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露天矿山开采技术

目录

02

开采设备与应用

01

开采技术与方法

03

安全与风险管理

04

环境影响与复原

05

工艺流程优化

06

规划与管理

01

开采技术与方法

Chapter

台阶式开采原理

根据矿体赋存条件将开采区域划分为多个水平台阶，每个台阶高度通常为10-15米，通过控制台阶坡面角（通常55°-75°）实现边坡稳定性，同时优化采掘设备作业效率。

分层开采与台阶设计

运输通道规划

安全平台与清扫平台

在台阶间设置永久性或临时性运输道路，采用螺旋式或直进式布置方式，确保矿卡、挖掘机等大型设备高效通行，并减少空载运输距离。

每隔2-3个台阶设置宽度不小于6米的安全平台，用于拦截滚石；清扫平台宽度需满足机械作业需求，定期清理边坡松散岩体以预防滑坡事故。

露天剥离技术

特殊地形适应策略

高陡边坡加固技术

极寒地区作业优化

湿地环境开采方案

在山区开采中采用预应力锚索+格构梁复合支护，配合边坡雷达实时监测位移，对潜在滑移面注浆加固以提升整体稳定性。

铺设钢板路基箱形成临时作业平台，采用长臂挖掘机进行水下矿层开采，同步实施疏干井降水并建立防渗帷幕保护周边水文环境。

选用低温启动型设备，在采场布置热风融雪系统保障道路畅通，爆破前采用蒸汽预热钻孔防止炸药拒爆，冬季剥离物单独堆放以避免冻结影响后续处理。

02

开采设备与应用

Chapter

钻探设备类型

牙轮钻机

适用于中硬至坚硬岩层的高效穿孔设备，具有钻孔直径大、深度可控、作业稳定性强的特点，可配合爆破工艺实现大规模岩体破碎。

潜孔钻机

采用压缩空气驱动冲击器进行钻孔，适合复杂地形和倾斜孔作业，具备低噪音、低粉尘排放等环保优势，常用于中小型矿山分层开采。

旋挖钻机

针对松散覆盖层或软岩设计，通过旋转钻斗实现快速取土，作业精度高且对岩层扰动小，广泛用于剥离层预处理或辅助工程钻孔。

装载运输设备选型

液压挖掘机

配备正铲或反铲工作装置，可根据矿岩特性选择斗容与功率，智能化控制系统可优化装载轨迹，提升与自卸卡车的协同作业效率。

轮式装载机

适用于短距离物料转运，具备机动性强、转向灵活的特点，高端型号集成负荷传感液压系统，能显著降低燃油消耗与轮胎磨损。

矿用自卸卡车

按载重分为刚性车架与铰接式两类，前者适用于重载长距离运输，后者适应崎岖路面；需匹配发动机功率与电传动系统以实现经济性运行。

机械设备维护标准

基于设备运行数据制定润滑、滤芯更换、结构件探伤等周期性计划，采用状态监测技术（如油液分析、振动检测）预判潜在故障。

预防性维护体系

关键部件寿命管理

作业环境适应性改造

对发动机、液压泵、回转支承等核心部件建立剩余寿命评估模型，通过材料硬度检测与配合间隙测量确定更换阈值。

针对高粉尘工况加装三级空气过滤系统，低温区域设备需配置燃油预热与防冻液循环装置，确保极端条件下可靠运行。

03

安全与风险管理

Chapter

边坡稳定控制措施

岩体加固技术

采用锚杆、锚索、喷射混凝土等方式增强边坡岩体结构强度，防止滑坡和坍塌。针对不同地质条件选择适宜的加固方案，确保长期稳定性。

01

排水系统设计

通过地表排水沟、地下排水孔和截水设施降低地下水压力，减少水对边坡稳定性的负面影响，避免因渗流导致的失稳问题。

边坡监测与预警

安装位移传感器、倾斜仪和雷达监测设备，实时监测边坡变形情况，结合数据分析模型提前预警潜在风险。

阶梯式开采工艺

采用分台阶开采方式降低边坡高度，减少单级边坡的荷载压力，同时便于局部加固和维护管理。

02

03

04

爆破安全规程

爆破参数优化

根据岩性、节理发育程度和爆破目标精确计算装药量、孔距和延时设置，控制爆破振动和飞石范围，确保周边设施安全。

警戒区划定与疏散

爆破前严格划定警戒区域并设置明显标识，疏散人员至安全距离外，配备通讯设备确保指令传达无误。

盲炮处理流程

制定标准化盲炮排查与处理程序，采用非电起爆系统或高压水冲洗等安全方法消除未爆弹药，严禁直接钻孔或机械挖掘。

爆破振动监测

使用测振仪记录爆破产生的振动波，评估对周边建筑和地质结构的影响，动态调整爆破方案以符合环保与安全标准。

地质勘探与建模

设备安全巡检制度

通过钻探、物探和三维地质建模技术全面掌握矿体构造与软弱夹层分布，预判潜在滑坡、岩爆等灾害区域。

建立采矿设备定期检查与维护台账，重点检测液压系统、制动装置和承重结构，防止机械故障引发事故。

风险识别与预防

作业人员培训体系

开展分层级安全培训，涵盖应急逃生、防护装备使用及危险源辨识，通过模拟演练提升实战应对能力。

应急预案与联动机制

针对塌方、火灾等场景制定多级响应预案，明确救援队伍分工及医疗协作流程，定期组织跨部门联合演练。

04

环境影响与复原

Chapter

生态影响评估方法

土地复原技术应用

表土剥离与分层回填技术

在开采前剥离表层肥沃土壤并分类