露采.思考题及答案

《采矿学Ⅱ》作业与思考题 采矿学Ⅱ

§1 绪论

露天矿台阶及采场的构成要素有哪些？最终边帮上各种平台的作 用是什么？什么叫最终边坡角、出入沟？绘图说明。

§2 露天开采采装工艺

1. 露天开采对爆破工作有哪些要求？如何才能改善台阶爆破的 破碎效果？ 2. 台阶工作面的参数有哪些？图示说明。 3. 为什么公路转弯时需要将曲线段加宽并设置超高横坡？长大 坡段需要规定坡长限制，直线段和曲线段之间设置缓和曲线有何意 义？ 4. 什么叫两级矿量？什么叫储备矿量？为什么要有相应的储备 矿量？ 5. 阅读有关“露天矿山铲-车优化配置”学术论文 4-6 篇以上， 然后撰写一 800 字以上的综述。 6. 阅读有关“露天矿山土地复垦”方面的学术论文 4-6 篇以上， 然后撰写一 800 字以上的综述。 7. 某露天台阶爆破的台阶高度 H=14m，底盘抵抗线 W 底＝5m， 孔距 a=6m，排距 b=5m，布置 5 排孔，单位体积岩石用药量（即单位 炸药消耗量）k=0.49kg/m3，要求一次爆破方量为 2.6 万 m3。求总装 药量及炮孔数。 8. 露天矿的边坡爆破，为什么要采用光面爆破或预裂爆破？光 面爆破和预裂爆破主要区别是什么？主炮孔和光面孔在间距、 装药量 和装药结构方面有什么不同。 9. 如何衡量露天台阶爆破的爆破效果？为了改善露天台阶爆破 效果，你认为可采取哪些技术措施？某次露天台阶爆破的后冲严重， 你认为可能是哪些原因造成的？

10. 如何合理选择排土场的位置？

§3 最终开采境界的确定

1. 什么叫露天开采境界？它由哪几部分组成？试述平均剥采比. 分层剥采比.生产剥采比.境界剥采比.经济合理剥采比的含义，并用 图示之。 2. 简述按境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境 界的含义及其优、缺点？ 3. 为什么要合理确定露天矿最终边坡角？如何合理确定露天矿 最终边坡角？ 4. 简述境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境界 的实质，及其优、缺点。 5. 阅读有关“露天矿山最终边坡稳定性”方面的学术论文 5-8 篇以上，并撰写一篇 800 字以上的综述。

§4 露天矿床开拓

1. 影响开拓方法选择的主要因素有哪些？什么叫平硐溜井开 拓？说明平硐溜井开拓的运输过程。溜井生产中的主要事故有哪些, 如何防止? 2. 开拓方法选择的原则是什么？采用平硐溜井开拓方法时，溜 井位置的选择应注意哪些主要因素？ 3. 为什么公路转弯时需要将曲线段加宽并设置超高横坡？长大 坡段需要规定坡长限制，直线段和曲线段之间设置缓和曲线有何意 义？ 4. 公路平曲线有哪几个要素？直线段和曲线段之间为什么要加 缓和曲线段？ 5. 为什么公路转弯时需要将

曲线段加宽并设置超高横坡？长大 坡段需要规定坡长限制，直线段和曲线段之间设置缓和曲线有何意 义？ 6. 已知某段公路的平曲线半径为 400m 转折角为 600，计算其它 的平曲线要素，并绘出平曲线要素示意图。

7. 为什么溜井降段一般要采用分步降段的方法？如何进行分步 降段？试述直接降段法和贮矿降段法？试述平硐溜井开拓法的优缺 点。

§5 露天矿开采程序

1. 阅读相关文献资料（或学术论文）解释为什么要对生产剥采比 进行均衡？如何均衡？ 5. 按工作线布置形式可将露天矿采剥方法分为哪几种？什么叫 陡帮开采？有哪几种陡帮开采的作业方式？试述陡帮开采的优缺点。 6. 为会么说穿孔爆破工作是影响露天矿生产的一个重要工艺环 节？

§6 露天矿生产计划

1. 阅读相关文献资料或学术论文， 简述编制采掘进度计划的意义 并简述其方法。 2. 露天矿采剥进度计划包括哪些内容？

作业与思考题参考答案 §1 绪论

答：露天采场构成要素包括工作帮.非工作帮.最终帮坡 角.工作帮坡角.工作平台.上部最终境界点.底部周界点.安 全平台.运输平台和清扫平台，如图所示。

1—工作平台 EC—工作帮

2—安全平台

3—运输平台

4—清扫平台 φ—工作帮坡角

AG 或 BH—非工作帮 β.γ—最终帮坡角 A.B—上部最终境界点 G.H—底部周界点

安全平台的作用是缓冲和阻截滑落的岩石以及减缓最 终边坡角，保证最终边坡的稳定和下部水平的安全； 运输平台的作用是作为工作台阶与运输联系的通道； 清扫平台的作用是阻止滑落的岩石并便于清除平台上 的滑落岩石。 最终边坡角：最终边坡面和水平面的夹角。 出入沟：从上一水平至下一水平开掘的倾斜运输通道。

§2 露天开采工艺

1. 答：要求每次爆破的矿岩量应满足挖掘机有一定时间 的采装工作量；要求爆破质量好：大块率低，爆堆集中便于 装运，无爆破后冲、根底、底板平整，安全性好，经济。 2. 答：

题1图 答：图中各序号所代表的构成要素名称为： 1—台阶上部平盘；2—台阶下部平盘；3—台阶坡 面； 4—台阶坡顶线；5—台阶坡底线；6—台阶坡面角； 7—台阶高度。 3. 答：两级矿量是指开拓矿量和回采矿量。 储备矿量是指已完成一定的开拓采准工程，能提供近期 生产的矿量。 为了使矿山在开拓准备工程发生预期或未预计的停顿时， 仍能保持在一段时期内持续生产矿石，需要有相应的储备矿 量；对于新建矿山，为了使其在投产后有能力如期达产，也 需要有适当的储备矿量。所以，能否满足一定的储备矿量， 是衡量矿山是否贯彻“采剥并举，剥离先行”方针的一种指 标。 4.答：公路转弯时汽

车受到离心力的作用，当车速较高时 容易冲出路面，为了克服离心力的影响，保证行车安全，公

路转弯时需设置超高横坡；公路转弯时汽车后轴内侧车轮的 转弯半径小，前轴外侧车轮的转弯半径大，转弯时行车部分 的宽度需增大，需要由曲线段加宽来满足行车部分的宽度需 增大的要求；为防止汽车在长大坡段上运行时发动机和制动 器过热而发生故障， 保证行车安全， 对坡段长度应有所限制； 如果直线段和曲线段之间直接连接，两者的曲率半径和横坡 都发生突变，为使汽车顺利通过曲线段，应设置缓和曲线。 7. 解：总装药量： Q = qV总 = 0.49 × 26000 = 12740kg 每孔爆破方量： V 炮孔数：

n=

= abH = 6 × 5 × 14 = 420 m 3

V总 26000 = = 61.9 ≈ 62 V孔 420 （个）

8. 答：为了平整光滑的最终边坡面，并使其少受爆破损 伤作用，提高边坡岩体的自稳能力，所以采作光面或预裂爆 破。光面爆破和预裂爆破主要区别是光面爆破的光面孔在主 爆孔之后起爆，而预裂爆破的预裂孔是在主爆孔之前首无起 爆而形成预裂缝。主爆孔间距比光面孔间距大，装药量多采 用连续装药，光面孔采用不耦合装药。光面孔和预裂孔同时 起爆，是为了获得孔间应力叠加作用，使炮孔连心线上的裂 隙容易形成，获得好的光面效果。光面孔和预裂孔同同时起 爆是为了使炮孔连心线上达到较强的拉应力叠加作用，有利 于定向裂隙的形成。 9. 答：可以根据爆破大块率多少，块度是否均匀；爆堆 是否集中；后冲是否严重；底板是否平整，是否有根底；爆 破范围是否达到设计要求；形成最终边坡的爆破，边坡是否 平整；爆破危害（地震、飞石等）是否较小，爆破是否安全； 铲装效率是否高等方面衡量露天台阶爆破效果。 改善露天台阶爆破效果的措施很多，包括采用合理时间 间隔的微差爆破，光面爆破，挤压爆破，宽孔距爆破技术， 设计合理的爆破参数（孔网参数和装药量） ，保证施工质量， 包括装药质量，堵塞长度和堵塞质量，分段装药，防止拒爆， 创造良好的自由面条件等。

后冲严重可能是因为自由面条件不好，夹制作用强；一次 爆破药量过大， 排数过多或同段药量过大； 孔网参数不合理； 起爆延时不合理等。 10.答：尽量不占或少占农田；要充分考虑山洪的影响； 运输距离尽可能短；应优先考虑内部排土场的可能性；尽量 不设在轩在要扩大的开采境界内；排土场设置在工业场地及 居民区的下风方向，避免环境污染；考虑复垦的可能。

§3 最终开采境界的确定

1.答： 露天开采境界是指露天矿开采终了时所形成的空 间轮廓。 由天开采场的地表境界、 底部境界和四周

边坡组成。 露天开采境界由露天采矿场的底部周界、最终边坡和开 采深度三个要素组成。 2. 答：按境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露 天开采境界的含义是使紧邻露天开采境界的那层矿岩的开 采成本不大于地下开采成本；优点是可使总的经济效果最 佳，运用方便，被广泛采用；缺点是不能直接控制露天矿的 基建投资和生产成本，不能保证开采过程中任何时候的经济 性最好，不适用于某些不连续的矿体。 3. 答：露天矿最终边坡角过大，边坡岩体不稳定，不 安全；过小则剥离量显著增加，不经济所以应合理确定； 确定露天矿最终边坡角时，应仔细勘查和认真分析矿区 矿岩的物理和力学性质、岩层的倾角和倾向、矿岩的结构和 构造情况，采用类比法确定最终边坡角，并且选取的最终边 坡角应满足矿山生产技术上的要求，即满足最终边坡上各类 台阶的宽度要求。 4. 答：实质是使紧邻露天开采境界的那层矿岩的开采 成本不大于地下开采成本。实际上，还能使整个矿床开采的 总经济效果为最佳。

优点：能使总经济效益最佳，简单方便。 缺点：未细致分析开采各过程的经济效益，不能保证开 采过程中任何时候的经济性最好；不适当于某些不连续矿 床。

§4 露天矿床开拓

1. 答：开拓是开辟地面与采场各开采台阶及各开采台 阶之间的矿岩运输通路的工作。平硐溜井开拓是利用地下井 巷为开拓坑道，用溜井和平硐建立露天采场和地面之间的运 输联系的开拓方法。采场矿石由汽车运输至溜井卸矿，经溜 井底部的平硐运至地面。确定溜井位置时应注意矿岩的稳定 性，运输距离短，掘进工程量小；溜井生产中可能出现堵井 和跑矿事故，应注意排水、雨天不要放矿，平时保持经常性 的松动放矿，溜井位置要选择在岩矿稳固的地段，防止溜井 破坏。 2. 答：矿山建设速度满足国家要求，投产早，达产快； 基建投资少，生产经营费低；尽量采用先进技术；充分利用 地下资源。要终合考虑总的经济效益。 选择溜井位置时应注意：保证溜井穿过稳定的岩层，避免 通过含水层；溜井和平硐的掘进工程量小，尽可能缩短平硐 长度；采掘工作面间的平均运距短；平硐顶板距露天矿场底 部的最小垂直距离应满足爆破安全要求，避免爆破作用使溜 井损坏。平硐口应在洪水位以上，且山坡岩层稳固。 3. 答：公路转弯时汽车受到离心力的作用，当车速较 高时容易冲出路面， 为了克服离心力的影响， 保证行车安全， 公路转弯时需设置超高横坡；公路转弯时汽车后轴内侧车轮 的转弯半径小，前轴外侧车轮的转弯半径大，转弯时行车部 分的宽度需增大

，需要由曲线段加宽来满足行车部分的宽度 需增大的要求；为防止汽车在长大坡段上运行时发动机和制 动器过热而发生故障，保证行车安全，对坡段长度应有所限

制；如果直线段和曲线段之间直接连接，两者的曲率半径和 横坡都发生突变，为使汽车顺利通过曲线段，应设置缓和曲 线。 4. 答：公路平曲线要素包括平曲线半径、外矢距、切 线长度、转折角、和曲线长度。为了使直线段的双向横坡逐 渐过渡到单向横坡（或超高横坡） ，直线段的曲率半径为无 限大逐渐过渡到曲线段的曲率半径，需要设置缓和曲线完成 上述过渡。 5. 答：公路转弯时汽车受到离心力的作用，当车速较 高时容易冲出路面， 为了克服离心力的影响， 保证行车安全， 公路转弯时需设置超高横坡；公路转弯时汽车后轴内侧车轮 的转弯半径小，前轴外侧车轮的转弯半径大，转弯时行车部 分的宽度需增大，需要由曲线段加宽来满足行车部分的宽度 需增大的要求；为防止汽车在长大坡段上运行时发动机和制 动器过热而发生故障，保证行车安全，对坡段长度应有所限 制；如果直线段和曲线段之间直接连接，两者的曲率半径和 横坡都发生突变，为使汽车顺利通过曲线段，应设置缓和曲 线。 6. 答: T = Rtgα / 2 = 400 × tg 30

L= E= 2πR × α = 419 360 m

0

= 231 m

R 1 − R = 400( − 1) = 61.9 cos α 0.866 m

7. 答：为了在溜井降段时不致中断生产或缩短中断生产 的时间，溜井降段一般要采用分步降段的方法。 分步降段可使溜井的半壁先降段， 供已下降的台阶向溜井 卸矿，溜井的另半壁暂不降段，以体会原开采台阶卸矿，直 到该台阶的矿石全部采完再降段。 直接降段法在溜井正常放矿条件下， 沿溜井四周进行穿孔 爆破，爆下的矿石直接进入溜井。

贮矿降段法是降段前停止放矿， 用矿石填满溜井后再爆破 溜井周围的矿石，爆破后溜井上口堆积的矿石用电铲倒推或 装车运走。 优点： 平硐溜井开拓系统由水平运输和垂直或倾斜重力运 输组成，是投资省、运输设备少、节省能源、经营费用低和 生产能力大的开拓方式。 缺点：溜井放矿的粉尘大影响作业人员的健康；矿石冲击 溜井，溜井易受磨损，容易产生溜井堵塞事故和跑矿事故。

§5 露天矿开采程序

1. 生产剥采比的变化会影响矿石产量，为了保证在一定 时期内矿石产量的相对稳定，应调整生产剥采比，使生产剥 采比均衡。

5. 答：露天矿采剥方法有：工作线纵向布置的采剥方 法，工作线横向布置的采剥方法，工作线扇形布置的采剥方 法和工作线环形布置的采剥方法。 陡帮开采是在工作帮上部分台阶作业，部分台阶暂不作 业，使

工作帮坡角加陡，以推迟部分岩石的剥离。 陡帮开采的作业方式有工作帮台阶依次轮流开采，工作 帮台阶分组轮流开采，台阶尾随开采并段爆破分段采装作 业。 陡帮开采的优点：基建剥采比岩量少和基建投资少，基 建时间短，投产早达产快；降低露天开采前期剥采比，有利 于生产剥采比的均衡；推迟最终边坡的暴露时间，减少最终 边坡的维护工作量和费用。 缺点：采掘设备上下调动频繁，运输道路工程量大，辅助 工程量大，管理工作严格。

6. 答：在露天矿生产过程中，穿孔爆破费用约占生产总 费用的 20%~30%。对矿石的开采成本影响较大。穿孔爆破效 果直接影响铲装、运输、破碎等工序的生产效率和成本。所 以说穿孔爆破工作是影响露天矿生产的一个重要工艺环节。

§6 露天矿生产计划

1. 答:是矿山年度计划的重要组成部分，是设计和指导 矿山均衡生产综合平衡的重要文件，是保证矿山正常持续生 产搞好矿山管理工作的重要环节。 要求基建量少， 产量均衡， 品位均衡,贫富兼采，采剥平衡，工作面宽度和工作线长度 符合要求，水平与垂直推进配合。 2. 答：露天矿采剥进度计划的内容包括：采剥进度计 划表、具有年末位置线的分层平面图、露天采矿场年末开采 综合平面图、产量逐年发展图表。