采煤概论教案18

台阶的位置往往用它的下盘标高来表示，如+100m水平，+115水平。

图21-1 台阶要素图

2.露天矿场要素

(1)露天开采境界

露天开采终了时的空间状态。它包括开采终了时的地面境界AB、边帮AC、BD 和底部境界线CD (图21—2)。

图21-2 露天采场构成要素

(2)边帮

由采场四周坡面及平台组合成的表面总体。其中包括：

2．潜孔钻机

它是一种风动冲击式钻机。工作时将冲击器和钻头一起潜入钻孔，压缩空气经钻杆送入冲击器冲击钻头，孔底岩粉由压气排出孔外。

图21-4 KQ-200型潜孔钻机

3.牙轮钻机

它是一种回转钻机。工作时借助推压提升机构向钻头施加高钻压和扭矩，将煤者在静压、少量冲击和剪切作用下破碎，岩渣通过压缩空气吹出孔外。

图21-5 KY-310钻机示意图

(二)爆破

爆破工作是将煤岩从整体中分离下来，并按一定块度和工程要求堆积成一定的几何形体。

爆破用炸药主要应用以硝酸铵为主加适量可燃剂组成的干爆炸剂和以硝酸铵水溶液为主加敏化剂等组成的含水炸药。如铵梯炸药、铵油炸药和铵沥蜡炸药。

起爆方法可分为电起爆和非电起爆两类。电起爆有电雷管和起爆器两种，非电起爆有火力起爆和导爆索起爆。

二、采装工作

采装工作就是将软岩或预先松碎了的煤岩，通过机械设备采挖并装入运输设备中，或倒卸在指定地点。

广泛得到应用的间断式采装设备有：单斗挖掘机、前装机和铲运机等几种形式。

(一)单斗挖掘机

单斗挖掘机按其工作装置可分如下几种：正铲、反铲、刨土铲、拉铲和抓斗铲。（图21-7）

(二) 前装机

该机将采装、短距离运输、排弃和辅助作业集于一个设备。它灵活机动，运行速度高，爬坡作业性能好，维护费用低。前装机多是轮胎式的，运输距离一般不超过150 m。国产的前装机斗容为5m3，国外有斗容达22m3的前装机。

图21-9 前装机

三、运输

煤岩从工作面经采装设备挖掘装入运输设备后，煤被运往卸煤站或选煤厂，岩被运往排土场，生产上所需材料等被运往指定地点。运输工作是采装和排卸的连接环节，起着“纽带”的作用。也决定着整个生产任务完成的好坏。

常用的运输方式有：准规和窄轨铁路运输，公路运输，箕斗运输和联合运输。

1.铁路运输

（二）工作帮及其推进

1、开段沟初始位置确定

第一个台阶的开段沟位置一般选在剥离量少的煤层露头处，可设在煤层底板，也可设在煤层顶板，沟道可以平行煤层走向，也可以平行煤层倾向，如图23-13中的(a)、(b)。沟道亦可以成圈形布置，如图21-13中的(c)、(d)。

图21-13 开段沟位置

2、工作帮构成

工作帮形态决定于组成工作帮的各台阶之间的相互位置，通常可用工作帮坡角大小来表示。如图21-14所示。

图21-14 工作帮坡角

3、工作帮推进

工作帮推进方向与矿山工程开段沟初始位置有关。图21—15(a)是煤层底板拉沟，向

顶帮推进，即一个工作帮。图21—15 (b)是从煤层顶板拉沟，工作帮向顶、底帮两个方向推进，形成一个剥离工作帮，一个采煤工作帮。这两种台阶工作帮的推进方式均为平行推进。有的可以扇形方式推进(图21—16)。

图21-15 工作帮推进图

(a)——一个工作帮；(b)——一个剥离工作帮，一个采矿工作帮

图21-16 工作帮扇形推进

1——剥离台阶；2——采矿台阶；3——内部排土场

二、矿床开拓

矿床开拓指开掘矿山坑道(或修筑通路)以开辟从地表至矿床或自矿床的某一开采部分至另一部分的运输通路，并为开掘开段沟和开掘矿山坑道(沟道或井巷)的工作创造条件。

矿床开拓包括确定矿体开采顺序、开拓方法、台阶高度及坑线布置等项内容。

第四节露天矿生产能力

露天矿的生产能力，不仅指年产煤量，还有年剥离土岩量。

一、露天开采境界

露天开采境界系指露天矿场开采终了时形成的空间轮廓。它由矿场的地表境界、底部境界和四周帮坡组成。

1、影响露天开采境界的因素

(1)自然因素包括煤层埋藏条件，如：赋存状态、厚度、倾角、煤质、围岩岩性、地形地貌、工程和水文地质条件等。

(2)技术组织因素包括开采技术水平、装备水平、地面主要建筑物、城市、厂房等。

(3)经济因素包括基建投资、基建期和达产时间、煤炭的开采成本及销售价格中煤炭的贫化损失、设备供应情况及国民经济发展水平等。

2、合理开采深度的确定原则

当一个煤田或煤田的—部分被确定用露天法开采时，首先必须确定以什么原则圈定其合理的开采范围。现以图21-21所示倾斜煤层为例加以说明。

图21-21 露天矿横断面开采示意固

设煤层厚度为m，顶帮边帮角为β，台阶高度为h，露头上部岩土量为V0。每向下延深一个高度h采出煤量为P，为此所需剥离岩土量为V。则h1时采出煤量为P1、剥离岩土量为V1；h2时采出煤量为P2、剥离岩土量为V2···；直至h i时为P i和V i。从中可以看出，在m、h不变时，各水平采煤量P值变化不大，而V值随着深度的加大和β的减小而增加。由此可见，露天开采的范围（深度）必然有一限度，即

C L P i≥aP i+bV i （21-1）

图

2

1-2

2 平均剥采比计算示意图 图21-23

境界剥采比计算示意图

（21-3）

式中 n p ——平均剥采比；

V ——开采境界内全部岩土量，m 3或t ；

η——采出系数；

P ——开采境界内全部工业储备量，m 3或t 。

2、境界剥采比n k

当露天开采境界做少量变化（扩大或减少∆h ）所引起的岩土量与煤量变化之比值，如图21-23所示。

（21-4）

式中 n k ——境界剥采比；

∆V k ——境界少量变化扩大的岩土量，m 3或t ；

∆P k ——境界扩大后增加的煤量，m 3或t 。

由图21-23和公式（21-4）可知，境界剥采比实

为边界岩煤增量之比。在露天矿圈定境界时，多采用

境界剥采比作为公式（21-2）中左边计算内容。

p V

n P η=k k V n P η∆=∆s

s s

V n P η∆=∆