露天开采基本知识 1．基本定义
借助于机械设备由地表直接开挖的生产过程。

主要由穿、爆、采、运、排五大生产环节组成。

2．岩石的分类、褶曲、断层
2.1 由岩浆作用形成的岩石称岩浆岩； 2.2 由沉积作用形成的岩石称沉积岩； 2.3 由变质作用形成的岩石称变质岩。

走向、倾向和倾角表示产状三要素。

3．煤层、煤炭基本要素 3.1 按煤层厚度：
薄煤层 <３.５m 中厚煤层 ３.５～10m 厚煤层 >10m 3.2 按煤层倾角：
近水平煤层 <5° 缓倾斜煤层 5～10° 倾斜煤层 10～45° 急倾斜煤层 >45° 3.3 按挥发份指标：
褐煤 HM ＞37% Qgr,m,af(无灰恒湿基高位发热量)＜24MJ/kg
背斜
向斜
褶曲的基本形态
断层
正断层
逆断层
平移断层
长焰煤CY＞37% Qgr,m,af(无灰恒湿基高位发热量)＞24MJ/kg
不粘结煤BM＞20－37% G值小于5
弱粘结煤投RM＞20-37% G值大于5-30
气煤QM＞37% G值大于30
肥煤FM＞10-37% G值大于85
焦煤JM＞20-28% G值大于50-65
瘦煤SM＞10-20% G值大于25-65
贫煤PM＞10－20% G值大于5-20
无烟煤WM＞0-10%
3.4 按灰分产率：
低灰分煤≤15%；
中灰分煤 >15～25%；
高灰分煤 >25%；
3.5 按煤炭颗粒度：
特大块（T）大于100mm；
大块（D） 50~100mm；
中块（Z） 25~50mm。

4．煤的基本含义
4.1 原煤——绝对干燥灰分在40%以下，不应含有大于50mm的矸石。

4.2 毛煤——从采区开采出来没有经过加工的煤炭，其数量等于原煤加粒度大于50mm的矸石量。

4.3 工程煤——在建设过程中或试生产过程中采出的煤。

4.4 挥发份——煤在密闭状态中加热后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态）和气体产物。

4.5 固定碳含量——以煤为100%减去水水分、灰分和挥发分产率而得。

5．露天矿山生产类型
5.1 深凹露天——露天采场位于地平面以下，形成封闭圈。

位于封闭圈以下部分的露天采场。

5.2 山坡露天——矿体赋存于地平面以上或部分地平面以上。

露天采场没有形成封闭的矿坑。

6．露天矿山主要特点
6.1主要优点：
6.1.1 建没速度快——建设1000万吨特大型露天，只需2年时间左右，是地采矿基建时间的一半左右。

6.1.2 劳动生产率高——采用大型高效设备，劳动生产率是地采矿的3倍左右。

6.1.3 开采成本低——由于采用机械化开采，开采成本是地采矿的1/2～1/3左右。

6.1.4 矿石损失率低——一般损失、贫化率为3～8%，而地采矿为5～15%。

6.1.5 作业条件好，生产安全可靠。

6.2 主要缺点：
6.2.1 初期投资大；
6.2.2 环保能力差；
6.2.3 工作条件受气候影响较大。

6.3 主要安全问题：
6.3.1 爆破作业安全；
6.3.2 机械运行安全；
6.3.3 交通运输安全；
6.3.4 用电作业安全；
6.3.5 边坡及防排水安全
7．开采安全条件
7.1 工作帮和非工作帮的边坡角、台阶高度、平台宽度及台阶坡面角，符合设计要求；影响边坡稳定的滑体，已按设计采取了有效措施。

7.2 有防排水、防尘供水系统，各产尘点防尘措施及装备齐全并符合要求。

7.3 供电照明和通讯网络形成并安全可靠。

7.4 采矿设备、装载机械和运输系统的安全防护装置齐全可靠。

7.5 采掘爆破的避炮措施和避雷装置安全可靠。

7.6 尾矿和排土场按规定设置。

7.7 对开采过程中产生的噪音、振动、有毒有害物质的危害，有预防措施。

7.8 水文地质及有关图纸健全，有灾害预防和处理计划。

7.9 安全规章制度健全，按规定设置安全机构和配足安全人员，对特殊工种进行了安全技术培训。

7.10 采矿方法和开采顺序合理，并符合要求。

7.11 按规定建立矿山救护组织，配备救护器材，制定了事故应急救援预案。

7.12 按规定选择电气设备、仪器仪表，安装和保护装置符合要求并安全可靠。

8．露天矿山名词术语
8.1 露天坑：采用露天开采方法开采矿石的露天采场。

8.2 露天采场：在露天采坑用矿山设备进行剥离和采矿的场所。

8.3 露天开采境界：是指露天采场开采终了时或某一时期形成的露天矿场。

由底平面、露天矿边坡和开采深度三个要素组成。

8.4 露天矿田：划归一个露天采场开采的矿床或其一部分称为露天矿田。

8.5 经济合理剥采比：根据露天和地下开采的原煤单位成本指标相对比：
nJ=(C-a)/b=（60-8.2）/11.6=4.5m3/t
式中 C——地下开采每采一吨煤的成本，元/t。

a——露天开采每采一吨煤的成本，元/t。

b——剥离岩石的费用，元/mm³。

8.6 境界剥采比：以最终帮坡角降深单位深度所采出的剥离量和煤量之比。

一般露天矿的开采深度：境界剥采比=经济合理剥采比。

8.7 台阶：露天矿场被分成为若干具有一定高度的水平或倾斜分层。

8.8 开采境界：是指露天采场开采终了时或某一时期形成的露天矿场。

8.9 开采境界线：露天矿场边帮与地表平面形成的闭合交线称为地表境界线。

露天矿场边帮与底平面形成的交线叫底部界线。

8.10 露天矿场的底：露天矿场开采终了在深部形成的底部平面。

8.11 工作帮坡面：是指露天矿场最上一个工作台阶和最下一个工作台阶坡底线形成的假想平面。

8.12 最终帮坡角：是最终边帮形成的坡面与水平面的夹角，也叫最终废止角，分为上盘帮坡角和下盘帮坡角。

8.13 工作帮坡角：是指工作帮形成的坡面与水平面的夹角。

8.14 开采深度：是指开采水平的最高点到露天矿场的底平面的垂直距离。

9．露天矿山生产工艺
9.1 单斗—汽车间断式开采工艺
特点：开采强度大（平朔露天煤矿年产1500万t ），延伸速度快（20m/a ），设备调运灵活，建设速度快（不超过2a ），适合于开采深度较浅的露天采坑。

9.2 单斗—铁道间断式开采工艺
特点：降深速度慢，生产组织、设备调运复杂，无法实现内排，适合于覆盖层较薄，矿坑开采长度超过3km ，煤层赋存单一，倾角相对较缓的矿坑。

原苏联的红星露天煤矿年产原煤5000万t 。

9.3 单斗—汽车—胶带半连续开采工艺
特点：开采深度深，坑内运距超过3km ，不适合于汽车直接运输。

β、r
φ
AD--露天矿场工作帮； AB 、CD--露天矿最终边帮； KG--工作帮坡面； --工作帮坡角； --露天矿最终帮坡角
通过坑内汽车转载给破碎机再转运给胶带运出矿坑
10．开采方式
10.1 矿床用露天开采剥离量太大，经济上不合理，而只能全部采用地下开采；
10.2 矿床上部适合于露天开采，下部适合于地下开采；
10.3 矿床全部宜用露天开采或部分宜用露天开采，另一部分目前不宜开采。

对于后两种情况，都需要划定露天开采的合理界限，即确定露天开采境界。

11．采区、采掘、平盘三者关系
采区：是指位于工作平盘上的凿岩、采装、运输等设备工作的区域。

采区宽度是爆破带的实体宽度，是挖掘机一次采掘的宽度。

露天开采要遵循“采剥并举，剥离先行”的原则。

安全事项：1、驾驶员头戴安全帽； 5、装车方向从车后向车前旋转；
2、车辆不允许熄火； 6、车辆相距不小于50m ；
3、车窗摇下15cm ； 7、车辆入换挖掘机司机鸣笛；
4、驾驶员不允许离开驾驶室； 8、台阶边缘处留土挡。

12．工作线布置
工作线的布置方式可分为纵向、横向和扇形三种。

12.1 相同点：均为深凹露天采坑，汽车运输，单斗-汽车间断式开采工艺。

12.2 不同点：左图拉沟位置在北部边邦，每降一个台阶到界做死，在北部边邦采用直进-折返固定运输系统，最下部台阶除东西两个边邦为工作帮，其余台阶全部到界为固定帮。

右图拉沟位置在矿田中部，形成深部第三个台阶南北两个工作帮和深部第四个台阶四个工作帮，北部边邦采用移动的直进-折返运输系统。

12.3 安全事项：1、沟道之间设置平坡距； 5、下坡车让上坡车；
2、出车沟口设置警示标志； 6、运输道路外侧设土挡；
3、纵向坡度不得大于8%； 7、汽车转弯鸣笛；
4、空车让重车；
13．出车沟及剥采比
这是一张深凹露天采坑，共有4个台阶，出车沟设在矿坑西北部地表，自东向西，由上往下，采用3个直进式倾斜运输沟道，再经过西端帮折返后，自西向东直进式倾斜运输沟道进入矿坑底部，东西两个端帮完全做死，南、北帮留有两个工作平盘。

工作帮
纵向拉沟 折返坑线
直进坑线 出车沟
13.1 出入沟的坡度取决于汽车的爬坡能力和运输安全要求。

13.2 境界剥采比：降深单位深度所剥离的岩石和煤量之比。

nj=（△V
1+△V
2
）/
△A。