露天采矿习题集附答案讲解

1 课后习题集 1 露天开采的基本概念 （1）什么叫露天开采？什么样的矿床适合用露天开采? 露天开采和地下开采相有什么优缺点？ （2）简述我国露天开采发展现状及前景。 （3）什么叫露天矿、露天采场？划分山坡露天矿和凹陷露天矿的依据是什么？ （4）解释封闭圈、台阶、采掘带、采区的概念。 （5）画图表示台阶及其构成要素。 （6）简述工作帮和非工作帮的概念。 （7）简述安全平台、运输平台、清扫平台的概念及其在露天开采中所起的作用。 （8）什么叫剥采比？ （9）简述露天矿的建设程序？ （10）露天矿的开采步聚有哪些？ 2 矿岩松碎工作 （1）矿岩松碎的方法有哪些？简述各种方法的适用条件。 （2）简述露天矿的主要穿孔设备，针对不同生产规模的矿山，怎么进行设备选型及数量计算？ （3）露天开采中常使用的爆破作业方法有哪几种？在露天矿的生产过程中各起什么作用？ （4）简述露天矿深孔爆破参数有哪些？ （5）简述微差爆破和挤压爆破的优点及技术要点。 （6）简述露天矿靠近边坡的爆破工作常用的方法与技术要点。 （7）简述矿床露天开采对爆破工作的基本要求。 3 采装工作 （1）简述单斗挖掘机的工作参数。 （2）单斗挖掘机采掘带宽度如何确定？ （3）单斗挖掘机如何选择和计算？ 4 露天矿运输 （1）简述露天矿运输的基本特点。 （2）简述露天矿常用的运输方式及各种运输方式的适用条件。 （3）简述各种运输方式的特点。 5 排岩工作 （1）选择废石场应遵循哪些原则？ （2）简述目前露天矿常用的排岩工艺与各自的特点。 （3）露天矿为什么要对土地进行复垦？土地复垦的基本步骤和要求是什么？ 6 露天开采境界 （1）什么叫露天开采境界？影响露天开采境界的因素有哪些？ （2）露天开采境界组成要素有哪些？ （3）什么是剥采比？常用的剥采比有哪些形式？ （4）如何用产品成本比较法确定经济合理剥采比？ （5）确定经济合理剥采比有哪些方法？适用条件如何？ （6）何为长露天矿？如何确定长露天矿境界剥采比？ （7）何为短露天矿？如何计算短露天矿境界剥采比？ （8）简述确定露天矿开采境界的方法和步骤。 2

7 矿床露天开拓 （1）什么叫露天矿开拓？ （2）露天矿床开拓有哪些类型？简述各种开拓方式的特点及适用条件。 （3）简述影响开拓方法选择的因素和主要原则。 （4）公路运输开拓坑线布置形式有几种？特点如何？ （5）铁路运输开拓适用于什么条件？有何优缺点？ （6）什么是固定坑线开拓？什么是移动坑线开拓？移动坑线开拓和固定坑线开拓相比有何优缺点？适用于什么情况？ （7）新水平准备工程包括哪些内容？掘沟工程包括哪些内容？ （8）掘沟方法有哪些类型？ （9）露天堑沟的工作要素有哪些？ （10）无运输掘沟法有哪些类型？各有何特点？ 8 露天矿生产能力与采掘进度计划 （1）简述露天矿生产能力的基本概念，露天矿生产能力包括哪些内容？ （2）简述确定露天矿生产能力的方法。 （3）什么是矿山工程延深速度？什么叫采矿工程延深速度？其关系如何？ （4）为什么要进行生产剥采比的调整与均衡，其主要方法有哪些？ （5）为什么要编制采掘计划？采掘计划有哪些类型？ 9 露天矿边坡稳定性分析与维护 （1）露天矿边坡有哪些特点？ （2）影响边坡稳定的因素有哪些？ （3）露天边坡破坏有哪几种类型？ （4）边坡稳定性计算与分析的方法有哪些？ （5）简述露天矿边坡治理的常用方法。 10 露天矿防水与排水 （1）露天矿山发生涌水能给矿山的生产带来哪些危害？ （2）露天矿产生涌水的自然因素和人为因素有哪些？ （3）露天矿防水的主要措施有哪些？ （4）简述矿床疏干的概念，矿床疏干有哪些方式？ （5）露天矿的排水系统有哪几种？ 3

露天矿习题集答案 1. 露天开采的基本概念 1. 矿床露天开采是用一定的采掘运输设备，在敞露的空间里从地表开始进行开采作业。为了采出矿石，需将矿体周围及其上部覆盖岩石剥掉，通过露天沟道或地下井巷把矿石和岩石运至地表卸载点。 有的矿床规模很大，埋藏较浅，甚至出露地表，只要将上覆岩层及部分围岩剥离掉，不需掘进大量的井巷就可以从地表直接挖掘出有用的矿物，这种矿床适合用露天开采。 国内外广泛应用露天开采的主要原因是，与地下开采比较，它有如下突出优点： （1） 受开采空间限制较小，可采用大型机械设备，从而可大大提高开采强度和矿石产量； （2） 劳动生产率高，为地下开采的5~10倍； （3） 开采成本低，为地下开采的1/4~1/3； （4） 矿石损失贫化小，损失率和贫化率不超过3~5%； （5） 对于高温易燃的矿体，露天开采比地下开采更为安全可靠； （6） 基建时间短，约为地下开采的一半，每开采一吨矿石的基建投资也比地下开采低； （7） 劳动条件好，作业比较安全。 露天开采的主要缺点是： （1）在开采过程中，穿爆、采装、汽车运输、卸载以及排岩等作业粉尘较大，汽车运输排出的一氧化碳逸散到大气中，废石场的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和农田等，污染大气、水域和土壤，将危及人民身体健康，影响农作物及植物的生长，使生态环境遭受不同程度的破坏； （2）露天开采需要把大量的剥离物运往废石场排弃，因此废石场占地较多； （3）气候条件如严寒和冰雪、酷热和暴雨等，对露天开采作业一定影响。 2. 我国目前约有露天矿山1500个，其中重点铁矿约40个，重点有色金属矿约12个，根据统计结果，我国露天开采占总开采量的比例见表所示。 矿石种类 露天开采占总开采量比例（%） 铁矿石 86.4 有色金属 49.6 煤炭 5 建筑材料 100 冶金辅助材料 90.5 3. 露天矿是指用露天法开采矿床的矿山企业。 露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和，称为露天采场。 根据矿床埋藏条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿。露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿，封闭圈以下为凹陷露天矿。 4. 露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线，称为封闭圈。 露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系。在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状，每个阶梯就是一个台阶。 挖掘机一次挖掘的宽度为采掘带。 采掘带如果长度足够和必要，可以沿长度划分成若干区段，各配置独立的采掘运输设备 4

进行开采，这样的区段称为采区，采区的长度是一台电铲所占的采掘工作线长度。 5. 台阶的基本构成要素如下图所示：

6. 露天采场的构成要素及代表的含义为： （1）工作帮：由正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫做工作帮。 （2）非工作帮坡面：通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面叫做非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时叫做最终帮坡面或最终边坡面。 7. （1）安全平台：用作缓冲和阻截滑落的岩石以及减缓最终边坡角，保证最终边帮的稳定性和下部水平的工作安全。 （2）运输平台：作为工作台阶与出入沟之间的运输联系的通道。 （3）清扫平台：用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理，他又起安全平台的作用。 8. 剥采比就是指露天矿开采过程中，为开采有用的矿物，剥离的废石量和采出的有用矿石量之比，即单位矿石所需剥离的岩石量。开采境界变化，剥采比也随着变化，因此，露天开采境界与剥采比联系在一起。在确定境界时常用的几种剥采比为： （1）平均剥采比np，是指露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比。 （2）分层剥采比nf，是指在同一分层内剥离岩石量与采出矿石量之比。 （3）境界剥采比nj，是以最终边坡角划定的境界，由某一水平延伸至另一水平时，所增加的剥离岩石量与采出矿石量之比。 （4）生产剥采比（也称时间剥采比）ns，是指露天矿某一生产时期剥离的废石量与所采出的矿石量之比。 （5）经济合理剥采比nj h.，是指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比。以该剥采比从事露天开采时，露天开采成本不大于地下开采成本。 9. 露天采场采出矿石和岩石是按一定的工艺过程实现的，这种工作总称露天矿山工程。 露天矿山工程按施工对象分为剥离工程和采矿工程，按施工形式可分为掘沟工程和扩帮工程。露天矿开采过程中，为运出各工作台阶上采出的矿石和岩石．必须挖掘一些坑道，以建立地面和各工作平台的运输联系，此外，为了开辟新的工作台阶以建立工作线，也必须挖掘—些坑道、前者叫出入沟，前者叫开段沟。 10. 矿山正常情况下，在开采一个台阶时，要先掘出入沟，然后再在此基础上掘开段沟并铺设线路，当开段沟掘完后，即在沟一侧或两侧布置工作线而进行剥离，当上—水平扩帮工作进行到一定程度后，便可进行第二水平的掘沟和扩帮工作，矿山工程亦从第—水平延深到第二水平。从施工形式上看，露天矿开采工程就是在露天开采境界内从上而下，按—个分层不断掘沟和扩帮的过程。

台阶上部平盘 台阶坡顶线 台阶坡面 台阶坡底线 台阶下部平盘 h α

32 44 20 台阶标号

台阶高度 台阶坡面角 5

第二章 矿岩松碎工作 一.答： 机械法、爆破法、水力破碎法。 二. 答： 露天矿主要的穿孔设备有凿岩机、凿岩台车、冲击式穿孔机、潜孔钻机、牙轮钻机等。

凿岩机是小型露天矿的主要穿孔设备，同时也是大中型露天矿一次浅孔、二次破碎、边角根底处理及露天矿硐室凿岩的主要设备。

凿岩台车目前在露天矿应用的还不多、但它对提高凿岩效率、改善劳动条件、进行多品级矿石分采以及边坡处理、运输道路的修筑等工作是较为有利的。

冲击式穿孔机(也叫磕头钻)是60年代以前各国露天矿主要的穿孔设备。由于它适应性差，只能打垂直孔，且需定时取渣，穿孔效率低，劳动强度大，目前已被逐渐淘汰。

潜孔钻机具有机动灵活，操作维修方便，作业成本低的持点，可以在中硬以上的矿岩穿凿各种不同倾斜度的炮孔。在穿凿大孔径炮孔时，排渣效果不良，因此，只适合在中小型矿山使用。

牙轮钻机能应用于各种硬度的矿岩，在坚硬以下矿岩中穿凿孔径在150mm以上的炮孔时，牙轮钻优于潜孔钻，牙轮钻机械化、自动化程度高，钻孔效率高，是目前国内外露天矿先进的穿孔设备。但牙轮钻在极硬矿岩中或穿凿150mm以下孔径的钻孔时，效率降低。

三. 答： 露天矿常用的爆破方法有深孔爆破、浅孔爆破、硐室爆破、药壶爆破、裸露爆破等。

浅孔爆破主要用于小型露天矿的爆破作业和大中型矿山的辅助爆破作业。浅孔孔深3—5m，孔径为25—75mm。

深孔爆破是大型露天矿常用的主要爆破方法，部分小型露天矿也有应用。深孔孔深一般为10—15m，孔径75—300mm。