，穿孔費(fèi)用約占其生產(chǎn)總費(fèi)用的10%-15%。

1、潛孔鉆機(jī)

潛孔鉆機(jī)鉆孔角度變化范圍大，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，而且潛孔鉆機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，設(shè)備重量輕，投資費(fèi)用低，特別是可以通過鉆鑿各種斜孔來控制礦石品位，能消除根底、減少大塊，提高爆破質(zhì)量。因此，潛孔鉆機(jī)目前在國內(nèi)外中小型礦山廣泛使用，適用于中硬礦巖穿孔。

2、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)展起來的一種近代新型鉆孔設(shè)備，具有穿孔效率高、作業(yè)成本低、機(jī)械化、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，適用于各種硬度的礦巖穿孔作業(yè)，目前，已成為世界各國露天礦普遍使用的穿孔設(shè)備。

3、鑿巖臺車

鑿巖臺車是隨著采礦工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型鑿巖作業(yè)設(shè)備。它是將一臺或幾臺鑿巖機(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。

二、爆破工作

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%。

爆破質(zhì)量的好壞，不僅直接影響采裝、運(yùn)輸、粗碎等設(shè)備效率，而且影響礦山總成本。

1、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、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。

2、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，礦巖的爆破質(zhì)量較好，為采裝工作創(chuàng)造好的條件。

為減少地震效應(yīng)和提高爆破質(zhì)量，在一定條件下可采取大區(qū)微差爆破，炮孔中間隔裝藥或底部空氣間隔裝藥等措施，以便降低爆破成本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3、硐室爆破

硐室爆破是將比較多或大量炸藥，裝在爆破硐室巷道內(nèi)進(jìn)行爆破的方法。露天礦僅在基本建設(shè)時(shí)期和在特定條件下使用，采石場在有條件且在采礦需求量很大時(shí)采用。

4、多排孔微差爆破法

近年來，隨著挖掘機(jī)斗容量和露天礦生產(chǎn)能力的急劇增加，要求露天礦的正常采掘爆破每次的爆破量也越來越多，為此，國內(nèi)外的露天開采中廣泛使用多排孔微差爆破、多排孔微差擠壓爆破等大規(guī)模的爆破方法。

多排孔微差爆破的優(yōu)點(diǎn)：

一次爆破量大，減少爆破次數(shù)和避炮時(shí)間，提高采場設(shè)備的利用率

改善礦巖破碎質(zhì)量，其大塊率比單排孔爆破少40%-50%

提高穿孔設(shè)備效率約10%-15%，這是由于工作時(shí)間利用系數(shù)增加和穿孔設(shè)備和爆破后充區(qū)作業(yè)次數(shù)減少的緣故
提高采裝、運(yùn)輸設(shè)備效率約10%-15%。

5、多排孔微差擠壓爆破法

指工作面殘留有爆堆情況下的多排孔微差爆破。碴堆的存在，為擠壓創(chuàng)造了條件，一方面能延長爆破的有效作用時(shí)間，改善炸藥能的利用和破碎效果；另一方面，能控制爆堆寬度，避免礦巖飛散。多排孔微差擠壓爆破微差間隔時(shí)間比普通微差爆破大30％～50%為宜，我國露天礦常常用50～100ms。

多排孔微差擠壓爆破的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）礦巖破碎效果更好。這主要是由于前面有渣堆阻擋，包括..排在內(nèi)的各排鉆孔都可以增大裝藥量，并在渣堆的擠壓下充分破碎；

（2）爆堆更集中。對于采用鐵路運(yùn)輸?shù)牡V山，爆破前可以不拆道，從而提高采裝、運(yùn)輸設(shè)備效率。

多排孔微差擠壓爆破的缺點(diǎn)是：炸藥消耗量較大；工作平臺要求更寬，以便容納碴堆；爆堆高度較大，可能影響挖掘機(jī)作業(yè)的安全。

三、臨近邊坡的爆破措施

隨著露天礦向下延伸，邊坡穩(wěn)定問題日益突出。為了保護(hù)邊坡，臨近邊坡的爆破要嚴(yán)格控制。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，主要措施是采用微差爆破、預(yù)裂爆破和光面爆破。

1、采用微差爆破減少震動(dòng)

微差爆破的主要作用之一是可以減少爆破的地震效應(yīng)。為了充分發(fā)揮微差爆破的減震作用，關(guān)鍵是設(shè)法增加爆破的段數(shù)和控制微差間隔時(shí)間。

2、采用預(yù)裂爆破隔離邊坡

臨近邊坡的預(yù)裂爆破，就是沿邊坡界線鉆鑿一排較密的平行鉆孔，每孔裝入少量炸藥，在采掘帶未爆破之前先行起爆，從而獲得一條有一定寬度并貫穿各鉆孔的裂縫。由于有這條預(yù)裂縫將采掘帶和邊坡分離開來，隨后采掘爆破的地震波在裂縫面上將產(chǎn)生較強(qiáng)的反射，使透過它的地震波大為減弱，從而保護(hù)了邊坡。

3、采用光面爆破保護(hù)邊坡

臨近邊坡的光面爆破，就是沿邊界線鉆鑿一排較密的平行鉆孔，孔內(nèi)裝入少量炸藥，在采掘鉆孔爆破之后再進(jìn)行爆破，從而沿密集鉆孔形成平行的巖壁。光面爆破不同于預(yù)裂爆破的地方主要在起爆時(shí)間上。光面炮孔的起爆要遲于前幾排采掘鉆孔，通常滯后50～75ms。

除此之外，還有一種措施是，控制.后幾排鉆孔的爆破。臨近邊坡的.后幾排鉆孔的藥量、抵抗線都要減少，稱之為“緩沖爆破”，可以減少鉆孔爆破對邊坡的破壞。

四、采裝與運(yùn)輸

采裝作業(yè)是使用裝載機(jī)械將礦巖直接從地下或爆堆中挖掘出來，并裝入運(yùn)輸機(jī)械的車廂內(nèi)或直接卸到指定的地點(diǎn)。它是露天開采過程的中心環(huán)節(jié)，其他生產(chǎn)工藝如穿爆、運(yùn)輸?shù)榷际菫椴裳b而服務(wù)的。 

主要采裝設(shè)備：挖掘機(jī)、索斗鏟、液壓鏟和輪胎式前裝機(jī)。

在露天礦開采過程中，礦山運(yùn)輸?shù)幕窘ㄔO(shè)投資約占礦山基建總投資額的60％，運(yùn)輸成本和勞動(dòng)量分別占礦石總成本和總勞動(dòng)量的一半以上，由此可見運(yùn)輸在露天礦開采中的重要地位。

露天礦山運(yùn)輸方式：汽車運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸、斜坡箕斗提升運(yùn)輸以及聯(lián)合運(yùn)輸方式，其中自卸汽車運(yùn)輸.普遍。

采裝與運(yùn)輸密不可分，兩者相互影響、相互制約。目前采裝運(yùn)輸工藝的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在采運(yùn)設(shè)備的大型化，采裝與運(yùn)輸環(huán)節(jié)的一體化與連續(xù)化，以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。

五、排巖

排巖是運(yùn)輸終端的作業(yè)，將剝離下的表土和廢石運(yùn)輸?shù)綇U石場進(jìn)行排棄。

排巖工藝：鐵路運(yùn)輸排巖、公路運(yùn)輸排巖、膠帶運(yùn)輸排巖

六、排土場

排土場（廢石場）：堆放剝離物的場所，指礦山采礦排棄物集中排放的場所。
排土場根據(jù)堆置順序可分為：單臺階排土場、覆蓋式多臺階排土場、壓坡腳式多臺階排土場。

排土場根據(jù)排土工藝主要分為：公路運(yùn)輸排土場、鐵路運(yùn)輸排土場、膠帶運(yùn)輸排土場和水力運(yùn)輸排土場。