基本介紹
- 中文名：表面開採
- 外文名：surface mining
- 別名：露天開採
- 領域：礦業工程
特點,工藝流程,方法分類與選擇,
特點
表面開採的特點是採掘空間直接敞露於地表，為了采出有用礦物，需將礦體周圍的岩石及其上覆的土岩剝離掉，通過表面溝道線路系統把礦石和岩石運至地表。表面開採較礦井開採具有以下優越性：
（1）礦井開採的機械化受到巷道和採掘工作空間的限制，而表面開採則可採用大型採掘運輸設備。故表面開採較礦井開採生產規模大和效率高。
（2）表面開採成本一般為礦井開採時的1/3—1/5。
（3）礦產資源利用的好，有用礦物回收率一般比礦井開採時高15%左右，且可順便采出伴生礦產，有利於綜合利用。
（4）木材、金屬、電力的消耗較少。據我國表面煤礦的統計資料，噸煤消耗表面開採時木材為礦井的1/13，金屬材料比礦井少61%，電力消耗節省67%。
（5）作業安全。勞動條件好，能開採易燃、多水、超級瓦斯等採用礦井開採較困難的礦床。
（6）礦山基本建設周期短，投產及達產快。
工藝流程
表面開採作業主要包括穿孔爆破、采裝、運輸和排土。表面開採的順序是採礦和剝離在時間和空間上的相互配合，這四項工作的好壞及它們之間的配合如何，是表面採礦的關鍵。
（1）穿孔爆破是在表面采場礦岩內鑽鑿一定直徑和深度的定向爆破孔，以炸藥爆破，對礦岩進行破碎和鬆動。穿孔設備主要有衝擊式鑽機、潛孔鑽機和牙輪鑽機等，多用銨油炸藥、漿狀抗水炸藥和乳化炸藥及粒狀乳化炸藥。
（2）采裝工作是用人工或機械將礦岩裝入運輸設備，或直接卸到指定地點的作業。常用的設備是挖掘機（有多斗和單斗兩類）、輪斗鏟和前端式裝載機，廣泛採用的為單斗挖掘機。
（3）運輸工作是將表面采場的礦、岩分別運送到卸載點（或選礦廠）和排土場，同時把生產人員、設備和材料運送到採礦場。主要運輸方式有鐵路、公路、輸送機、提升機，還有水力運輸和用於崎嶇山區的索道運輸。選擇運輸方式必須綜合考慮地形、地質、氣候條件，表面礦生產能力，開採深度，礦石和圍岩的物理力學性質等，經過全面技術經濟比較後，確定合理的運輸方式。
（4）排土工作系指從表面采場將剝離覆蓋在礦床上部及其周圍的大量表土和岩石，運送到專門設定的場地（如排土場或廢石場）進行排棄的作業。排土方法依其排土設備的不同，分為推土犁推土、推土機排土、前裝機排土和拖拉鏟運機或索斗鏟排土等。推土場應選擇在儘量靠近採礦場，少占農田的位置，有條件的應放置在山谷、窪地處，注意環境保護和造田、還田。
露天開採
露天開採方法分類與選擇
平緩礦床的採礦方法
適用於傾角一般小於12°的平緩礦床。間斷式開採工藝適用於各種地質礦岩條件；連續式工藝勞動效率高，易實現生產過程自動化，但只能用於鬆軟礦岩；半連續式工藝兼有以上兩者的特點，但在硬岩中，需增加機械破碎岩石的環節。開採順序是採礦和剝離在時間和空間上的相互配合。
倒堆採礦法
剝離物用機械鏟或索斗鏟直接向前一採掘帶採空區倒堆，採礦工作面緊隨剝離工作面推進。在相同情況下，機械鏟的重量約為索斗鏟的1.8倍，因此剝離高台階時，多用索斗鏟。剝離更高的台階可採用二次或多次倒堆。方案有一台機械鏟配合一台索斗鏟、二台索斗鏟互相配合或僅用一台索斗鏟兼作二次倒堆等。
橫運採礦法
剝離物用排土橋、懸臂排土機循垂直於工作線方向運往採空區，剝離台階與採礦台階推進的空間關係也受運輸設備規格的限制，但不如倒堆採礦法那樣嚴格。本法可適應更大的剝離厚度，民主德國的AFB－60型排土橋的可剝離厚度為60m。
縱運採礦法
剝離物沿工作線，繞過端幫，縱向運往採空區。本法不受采、運設備規格和剝離岩石厚度的限制，有較大靈活性。適用於單斗-機車車輛、單斗－(破碎機)帶式輸送機、單斗-汽車、輪斗-機車車輛-帶式輸送機等多種工藝。
傾斜礦床的採礦方法
基本上把剝離物運往外排土場，僅當採掘工作達到終了深度後，才能利用採空區內排。工作線的布置方式，基本有沿礦體走向布置和垂直礦體走向布置。
初始位置和推進方向的選擇，應綜合考慮礦床的地形地質條件、生產能力、運輸方式、基建剝離量和生產剝采比的均衡等因素。傾斜礦床的生產剝采比在開採中是變化的。為了減少基建剝離量和推遲剝離高峰，平衡生產剝采比，改善經濟效果，可以採取以下措施加陡工作幫坡角。
組合台階：用一台設備順序採掘一組相鄰的台階，僅在採掘台階上設工作平台，也可有其他方式。
橫採掘帶：汽車運輸的橫向採掘帶，相鄰台階尾隨採掘，工作線橫向布置，縱向推進。任一橫斷面上只有一個工作平台，每一台階可設1～2台採掘設備。與組合台階相比，本法可布置較多的採掘設備。
分區分期開採：走向較長或面積較大的礦床，實行分區分期開採，優先開採礦體厚、品位高、覆蓋薄和剝采比小的區域。
