露天礦山是採用露天開採方式開採礦產資源的生產經營單位。露天礦山的主要生產系統有開拓和運輸系統、穿孔爆破和采裝系統、排土系統、防水和排水系統，以及破碎、選礦、機修、汽修、供電、供水、炸藥製備、尾礦庫等生產車間，有些礦山還有復土造田系統。
基本介紹
露天礦山介紹,開採生產工藝,對環境的影響,相關訊息,
露天礦山介紹
按地形和礦床埋藏條件，露天礦山可分為山坡露天礦和凹陷露天礦；按開採工藝，可分為機械開採和水力沖采兩類。水力沖采僅用於開採鬆軟礦床，使用廣泛的是機械開採。機械開採的露天礦，把礦岩劃分成一定厚度的水平分層(台階)，自上而下逐層進行剝離和採礦。
開採所形成的采坑、台階和露天溝道的總稱叫露天礦場。露天礦山套用的主要機械有穿孔機、挖掘機、汽車、電機車、推土機等。露天礦山的主要生產系統有開拓和運輸系統、穿孔爆破和采裝系統、排土系統、防水和排水系統，以及破碎、選礦、機修、汽修、供電、供水、炸藥製備、尾礦庫等生產車間，有些礦山還有復土造田系統。隨著露天開採技術的發展和大型采、裝、運設備在露天礦山的推廣套用，露天礦山的機械化水平越來越高，規模越來越大。如美國賓厄姆銅礦的日采剝總量曾達49.4萬t；中國的水廠鐵礦1989年生產鐵礦石812萬t，采剝總量3329.2萬t。
開採生產工藝
露天礦床開拓
露天礦床開拓就是建立地面與露天采場各工作水平之間的運輸通道(即出入溝或井巷)，以保證露天采場正常的運輸聯繫，及時準備出新水平。
露天礦床開拓與運輸方式有密切的關係。開拓方式的選擇正確與否，直接影響礦山基建工程量、基建投資、投產與達產時間、礦山生產能力、生產成本等重要指標。
露天礦開拓運輸方式可分為公路運輸開拓、鐵路運輸開拓、公路-鐵路聯合運輸開拓、公路(或窄軌鐵路)-斜坡提升聯合運輸開拓、公路(或窄軌鐵路)-平硐溜井聯合運輸開拓、公路-破碎站-膠帶機聯合運輸開拓、自溜-斜坡卷揚提升運輸開拓七種。
露天礦的開採方式
露天礦的開採方式是指在露天礦合理的大境界(或最終境界)範圍內，采剝順序在時間、空間條件的發展變化形式。我國露天礦(特別是金屬露天礦)的開採方式隨開採設備和技術的發展而不斷改革。20世紀50年代一般採用全境界(不分期)開採方式，存在建設周期長、投資大等弊端。60～70年代，凡具備條件的礦山普遍採用分期開採方式。這樣礦山可由小到大、先富後貧、先易後難，並使礦山初期建設速度加快，經濟效益明顯改善，由於礦山在過渡期剝離洪峰值往往很高，導致礦山設備、供電、人員及成本陡增，給生產管理帶來很多不利因素。 70年代以後，設計和可行性研究中提出了在分期過渡開採中採用陡幫擴幫新工藝和擴幫開採(多分期開採)新工藝，這樣進一步解決了分期過渡開採特別是全境界開採方式中存在的一些弊端。
我國金屬露天礦開採方式大體分為全境界(不分期)開採方式和分期開採方式兩大類。而分期開採又分為分期過渡開採(分期時間長)、擴幫開採(或稱分期開採，其分期時間短)和分區開採。
穿孔工作
穿孔工作是露天礦開採的首要工序，其工作好壞直接影響礦山的爆破、采裝和運輸工作。在整個露天開採過程中，穿孔費用約占生產總費用的10%～15%。穿孔工作一直是我國露天開採工作的薄弱環節，自從20世紀60年代末開始使用牙輪鑽以後，穿孔工作才獲得了新的進展。在國外，絕大部分露天礦山廣泛使用牙輪鑽。在我國，目前露天開採中使用的穿孔設備主要有牙輪鑽、潛孔鑽、鋼繩衝擊式穿孔機、鑿岩台車等，其中牙輪鑽使用最廣，潛孔鑽機次之，鋼繩衝擊式穿孔機已逐漸淘汰，鑿岩台車在某些特定條件下使用。
爆破工作
爆破工作是露天礦山開採工作的又一重要工序，其目的是為采裝、運輸和破碎提供礦岩。礦山爆破費用一般約占礦山總成本的15%～20%。因此，爆破工作的好壞不但直接影響采裝、運輸和粗破碎的設備效率，而且影響礦山總成本。露天開採中使用的爆破方法主要有淺眼爆破法、深孔爆破法、硐室爆破法、藥壺爆破法、外復爆破法、多排孔微差爆破法和多排孔微差擠壓爆破法等。
采裝工作
采裝工作是露天礦開採全部生產過程的中心環節。其他工藝過程，如穿孔爆破、運輸、廢石排棄等，都是圍繞采裝工作展開的。采裝工藝及其生產能力在很大程度上決定著露天礦開採方式、技術面貌、開採強度和最終的經濟效果。
采裝工作所用的機械設備有單斗挖掘機、前裝機、索斗機、輪斗挖掘機、鏈斗挖掘機等。金屬露天礦由於礦岩比較堅硬，目前國內外都以單斗挖掘機和前裝機為主。采裝技術發展的趨勢是大型化和連續化，因此，隨著爆破技術和挖掘機製造的進步，大型輪斗式挖掘機在金屬礦山的套用是很有發展前途的。
運輸工作
露天礦運輸是露天開採的主要工序之一。運輸系統的投資約占礦山總投資的40%～60%。運輸成本和勞動量分別占礦山總成本和勞動量的一半。由此可見，露天礦運輸在露天開採中占有十分重要的地位。
露天運輸的基本任務，是將采場采出的礦石送到選礦廠、破碎站或儲礦場，同時把剝離岩土運送到排土場，並將生產過程中所需的人員、設備和材料運送到工作地點。
露天開採運輸方式可分為人力運輸和機械運輸、有軌運輸和無軌運輸。大中型露天礦采場採用的運輸方式主要有自卸汽車運輸、鐵路運輸、帶式運送機運輸、斜坡箕斗提升運輸、斜坡卷揚運輸、架空索道運輸、聯合運輸(汽車-鐵路聯合運輸、自卸汽車-斜坡箕斗聯合運輸)。
對環境的影響
（一）水體污染
露天採掘直接破壞大量土地，各類廢石、廢渣、尾礦的堆放也侵占大量土地。據不完全統計，全國礦山累計占壓土地達586萬hm2，破壞森林約106萬hm2，草地26.3萬hm2。山西省大的煤礦石山有100多座，占地超過2 000 hm2，大小建材礦山(點)1.5萬餘處，取土採石挖沙破壞土地8萬hm2。礦山表土剝離通常忽略了對可耕種土壤的保存，導致嚴重的水土流失；地表植被破壞後，受風力水力的侵蝕加劇，大片土地出現沙化。
（二）地質災害
地面及邊坡開挖影響山體、斜坡穩定，導致岩(土)體變形，誘發崩塌和滑坡等地質災害。礦山排放的廢石(渣)常堆積于山坡或溝谷，在暴雨誘發下極易發生土石流。撫順西露天礦曾發生滑坡60餘次；白銀露天采坑曾發生100萬m3的大型滑坡；襄樊萬山採石場滑坡造成11人死亡；攀鋼石灰石礦發生大滑坡3次，造成設施嚴重損毀；2003年，銅川礦區因連續降雨誘發大而積崩塌、滑坡、土石流等地質災害達94起，直接經濟損失2 000餘萬元；安太堡露天礦南排土場滑坡造成多人死亡。
（三）固體廢棄物污染
在風景區附近的露天礦，因採礦對地貌景觀的破壞使旅遊觀光環境極不協調。許多礦山隨意傾倒固體排棄物，導致溝壑、河道淤塞，泄洪不暢，水患不斷。
（四）對水環境系統的破壞
採礦廢渣、尾礦暴露在大氣中，其中的硫化物發生氧化使降水成為酸雨，加上選冶廢水的未達標排放，往往造成礦區附近的地表水體遭受污染，甚至無法飲用、灌溉。另外，采場內疏乾排水改變了地下水自然流場及補、排條件，打破了大氣降水、地表水、地下水的均衡轉化，常常形成以採區為中心的大而積降落漏斗，造成泉眼乾涸、水源枯竭。
（五）大氣污染
露天采場生產因大量使用大型移動式機械設備和大爆破，使礦內空氣產生一系列塵毒污染,如爆破和採用柴油機為動力的設備等。常見的污染物質主要有粉塵、有害有毒氣體[H2S，SO2，CO， NO2等]和放射性氣溶膠。由於生產工序的不同，產塵量與所用的機械設備類型、生產能力、岩石性質、作業方法及自然條件等許多因素有關。露天開採強度大，機械化程度高，受地面氣象條件影響，產生的氣體常具突發性，如爆破，不利的氣象條件及不良的自然通風方式，甚至可使局部污染擴散全礦，使大氣污染。選礦生產過程中產生的大量粉塵和有毒物質，也是礦區大氣污染的重要因素，在自然及運輸車輛產生的風流作用下，會將尾礦粉直接揚起，使大氣中粉塵濃度非常高，嚴重地污染礦區空氣。此外,礦區繁忙的交通運輸產生的富含重金屬物質的廢氣，礦區冶煉廠、燒結廠、電廠產生的濃煙以及礦區燃煤產生的有害物質,均構成礦區大氣的污染。
相關訊息
世界六大露天礦山
1、俄羅斯的米爾礦
米爾礦又名“米爾內礦”，是一座露天鑽石礦，座落於俄羅斯西伯利亞東部的米爾內。這座鑽石礦深525米，寬1200米，是世界上第二大人為挖掘產生的巨坑，僅次於美國的賓漢峽谷銅礦。米爾礦是前蘇聯的第一座同時也是規模最大的鑽石礦，開採了44年，2001年6月關閉。前蘇聯解體後，這座鑽石礦由薩哈鑽石公司經營，鑽石銷售的年利潤超過6億美元。
2、加拿大的戴維克鑽石礦
戴維克鑽石礦座落於加拿大的北斯拉維地區，共有700名工人，每年產鑽石接近750萬克拉，銷售收入達到1億加元。戴維克鑽石礦是當地經濟的一個重要支柱。戴維克鑽石礦在1992年進行勘探，2001年動工建造，2003年投產，通過一條冰路與戴維克機場相連。這座機場可以起降波音737客機。戴維克鑽石礦是哈瑞-溫斯頓鑽石公司與戴維克鑽石礦業公司的一個合作項目，距離北極圈大約220公里，可開採16到22年。
3、印度尼西亞的格拉斯伯格礦
格拉斯伯格礦座落於印度尼西亞巴布亞省查亞峰附近，是世界上的第一大金礦和第三大銅礦，共有1.95萬名工人。查亞峰是巴布亞省的最高峰。格拉斯伯格礦的運營商自由港印度尼西亞公司由自由港麥克莫倫銅金公司控股90.64%，包括通過全資子公司印尼礦業投資公司的9.36%持股。印度尼西亞政府持有自由港印度尼西亞公司剩餘的9.36%股權。2006年，格拉斯伯格礦的銅產量為61.08萬噸，黃金產量58.47噸，銀產量174.45噸。
4、加拿大的艾卡迪鑽石礦
艾卡迪鑽石礦是加拿大的第一座露天與地下“雙管齊下”的鑽石礦，座落於耶洛奈夫東北部大約310公里，距離北極圈大約200公里，靠近拉克格拉斯。艾卡迪鑽石礦是Dominion鑽石公司和兩位地質學家——查克·菲普克和斯圖爾特·布盧森——的一個合作項目，前者持股80%，後者持股20%。菲普克和布盧森在拉克格拉斯北部地區發現了金伯利岩管狀礦脈。1998年至2009年，艾卡迪鑽石礦的6個露天礦場共出產4000萬克拉鑽石。在靠近地表的高品質礦石開採完之後，艾卡迪鑽石礦開始進行地下開採
艾卡迪鑽石礦是加拿大的第一座露天與地下“雙管齊下”的鑽石礦，座落於耶洛奈夫東北部大約310公里，距離北極圈大約200公里，靠近拉克格拉斯。艾卡迪鑽石礦是Dominion鑽石公司和兩位地質學家——查克·菲普克和斯圖爾特·布盧森——的一個合作項目，前者持股80%，後者持股20%。菲普克和布盧森在拉克格拉斯北部地區發現了金伯利岩管狀礦脈。1998年至2009年，艾卡迪鑽石礦的6個露天礦場共出產4000萬克拉鑽石。在靠近地表的高品質礦石開採完之後，艾卡迪鑽石礦開始進行地下開採
5、美國的賓漢峽谷銅礦
賓漢峽谷銅礦也被稱之為“肯尼科特銅礦”，是座落於猶他州鹽湖城西南部的一個露天礦，開採斑岩銅礦，歸國際礦業開採公司力拓集團所有。賓漢峽谷銅礦由肯尼科特銅業公司負責管理。這家公司還經營著選礦廠、冶煉廠和精煉廠。賓漢峽谷銅礦1906年投產，所形成的巨坑深度超過970米，直徑4000米。1966年，這裡被定為國家歷史地標。2013年4月10日，賓漢峽谷銅礦發生塌方。由於提前預測到這場事故，採礦作業在前一天就叫停。這場塌方導致賓漢峽谷銅礦減產113千噸。
6、澳大利亞的超級礦坑
澳大利亞的費米斯頓露天礦坑也被稱之為“超級礦坑”，是澳大利亞最大的露天金礦坑。這個礦坑座落於卡爾古利東南部的金礦區高速公路一帶。超級礦坑呈長方形，長3500米，寬1500米，深900米。即使站在太空，我們也能看到它的身影。超級礦坑歸卡爾古利聯合金礦公司所有，每年產黃金28公噸，工地上的員工大約在550人左右。
