《露天开采概况》word版.docx

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《露天开采概况》word版

一、露天矿现状与发展趋势

1露天矿现状

1.1矿石产量与资源特点

经过地质调查和普查勘探，已经查明，我国黑色金属、有色金属和冶金辅助原料矿产资源丰富，铁矿石地质储量已达440亿t，其中工业储量占50%，居世界第三位，仅次于苏联和巴西（焦玉书，1989）

截止1996年底，全国共查明铁矿产地1843处，累计探明铁矿石储量（A+B+C+D级）504.78亿t，按全国铁矿石平均含铁品位33%计算，铁金属量为166.58亿t。

扣除历年开采与损失，尚保有铁矿石储量（A+B+C+D级）463.47亿t，铁金属152.95亿t，其中A+B+C级铁矿石储量222.09亿t，铁金属为73.29亿t，D级铁矿石储量241.38亿t，铁金属为79.66亿t。

据美国地质调查所和矿业局1996年1月的统计，世界铁矿石资源量超过8000亿t，折合金属量超过2300亿t。

1995年世界铁矿石储量1500亿t、储量基础2300亿t，折合铁金属量分别为650亿t、1000亿t，我国A+B+C级储量与世界各国储量基础比较，我国铁金属储量73.29亿t，应在俄罗斯、澳大利亚、加拿大、巴西、美国之后居世界第6位，见表1.

表11995年世界铁矿石、铁金属储量和储量基础（亿t）

国家和地区

铁矿石储量

铁矿石储量基础

铁金属储量

铁金属储量基础

俄罗斯

640

780

240

290

澳大利亚

160

280

100

180

巴西

110

170

65

100

加拿大

120

260

46

100

美国

160

250

38

60

中国

90

90

35

35

印度

54

120

33

63

南非

40

93

25

59

瑞典

30

46

16

24

法国

22

22

9

9

利比里亚

9

16

5

8

毛里塔尼亚

4

7

2

3

世界合计

1500

2300

650

1000

资料来源：

美国矿业局《MineralCommoditysummaries,1996》

我国铁矿石产量逐年增长，露天开采的铁矿石所占的比重业由1951年起逐年增加，1958年达到90.7%，我国目前约有露天矿山1500座，其中重点铁矿约40个，重点有色金属矿有12个，根据统计结果，我国露天开采占总开采量的比例见表2所示。

表2我国目前露天矿开采比例

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

近年来，国外用露天开采的比例也有所增加。

表3为几个国家用露天开采占总开采量的比例。

表4几个国家用露天开采的比例

国名

铁矿石%

有色金属矿石

美国

96

88

苏联

80

60~70

加拿大

96

63

英国

85~90

—

注：

铜、铝、铅、锌约占十种有色金属总产量的95%

1.2矿山企业

我国最早的一批近代露天矿石大冶铁矿、庙儿沟铁矿、大孤山铁矿、大石桥镁矿等，解放前，露天矿机械化水平低，基本是手持凿岩机打眼，人工装车、人工推车、工人劳动强度大，作业不安全且资源浪费严重。

在第一个五年计划期间，从苏联引进成套设备，改造和新建了大孤山铁矿、东鞍山铁矿、南芬铁矿、大冶铁矿、白云鄂博铁矿以及白银厂铜矿等大型露天矿。

后我国走自己发展工业的道路，又自建了一批露天矿，如齐大山铁矿、歪头山铁矿、水厂铁矿、南山铁矿、朱家包包铁矿、兰尖铁矿、峨口铁矿、德兴铜矿、金川镍矿等。

1.3主要技术特征

根据矿床埋藏的地形条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿。

它们是以露天开采境界封闭圈划分的，封闭圈以上为山坡露天矿，封闭圈以下为凹陷露天矿。

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。

台阶的命名是以开采该台阶的下部平盘（即装运设备站立平盘）的标高表示，也叫××水平。

通过工作帮最上一个台阶坡底线和最下一个台阶坡底线所作的假象斜面叫做工作帮坡面。

工作帮坡面与水平面的夹角叫做工作帮坡角。

安全平台是作缓冲和阻截滑落的岩石，同时还可用作减缓最终帮坡角，以保证最终边帮的稳定性和下部水平的工作安全。

它设在露天矿场的四周边帮上，平台宽度一般约为台阶高度的1/3。

运输平台是作为工作台阶与出入沟之间的运输联系的通路。

它设在与出入沟同侧的非工作帮和端帮上，起宽度依据采用的运输方式和线路数目决定。

清扫平台是用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理，它又起安全平台的作用，每隔2~3个台阶在四周的边帮上设一清扫平台，其宽度所依使用的清扫设备而定。

如表5所示部分矿山的主要技术特征。

在露天矿，为了采出矿石，一般需要剥离一定数量的岩石，剥离的岩石量与采出矿石量之比，即每采出一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥采比，其单位可用吨/吨、m3/m3表示。

如下图显示部分露天矿的剥采比比较。

表5露天铁矿主要技术特征

矿山

名称

矿岩的物理机械性质及其赋存条件

平均剥采比t/t

采场设计尺寸

边坡角°

台阶高度m

普氏硬度系数

容重t/m3

矿体倾角°

矿体水平厚度m

矿石类型及品位

长m

宽m

深m

矿石

围岩

矿石

岩石

东鞍山

12～18

8～12

3.4

2.6

35～85

70～240

假象磁铁石英岩32.57

1.5

2200

720

247

上42下32

13

大孤山

12～16

8～12

3.4

2.6

70～80

160～275

磁矿及少量赤矿33.64

2.1

1620

1200

500

上42下40

12

齐大山

12～16

8～10

3.2

2.6

60～90

70～350

赤铁矿和磁铁矿31%

0.838

3250

400～600

94

上42下30

12

眼前山

12～16

8～12

3.3

2.6

75～90

75～225

磁铁矿31.5%

0.938

1380

714

211

上36下38

12

弓长岭

12～18

7～9

3.3

2.6

20～30

20～150

磁矿28.71%赤矿30.6%

1.23

2400

550

上43下30

12

独木

12～16

8～12

3.35

2.6

20～70

10～100

33%

1.56

785

585

152

42

12

老岭

12～16

8～12

3.4

2.6

50～70

10～56

鞍山式磁矿31.12%

2.5

750

650

41

12

南芬

14～18

8～14

3.3

2.6

45

120

磁矿31.5%

1.99

2600

1500

240

45～48

12

歪头山

12～16

10

3.4

2.6

25～50

90

磁矿30～31%

2.44

2100

800

144

42

12

水厂铁矿

8～12

8～12

3.2

2.7

50～80

100～300

磁矿，赤矿28～29.5

1.96

北2400

南1240

600

730

228

216

40～45

12

兰尖

10～16

8～18

3.5

2.9

40～60

205

钒钛磁铁矿33.92

1.39

上980

下1400

950

40

460

46～48

上15

下12

朱家包包铁矿

10～16

8～18

同上

2.9

40～70

230

钒钛磁铁矿31.76

2.27

2860

1400

600

40

240

46～48

同上

白云东

12～16

8～12

3.7～4.3

3

50～60

76～350

磁矿、赤矿37.1%

1.96

上1410

下152

1100

376

40

12

白云主

12～16

8～12

3.7～4.3

3

45～60

99～400

2.11

上1600

下510

78

396

42

12

峨口

13～17

4～12

3.26

2.7

35～70

18～300

磁矿、混合矿29.78%

1.36

2260

1440

36～42

12

大冶一期

8～12

6～12

3.4～4.1

2.7

40～43

10～120

Tfe52%Cu0.5%

2.58

上2200

下1500

480

300～400

319

上47

下42

12

大冶二期

8～12

6～12

3.4～4.1

2.7

40～43

10～120

51.70%

4.13

上2250

下100

1000

100

391

41~43

12

凹山

4～7

4～7

2.8～3.4

2.6

65～80

500

氧矿4.34，原矿31.77

0.9

上1040

下286

840

210

305

38～40

14

海南

10～16

2～6

3.4～4.4

2.7

30～50

37～62

1.66

上1600

下130

1000

60

500

35～42

12

2露天开采发展趋势

露天矿生产和建设的目标是增加矿石产量，提高矿石产品质量，提高矿山生产效率和经济效果，改善环境保护、劳动保护和资源保护，有效的利用和节约能源。

2.1重视技术改造

对新建矿山，做好前期准备，包括资源评价和矿石技术加工试验，进行矿山规划和开发的可行性研究。

对已建矿山要利用现有生产条件，在正常生产持续进行中，通过采矿技术、方法的改革和设备的更新、挖潜来实现扩大生产规模，提高劳动生产率，提高矿石质量，降低能耗和原材料消耗，最终降低成本，增加盈利，并改善环境保护。

设备的潜力

2.2深凹露天矿的开拓运输

随着矿山转入深凹开采，运输方式的要求提高。

国外深凹露天矿多采用汽车与胶带联合运输。

胶带运输机爬坡能力强，连续运输，生产效率高，运距短，成本低，运输成本大体上相当于汽车运输成本的一半，而运距则比汽车运输少60～70%，特别是采场深度超过150m，汽车和机车爬坡困难时，胶带运输机的优越性更为显著。

2.3开采方式和采剥方法的改革

由缓帮全境界开采向陡帮多分期开采，横向采剥，要求采剥进度计划必须适应新的采剥关系

2.4露天边坡的稳定与控制技术

露天边坡角多采用经验类比法，仅考虑露天采场深度和岩石坚固性两个因素，而忽略了影响边坡稳定的其他因素，诸如岩石的其他性质、结构面、水文地质条件、爆破影响等。

应根据具体条件，选取最优边坡角。

要加强边坡稳定的研究，特别是碎裂岩石力学基础理论的研究，提高边坡稳定的测试技术和控制技术。

根据矿山条件，对诸影响因素进行敏感度分析，计算边坡安全度，分析边坡设计的经济效果。

2.5露天爆破技术的改善

2.6提高装备水平

2.6露天矿的环境保护（复垦工艺，废石或尾矿的综合利用技术）

2.7露天矿系统工程（国外技术，露天设计软件，最优设计、控制和管理）

3露天开采优缺点

3.1突出优点

1矿山基建时间短，单位矿石的基建投资较低我国大中型露天矿的基建时间一般为3～4年，而大型坑内矿的基建时间一般要7～10年，中型坑内也要6～7年。

我国一些露天矿的实际基建时间如表5所示，一些坑内矿的实际基建时间如表6所示，从比较可以看出，露天矿基建时间比坑内矿要快一倍左右。

表

矿山名称

基建工程量（万m3）

建设起止年

基建时间（a）

大孤山铁矿

167.4

1955~1957

3

东鞍山铁矿

42.6

1956~1960

4

南芬铁矿

40.3

1953~1957

4.5

歪头山铁矿

129.9

1969~1971

3

水厂铁矿

121.8

1967~1970

3

兰尖铁矿

279

1966~1970

4

朱家包包铁矿

120

1970~1975

5

白云鄂博铁矿

1041

1956~1960

4

峨口铁矿

170

1970~1976

7

露天开采单位矿石的基建投资比坑内开采低，一般大型露天矿单位矿石基建投资比坑内矿要低1~3倍。

2劳动生产率高，开采成本低露天开采由于采矿作业条件好，机械化程度高，其劳动生产率比坑内开采要高5~10倍。

露天开采的矿石成本一般比坑内开采的矿石成本要低50~75%。

3露天开采强度高，矿山生产规模大露天开采不受开采空间的限制，能够应用大型采、装、运设备，机械化和自动化水平比坑内矿要高，从而有可能大大提高采矿强度，完成较大的生产规模。

4露天开采矿石损失贫化小，便于分级开采，矿山资源可以充分回收利用。

我国露天开采的损失率一般为2~4%，贫化绿一般为1.3~4%，坑内开采损失率高达12~15%，贫化率高达10~23%。

5露天开采劳动条件好，工作比较安全坑内矿受高温、潮湿、阴暗等条件影响，并受顶板冒落、火灾等灾害威胁。

但露天开采环境和劳保重视不够，工作环境受粉尘噪音的影响。

3.2主要缺点

1采矿场合废石场往往需要占用数量较大的农田。

2露天作业受气候条件的影响，严寒冰雪，酷热暴雨都影响露天矿作业。

3露天矿采、装、运、排土作业中产生的尘埃，污染环境；排出的废水污染河流、池塘和水源，影响农田种植和发展养殖业。