金属矿采矿学露天开采

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1、采矿学教学课件——金属矿床露天开采露天开采绪论矿床品位与储量计算岩石的力学性质及分级最终开采境界的确定露天开采程序露天矿生产计划露天矿床开拓露天开采的生产工艺矿山技术经济第十八章露天开采工艺穿孔作业爆破作业采装与运输排岩作业金属矿床露天开采一般要经过以下四道生产工序：穿孔、爆破、铲装及运输和排岩，以上各工序环节相互衔接、相互影响、相互制约，共同构成了露天开采的最基本生产周期，本章将介绍以上各生产工序中的主要问题。1穿孔作业概述穿孔方法与穿孔设备牙轮钻机1.1概述穿孔作业是矿床露天开采的第一道生产工序，其作业内容是采用某种

2、穿孔设备在计划开采的台阶区域内穿凿炮孔，为其后的爆破工作提供装药空间。穿孔工作质量的好坏直接影响着爆破工序的生产效率与爆破质量。在整个露天开采过程中，穿孔作业的成本约占矿石开采总生产成本的10％~15％。1.2穿孔方法与穿孔设备穿孔方法：热力破碎法与机械破碎法，其相应的穿孔设备有火钻、钢绳式冲击钻、潜孔钻、牙轮钻与凿岩台车。露天矿穿孔设备的选择主要取决于开采矿岩的可凿性、开采规模要求及设计的炮孔直径。目前露天矿山常用的穿孔设备：大型露天矿多用牙轮钻；中小型露天矿常用潜孔钻。各类钻机及其相应特性一览表钻机种类钻孔直径(mm

3、)用途钻孔方法一般最大最小火钻200~250380~580100~150含石英高的极硬岩石热力破碎手持式凿岩台车38~4223~25浅孔凿岩和二次破碎等辅助作业冲击式机械破碎凿岩台车56~76100~14038~42小型矿山的主要穿孔作业或大型矿山辅助作业冲击式机械破碎钢绳冲击钻200~250300150大中型露天矿山各种硬度的岩石冲击式机械破碎潜孔钻150~250508~76265~80主要用于中小型矿山中硬以上的岩石冲击式机械破碎旋转式钻机45~160软至中硬矿岩切削式机械破碎牙轮钻机250~310380~44590

4、~100大中型矿山中硬至坚硬的岩石滚压式机械破碎1.3牙轮钻机牙轮钻机的工作原理牙轮钻机的钻具牙轮钻机的工作参数牙轮钻机的生产能力牙轮钻机设备需求数量的确定提高牙轮钻机穿孔效率的途径1.3.1牙轮钻机的工作原理主要是通过钻机的回转和推压机构使钻杆带动钻头连续转动、同时对钻头施加轴向压力，以回转动压和强大的静压形式使与钻头接触的岩石粉碎破坏，钻进的同时，通过钻杆与钻头中的风孔向孔底注入压缩空气，利用压缩空气将孔底的粉碎岩渣吹出孔外，从而形成炮孔。牙轮钻头破碎岩石的机理实际上是冲击、压入和剪切的复合作用。KY-310型牙轮钻

5、机1钻杆；2钻杆架；3起落立架油缸；4机棚；5平台；6行走机构；7钻头；8千斤顶；9司机室10净化除尘装置；11回转加压小车；12钻架；13动力装置钻机1.3.2牙轮钻机的钻具牙轮钻机的钻具包括钻杆、稳杆器、减震器和牙轮钻头四部分。1牙轮钻头；2稳杆器；3钻杆；4减震器三牙轮钻头外形和三牙轮钻头结构典型的三牙轮钻头外形三牙轮钻头结构图1钻头丝扣；2挡渣管；3风道；4牙爪；5牙轮；6塞销；7填焊；8牙爪轴颈；9滚柱；10牙齿；11滚珠；12衬套；13止推块；14

6、喷嘴；15爪背合金；16轮背合金牙轮钻头1.3.3牙轮钻机的工作参数钻压的确定取决于矿岩的物理机械性质（硬度系数）、钻头的承载能力和钻机的技术性能。钻速与钻具的转速轴压和岩石硬度不同，钻速都有相应的合理取值范围，如当f＝15－20时，宜采用重型钻机，转速取50－80r/min。排渣风速和风量的确定根据炮孔直径、钻杆直径和要求的排渣风速，在风量诺模图上查取所需的风量。1.3.4牙轮钻机的生产能力牙轮钻机的台班生产能力钻机的台年综合效率1.3.4.1牙轮钻机的台班生产能力Vb=0.6VTb式中：Vb牙轮钻机台班生产能

7、力，m/台班；V牙轮钻机机械钻进速度，cm/min；Tb班工作时间，h；班工作时间利用系数，一般情况下＝0.4~0.5。式中：P轴压，N；n钻具的转速，r/min；D钻头的直径，cm；f岩石的坚固性系数；1.3.4.2钻机的台年综合效率钻机的台年综合效率是钻机台班工作效率与钻机年工作时间利用率的函数。影响钻机工作时间利用率的主要因素有两方面：一是因组织管理不科学造成的外因停钻时间；另一方面是钻机本身故障所引起的内因停钻时间。矿山名称矿岩硬度(f)矿岩穿孔单台平均综合效率(m/a)1994年1995年19

8、96年南芬铁矿矿：f=14~18岩：f=8~12317802868834320东鞍山铁矿f=8~20294912265029220水厂铁矿f=8~14358773170535220眼前山铁矿矿：f=16~20岩：f=8~12252402243328032齐大山铁矿f=12~18307382401223160歪头山铁矿