本書介紹了露天采礦的基本知識，內(nèi)容豐富、新穎，具有前瞻性、科學(xué)性和實用性。可供露天專業(yè)本科生作為教材使用，也可供相關(guān)專業(yè)科研人員、工程技術(shù)人員參考。本書介紹了露天采礦的基本知識，內(nèi)容豐富、新穎，具有前瞻性、科學(xué)性和實用性。可供露天專業(yè)本科生作為教材使用，也可供相關(guān)專業(yè)科研人員、工程技術(shù)人員參考。

露天采礦學(xué)是一門研究如何科學(xué)合理地利用露天采礦方法把礦產(chǎn)資源從地殼中開采出來的系統(tǒng)的知識體系,其學(xué)科屬性為工程學(xué)科。該學(xué)科在我國誕生于1950年代,作為教材于1961年初版問世,此后歷經(jīng)數(shù)次修,1986年6月正式由中國礦業(yè)學(xué)院出版社出版。本次修訂是在1986年版的基礎(chǔ)上,結(jié)合近三十年以來國內(nèi)外露天采礦的理論與實踐進行的一次補充與完善。

本次教材修訂仍以原版教材為基礎(chǔ),在保留其核心體系的基礎(chǔ)上,調(diào)整了部分章節(jié)順序,增加了露天采礦方法一章。把原《露天采礦學(xué)》(露天礦生產(chǎn)工藝)上冊的內(nèi)容調(diào)整為四部分:第一部分:學(xué)科引論。重點介紹了露天采礦學(xué)的學(xué)科屬性,露天采礦學(xué)的主要研究內(nèi)容,露天采礦的特點、發(fā)展趨勢以及相關(guān)的名詞術(shù)語。第二部分:露天采礦作業(yè)環(huán)節(jié)。把露天采礦的作業(yè)環(huán)節(jié)劃分為生產(chǎn)環(huán)節(jié)、輔助環(huán)節(jié);重點介紹了露天礦一般需經(jīng)歷的七個生產(chǎn)環(huán)節(jié),其中,地面準備、穿孔、爆破列為采前準備環(huán)節(jié),采掘、運輸、排卸為主要生產(chǎn)環(huán)節(jié),土地復(fù)墾為采后修復(fù)環(huán)節(jié)。介紹了各環(huán)節(jié)可以使用的設(shè)備,開采參數(shù)的確定方法等。第三部分:露天采礦工藝系統(tǒng)。分別介紹了國內(nèi)外目前常用的、典型的間斷、連續(xù)、組合開采工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)及其參數(shù)的合理匹配。第四部分:露天采礦方法。重點介紹了常用的四種機械化露天采礦方法———掘坑外排開采法、倒堆內(nèi)排開采法、石料開采法、頂幫開采法及各種方法派生出來的方法;三種水力開采方法———水槍沖采法、疏浚開采法、溶浸采礦法等。

露天采礦作為人類獲取礦產(chǎn)資源最重要的開采方法,其核心是如何經(jīng)濟、合理地把礦產(chǎn)資源用合適的方法開采出來。隨著人類社會的不斷進步,目前主流的露天采礦方法是機械化露天采礦方法,實現(xiàn)這種方法的途徑是如何選擇合適的開采手段或工具———即開采設(shè)備、開采工藝系統(tǒng),通過必要的行為方式———即開采程序、運輸系統(tǒng)和物料處理方式把所需的礦產(chǎn)提供給消費者。

從20世紀初機械化設(shè)備進入露天采礦領(lǐng)域以來,各國結(jié)合礦產(chǎn)資源的賦存條件,發(fā)展了幾十種露天采礦方法,逐漸形成一整套適合各種礦床賦存條件的露天采礦方法。圍繞各種露天采礦方法,采礦工作者從研究開采工藝環(huán)節(jié)、開采工藝系統(tǒng),到開采程序、開拓運輸系統(tǒng)的布局、物料的處理方式、露天采礦基本原理,逐步形成了露天采礦學(xué)科完整的學(xué)科體系。

本次修訂增加了一些近三十年以來大型露天煤礦的統(tǒng)計數(shù)據(jù);介紹了近年來新研制出的采礦設(shè)備;特別是根據(jù)1980年以后建設(shè)的大型露天煤礦普遍使用的單斗卡車、半連續(xù)運煤系統(tǒng),增加了組合工藝系統(tǒng)一章,并將組合工藝系統(tǒng)劃分為并聯(lián)式組合、串聯(lián)式組合(含通常稱為半連續(xù)系統(tǒng)的間斷—連續(xù)式組合及連續(xù)—間斷式組合)兩大類;各章增列了思考題。

本次修訂把原來氣候?qū)β短斓V生產(chǎn)的影響(第六章)、礦石的損失、貧化與質(zhì)量均和(第七章)兩章調(diào)整至露天礦生產(chǎn)工藝系統(tǒng)部分(原列于工藝環(huán)節(jié)部分)。主要是考慮到氣候的影響雖然具體是對某個作業(yè)環(huán)節(jié)有影響,但歸根到底還是對礦山整個生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的影響;礦石的損失、貧化也是最終導(dǎo)致整個礦山的資源損失和質(zhì)量下降。

本教材的修訂是在我國露天采礦學(xué)科幾代人數(shù)十年研究、教學(xué)成果的基礎(chǔ)上完成的,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,露天采礦學(xué)科仍然處于發(fā)展、進步和不斷完善的過程中,還有一些研究成果未能列入本教材,而且教材中的一些觀點各國科技工作者可能會有不同的表述,正是這種不同觀點的存在才會推動本學(xué)科的不斷發(fā)展與進步。

本次教材修訂得到了張幼蒂教授的大力支持,從教材體系到大綱的形成、教材初稿的完成,張教授進行了數(shù)次審閱并提出寶貴意見,謹此致以崇高的敬意!

讀者在使用本教材過程中如發(fā)現(xiàn)有不當之處,歡迎不吝賜教! 聯(lián)系方式:csji@foxmail.com或csji12621@126.com。

本版教材列入了中國煤炭教育協(xié)會高等教育(礦業(yè))“十二五”規(guī)劃教材目錄(中煤教協(xié)【2011】2號文件),得到了神華集團準能公司的大力支持和協(xié)助,特別是關(guān)于礦山的基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù),從公司領(lǐng)導(dǎo)層面到露天礦,都給予了熱情的幫助,在此表示衷心的感謝!

編 者

2014年10月

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第一篇 引 論

第一章 緒言…………………………………………………………………………………… 3

第一節(jié) 學(xué)科特點與研究內(nèi)容…………………………………………………………… 3

第二節(jié) 露天開采的特點與發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………… 3

第三節(jié) 露天開采工藝環(huán)節(jié)與開采工藝系統(tǒng)…………………………………………… 5

第四節(jié) 露天采礦方法…………………………………………………………………… 7

第五節(jié) 基本名詞術(shù)語…………………………………………………………………… 8

第六節(jié) 露天開采礦床的分類………………………………………………………… 13

第七節(jié) 露天采礦的特點及其學(xué)科發(fā)展趨勢………………………………………… 13

思考題…………………………………………………………………………………… 15

第二篇 露天采礦作業(yè)環(huán)節(jié)

第二章 采前準備環(huán)節(jié)……………………………………………………………………… 19

第一節(jié) 地面準備……………………………………………………………………… 19

第二節(jié) 礦巖準備/松碎………………………………………………………………… 19

第三節(jié) 穿孔…………………………………………………………………………… 20

第四節(jié) 爆破…………………………………………………………………………… 24

思考題…………………………………………………………………………………… 35

第三章 主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)……………………………………………………………………… 37

第一節(jié) 采掘…………………………………………………………………………… 37

第二節(jié) 運輸…………………………………………………………………………… 105

第三節(jié) 排土…………………………………………………………………………… 122

思考題…………………………………………………………………………………… 135

第四章 土地復(fù)墾…………………………………………………………………………… 136

第一節(jié) 土地復(fù)墾概述………………………………………………………………… 136

第二節(jié) 土地復(fù)墾程序………………………………………………………………… 138

第三節(jié) 其他用地復(fù)墾………………………………………………………………… 139

思考題…………………………………………………………………………………… 140

第三篇 露天采礦工藝系統(tǒng)

第五章 開采工藝系統(tǒng)分類及其選擇……………………………………………………… 143

第一節(jié) 開采工藝系統(tǒng)分類…………………………………………………………… 143

第二節(jié) 開采工藝系統(tǒng)選擇…………………………………………………………… 145

第三節(jié) 氣候?qū)ιa(chǎn)工藝系統(tǒng)的影響………………………………………………… 148

第四節(jié) 提高礦產(chǎn)資源利用率………………………………………………………… 157

思考題…………………………………………………………………………………… 165

第六章 間斷式開采工藝系統(tǒng)……………………………………………………………… 166

第一節(jié) 機械鏟鐵道工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 166

第二節(jié) 機械鏟卡車工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 187

第三節(jié) 單斗鏟倒堆工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 197

思考題…………………………………………………………………………………… 209

第七章 連續(xù)式開采工藝系統(tǒng)……………………………………………………………… 210

第一節(jié) 輪斗挖掘機—帶式輸送機工藝系統(tǒng)………………………………………… 210

第二節(jié) 多斗挖掘機—排土橋/懸臂排土機工藝系統(tǒng)……………………………… 228

思考題…………………………………………………………………………………… 244

第八章 組合式開采工藝系統(tǒng)……………………………………………………………… 246

第一節(jié) 串聯(lián)式組合工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 246

第二節(jié) 并聯(lián)式組合工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 259

思考題…………………………………………………………………………………… 260

第九章 水力機械化開采工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 261

第一節(jié) 水槍開采工藝系統(tǒng)…………………………………………………………… 261

第二節(jié) 采挖船開采工藝系統(tǒng)………………………………………………………… 269

思考題…………………………………………………………………………………… 273

第四篇 露天采礦方法

第十章 露天采礦方法分類與選擇………………………………………………………… 277

第一節(jié) 常用的露天采礦方法………………………………………………………… 277

第二節(jié) 掘坑外排開采法……………………………………………………………… 278

第三節(jié) 倒堆內(nèi)排開采法……………………………………………………………… 280

第四節(jié) 石料開采法…………………………………………………………………… 285

第五節(jié) 頂幫開采法…………………………………………………………………… 288

第六節(jié) 水力機械化開采法…………………………………………………………… 290

第七節(jié) 疏浚開采法…………………………………………………………………… 297

第八節(jié) 溶浸采礦法…………………………………………………………………… 298

第九節(jié) 細菌化學(xué)采礦法……………………………………………………………… 301

第十節(jié) 開采方法的選擇及發(fā)展趨勢………………………………………………… 302

思考題…………………………………………………………………………………… 314

參考文獻……………………………………………………………………………………… 315

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