露天矿台阶基本要素

1.露天矿台阶基本要素
台阶:由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成(半无限几何体)。

台阶命名:台阶常以其坡顶面水平和坡底面水平高程命名。

坡顶线和坡底线：台阶坡顶面和坡底面与台阶坡面的交线分别称为台阶的～。

台阶坡面角(α)：台阶坡面与水平面的夹角称为～。

台阶高度(H)：台阶坡顶面与坡底面之间的垂直距离即为～。

台阶宽度(W)：从本台阶的坡顶线(本台阶外缘)到上一个台阶的坡底线(本台阶内缘)之间的距离称为～。

台阶是垂直方向上的最小开采单元，即台阶在其整个高度上是一次爆破、一次铲装。

穿孔和装药作业在台阶的坡顶面进行，铲装和运输作业在台阶的坡底面进行。

台阶高度
台阶高度是露天开采中最重要的几何参数之一。

影响台阶高度的因素有：①生产规模、②采装设备的作业技术规格以及对③开采的选别性要求等。

☆②为保证挖掘机挖掘时能获得较高的满斗系数(铲斗的装满程度)，台阶高度应不小于挖掘机推压轴高度的2/3，另一方面，为避免挖掘过程中在台阶的顶部形成悬崖，台阶高度应小于挖掘机的最大挖掘高度。

☆③在品位变化大、矿物价值高的矿山(如金矿)，开采选别性是制约台阶高度的重要因素。

开采选别性系指在开采过程中能够将不同品位和类型的矿石及废石进行区分开采的程度。

2.露天矿最终帮坡角
从最上一个台阶的坡顶线到最下一个台阶的坡底线的斜面与水平面的夹角(θ)称为该段边帮的总帮坡角。

最终边坡角是露天采矿场构成要素之一。

指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角，也称最终帮坡角或最终边帮角。

3. 露天矿台阶坡面角及其取值依据因素；
台阶坡面角α：台阶坡面与水平面的夹角称为～
台阶坡面角取决于：①岩体稳定性，岩体稳定性级别高时取大值(最大为90°)，否则取小值；②类似矿山经验值；③岩体结构，岩体层理面（或主要优势结构面）的倾向对台阶坡面角有直接的影响。

当台阶坡面与岩体层理面的倾向相同或相近，而且层理面倾角较陡时，台阶坡面角等于层理面的倾角。

1.特大型、大型、中型、小型露天矿钻机钻孔直径的选择；
根据国内外发展趋势看，通常按露天矿的规模大小选择适宜的穿孔设备，一般认为：
特大型、大型露天矿，宜采用钻孔直径D≥310mm的牙轮钻机；
中型露天矿，可采用钻孔直径D=150～250mm的牙轮钻机或潜孔钻机；
小型露天矿，则应采用钻孔直径D≤150mm的潜孔钻机或露天凿岩台车。

2.台阶深孔爆破根据起爆顺序和起爆时间的不同分类；
在规模开采的露天矿，最常用的爆破方法是台阶的深孔爆破法。

台阶深孔爆破法，根据起爆顺序和起爆时间的不同，又分为：
齐发爆破秒差延发爆破微差爆破
其中以微差爆破使用最广。

在实际的露天矿生产中，台阶采用深孔爆破后，一般会产生一些大块（长边尺寸超过规定尺寸的矿岩块），还要采用浅眼爆破、外覆爆破或碎石机进行二次破碎。

3.松动爆破
松动爆破（looseningblasting）是炸药爆炸时，岩体被破碎松动但不抛掷。

它的装药量只有标准抛掷爆破的40%一50%。

松动爆破的爆堆比较集中，对爆区周围未爆部分的破坏范围较小。

4.大块超过采、运、破碎等设备所允许块度的矿岩块称为大块。

大块总量与爆破总量的比率称为大块率。

露天矿正常生产爆破的大块率一般要小于5%。

5.露天深孔爆破台阶要素有哪些
ht-台阶高度；l-钻孔深度；l1-堵塞长度；l2-装药长度； hc-超深；
a-孔距；b-排距
B-钻机安全距离；W-最小抵抗线；W底-底盘抵抗线；
1.提高挖掘机生产能力的措施；
①缩短挖掘机的工作时间
②提高满斗系数
③提高班工作时间利用系数
2.满斗系数；
是铲斗内矿岩的松散体积与斗容之比。

其大小取决于司机的操作水平、矿岩性质、爆破质量和爆堆高度。

3.挖掘半径；
挖掘半径Rw——挖掘时由挖掘机回转中心至铲斗齿间的水平距离
4.挖掘机的工作循环时间取决于哪些因素？
挖掘机工作循环时间是指从铲斗挖掘矿岩到卸载后返回工作面准备下次挖掘所需的时间。

取决于挖掘机的工作性能、司机的操作技术水平、爆破储量与质量，以及车辆的停放位置。

5。

最小工作平盘宽度；
仅按布置采掘运输设备和实现正常采装运输作业考虑所必需的工作平盘宽度，称为最小工作平盘宽度(Bmin)。

汽车运输时最小工作平盘宽度
Bmin=b+c+d+e+f+g
b—爆堆宽度，m；
c—爆堆坡底线至汽车边缘的距离，m；
d—车辆运行宽度，m；
e—线路外侧至动力电杆的距离，m；
f—动力电杆至台阶稳定边界线的距离，m；
g—安全宽度，m。

铁路运输时最小工作平盘宽度
Bmin=b+c1+d1+e1+f+g
c1—爆堆坡底线至铁路线路中心线间距,一般2~3m;
d1—铁路线路中心线间距，同向架线d1≥6.5m，背向架线，d1>8.5m；
e1—外侧线路中心至动力电杆间距，e1=3m 。

6.为保证挖掘机挖掘时能获得较高的满斗系数，台阶高度如何确定？
对容易易挖掘和中等容易挖掘的矿岩，爆堆高度不应小于2/3H T；对挖掘困难和坚硬的矿岩，爆堆高度不应小于H T（H T为挖掘机的推压轴高度）。

7. 采区长度
划归一台挖掘机采掘的那部分台阶工作线长度。

采区长度根据穿爆与采装的配合、各水平工作线的长度、台阶计划开采强度、运输方式、矿岩分布和矿石品位变化等条件来确定。

采区的最小长度应满足挖掘机正常作业。

8.依据露天矿采装工作线的方向与台阶走向的关系，工作线的布置方式可分为哪3种？
依据露天采矿工作线的方向与矿体走向的关系，工作线的布置方式有横向，扇形，纵向三种。

1.露天矿运输的任务；
是将采出的矿石运送到选矿厂、破碎站或者储矿场，把剥离的岩土运送到排土场，将生产人员、机械设备和材料运送到作业地点。

2. 内部运输系统；矿岩→受料地点，辅助物料→露天采场
3. 外部运输系统；选矿厂/储矿仓→用户
1.铁路运输的排土方法有哪些？
1、挖掘机排土
2、排土犁排土
3、推土机排土
4、前装机排土
挖掘机排土能满足大量排土的需要，因此，在使用铁路运输的大型露天矿应用较广。

排土犁是一种行走在轨道上的排岩设备，排土方式不灵活，目前已经很少使用。

前装机排土机动灵活，排岩带宽度大，使排岩台阶有较长的稳定时期，可增加台阶的稳定性。

2废石场按其与露天采场的相对位置可分为哪两类？
按废石场与露天采场的相对位置，分为内部排土场、外部排土场
内部排土场：指设置在露天采场内部的排土场，岩土运距短，最经济。

但内部排土场的使用条件有严格限制，适用于开采水平或倾角小于5°～10°的缓倾斜矿体，而且一次采掘有用矿物的全厚，随着采剥工作线逐步向前推进将岩土排弃在采空区内。

值得注意的是，矿山开采初期必须建立临时排土场，并不能做到完全零排放。

外部排土场：指设置在露天采场外部的排土场。

金属矿床多为倾斜和急倾斜，且开采深度较大，因而多采用外部排土场。

但是，当采矿场内有两个以上开采深度不同的底平面时，先结束的区段就可以作为采空区排岩。

因此合理安排开采顺序或进行分区开采，可以使部分岩土实现内部排弃。

1.境界剥采比；
指露天开采境界增加单位深度所引起的岩石增量与矿石增量之比值。

是露天开采境界的一种边际值，在设计中常用于露天开采境界的经济分析。

2. 并段
并段：采场扩延过程中，每一台阶推进到最终边帮时，均与上部台阶之间留有安全平台。

在实际生产中，常常在最终边帮上每隔两个或三个台阶留一个安全平台，将安全平台之间的台阶合并为一个“高台阶”。

由于并段后台阶的高度增加，石块滚落到安全平台上的滚落速度也加大，故实行并段后的安全平台宽度应适当加宽。

一般是每并入一个台阶，安全平台的宽度增加1/3左右。

注意：选择安全平台的宽度时，还应考虑最终帮坡角的要求。

若依据滚石安全要求所设置的安全平台宽度，使最终帮坡角大于最大允许帮坡角时，需增加安全平台宽度。

影响露天开采境界的因素很多，可归为三大类：
1）自然因素
包括矿体赋存条件（如矿体形态、大小、厚度、倾角等），矿床勘探程度及储量级别，矿石和围岩的物理力学性质，工程地质和水文地质条件，矿区地形地貌。

2）经济因素
包括矿石的质量和价值，原矿和精矿成本及售价，基建投资和建设期限，国家及地区经济发展的方针及政策。

3）技术组织因素
包括露天开采与地下开采的技术水平、装备水平和发展趋势、以及制约和促进其应用推广的技术与组织条件。

4.确定经济合理剥采比的方法有哪两类？
比较法、价格法
比较法：旨在分别用露采和地采两种开采方式对同一地段单位数量的原矿进行开采时经济效益的比较，确定经济合理剥采比，以划定在经济上最有利的露天开采和地下开采的分界线。

常用方法有：
原矿成本比较法、精矿成本比较法、储量盈利比较法、盈亏平衡法
价格法：用于那些能够明显判定在经济上和技术上只能采用露天开采的矿床，没有必要和地下开采进行比较，而只需要另行选择适当的最低价格或允许的最高成本的矿产品作比较的基础，来计算经济合理剥采比。

5.采用比较法确定经济合理剥采比，有哪4种方法？
一原矿成本比较法二精矿成本比较法
三储量盈利比较法四盈亏平衡法
6.境界剥采比的计算方法
投影线段比法平面图法定义法。