露天開采課後習題集帶答案

露天開采課後習題集帶答案

1 露天開采的基本概念

(1)什麼叫露天開采?什麼樣的礦床適合用露天開采? 露天開采和地下開采相有什麼優缺點?

(2)簡述我國露天開采發展現狀及前景。

(3)什麼叫露天礦、露天采場?劃分山坡露天礦和凹陷露天礦的依據是什麼?

(4)解釋封閉圈、台階、采掘帶、采區的概念。

(5)畫圖表示台階及其構成要素。

(6)簡述工作幫和非工作幫的概念。

(7)簡述安全平台、運輸平台、清掃平台的概念及其在露天開采中所起的作用。

(8)什麼叫剝采比?

(9)簡述露天礦的建設程序?

(10)露天礦的開采步聚有哪些?

2 礦岩鬆碎工作

(1)礦岩鬆碎的方法有哪些?簡述各種方法的適用條件。

(2)簡述露天礦的主要穿孔設備，針對不同生產規模的礦山，怎麼進行設備選型及數量計算?

(3)露天開采中常使用的爆破作業方法有哪幾種?在露天礦的生產過程中各起什麼作用?

(4)簡述露天礦深孔爆破參數有哪些?

(5)簡述微差爆破和擠壓爆破的優點及技術要點。

(6)簡述露天礦靠近邊坡的爆破工作常用的方法與技術要點。

(7)簡述礦床露天開采對爆破工作的基本要求。

3 采裝工作

(1)簡述單鬥挖掘機的工作參數。

(2)單鬥挖掘機采掘帶寬度如何確定?

(3)單鬥挖掘機如何選擇和計算?

4 露天礦運輸

(1)簡述露天礦運輸的基本特點。

(2)簡述露天礦常用的運輸方式及各種運輸方式的適用條件。

(3)簡述各種運輸方式的特點。

5 排岩工作

(1)選擇廢石場應遵循哪些原則?

(2)簡述目前露天礦常用的排岩工藝與各自的特點。

(3)露天礦為什麼要對土地進行複墾?土地複墾的基本步驟和要求是什麼?

6 露天開采境界

(1)什麼叫露天開采境界?影響露天開采境界的因素有哪些?

(2)露天開采境界組成要素有哪些?

(3)什麼是剝采比?常用的剝采比有哪些形式?

(4)如何用產品成本比較法確定經濟合理剝采比?

(5)確定經濟合理剝采比有哪些方法?適用條件如何?

(6)何為長露天礦?如何確定長露天礦境界剝采比?

(7)何為短露天礦?如何計算短露天礦境界剝采比?

(8)簡述確定露天礦開采境界的方法和步驟。

7 礦床露天開拓

(1)什麼叫露天礦開拓?

(2)露天礦床開拓有哪些類型?簡述各種開拓方式的特點及適用條件。

(3)簡述影響開拓方法選擇的因素和主要原則。

(4)公路運輸開拓坑線布置形式有幾種?特點如何?

(5)鐵路運輸開拓適用於什麼條件?有何優缺點?

(6)什麼是固定坑線開拓?什麼是移動坑線開拓?移動坑線開拓和固定坑線開拓相比有何優缺點?適用於什麼情況?

(7)新水平準備工程包括哪些內容?掘溝工程包括哪些內容?

(8)掘溝方法有哪些類型?

(9)露天塹溝的工作要素有哪些?

(10)無運輸掘溝法有哪些類型?各有何特點?

8 露天礦生產能力與采掘進度計劃

(1)簡述露天礦生產能力的基本概念，露天礦生產能力包括哪些內容?

(2)簡述確定露天礦生產能力的方法。

(3)什麼是礦山工程延深速度?什麼叫采礦工程延深速度?其關係如何?

(4)為什麼要進行生產剝采比的調整與均衡，其主要方法有哪些?

(5)為什麼要編製采掘計劃?采掘計劃有哪些類型?

9 露天礦邊坡穩定性分析與維護

(1)露天礦邊坡有哪些特點?

(2)影響邊坡穩定的因素有哪些?

(3)露天邊坡破壞有哪幾種類型?

(4)邊坡穩定性計算與分析的方法有哪些?

(5)簡述露天礦邊坡治理的常用方法。

10 露天礦防水與排水

(1)露天礦山發生湧水能給礦山的生產帶來哪些危害?

(2)露天礦產生湧水的自然因素和人為因素有哪些?

(3)露天礦防水的主要措施有哪些?

(4)簡述礦床疏幹的概念，礦床疏幹有哪些方式?

(5)露天礦的排水係統有哪幾種?

露天礦習題集答案

1. 露天開采的基本概念

1.礦床露天開采是用一定的采掘運輸設備，在敞露的空間裏從地表開始進行開采作業。為了采出礦石，需將礦體周圍及其上部覆蓋岩石剝掉，通過露天溝道或地下井巷把礦石和岩石運至地表卸載點。

有的礦床規模很大，埋藏較淺，甚至出露地表，隻要將上覆岩層及部分圍岩剝離掉，不需掘進大量的井巷就可以從地表直接挖掘出有用的礦物，這種礦床適合用露天開采。

國內外廣泛應用露天開采的主要原因是，與地下開采比較，它有如下突出優點：

(1)受開采空間限製較小，可采用大型機械設備，從而可大大提高開采強度和礦石產量;

(2)勞動生產率高，為地下開采的5~10倍;

(3)開采成本低，為地下開采的1/4~1/3;

(4)礦石損失貧化小，損失率和貧化率不超過3~5%;

(5)對於高溫易燃的礦體，露天開采比地下開采更為安全可靠;

(6)基建時間短，約為地下開采的一半，每開采一噸礦石的基建投資也比地下開采低;

(7)勞動條件好，作業比較安全。

露天開采的主要缺點是：

(1)在開采過程中，穿爆、采裝、汽車運輸、卸載以及排岩等作業粉塵較大，汽車運輸排出的一氧化碳逸散到大氣中，廢石場的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和農田等，汙染大氣、水域和土壤，將危及人民身體健康，影響農作物及植物的生長，使生態環境遭受不同程度的破壞;

(2)露天開采需要把大量的剝離物運往廢石場排棄，因此廢石場占地較多;

(3)氣候條件如嚴寒和冰雪、酷熱和暴雨等，對露天開采作業一定影響。

2.我國目前約有露天礦山1500個，其中重點鐵礦約40個，重點有色金屬礦約12個，根據統計結果，我國露天開采占總開采量的比例見表所示。

礦石種類露天開采占總開采量比例(%)

鐵礦石86.4

有色金屬49.6

煤炭5

建築材料100

冶金輔助材料90.5

3. 露天礦是指用露天法開采礦床的礦山企業。

露天開采所形成的采坑、台階和露天溝道的總和，稱為露天采場。

根據礦床埋藏條件，露天礦分為山坡露天礦和凹陷露天礦。露天開采境界封閉圈以上為山坡露天礦，封閉圈以下為凹陷露天礦。

4. 露天開采上部境界在同一標高上形成的閉合曲線，稱為封閉圈。

露天開采時，通常是把礦岩劃分成一定厚度的水平分層，自上而下逐層開采，並保持一定的超前關係。在開采過程中各工作水平空間上呈階梯狀，每個階梯就是一個台階。

挖掘機一次挖掘的寬度為采掘帶。

采掘帶如果長度足夠和必要，可以沿長度劃分成若幹區段，各配置獨立的采掘運輸設備進行開采，這樣的區段稱為采區，采區的長度是一台電鏟所占的采掘工作線長度。

5. 台階的基本構成要素如下圖所示：

6. 露天采場的構成要素及代表的含義為：

(1)工作幫：由正在進行開采和將要進行開采的台階所組成的邊幫叫做工作幫。

(2)非工作幫坡麵：通過非工作幫最上一台階的坡頂線和最下一台階的坡底線所作的假想斜麵叫做非工作幫坡麵，非工作幫坡麵位於最終境界時叫做最終幫坡麵或最終邊坡麵。

7. (1)安全平台：用作緩衝和阻截滑落的岩石以及減緩最終邊坡角，保證最終邊幫的穩定性和下部水平的工作安全。

(2)運輸平台：作為工作台階與出入溝之間的運輸聯係的通道。

(3)清掃平台：用於阻截滑落的岩石並用清掃設備進行清理，他又起安全平台的作用。

8. 剝采比就是指露天礦開采過程中，為開采有用的礦物，剝離的廢石量和采出的有用礦石量之比，即單位礦石所需剝離的岩石量。開采境界變化，剝采比也隨著變化，因此，露天開采境界與剝采比聯係在一起。在確定境界時常用的幾種剝采比為：

(1)平均剝采比np，是指露天開采境界內岩石總量與礦石總量之比。

(2)分層剝采比nf，是指在同一分層內剝離岩石量與采出礦石量之比。

(3)境界剝采比nj，是以最終邊坡角劃定的境界，由某一水平延伸至另一水平時，所增加的剝離岩石量與采出礦石量之比。

(4)生產剝采比(也稱時間剝采比)ns，是指露天礦某一生產時期剝離的廢石量與所采出的礦石量之比。

(5)經濟合理剝采比nj h.，是指經濟上允許的最大剝岩量與可采礦量之比。以該剝采比從事露天開采時，露天開采成本不大於地下開采成本。

9. 露天采場采出礦石和岩石是按一定的工藝過程實現的，這種工作總稱露天礦山工程。

露天礦山工程按施工對象分為剝離工程和采礦工程，按施工形式可分為掘溝工程和擴幫工程。露天礦開采過程中，為運出各工作台階上采出的礦石和岩石.必須挖掘一些坑道，以建立地麵和各工作平台的運輸聯係，此外，為了開辟新的工作台階以建立工作線，也必須挖掘—些坑道、前者叫出入溝，前者叫開段溝。

10. 礦山正常情況下，在開采一個台階時，要先掘出入溝，然後再在此基礎上掘開段溝並鋪設線路，當開段溝掘完後，即在溝一側或兩側布置工作線而進行剝離，當上—水平擴幫工作進行到一定程度後，便可進行第二水平的掘溝和擴幫工作，礦山工程亦從第—水平延深到第二水平。從施工形式上看，露天礦開采工程就是在露天開采境界內從上而下，按—個分層不斷掘溝和擴幫的過程。

第二章 礦岩鬆碎工作

一.答：

機械法、爆破法、水力破碎法。

二. 答：

露天礦主要的穿孔設備有鑿岩機、鑿岩台車、衝擊式穿孔機、潛孔鑽機、牙輪鑽機等。

鑿岩機是小型露天礦的主要穿孔設備，同時也是大中型露天礦一次淺孔、二次破碎、邊角根底處理及露天礦硐室鑿岩的主要設備。

鑿岩台車目前在露天礦應用的還不多、但它對提高鑿岩效率、改善勞動條件、進行多品級礦石分采以及邊坡處理、運輸道路的修築等工作是較為有利的。

衝擊式穿孔機(也叫磕頭鑽)是60年代以前各國露天礦主要的穿孔設備。由於它適應性差，隻能打垂直孔，且需定時取渣，穿孔效率低，勞動強度大，目前已被逐漸淘汰。

潛孔鑽機具有機動靈活，操作維修方便，作業成本低的持點，可以在中硬以上的礦岩穿鑿各種不同傾斜度的炮孔。在穿鑿大孔徑炮孔時，排渣效果不良，因此，隻適合在中小型礦山使用。

牙輪鑽機能應用於各種硬度的礦岩，在堅硬以下礦岩中穿鑿孔徑在150mm以上的炮孔時，牙輪鑽優於潛孔鑽，牙輪鑽機械化、自動化程度高，鑽孔效率高，是目前國內外露天礦先進的穿孔設備。但牙輪鑽在極硬礦岩中或穿鑿150mm以下孔徑的鑽孔時，效率降低。

三. 答：

露天礦常用的爆破方法有深孔爆破、淺孔爆破、硐室爆破、藥壺爆破、裸露爆破等。

淺孔爆破主要用於小型露天礦的爆破作業和大中型礦山的輔助爆破作業。淺孔孔深3—5m，孔徑為25—75mm。

深孔爆破是大型露天礦常用的主要爆破方法，部分小型露天礦也有應用。深孔孔深一般為10—15m，孔徑75—300mm。

硐室爆破主要用於露天礦基建和一些特殊情況，少數穿孔能力小的采石場也用硐室爆破作為生產爆破的主要手段。

藥壺爆破用於穿孔工作困難條件下，以減少鑽孔工作量，克服較大的抵抗線，一般與淺孔爆破結合使用、以降低大塊率。

裸露爆破(也叫糊炮)即在岩石的表麵放上一定量的炸藥進行爆破的方法，主要用於二次破碎和處理根底。

四. 答：

答：露天礦深孔爆破參數有台階高度，裝藥長度，堵塞長度，底盤抵抗線，最小抵抗線，鑽孔長度，超深，孔距，排距，排孔，炸藥消耗量，單孔裝藥量及炮孔數等。

五. 答：

多排孔微差爆破一般是指多排孔之間以毫秒級微差間隔時間的爆破。其優點有：

1.提高爆破質量

2可擴大孔網參數，降低炸藥單耗，提高每米炮孔崩礦量

3一次爆破量大，故可減少爆破次數，裝運工作效率提高

4可降低地震效應，減少爆破對邊坡和建築物的危害

擠壓爆破是不將上次爆破下來的礦石放出或采裝完畢。就進行下一次爆破.當下一次爆破起爆後，被爆岩體在沿自由麵方向向前移動遇到石堆的阻擋產生了擠壓作用。這種爆破方法的持點是：

1提高爆破能量利用率.礦石破碎質量提高，礦石在擠壓過程中發生衝撞。減輕了二次破碎工作量。

2減少了非生產時間，提高了工時利用率，提高一次爆破礦岩量，降低了爆破頻率。

六. 答：

為了平整光滑的最終邊坡麵，並使其少受爆破損傷作用，提高邊坡岩體的自穩能力，所以采作光麵或預裂爆破。光麵爆破和預裂爆破主要區別是光麵爆破的光麵孔在主爆孔之後起爆，而預裂爆破的預裂孔是在主爆孔之前首先起爆而形成預裂縫。主爆孔間距比光麵孔間距大，裝藥量多采用連續裝藥，光麵孔采用不耦合裝藥。光麵孔和預裂孔同時起爆，是為了獲得孔間應力疊加作用，使炮孔連心線上的裂隙容易形成，獲得好的光麵效果。光麵孔和預裂孔同時起爆是為了使炮孔連心線上達到較強的拉應力疊加作用，有利於定向裂隙的形成。

七. 答：

露天外采對爆破工作的基本要求是每次爆破的礦岩量應滿足挖掘機有一定時間的采裝工作量;要求爆破質量好：大塊率低，爆堆集中便於裝運，無爆破後衝、根底、底板平整，安全性好，經濟：

(1)有足夠的爆破貯備量，保證采裝工作的連續進行。

(2)要有合理的礦岩塊度，爆破後的塊度應滿足後續工作的塊度要求。

(3)要有規整的爆堆和台階，爆堆過高，會影響挖掘機安全作業;爆堆過低，會影響采裝的作業效率，爆堆前衝過大，會使清理量增大，運輸線路也受影響，前衝過小，說明礦岩碎脹性不好。因此爆堆的高度和寬度都要適宜。爆破後台階工作麵也要規整，個允許出現根底，傘簷等凹凸不平現象。

(4)要安全經濟。在爆破設計中，要充分考慮爆破對周周圍設備、人員及建築物的危害，保證作業安全.爆破要經濟合理。

3. 采裝工作

1. 單鬥挖掘機主要工作參數有：挖掘半徑，最大挖掘半徑，挖掘高度，卸載半徑，卸載高度，下挖深度。

2. 合理的采掘帶寬應保持挖掘機向裏側回轉角不大於90°，向外側的回轉角不大於45°，其值：

但不得超過下式計算值

式中 f——鬥柄規格利用係數，f=0.8~0.9;

c——外側台階坡底線或煤堆坡底線至鐵路中心線距離，c=3~4m;

——鏟鬥平放在站立水平麵的挖掘半徑;

——鬥柄最大水平伸出時的卸載半徑。

3. 單鬥挖掘機如何選擇和計算?

答：單鬥挖掘機主要根據礦山規模、礦岩剝采總量、開采工藝、礦岩物理力學性質、設備供應情況等因素決定。

小型露天礦一般選用1~2m³鬥容的挖掘機;中型露天礦一般選用2~4m³鬥容的挖掘機大型露天礦一般選用4~10m³鬥容的挖掘機;特大型露天礦一般選用不小於8~10m³鬥容的挖掘機。采用汽車運輸時，挖掘機鬥容要與汽車載重量相配套，一般一車裝4~6鬥。

挖掘機台班生產能力：

式中 —— 單鬥挖掘機台班生產能力，m³;

—— 挖掘機鏟鬥容積，m³;

—— 挖掘機鏟裝循環時間，s;

—— 挖掘機鏟鬥滿鬥係數;

—— 礦岩在鏟鬥的鬆散係數;

—— 挖掘機班工作時間，h;

—— 班工作時間利用係數。

4 露天礦運輸

1.(1)露天礦基本物料運量大部集中於單一方向;

(2)在運輸設備數量不多時，運輸量指標較高，線路或道路運輸強度大，線路車輛周轉快;

(3)礦岩具有較大的密度，較高的強度和磨蝕性，塊度不一，裝卸時有衝擊作用;

(4)露天礦的其他工藝過程與運輸的可靠性緊密相關;

(5)機車車輛運輸周期中的技術停歇時間占有很大比重;

(6)礦岩裝載點及剝離物卸載點不固定，采場與廢石場台階上的運輸網路要經常移動;

(7)從露天采場提升礦岩的坡度陡;

(8)礦石需分采和配礦時，運輸組織十分複雜;

(9)露天礦運輸網路的位置與礦體構造因素有關，線路場地狹窄。

2. 露天礦運輸方式根據不同的作業原理，可分為連續式和間斷式運輸;根據物料移動方法、行走方式和線路設備的類型，可分為鐵路運輸、公路運輸、斜坡道箕鬥提升運輸、聯合運輸、帶式輸送機運輸、水利運輸和重力運輸等主要運輸方式。

3. (1)公路運輸的特點：公路運輸開拓坑線布置形式有直進式、回返式、螺旋式三種。

A. 直進式公路開拓的特點是布線簡單、溝道展線最短，汽車運行不需回彎、行車方便、運行速度及效率高，因此在條件允許的情況下，應優先考慮使用。

B. 回返式坑線開拓的優點是容易布線，適用範圍廣，礦山工程發展簡便，同時工作台階數目較多。但其缺點是：汽車經過曲率半徑很小的回返平台時，須減速運行，降低了運輸效率。

C. 螺旋坑線開拓在大型露天礦很少采用，隻用當地形複雜、礦床賦存形式不規則或采場平麵形狀尺寸較小而開采深度又大的露天礦，應用此種方法較為適宜。

(2)鐵路運輸的特點：鐵路運輸開拓在我國和前蘇聯的露天礦中仍占很重要地位，一般當露天的運量大、地形坡度在30°以下，比高在200m以內時，采用鐵路單一運輸開拓法具有明顯的優越性，其通用性較強，運輸能力大，運營費用低，運輸設備及線路結構堅實，工作可靠，易於維修，作業受氣候條件的影響較小，並且它能與國營鐵路直接接軌，簡化裝卸工作，對於滿足埋藏較深、平麵尺寸較大的大中型露天礦生產甚為相宜。

鐵路運輸的主要缺點是：由於線路坡度小，曲率半徑大，基建工程量大，基建投資高，建設時間較長，新水平開拓延伸工程緩慢，年下降速度比其他運輸方式低，隨著開采深度下降，運行周期長、運輸效率明顯下降。當采用移動坑線開拓時，線路質量難以保證，線路移動和維修工作量增加，運行管理複雜，影響挖掘機的效率。

(3)帶式輸送機運輸的特點：鐵路運輸開拓受其使用條件限製，合理開采深度較小，汽車運輸雖具有一係列優點，但受合理運距的限製，開采深度也不能很大，並且鐵路運輸和汽車運輸所設置的開拓坑道都是緩溝，其坡度隻能在6°以下，因此線路展線都很長，掘溝工程量和邊坡補充擴幫量增加，從而影響礦山基建和生產的經濟效果。斜坡膠帶運輸開拓其線路坡度一般大於16°，不隨露天礦延伸而降低生產能力，且運輸能力大，運距短，運輸成本低，便於實現自動化控製，勞動成產率和挖掘機效率提高，有利於增加年下降深度。

但膠帶運輸開拓對礦岩塊度要求較嚴格，礦岩必須預先破碎，在采場內設破碎站基建費高，移設困難，因此膠帶運輸開拓一般應用於露天礦開采深度大的礦山，開采深度小的礦山一般不用。

5 排岩工作

1.選擇廢石場應該遵循哪些原則?

答：選擇排土場應做到：

(1)盡可能采用內部排土，通過二次轉排技術經濟論證，積極采用臨時排土場。

(2)不占良田，少占耕地，盡量利用山坡、山穀的荒地，避免村莊的遷移。

(3)在不影響礦山發展的情況下，盡可能靠近采場布置排土場，以便減少運距。

(4)場地應在居民區、工業場地的下風側或最小風側及生活水源的下遊，以免造成環境汙染。

(5)場地不應截斷山洪和河流，避免設在水文地質複雜的地段，以保證排土場的穩定。

(6)排土場中有可能再利用的部分要考慮回收時裝運的方便，以便二次利用。

(7)排土場地可分散布置，以利於多出口運輸，疏散通過能力，緩和排棄高峰。

(8)場地的選擇有利於整用土地的複墾。

排土場還應滿足：

(9)排土場總容積與露天礦設計的總的剝岩量相適應。

(10)排土場的接受能力應保證露天礦年度采掘計劃的要求。

(11)排土場要保持良好的工程狀況，保證排土作業的安全進行。

2.簡述目前露天礦常用的排岩工藝與各自的特點。

(1)人工排土成本低，需設備少，堆置高度高，但排土能力不大，且須有足夠的工業場地，隻能運用於土岩量不大，采用窄軌運輸的中小型露天礦。作業內容包括：卸車、清底、回車、清場及處理個別掉道事故等。

(2)電鏟排土具有排土能力大，移道工作量少等特點，但初期投資大，適用於以鐵路運輸的大型露天礦，尤其是南方多雨地區及岩石鬆軟的礦山。電鏟排土段分為上下兩個分台階，電鏟在下部分台階的平盤上。車輛位於上部分台階的線路上，將土翻入受土坑，由電鏟挖掘並堆壘，在堆壘過程中，挖掘機沿排土工作線移動。其工序可概括為：列車翻卸土岩、挖掘機堆壘、移設鐵路。

(3)汽車推土機排土具有工序簡單、堆置高度高，能充分利用排土場容積、排棄設備機動性較高、基建設資和經營費少等特點。

汽車推土機排土作業工序有氣車翻卸土岩、推土機推土、平整工業場地、整修排土場公路。具體為：汽車進入排土場後，沿排土場公路到達卸土段，進行調車，使汽車後退停於卸土帶背向排土台階坡麵進行翻卸。汽車翻卸後，由推土機進行推土平整。

3.露天礦為什麼要對土地進行複墾?土地複墾的基本步驟和要求是什麼?

答：建設一個露天礦必然要占用一部分土地，土地複墾的目的就是一方麵對資源進行二次開發和利用，另一方麵保護環境、維護排土場的穩定，防止雨水的衝刷。土地是不可再生的資源，是人類賴以生存的基礎，土地複墾是一項迫切而光榮的任務。

土地複墾的基本步驟和要求有：

(1)表土的采集、儲存和複用：首先將露天礦開采範圍內表土剝離，堆放在一定的地方儲存，供複土使用，或在排土場、工業場地等有土壤資源的地方采集，供複土時使用。

(2)按合理的順序進行排棄、回填，複土時要按岩石的種類、性能和快度的大小分層堆置。

(3)場地準備：場地整備後有良好的穩定性，控製地表水源，以免水土流失。

(4)場地鋪墊表土。

6 露天開采境界

1.什麼叫露天開采境界?影響露天開采境界的因素有哪些?

答：露天開采境界是指露天礦開采終了時所形成的空間輪廓。

影響露天開采境界的因素有：(1)自然因素：包括礦床埋藏條件(礦體的分布情況、傾角、厚度等)、礦石及圍岩的物理機械性質、礦區地地形及水文地質情況等。(2)經濟因素：包括基本建設投資、開采成本、礦石質量、開采時的礦石損失和貧化、礦山基建期限及達到設計產量的期限、機械設備供應情況等等。(3)組織技術因素：包括的範圍很廣，其中限製露天開采的因素有地麵的重要建築物、廠房、鐵路、河流以及設置排土場的可能性等。促進露天開采的因素有：礦石和圍岩軟鬆極不穩定、礦物易燃或含泥量很多的礦床，而使之不能采用地下開采方法。

上述這些因素，對於不同的礦床，在不同時間、地點和條件下，對露天開采境界的影響程度是不同的。例如地表廠房和建築無的限製，在一般礦山是次要因素，但在某些地區和礦山卻起著決定性的作用。因此，在確定露天開采境界時，必須綜合考慮各種因素的影響，分清哪些是影響設計的主要因素，起限製作用的因素，哪些是次要因素。但是，對於組織技術上限製的一些因素，也不是絕對的。例如河流對露天開采境界的影響，一方麵河流改道很困難，費用高，但另一方麵這種改道又不是不可能的，應結合具體條件，在設計中加以研究比較才能確定。

2.露天開采境界由露天采礦場的地表境界、底部境界和四周邊坡組成。

3.什麼是剝采比?常用的剝采比有哪些形式?

答：剝采比就是指露天礦開采過程中，為開采有用的礦物，剝離的廢石量和采出的有用　　　礦石量之比，即單位礦石所需剝離得岩石量。開采境界變化，剝采比也隨著變化，因此，露天開采境界與剝采比聯係在一起。在確定境界時常用的幾種剝采比為：

(1)平均剝采比np，是指露天開采境界內岩石總量與礦石總量之比。

(2)分層剝采比nf，是指在同一分層內剝離岩石量與采出礦石量之比。

(3)境界剝采比nj，是以最終邊坡角劃定的境界，由某一水平延伸至另一水平時，所增加的剝離岩石量與采出礦石量之比。

(4)生產剝采比(也稱時間剝采比)ns，是指露天礦某一生產時期剝離的廢石量與所采出的礦石量之比。

(5)經濟合理剝采比nh.j，是指經濟上允許的最大剝岩量與可采礦量之比。以該剝采比從事露天開采時，露天開采成本不大於地下開采成本。

4.如何用產品成本比較法確定經濟合理剝采比?

答：(1)按原礦成本比價計算。原礦成本比較計算的方法，是用原礦作為計算的基礎，使露天開采出來的原礦成本等於地下開采成本。

露天開采礦石成本為：

CL=γPa+nb, 元/m3

式中 CL--------露天開采的原礦成本，元/m3;

a--------露天開采每噸岩石的純采礦成本，元/m3;

b-------露天開采剝離單位體積岩石的成本，元/m3;

γP-------礦石容重，t/m3;

n-------剝采比，m3/m3。

設以地下開采那部分礦體的原礦成本為CD(元/t)，按露天開采的基本要求，以保證露天開采的原礦成本不超過地下開采成本，其關係式為：

滿足上式的最大剝采比，就是經濟合理剝采比，即

。

式中 n j .h---------------經濟合理剝采比，m3/m3;

CD---------------地下開采原礦成本，元/t。

原礦成本比較法要求基本數據簡單，數據來源方便，是礦山設計中常用經濟合理剝采比的辦法，但該法沒有涉及礦石損失率和回收率，即沒有考慮露天開采和地下開采兩者在損失、貧化方麵的差別，從而未能反映出露天開采的優越性。

(2)按最終產品成本比較。此方法是按露天開采經采、選、冶所得產品總成本等於地下開采產品成本進行計算的。根據這一原則，當隻計算到相同品位的精礦成本時，其關係式為：

式中 SL 、SD---------------分別是露天開采和地下開采時每噸原礦的選礦成本，元/t;

TL、TD--------------- 分別是露天開采和地下開采時生產一噸精礦所需原礦噸數，t/t.

類似於原礦成本比較法，可得經濟合理剝采比 n j .h

， m3/m3 (1)

根據貧化率的定義，實際貧化率為：

原礦品位：

式中 a'-------------原礦品位;

Ao-------------------礦石的工業品位;

a''-------------實際貧化率。

所以

式中 、--------------分別為露天開采和地下開采的實際貧化率;

--------------分別為露天開采和地下開采選礦回收率;

-----------------精礦品位。

將上述二公式帶入公式(1)中，則經濟合理剝采比為：

如果最終產品不是精礦而是金屬礦時，其計算方法基本相同。可得：

最終產品比較法中包含有貧化率,考慮到露天開采和地下開采在貧化率上的差別，但該法要求的基礎數據多，計算繁瑣，計算時未考慮在開采回收數量上的差異。

5.確定經濟合理剝采比有哪些方法?使用的條件是什麼?

答：經濟合理剝采比是指露天開采境界設計的重要指標，也是衡量露天礦開采經濟合理性的主要依據，其含義是指允許分攤到有用礦物上的最大剝離量。目前確定經濟合理剝采比的方法大致可分兩類：

(1)比較法。是以露天開采和地下開采的經濟效果作比較來計算，確定用露天開采和地下開采的界限;又分為產品成本比較法和儲量盈利比較法。

(2)盈利法(也叫價格法)。適用於一些隻宜用於露天開采的礦床，如砂礦、含硫高易自燃的礦床等，由於不能用地下開采與之相對照，故不用上述比較法，而用礦石的銷售價格確定經濟合理的剝采比，以保證露天開采的原礦成本不超過其價格，以保證礦山不虧損。

6.答：長露天礦是指礦體厚度與長度之比1：4以上的礦體。長露天礦可不考慮端幫　　　量。

7.答：短露天礦是指礦體厚度與長度之比1：4以下的礦題，一般采用平麵圖確定境界剝采比。段露天礦需要考慮端幫原礦岩量，一般不用橫斷麵圖確定境界剝采比。

7 礦床露天開拓

4.什麼叫露天礦開拓?

答：露天礦在開采過程中，采剝工作是在若幹個具有一定高度的台階上進行的，隨著采剝工作的開展，必須不斷的向下延伸開辟新的工作水平，露天礦開拓就是指按一定的方式和程序建立地表與露天采場內各工作水平及各工作水平之間的礦岩運輸通路，以保證露天礦正常生產的運輸聯係，及時準備新水平。

2.露天礦床開拓有哪些類型?簡述各種開拓方式的特點及適用條件。

答：露天礦床開拓是通過掘進一係列坑道來實現的，而掘進坑道又必須與礦山采用的運輸方式相適應，因此，開拓巷道類型和運輸方式就往往作為劃分露天礦開拓方法的依據。

(1)按開拓巷道的類型及有無分類。溝道開拓法，地下井巷開拓法，無溝開拓法，聯合開拓法。(前蘇聯)

(2)按不同的運輸方式分類。斜坡鐵路開拓法，斜坡公路開拓法，斜坡運輸機開拓法，斜坡卷揚開拓法，平硐溜井開拓法，斜井提升開拓法，豎井提升開拓法，聯合開拓法。

3.影響開拓方法選擇的因素有哪些?選擇開拓方法的主要原則是什麼?

答：影響開拓方法選擇的主要因素有：

(3)自然地質條件：即地形、礦床地質、水文地質、工程地質及氣候等因素。

(4)生產技術條件：即礦山規模、礦區開采程序、生產工藝流程，選用設備類型及技術裝備等。

(5)經濟因素：即礦山基本建設投資、礦石生產成本及勞動成產率等。

選擇開拓方法的主要原則有：

(6)開拓方法能滿足生產能力的需要。

(7)基本建設時間短，基建投資少，早投產早達產。

(8)生產工藝簡單，安全可靠，技術上先進。

(9)生產經營費用低。

(10)不占良田，少占耕地。

4.公路運輸開拓坑線布置形式有幾種?各有什麼特點?

答：公路運輸開拓坑線布置形式有直進式、回返式、螺旋式三種。

(11)直進式公路開拓的特點是布線簡單、溝道展線最短，汽車運行不需回彎、行車方便、運行速度及效率高，因此在條件允許的情況下，應優先考慮使用。

(12)回返式坑線開拓的優點是容易布線，適用範圍廣，礦山工程發展簡便，同時工作台階數目較多。但其缺點是：汽車經過曲率半徑很小的回返平台時，須減速運行，降低了運輸效率。

(13)螺旋坑線開拓在大型露天礦很少采用，隻用當地形複雜、礦床賦存形式不規則或采場平麵形狀尺寸較小而開采深度又大的露天礦，應用此種方法較為適宜。

5.鐵路運輸開拓適用於什麼條件?有何優缺點?

答：鐵路運輸開拓在我國和前蘇聯的露天礦中仍占很重要地位，一般當露天的運量大、地形坡度在30°以下，比高在200m以內時，采用鐵路單一運輸開拓法具有明顯的優越性，其通用性較強，運輸能力大，運營費用低，運輸設備及線路結構堅實，工作可靠，易於維修，作業受氣候條件的影響較小，並且它能與國營鐵路直接接軌，簡化裝卸工作，對於滿足埋藏較深、平麵尺寸較大的大中型露天礦生產甚為相宜。

它的主要缺點是：由於線路坡度小，曲率半徑大，基建工程量大，基建投資高，建設時間較長，新水平開拓延伸工程緩慢，年下降速度比其他運輸方式低，隨著開采深度下降，運行周期長、運輸效率明顯下降。當采用移動坑線開拓時，線路質量難以保證，線路移動和維修工作量增加，運行管理複雜，影響挖掘機的效率。

6.什麼是固定坑線開拓?什麼是移動坑線開拓?兩者相比較有何優缺點?

答：當坑線沿露天礦最終邊幫設置時，運輸幹線除隨采礦工作的發展延伸或縮短外，不作任何移動，稱為固定坑線開拓。

出入溝不是從設計最終境界上掘進，而是在采場其他地點掘進，開采過程中出入溝隨工作線的推進而移動。一直到開采境界邊緣出入溝才固定下來，這種方式稱為移動坑線開拓。

優缺點從略。

7.答：露天礦開采過程中，隻有不斷地開辟新的工作台階，才能保證礦山持續生產，達到穩產高產的目的，這些開辟新工作台階的工作就是新水平準備工作。

掘溝工程是新水平準備工程的一部分。

8.按運輸設備類型，可分為：鐵路運輸掘溝法、汽車運輸掘溝法和聯合運輸掘溝法。

按溝道斷麵開掘方法可分為全斷麵掘溝法和分層掘溝法。

按裝車方式分為平裝車掘溝法、上裝車掘溝法和聯合裝車掘溝法。

9.露天塹溝的幾何要素有：溝的底寬、溝幫坡麵角、溝深、溝的縱斷麵坡度和溝的長度。

10.無運輸掘溝法亦稱倒堆掘溝，它是用挖掘設備將溝內岩石直接倒至溝旁排棄，或用定向拋擲至溝外，而在掘溝時無需運輸設備。

8、露天礦生產能力與采掘進度計劃

(1)答：露天礦的生產能力是在具體礦床地質條件、工藝設備、開拓方法和開采方式條件下，露天礦在單位時間內所能開采出來的最大礦石量或剝采總量。一般包括礦石生產能力和礦岩生產能力。露天礦的生產能力分為設計生產能力和實際生產能力。

(2)答：確定露天礦生產能力的方法有：按市場需求量確定生產能力、按開采技術條件確定生產能力。後者有分為按采場中可能布置的挖掘機台數確定生產能力、按采礦工程水平推進速度確定、按采礦工程延深 速度確定和按經濟因素確定生產能力。

(3)答：露天礦采礦工程延深速度vk 、工作線推進速度vt和礦山工程延深速度vy三者的關係式推導如下：

vt = vy ( cot + cot )

vt = vk ( cot + cot )

vk = vy [( cot + cot ) / ( cot + cot )]

(4)答：一般情況下要求礦石產量持續穩定，但不同時期生產剝采比的變化，會引起采、運設備需求數量的變化，影響采礦成本。因此，需對露天礦的生產剝采比作適當的調整，即均衡生產剝采比，使露天礦在一定時期內保持生產規模的穩定。

(5)答：通過編製采掘進度計劃，對初步擬定的礦山生產能力、均衡生產剝采比和儲備礦量保有期予以驗證及修正，並安排落實。因此，采掘進度計劃要在全麵係統地研究露天礦剝采關係、生產能力協調和各生產工藝配合的基礎上編製，具有預見性和指導性。

9 露天礦邊坡穩定性分析與維護

(1)露天礦邊坡有哪些特點?

答：(1)露天礦邊坡多為高大邊坡，邊坡揭露的岩層多，地質條件差異大;(2)露天礦邊坡是由剝采工程形成的，邊坡岩體較破碎，而且一般不加維護，因而易受風化作用的影響;(3)露天煤礦的邊坡主要由沉積岩構成，層理明顯，軟弱層較多，岩石強度低;而金屬露天礦的邊坡主要由岩漿岩、變質岩構成，岩石強度較高，但斷層、節理較發育，構造複雜;(4)露天采場爆破作業頻繁，且常有運輸設備運行，因而邊坡常受震動作用;(5)露天礦采場最終邊坡是由上至下逐漸形成的，上部邊坡服務時間長，下部邊坡服務時間短;(6)露天礦不同部位邊坡的穩定性要求不同。布置有采掘設備、運輸線路、站場、下部有采掘作業的邊坡要求其穩定性較高，而那些對生產影響不大或存在時間較短的邊坡要求較低;(7)露天煤礦的滑坡主要沿層麵、軟弱夾層滑動，其次是沿斷層、節理發生;而金屬露天礦的滑坡主要是沿節理、斷層發生，有時沿層麵滑動。

(2)影響邊坡穩定的因素有哪些?

答：(1)岩石礦物及岩體結構;(2)水的影響;(3)爆破震動;(4)其它因素。

(3)露天邊坡破壞有哪幾種類型?

答：邊坡破壞類型有：(1)平麵破壞;(2)楔體破壞;(3)圓弧形破壞;(4)傾倒破壞。

(4)邊坡穩定性計算與分析的方法有哪些?

答：邊坡穩定性分析的方法主要有：(1)岩體結構分析法;(2)數學模型分析法;(3)工程參數類比法。

(5)簡述露天礦邊坡治理的常用方法。

答：邊坡治理的常用方法有：(1)地表、地下水的疏幹;(2)削坡減載;(3)人工加固。包括抗滑樁、錨杆、錨索噴射混凝土護坡和噴漿防滲透等。

10露天礦防水與排水

v(1)露天礦山發生湧水能給礦山的生產帶來哪些危害?

答：(1)降低設備效率和使用壽命;(2)降低礦山工程下降速度;(3)破壞邊坡的穩定性，威脅采礦作業。

(2)露天礦產生湧水的自然因素和人為因素有哪些?

答：自然因素：(1)氣候條件的影響，其中以降水量和蒸發量對地下水的影響最大;(2)地表水體的影響，特別是在裂隙發育透水性較好的岩層裏，地表水體很可能成為礦山湧水的來源;(3)地形條件的影響;(4)岩石結構的影響;(5)地質構造的影響。

人為因素：(1)不正確的開采工作;(2)廢坑積水;(3)未封閉或封閉不嚴的勘探鑽孔影響。

(3)露天礦防水的主要措施有哪些?

答：地麵防水：(1)截水溝;(2)河流改道;(3)調洪水庫;(4)攔河護堤;地下防水：(1)探水鑽孔;(2)防水牆和防水門;(3)防水礦柱;(4)防滲帷幕。

(4)簡述礦床疏幹的概念，礦床疏幹有哪些方式?

答：礦床疏幹是借助於巷道、疏水鑽孔、明溝等各種疏水構築物，在礦山基建之前或基建過程中，預先降低開采地區的地下水位，以保證采掘工作正常而安全進行的一項防水措施。

礦床疏幹方式有：巷道疏幹、深井疏幹、明溝疏幹、聯合疏幹。

(5)露天礦的排水係統有哪幾種?

答：露天礦的排水係統主要有：自流排水係統、露天采場底部集中排水係統、露天采場分段截流排水係統、地下井巷排水係統。

11、 計算機在露天開采中的應用

(1)答：目前，計算機在露天開采中的應用包括以下幾個方麵：①計算機在露天礦設計中的應用，建立礦床模型表示各種地質信息，便於計算機處理;確定露天礦生產能力，使投資和生產成本最低;露天開采境界優化設計等。②計算機在露天礦生產和建設中的應用，表現在建立礦山管理信息係統，及時采集、加工及反饋生產中的各種信息;編製礦山生產計劃，管理露天礦各項生產工藝等等。③計算機在露天礦技術經濟分析中的應用，表現在確定礦體邊界品位，從事礦石質量中和，科學地精選能夠配礦，控製礦山庫存和合理地管理露天礦材料及備件。

(2)答：露天礦優化設計的計算機方法有：圖論法、線性規劃法、網絡流法、運輸規劃法、移動圓錐法、動態規劃法、參數化法。

12、露天轉地下開采

(1)答：根據露天和地下采礦工藝聯係的緊密程度，露天轉地下開拓係統可分為露天和地下獨立開拓係統、局部聯合開拓係統和聯合開拓係統三種類型。

(2)答：①露天開采對地下開采的影響集中表現在要求地下第一階段礦塊的采礦方法及其結構有利於安全生產。②地下開采對露天開采的影響主要表現在露天礦受地下開采影響的範圍和程度，與露天和地下在時間、空間上的結合程度，以及地下采空區的狀況等因素有關。為了保證作業安全而采取的綜合措施，可能導致露天開采強度的下降，特別是在地下開采移動區內進行露天開采時，可能會嚴重影響礦山的技術經濟指標。