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本书为高等教育“十二五”规划教材，主要内容包括：矿岩松碎、采装工作、运输工作、排土工作、气候对露天矿生产的影响、矿石的损失、贫化与质量控制、单斗挖掘机—汽车开采工艺系统、间断开采工艺系统—机械铲铁道工艺、连续开采工艺系统——轮斗挖掘机—胶带输送机工艺系统、合并式连续开采工艺——运输排土桥、悬臂排土、半连续开采工艺系统、合并式间断开。本书可供露天开采专业本科生、研究生以及相关工程技术人员参考。

本书为高等教育“十二五”规划教材,由辽宁工程技术大学组织编写。本书为采矿工程专业的主要教材,是露天开采专业方向的主干课程(核心课程)教材。为适应采矿工程专业及其露天开采专业方向不同学生的教学需要,本教材主要内容划分为3篇。其中,第1篇露天开采基本概念部分主要介绍露天开采有关基本概念、露天开采的特点等;第2篇露天开采工艺环节部分主要介绍露天开采工艺环节构成、主要设备类型、作业方式、作业参数与设备生产能力及设备选型等,是采矿工程专业非露天开采专业方向学生需要了解掌握的知识内容;第3篇露天开采工艺系统部分重点介绍由各工艺环节构成的开采工艺系统的系统构成、开采参数、作业方式、生产能力、各工艺环节的合理匹配关系等,是露天开采专业方向的重点学习内容。

《露天开采工艺》按56学时编写,其中,露天开采基本概念部分1学时,露天开采工艺环节部分27学时,露天开采工艺系统部分28学时。本教材是在《露天采矿学》(中国矿业学院出版社1986年版)基础上编写而成的,作者衷心地感谢前人对采矿工程专业露天开采专业方向教材建设作出的贡献,同时也感谢为本教材提供基础资料的煤矿企业单位、矿山设备单位,以及参考文献中的各位作者。感谢为本教材出版而付出努力的主审和编审人员。

受作者水平和时间所限,本教材不足之处在所难免,恳请各位读者给予更多的批评、指正和帮助。

编 者

二〇一五年七月

第1篇 露天开采基本概念

1 绪论………………………………………………………………………………………… 3

1.1 露天开采的基本概念和工艺环节………………………………………………… 4

1.2 露天开采的特点及适用条件……………………………………………………… 7

1.3 露天开采国内外发展现状………………………………………………………… 8

1.4 露天采矿学学科性质及特点……………………………………………………… 10

1.5 露天开采工艺主要学习内容……………………………………………………… 10

第2篇 露天开采工艺环节

2 矿岩松碎…………………………………………………………………………………… 15

2.1 概述………………………………………………………………………………… 15

2.2 穿孔工作…………………………………………………………………………… 15

2.3 爆破工作…………………………………………………………………………… 19

2.4 合理的矿岩块度、矿岩松碎与采装的配合……………………………………… 36

3 采装工作…………………………………………………………………………………… 41

3.1 概述………………………………………………………………………………… 41

3.2 机械式单斗挖掘机作业…………………………………………………………… 41

3.3 拉铲作业…………………………………………………………………………… 62

3.4 多斗挖掘机作业…………………………………………………………………… 67

3.5 液压挖掘机作业…………………………………………………………………… 82

3.6 前装机、铲运机和推土机作业…………………………………………………… 85

3.7 采装设备选择……………………………………………………………………… 93

4 运输工作…………………………………………………………………………………… 99

4.1 概述………………………………………………………………………………… 99

4.2 汽车运输………………………………………………………………………… 102

4.3 胶带输送机运输………………………………………………………………… 109

4.4 铁道运输………………………………………………………………………… 116

4.5 联合运输………………………………………………………………………… 123

5 排土工作………………………………………………………………………………… 131

5.1 概述……………………………………………………………………………… 131

5.2 推土机排土……………………………………………………………………… 134

5.3 胶带排土机排土………………………………………………………………… 141

5.4 机械式单斗挖掘机排土………………………………………………………… 149

5.5 推土犁排土工艺………………………………………………………………… 152

5.6 其他排土………………………………………………………………………… 155

5.7 排土工艺的选择………………………………………………………………… 157

5.8 排土场建设……………………………………………………………………… 159

6 气候对露天矿生产的影响……………………………………………………………… 163

6.1 概述……………………………………………………………………………… 163

6.2 严寒对露天矿生产的影响及其预防措施……………………………………… 167

6.3 雨季影响及其预防措施………………………………………………………… 176

6.4 其他气候影响及其预防措施…………………………………………………… 177

7 矿石的损失、贫化与质量控制…………………………………………………………… 178

7.1 概述……………………………………………………………………………… 178

7.2 减少矿石损失与贫化的矿山工程措施………………………………………… 179

7.3 减少矿石损失与贫化的工艺措施……………………………………………… 182

7.4 减少矿石损失与贫化的组织管理措施………………………………………… 183

7.5 矿石质量均和…………………………………………………………………… 184

第3篇 露天开采工艺系统

8 概论……………………………………………………………………………………… 189

8.1 露天开采工艺系统概念及分类………………………………………………… 189

8.2 工艺系统的选择………………………………………………………………… 191

9 单斗挖掘机—汽车开采工艺系统……………………………………………………… 194

9.1 概述……………………………………………………………………………… 194

9.2 单斗挖掘机开采参数…………………………………………………………… 197

9.3 采掘、运输、排卸环节的匹配…………………………………………………… 205

9.4 采掘工作面汽车分配…………………………………………………………… 213

9.5 卡车调度系统…………………………………………………………………… 216

10 机械铲—铁道开采工艺系统…………………………………………………………… 222

10.1 应用及发展……………………………………………………………………… 222

10.2 开采参数………………………………………………………………………… 223

10.3 铁道运输工艺参数……………………………………………………………… 227

10.4 露天矿车流方向规划…………………………………………………………… 235

10.5 生产调度………………………………………………………………………… 243

11 轮斗挖掘机—胶带输送机工艺系统…………………………………………………… 246

11.1 概述……………………………………………………………………………… 246

11.2 开采参数………………………………………………………………………… 247

11.3 系统各环节之间的配合………………………………………………………… 258

11.4 各环节设备和能力的匹配……………………………………………………… 266

12 运输排土桥、悬臂排土机工艺………………………………………………………… 270

12.1 运输排土桥开采工艺…………………………………………………………… 271

12.2 悬臂排土机开采工艺…………………………………………………………… 279

12.3 带排土悬臂的轮斗或链斗挖掘机工艺………………………………………… 283

13 半连续开采工艺系统…………………………………………………………………… 285

13.1 概述……………………………………………………………………………… 285

13.2 典型的半连续工艺系统分析…………………………………………………… 288

13.3 半连续开采工艺的技术问题…………………………………………………… 294

13.4 半连续工艺系统的生产能力…………………………………………………… 305

13.5 半连续开采工艺系统经济效果评价…………………………………………… 314

14 剥离倒堆开采工艺系统………………………………………………………………… 318

14.1 概述……………………………………………………………………………… 318

14.2 剥离倒堆方案…………………………………………………………………… 322

14.3 单煤层倒堆方案………………………………………………………………… 334

14.4 多煤层倒堆方案………………………………………………………………… 336

14.5 采煤作业与工作线布置………………………………………………………… 339

14.6 倒堆工艺剥、采设备能力……………………………………………………… 348

参考文献……………………………………………………………………………………… 351