露天开采工艺流程及相关技术课件
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第十八讲第十五章露天开采程序PPT课件
13.11.2020
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❖ 开采选别性是制约台阶高度的又一重要因素。
❖ 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。
❖ 台阶高度越大，开采选别性越差。因此，开采对选 别性要求较高的矿床时，应选取较小的台阶高度。 一般说来，黑色金属矿床的品位变化较小、矿体形 态较为规则、矿物价值低，对选别性要求较低，台 阶高度一般大于10m，以12~15m最为常见。大多数 贵重金属矿床的特征恰恰相反，故台阶高度一般小 于10m，以6~8m最为常见。
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❖ 采区宽度应与采掘带宽度相适应，即实体(采 区)爆破后的爆堆宽度应与挖掘机的采掘带宽 度和采掘次数相适应。采掘带宽度过宽或过 窄，都会影响挖掘机的生产能力。过宽时， 挖掘机回转角度大，且爆堆外缘残留矿岩多， 清理工作量大;过窄时，则挖掘机移动频繁， 行走时间长。采掘带宽度一般应保持挖掘机 向里侧回转角不大于900，向外不大于300。
返调车是两种有代表性的供车方式。
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1．单向行车不调头平行采掘
❖ 如图15-17所示，汽车沿工作面直接驶到装 车位置，装满后沿同一方向驶离工作面。这 种供车方式的优点是调车简单，工作平盘只 需设单车道。缺点是电铲回转角度大，在工 作平盘的两端都需出口(即双出入沟)，因而增 加了掘沟工作量。
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第三节 掘沟
❖ 露天开采是分台阶进行的。那么，每1台阶的 开采是怎样开始的呢？由于采装与运输设备 是在工作台阶的坡底面水平作业，所以，必 须在新台阶顶面的某一位置开一道斜沟，使 采运设备到达作业水平，而后以沟端为初始 工作面向前、向外推进。因此，掘沟是新台 阶开采的开始。
露天矿山开采工艺与安全技术ppt课件
nj
=
V A
（1－4）
式中 nj——境界剥采比，米3／米3或吨/吨、米3／吨； ΔV——境界延伸后所增加的剥岩量，米3或吨； ΔA——境界延深后所增加的矿石量，米3或。
5、经济合理剥采比nj˙H，指经济上允许的最大剥岩量与可 采矿量之比。
二、经济合理剥采比的确定
1、原矿成本比较法
以原矿作为计算基础，使露天采出原矿成本等于地下采出 原矿成本，露天开采矿石成本如下式：
2、分层剥采比（图1－4 b）是指境界内某一水平分层的岩石量 与矿石量之比，即：
式中
nf
nf——分层剥采比；
= Vf Af
（1－2）
Vf——水平分层岩石量，米3或吨；
Af——境界内水平分层的矿石量，米3或吨。
3、生产剥采比（图1—4 c）是指露天矿某一生产时期内所剥岩
石量与所采矿石量之比，即
ns
=
开拓是指建立地表与露天采场各生产水平及各水平之间的 运输通路。
第二节 露天开采境界确定
一、剥采比
1、平均剥采比（图1－4 a）是指露天开采境界内总的岩石量与总
矿石量之比，即：
n p
=
Vp Ap
（1－1）
吨/吨
米3／吨；
Vp——境界内总岩石量，米3或吨； Ap——境界总矿石量，米3或吨。
这种方法是以矿石工业储量做为计算基础，使露天开采矿石 盈利等于地下开采矿石盈利。其关系式为：
UL
nb 1
UD
γ ——矿石容量，吨／米3；
n ——剥采比，米3／米3；
b ——剥离成本，元／米3；
UL、UD ——分别为露天开采和地下开采时每吨工业储量矿 石所获盈利，元／吨。
其经济合理剥采比：
露天矿山采石场课件
*
4）管理因素： ①边坡管理工作不到位，没有专人负责边邦管理。（检查时间？ ） ②超挖坡脚。 ③挖掘机械在悬浮岩块下，或在未被发现的塌陷壁下，有被推倒、埋压而发生人员伤亡和设备被毁事故的可能。
*
安全管理要求和措施:
1）矿山应有具有资质的设计单位设计的开采设计和附图。坡面角严格按照《规程》和《设计》执行； 2）根据矿体地质条件选择合理的开采顺序和推进方向。
*
二、露天采矿场的构成要素
AB:露天采场上部最终境界线。 GH:露天采场下部最终境界线。 AC.BF：露天矿最终边帮。
*
小型露天采石场开采开拓方案:
1、汽车-公路运输开拓； 2、挖掘机-上山公路开拓； 3.汽车-挖掘机-上山公路联合开拓；
*
*
禁止通行
禁止驶入
必须戴矿工帽
当心滚石、塌方滑坡
注意安全
路面不平
陡坡
各类安全警示、提示标志
*
7、采石开采生产工艺流程: 矿石运输、破碎 运出外销 穿孔 爆破 铲装 少量岩土运输 运出
*
5）严格控制靠帮爆破, 实施可靠的爆破工艺, 控制生产作业爆破段的最大一段装药量, 尽量减少爆破震动对边坡的影响；边坡上浮石要及时清理, 避免造成滚石伤人； 6）矿山进入初中期开采后, 应对边坡的稳定性进行专项研究, 选择安全合理的边坡角, 留设合理的安全平台和清扫平台；
*
2.爆破危害
*
2.分层开采结构
*
分层开采的特点: ①自上而下分层顺序开采，是在不分台阶开采的情况下，目前能够保证开采安全的唯一可行的开采方式。由于该开采方式不分台阶，可以省去上山公路的修筑，节省大量的投资，适合小型露天采石场规模小、采掘设备简单、赢利能力弱的特点。同时由于该开采方式设有分层凿岩平台，与在坡面上凿岩相比，可保证凿岩作业安全。
4）管理因素： ①边坡管理工作不到位，没有专人负责边邦管理。（检查时间？ ） ②超挖坡脚。 ③挖掘机械在悬浮岩块下，或在未被发现的塌陷壁下，有被推倒、埋压而发生人员伤亡和设备被毁事故的可能。
*
安全管理要求和措施:
1）矿山应有具有资质的设计单位设计的开采设计和附图。坡面角严格按照《规程》和《设计》执行； 2）根据矿体地质条件选择合理的开采顺序和推进方向。
*
二、露天采矿场的构成要素
AB:露天采场上部最终境界线。 GH:露天采场下部最终境界线。 AC.BF：露天矿最终边帮。
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小型露天采石场开采开拓方案:
1、汽车-公路运输开拓； 2、挖掘机-上山公路开拓； 3.汽车-挖掘机-上山公路联合开拓；
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禁止通行
禁止驶入
必须戴矿工帽
当心滚石、塌方滑坡
注意安全
路面不平
陡坡
各类安全警示、提示标志
*
7、采石开采生产工艺流程: 矿石运输、破碎 运出外销 穿孔 爆破 铲装 少量岩土运输 运出
*
5）严格控制靠帮爆破, 实施可靠的爆破工艺, 控制生产作业爆破段的最大一段装药量, 尽量减少爆破震动对边坡的影响；边坡上浮石要及时清理, 避免造成滚石伤人； 6）矿山进入初中期开采后, 应对边坡的稳定性进行专项研究, 选择安全合理的边坡角, 留设合理的安全平台和清扫平台；
*
2.爆破危害
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2.分层开采结构
*
分层开采的特点: ①自上而下分层顺序开采，是在不分台阶开采的情况下，目前能够保证开采安全的唯一可行的开采方式。由于该开采方式不分台阶，可以省去上山公路的修筑，节省大量的投资，适合小型露天采石场规模小、采掘设备简单、赢利能力弱的特点。同时由于该开采方式设有分层凿岩平台，与在坡面上凿岩相比，可保证凿岩作业安全。
采矿课件cha10露天矿生产工艺
第十章 露天开采工艺 露天矿运输
装载工作面的辅助设备 ：带式输送机用于露天矿采 掘工作面运输时，根据矿岩种类和大块率等因素选用不 同的辅助设备。
2024/3/30
图10－35 破碎筛分给料皮带运输系统
第十章 露天开采工艺 露天矿运输
三、联合运输 指从露天采场工作面
的装载点到货流卸载点(矿 石或废石场)之间有两种以 上的运输方式。如图所示。
穿孔设备选型：主要考虑露天矿的生产规模，其次考虑矿 岩性质、作业条件等。
穿孔设备数量计算：主要取决于矿山的采剥总量、钻机效率、 工作制度。
2024/3/30
二、爆破工作 ⒈ 露天矿爆破方法
⑴ 浅眼爆破法。 ⑵ 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、秒差爆破、微差爆破。 ⑶ 大爆破(或称硐室爆破法) 。
第十章 露天开采工艺 露天矿运输
6、道路通过能力与运输能力 道路通过能力取决于单位时间内通过线路一定地点
的最大汽车数量，它与行车线数量、路面质量与状态、 汽车运行速度以及安全行车间距有关。
自卸汽车运输能力取决于汽车的载重量、运输周期 和班工作时间的利用程度等。
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第十章Байду номын сангаас露天开采工艺 露天矿运输
※主要优点： ①可以显著地增加岩石中爆炸应力，延长爆炸作用时间，改善炸 药能量的利用率和爆破效果； ②能控制爆堆宽度，避免矿岩飞散。
⒋ 露天矿临近边坡的控制爆破 ⑴ 预裂爆破
沿露天矿设计边坡境界线，钻凿一排较密集的钻孔，在采掘带主 爆孔未爆之前先行起爆，从而炸出一条有一定宽度并贯穿各钻孔的 预裂缝。
（1）电铲 电铲结构如图所示。
第十章 露天开采工艺 采装工艺
2024/3/30
露天矿开采工艺PPT课件
1、间断开采工艺
（1）概述 间断开采工艺各主要生产环节的矿岩流是间断的。目前单斗铁道工艺基本
被淘汰，单斗—汽车开采工艺的发展趋势是向采运设备大型化、系列化发展， 应用范围越来越广。
（2）间断工艺分类
间断工艺分为
单斗—汽车工艺 单斗—铁道工艺
6
平朔安家岭露天矿单斗—汽车间断工艺
7
平庄西露天矿单斗—铁道间断工艺
应列为首选工艺。
21
黑岱沟露天矿吊斗铲倒堆工艺
22
BE公司2570WS型吊斗铲 BE公司2570WS型吊斗铲
23
拉斗铲倒堆工艺
24
（3）剥离倒堆工艺的特点、适用条件
优点： （1）将采掘、运输、排土三个环节合并在一起，致使工艺系统简单化，生产
管理简单化； （2）剥离成本低； （3）劳动效率高，可采用特大型设备。
为0.5—0.87kw·h/m3）； ④剥离或采矿的成本低； ⑤易实现集中自动化控制； ⑥作业效率高。 缺点： ①设备投资高； ②对物料块度、硬度有限制； ③作业机动性差； ④需设专门的辅助运输设备、电路系统； ⑤要求系统有很高的可靠性，各环节之间紧密配合； ⑥受气候影响大。 适用条件： ①以经济角度，目前连续开采工艺系统适用于物料硬度为f<1—2的； ②气候不过于严寒； ③矿层赋存较规整； ④物料中不含研磨性物料，或堵塞性的物料。
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四、我矿开采工艺
1、概述Biblioteka （1）剥离工艺我矿初步设计中剥离工艺采用以拉斗铲无运输倒堆开采工艺为主，以单
斗挖掘机－自移式破碎机－带式输送机－排土机半连续工艺及单斗挖掘机－
自卸卡车间断工艺为辅的综合开采工艺。
（2）采煤工艺
初步设计中采煤工艺采用单斗挖掘机－自卸卡车－半固定式破碎站－带
（1）概述 间断开采工艺各主要生产环节的矿岩流是间断的。目前单斗铁道工艺基本
被淘汰，单斗—汽车开采工艺的发展趋势是向采运设备大型化、系列化发展， 应用范围越来越广。
（2）间断工艺分类
间断工艺分为
单斗—汽车工艺 单斗—铁道工艺
6
平朔安家岭露天矿单斗—汽车间断工艺
7
平庄西露天矿单斗—铁道间断工艺
应列为首选工艺。
21
黑岱沟露天矿吊斗铲倒堆工艺
22
BE公司2570WS型吊斗铲 BE公司2570WS型吊斗铲
23
拉斗铲倒堆工艺
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（3）剥离倒堆工艺的特点、适用条件
优点： （1）将采掘、运输、排土三个环节合并在一起，致使工艺系统简单化，生产
管理简单化； （2）剥离成本低； （3）劳动效率高，可采用特大型设备。
为0.5—0.87kw·h/m3）； ④剥离或采矿的成本低； ⑤易实现集中自动化控制； ⑥作业效率高。 缺点： ①设备投资高； ②对物料块度、硬度有限制； ③作业机动性差； ④需设专门的辅助运输设备、电路系统； ⑤要求系统有很高的可靠性，各环节之间紧密配合； ⑥受气候影响大。 适用条件： ①以经济角度，目前连续开采工艺系统适用于物料硬度为f<1—2的； ②气候不过于严寒； ③矿层赋存较规整； ④物料中不含研磨性物料，或堵塞性的物料。
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四、我矿开采工艺
1、概述Biblioteka （1）剥离工艺我矿初步设计中剥离工艺采用以拉斗铲无运输倒堆开采工艺为主，以单
斗挖掘机－自移式破碎机－带式输送机－排土机半连续工艺及单斗挖掘机－
自卸卡车间断工艺为辅的综合开采工艺。
（2）采煤工艺
初步设计中采煤工艺采用单斗挖掘机－自卸卡车－半固定式破碎站－带
第十八讲第十五章露天开采程序PPT课件
类型，如汽车运输掘沟、铁路运输掘沟、无
运输掘沟等。
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一、深凹露天矿掘沟
❖ 如图15-6所示，假设1水平已被揭露出足够 的面积，根据采掘计划，现需要在被揭露区 域的一侧开挖通达140水平的出入沟，以便开 采140~152台阶。掘沟工作一般分为两阶段 进行:首先挖掘出入沟，以建立起上、下两个 台阶水平的运输联系;然后开掘段沟，为新台 阶的开采推进提供初始作业空间。
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第二节台阶几何要素
❖ 一、基本概念
❖ 图15-2是两个相邻台阶的局部剖面及其平面 投影示意图。台阶由坡顶面、坡底面和台阶 坡面组成。台阶常以其坡顶面水平和坡底面 水平命名，例如图15-2中的上部台阶称为188 ~200m台阶。台阶坡顶面和坡底面与台阶坡 面的交线分别称为台阶的坡顶线和坡底线。 一个台阶的坡底面水平同时又是其下一个台 阶的坡顶面水平。台阶坡面与水平面的夹角 称为台阶坡面角(α)。
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❖ 开采选别性是制约台阶高度的又一重要因素。
❖ 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。
❖ 台阶高度越大，开采选别性越差。因此，开采对选 别性要求较高的矿床时，应选取较小的台阶高度。 一般说来，黑色金属矿床的品位变化较小、矿体形 态较为规则、矿物价值低，对选别性要求较低，台 阶高度一般大于10m，以12~15m最为常见。大多数 贵重金属矿床的特征恰恰相反，故台阶高度一般小 于10m，以6~8m最为常见。
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四、工作平台与安全平台
❖ 正在被开采的台阶称做工作台 阶(或工作平台、工作平盘)。 如图15-4所示，工作台阶上正 在被爆破、采掘的部分称为爆 破带，其宽度(wc)为爆破带宽 度(或采区宽度)，台阶的采掘 方向是挖掘机沿采掘带前进的 方向，台阶的推进方向是台阶 向外扩展的方向。
《露天采矿知识培训》课件
CATALOGUE 目录•露天采矿概述•露天采矿技术•露天采矿安全•露天采矿环境保护•露天采矿案例分析01露天采矿概述露天采矿的重要性02露天采矿技术运输与排土排土场。
采装作业爆破作业作业。
采剥规划与设计穿孔作业准备。
露天采矿的工艺流程采装设备包括挖掘机、装载机等，用于将爆破后的矿石装入运输车辆。
穿孔设备包括凿岩机、潜孔钻机等，用于在矿体上钻孔。
爆破设备包括炸药、雷管等，用于将矿石炸裂。
运输设备包括自卸车、牵引车等，用于将矿石运至选矿厂或堆放场。
安全设备包括安全帽、防护服等，用于保障采矿作业人员的安全。
露天采矿的设备与工具露天采矿的技术要求确保采矿作业人员的安全，采取必要的安全措施和防护措施。
不断引进新技术、新工艺和新设备，提高采矿效率和质量。
采取有效措施保护环境，减少采矿对环境的影响。
合理利用矿产资源，减少浪费，提高资源利用率。
安全生产技术创新环境保护资源利用03露天采矿安全露天采矿的安全规定坍塌事故机械事故爆破事故火灾事故露天采矿的常见事故及预防措施01020304定期检查边坡的稳定性，及时处理危石和滑坡，合理安排采剥顺序，避免形成高陡边坡。
加强机械设备的维护保养，定期检查设备的安全性能，提高操作人员的技能水平。
严格执行爆破作业规程，加强爆破器材的管理，确保爆破作业的安全。
加强火源管理，禁止在采矿场内吸烟和用火，定期检查电气设备的安全性能。
010204露天采矿的安全管理建立健全安全管理体系，完善各项安全管理制度和操作规程。
加强安全宣传教育，提高员工的安全意识和自我保护能力。
定期开展安全检查和隐患排查，及时发现和整改安全隐患。
建立应急救援体系，配备必要的应急救援设备和器材，确保员工生命安全。
0304露天采矿环境保护露天采矿的环境影响土地复垦废水、废渣处理采取有效的措施，减少采矿过程中产生的粉尘、废气等污染物，降低对环境的污染。
粉尘、废气治理对破坏的生态环境进行修复，恢复其原有的生态功能。
生态修复露天采矿的环境保护措施资源高效利用通过技术创新，降低采矿成本，提高经济效益，同时减少对环境的负面影响。
露天采矿概论露天开采程序及开拓运输系统要点PPT课件
第28页/共45页
四、胶带输送机开拓系统
在缓倾斜软岩露天矿采用连续工艺时，带式输送机开拓系 统比较单一。在深露天矿时，因带式输送机允许坡度较陡，在 边帮上设置较为方便，与提升机有相似之处。
对于矿、岩硬度大的露天矿，为了加大开采强度和提高工 效，在条件适宜时可以采用单斗铲—破碎装置—胶带的半连续 工艺系统。
分期开采示意图 第3页/共45页
在一定矿山条件下，采用同一种工艺，可以有不同的开采程序； 若用不同的工艺，则可出现较多的开采程序。由此可见，当矿山的地 形埋藏条件和技术条件变化，则可以出现更多的开采程序。不同的开 采程序，其开采经济效果不同。它应与工艺方式的选择结合起来考虑， 恰当安排矿山工程在时间和空间上的发展程序，并建立有效的开拓运 输和平面布置系统，才能充分发挥设备效能，达到经济有效地开发矿 山的目的。
对溜井—平硐开拓运输系统的设计，主要是确定该系 统中溜井位置(在境界内部或外部)、数目(集中布置或分散布 置)、溜井结构参数和防止堵塞及跑矿措施以及平硐的位置 与标高等。
第31页/共45页
七、联合运输开拓系统
当开采某些特殊条件的露天矿田，如高而陡的复杂山 坡地形，或高差大的深凹露天矿，或深度不大的凹陷露天 矿其下部境界范围窄小，或因边坡不稳定等，从技术和经 济效果考虑，常常采用两种或多种运输(提升)设备。
第4页/共45页
露天矿山的共同点： （1）平面布置 （2）运输线路 （3）排土场 （4）地面生产系统
第5页/共45页
海洲露天煤矿平面图
第6页/共45页
第二节 露天开采程序
一、露天矿场：
概述
非工作帮 帮：工作帮
① 组成： 端帮
底：深部水平 二、开采程序内容：
②形状：长、方、圆，长可达数 公里， 深可达几百米。
四、胶带输送机开拓系统
在缓倾斜软岩露天矿采用连续工艺时，带式输送机开拓系 统比较单一。在深露天矿时，因带式输送机允许坡度较陡，在 边帮上设置较为方便，与提升机有相似之处。
对于矿、岩硬度大的露天矿，为了加大开采强度和提高工 效，在条件适宜时可以采用单斗铲—破碎装置—胶带的半连续 工艺系统。
分期开采示意图 第3页/共45页
在一定矿山条件下，采用同一种工艺，可以有不同的开采程序； 若用不同的工艺，则可出现较多的开采程序。由此可见，当矿山的地 形埋藏条件和技术条件变化，则可以出现更多的开采程序。不同的开 采程序，其开采经济效果不同。它应与工艺方式的选择结合起来考虑， 恰当安排矿山工程在时间和空间上的发展程序，并建立有效的开拓运 输和平面布置系统，才能充分发挥设备效能，达到经济有效地开发矿 山的目的。
对溜井—平硐开拓运输系统的设计，主要是确定该系 统中溜井位置(在境界内部或外部)、数目(集中布置或分散布 置)、溜井结构参数和防止堵塞及跑矿措施以及平硐的位置 与标高等。
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七、联合运输开拓系统
当开采某些特殊条件的露天矿田，如高而陡的复杂山 坡地形，或高差大的深凹露天矿，或深度不大的凹陷露天 矿其下部境界范围窄小，或因边坡不稳定等，从技术和经 济效果考虑，常常采用两种或多种运输(提升)设备。
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露天矿山的共同点： （1）平面布置 （2）运输线路 （3）排土场 （4）地面生产系统
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海洲露天煤矿平面图
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第二节 露天开采程序
一、露天矿场：
概述
非工作帮 帮：工作帮
① 组成： 端帮
底：深部水平 二、开采程序内容：
②形状：长、方、圆，长可达数 公里， 深可达几百米。
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爆破是露天矿开采的第二个工艺环节，通过爆破作业， 将整体矿岩进行破碎及松动，形成一定形状的爆堆，为 后续采装作业提供工作条件。
爆破成本约占15~20%，
对爆破工作的要求：requirements for the blasting
（1）适当的爆破储备量，以满足挖掘机连续作业的要求， 一般要求每次爆破的矿岩量应能满足挖掘机5~10昼夜的 采装量。
应该从中寻找到合理的轴压和转速。
根据经验, HY-250c 型和KY-310型钻机的轴压分别 为32t 和45t ,转速分别为100r/min 以内比较合适。
PPT学习交流
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三、潜孔钻机
潜孔钻机适用于中小型矿山。该种型号的钻机的工作 原理是冲击回转式风动凿岩。
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第二节 爆破作业blasting
22
28.0
35.7
20
24.3
31.2
39.7
tooth 钻压超过岩石的抗压强度，岩石被 压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿
命长。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
2、钻速与钻具的转速： 如图18-5。在不同的轴压下钻 头钻进速度V与钻具转速n的关系。 由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。 原因：转速快，齿轮与孔底岩石的作用时间短（小于0.03 秒）未能充分发挥齿对岩石的破坏作用，且加速了钻杆的
牙轮钻机的优点：穿孔作业效率高、 作业成本低、机械化程度高、适用于
各种硬度的矿岩中穿孔。
（一）牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机如图所示，它是通过钻机的 回转和推压机构使钻杆带动钻头连续 转动，同时对钻头施加轴向压力，以 回转动压和强大的静压使与钻头接触 的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻 头中的风孔向孔底注入压缩空气，利 用压缩空气将空地岩粉吹出孔外，从
岩石容重（t/m3）
< 3.2 >3.2
有裂隙的岩石
排渣风速（m/s）
25~30 4P0P~T4学5习交流
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（四）牙轮钻机的生产能力 即台班生产能力和台年综合生产能力
1、牙轮钻机的台班生产能力 即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。
Vb = 0.6 v Tbη Vb — 牙轮钻机台班生产能力，米/台班 v — 牙轮钻机的钻进速度， cm/min, Tb — 班工作时间，h, η— 班工作时间利用系数，0.4~0.5 经验公式， v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)
而形成炮孔。
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（二）牙轮钻机的钻具
牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮 钻头。如图18-2
钻杆长度一般为9.2 或9.9m。
稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。
钻头是直接破碎岩石的工作部件。如图18-3和18-4所 示。
（三）牙轮钻机的工作参数
牙轮钻机的主要工作参数：钻压、钻具转速、排渣风 量与风压 。合理使用这些参数可以提高凿岩效率延长 钻头寿命。
露天开采工艺
露天开采四个工艺
穿孔 爆破 铲装与运输 排岩
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第一节 穿孔作业
一、穿孔方法与穿孔设备 穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。 穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、 凿岩台车。 目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。
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二、牙轮钻机
目前，80%的露天金属矿山使用牙轮 钻机穿孔。
矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）
矿岩硬度系 数f
1994年
1995年
1996年
南芬露天矿 8~18
31780 28688 34320
水厂铁矿 8~14
35877 31705 35220
歪头山铁矿 12~15
26057 27172 29352
齐大山铁矿 12~18
30738 24012 23160
PPT学习交流
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（六）提高牙轮钻机的穿孔效率
一方面改进牙轮钻机本身的技术性能，提高钻头的工 作强度与使用寿命，
另一方面，在牙轮钻机作业过程中，合理配置好各种 参数，协调生产组织管理，提高钻机的工作时间利用系 数。
目前，两种工作制度：
（1）高轴压（30~60t），低转速(150r/min)
（2）低轴压（10~20t），高转速(300r/min)
震动和钻头磨损。 根据经验，得出表18-3的最佳转速。
钻机类型
轻型钻机
岩石硬度系数 F<8
转速 r/min 80~120
中型钻机 F=10~14 60~100
重型钻机 F=15~20 50~80
3、排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩 渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿
命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻 头和钻杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频
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1、钻压：根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不 同的钻压，如表18-2。(10~40t)
f
直径 190mm 直径 250mm 直径310mm
8
10
12.3
15.9
10
12.2
15.5
19.9
12
14.6
19.0
23.8
14
17.6
21.6
27.8
16
19.5
24.9
31.8
18
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排渣风量Q:
Q(D24d2)VH
D —钻孔直径；m
d —钻杆直径；m
VH — 回风速度； m/min Q—排渣风量，m3/min。
为了便于排渣，(D-d) 应大于20mm。
目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头 的使用寿命和钻孔速度。
当炮孔直径为310mm时 ，钻杆直径为270mm,要求的排 渣风速为20m/s，排渣风量为4m3/s。
= 76cm/min=0.76m/min=45.6m/hr P——轴压，N, n——钻速，m/min, D——直径，cm； f——普氏系数
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2、钻机的台年综合生产能力（23000~33000m/a） 由于管理和钻机本身故障引起的停机原因， 牙轮钻机的年综合生产能力，如表18-4。
矿山
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（五）牙轮钻机的需求数量 钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计 年综合生产能力与每米炮孔的爆破量。 N Q Lq(1e)
N —— 所需要的钻机数量，台， Q —— 矿山设计年采剥总量，t/a, L —— 每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a, q —— 每米炮孔的爆破量，t/m, （D=250mm,q=90~130t/m) e —— 废孔率，% 。
爆破成本约占15~20%，
对爆破工作的要求：requirements for the blasting
（1）适当的爆破储备量，以满足挖掘机连续作业的要求， 一般要求每次爆破的矿岩量应能满足挖掘机5~10昼夜的 采装量。
应该从中寻找到合理的轴压和转速。
根据经验, HY-250c 型和KY-310型钻机的轴压分别 为32t 和45t ,转速分别为100r/min 以内比较合适。
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三、潜孔钻机
潜孔钻机适用于中小型矿山。该种型号的钻机的工作 原理是冲击回转式风动凿岩。
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第二节 爆破作业blasting
22
28.0
35.7
20
24.3
31.2
39.7
tooth 钻压超过岩石的抗压强度，岩石被 压碎，此时，钻孔速度快，钻头寿
命长。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2、钻速与钻具的转速： 如图18-5。在不同的轴压下钻 头钻进速度V与钻具转速n的关系。 由图可见，转速达到一定值后，钻进速度不增反而减小。 原因：转速快，齿轮与孔底岩石的作用时间短（小于0.03 秒）未能充分发挥齿对岩石的破坏作用，且加速了钻杆的
牙轮钻机的优点：穿孔作业效率高、 作业成本低、机械化程度高、适用于
各种硬度的矿岩中穿孔。
（一）牙轮钻机的工作原理
牙轮钻机如图所示，它是通过钻机的 回转和推压机构使钻杆带动钻头连续 转动，同时对钻头施加轴向压力，以 回转动压和强大的静压使与钻头接触 的岩石粉碎破坏。同时通过钻杆与钻 头中的风孔向孔底注入压缩空气，利 用压缩空气将空地岩粉吹出孔外，从
岩石容重（t/m3）
< 3.2 >3.2
有裂隙的岩石
排渣风速（m/s）
25~30 4P0P~T4学5习交流
50
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（四）牙轮钻机的生产能力 即台班生产能力和台年综合生产能力
1、牙轮钻机的台班生产能力 即每台牙轮钻机每一班工时内钻进的米数。
Vb = 0.6 v Tbη Vb — 牙轮钻机台班生产能力，米/台班 v — 牙轮钻机的钻进速度， cm/min, Tb — 班工作时间，h, η— 班工作时间利用系数，0.4~0.5 经验公式， v=3.75Pn/(9800Df)=3.75×400000×150/(9.8×1000×25×12)
而形成炮孔。
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（二）牙轮钻机的钻具
牙轮钻机的钻具包括：钻杆、稳杆器、减震器和牙轮 钻头。如图18-2
钻杆长度一般为9.2 或9.9m。
稳杆器可减小钻杆摆动，防止钻孔偏斜。
钻头是直接破碎岩石的工作部件。如图18-3和18-4所 示。
（三）牙轮钻机的工作参数
牙轮钻机的主要工作参数：钻压、钻具转速、排渣风 量与风压 。合理使用这些参数可以提高凿岩效率延长 钻头寿命。
露天开采工艺
露天开采四个工艺
穿孔 爆破 铲装与运输 排岩
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第一节 穿孔作业
一、穿孔方法与穿孔设备 穿孔方法：热力破碎穿孔和机械破碎穿孔两种方法。 穿孔设备：火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻、 凿岩台车。 目前主要应用设备：牙轮钻、潜孔钻、凿岩台车。
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二、牙轮钻机
目前，80%的露天金属矿山使用牙轮 钻机穿孔。
矿岩穿孔单台平均综合效率（m/年）
矿岩硬度系 数f
1994年
1995年
1996年
南芬露天矿 8~18
31780 28688 34320
水厂铁矿 8~14
35877 31705 35220
歪头山铁矿 12~15
26057 27172 29352
齐大山铁矿 12~18
30738 24012 23160
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（六）提高牙轮钻机的穿孔效率
一方面改进牙轮钻机本身的技术性能，提高钻头的工 作强度与使用寿命，
另一方面，在牙轮钻机作业过程中，合理配置好各种 参数，协调生产组织管理，提高钻机的工作时间利用系 数。
目前，两种工作制度：
（1）高轴压（30~60t），低转速(150r/min)
（2）低轴压（10~20t），高转速(300r/min)
震动和钻头磨损。 根据经验，得出表18-3的最佳转速。
钻机类型
轻型钻机
岩石硬度系数 F<8
转速 r/min 80~120
中型钻机 F=10~14 60~100
重型钻机 F=15~20 50~80
3、排渣风速与风量： 经验表明：排渣风量不足时，岩 渣在孔底被反复破碎，将显著地降低钻进速度和钻头寿
命； 另一方面，排渣风量过大，从孔底吹出的岩渣对钻 头和钻杆的磨损作用也将显著增大。drilling视频
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1、钻压：根据实践经验总结出不同矿岩硬度系数选取不 同的钻压，如表18-2。(10~40t)
f
直径 190mm 直径 250mm 直径310mm
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10
12.3
15.9
10
12.2
15.5
19.9
12
14.6
19.0
23.8
14
17.6
21.6
27.8
16
19.5
24.9
31.8
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排渣风量Q:
Q(D24d2)VH
D —钻孔直径；m
d —钻杆直径；m
VH — 回风速度； m/min Q—排渣风量，m3/min。
为了便于排渣，(D-d) 应大于20mm。
目前，国内外度趋向于加大排渣风量，借以提高钻头 的使用寿命和钻孔速度。
当炮孔直径为310mm时 ，钻杆直径为270mm,要求的排 渣风速为20m/s，排渣风量为4m3/s。
= 76cm/min=0.76m/min=45.6m/hr P——轴压，N, n——钻速，m/min, D——直径，cm； f——普氏系数
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2、钻机的台年综合生产能力（23000~33000m/a） 由于管理和钻机本身故障引起的停机原因， 牙轮钻机的年综合生产能力，如表18-4。
矿山
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（五）牙轮钻机的需求数量 钻机数量取决于矿山的设计年采剥总量、钻机的设计 年综合生产能力与每米炮孔的爆破量。 N Q Lq(1e)
N —— 所需要的钻机数量，台， Q —— 矿山设计年采剥总量，t/a, L —— 每台牙轮钻机的年穿孔效率，m/a, q —— 每米炮孔的爆破量，t/m, （D=250mm,q=90~130t/m) e —— 废孔率，% 。