本书介绍了露天采矿的基本知识，内容丰富、新颖，具有前瞻性、科学性和实用性。可供露天专业本科生作为教材使用，也可供相关专业科研人员、工程技术人员参考。本书介绍了露天采矿的基本知识，内容丰富、新颖，具有前瞻性、科学性和实用性。可供露天专业本科生作为教材使用，也可供相关专业科研人员、工程技术人员参考。

露天采矿学是一门研究如何科学合理地利用露天采矿方法把矿产资源从地壳中开采出来的系统的知识体系,其学科属性为工程学科。该学科在我国诞生于1950年代,作为教材于1961年初版问世,此后历经数次修,1986年6月正式由中国矿业学院出版社出版。本次修订是在1986年版的基础上,结合近三十年以来国内外露天采矿的理论与实践进行的一次补充与完善。

本次教材修订仍以原版教材为基础,在保留其核心体系的基础上,调整了部分章节顺序,增加了露天采矿方法一章。把原《露天采矿学》(露天矿生产工艺)上册的内容调整为四部分:第一部分:学科引论。重点介绍了露天采矿学的学科属性,露天采矿学的主要研究内容,露天采矿的特点、发展趋势以及相关的名词术语。第二部分:露天采矿作业环节。把露天采矿的作业环节划分为生产环节、辅助环节;重点介绍了露天矿一般需经历的七个生产环节,其中,地面准备、穿孔、爆破列为采前准备环节,采掘、运输、排卸为主要生产环节,土地复垦为采后修复环节。介绍了各环节可以使用的设备,开采参数的确定方法等。第三部分:露天采矿工艺系统。分别介绍了国内外目前常用的、典型的间断、连续、组合开采工艺系统各环节及其参数的合理匹配。第四部分:露天采矿方法。重点介绍了常用的四种机械化露天采矿方法———掘坑外排开采法、倒堆内排开采法、石料开采法、顶帮开采法及各种方法派生出来的方法;三种水力开采方法———水枪冲采法、疏浚开采法、溶浸采矿法等。

露天采矿作为人类获取矿产资源最重要的开采方法,其核心是如何经济、合理地把矿产资源用合适的方法开采出来。随着人类社会的不断进步,目前主流的露天采矿方法是机械化露天采矿方法,实现这种方法的途径是如何选择合适的开采手段或工具———即开采设备、开采工艺系统,通过必要的行为方式———即开采程序、运输系统和物料处理方式把所需的矿产提供给消费者。

从20世纪初机械化设备进入露天采矿领域以来,各国结合矿产资源的赋存条件,发展了几十种露天采矿方法,逐渐形成一整套适合各种矿床赋存条件的露天采矿方法。围绕各种露天采矿方法,采矿工作者从研究开采工艺环节、开采工艺系统,到开采程序、开拓运输系统的布局、物料的处理方式、露天采矿基本原理,逐步形成了露天采矿学科完整的学科体系。

本次修订增加了一些近三十年以来大型露天煤矿的统计数据;介绍了近年来新研制出的采矿设备;特别是根据1980年以后建设的大型露天煤矿普遍使用的单斗卡车、半连续运煤系统,增加了组合工艺系统一章,并将组合工艺系统划分为并联式组合、串联式组合(含通常称为半连续系统的间断—连续式组合及连续—间断式组合)两大类;各章增列了思考题。

本次修订把原来气候对露天矿生产的影响(第六章)、矿石的损失、贫化与质量均和(第七章)两章调整至露天矿生产工艺系统部分(原列于工艺环节部分)。主要是考虑到气候的影响虽然具体是对某个作业环节有影响,但归根到底还是对矿山整个生产工艺系统的影响;矿石的损失、贫化也是最终导致整个矿山的资源损失和质量下降。

本教材的修订是在我国露天采矿学科几代人数十年研究、教学成果的基础上完成的,随着科学技术的不断进步,露天采矿学科仍然处于发展、进步和不断完善的过程中,还有一些研究成果未能列入本教材,而且教材中的一些观点各国科技工作者可能会有不同的表述,正是这种不同观点的存在才会推动本学科的不断发展与进步。

本次教材修订得到了张幼蒂教授的大力支持,从教材体系到大纲的形成、教材初稿的完成,张教授进行了数次审阅并提出宝贵意见,谨此致以崇高的敬意!

读者在使用本教材过程中如发现有不当之处,欢迎不吝赐教! 联系方式:csji@foxmail.com或csji12621@126.com。

本版教材列入了中国煤炭教育协会高等教育(矿业)“十二五”规划教材目录(中煤教协【2011】2号文件),得到了神华集团准能公司的大力支持和协助,特别是关于矿山的基础技术数据,从公司领导层面到露天矿,都给予了热情的帮助,在此表示衷心的感谢!

编 者

2014年10月

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第一篇 引 论

第一章 绪言…………………………………………………………………………………… 3

第一节 学科特点与研究内容…………………………………………………………… 3

第二节 露天开采的特点与发展现状…………………………………………………… 3

第三节 露天开采工艺环节与开采工艺系统…………………………………………… 5

第四节 露天采矿方法…………………………………………………………………… 7

第五节 基本名词术语…………………………………………………………………… 8

第六节 露天开采矿床的分类………………………………………………………… 13

第七节 露天采矿的特点及其学科发展趋势………………………………………… 13

思考题…………………………………………………………………………………… 15

第二篇 露天采矿作业环节

第二章 采前准备环节……………………………………………………………………… 19

第一节 地面准备……………………………………………………………………… 19

第二节 矿岩准备/松碎………………………………………………………………… 19

第三节 穿孔…………………………………………………………………………… 20

第四节 爆破…………………………………………………………………………… 24

思考题…………………………………………………………………………………… 35

第三章 主要生产环节……………………………………………………………………… 37

第一节 采掘…………………………………………………………………………… 37

第二节 运输…………………………………………………………………………… 105

第三节 排土…………………………………………………………………………… 122

思考题…………………………………………………………………………………… 135

第四章 土地复垦…………………………………………………………………………… 136

第一节 土地复垦概述………………………………………………………………… 136

第二节 土地复垦程序………………………………………………………………… 138

第三节 其他用地复垦………………………………………………………………… 139

思考题…………………………………………………………………………………… 140

第三篇 露天采矿工艺系统

第五章 开采工艺系统分类及其选择……………………………………………………… 143

第一节 开采工艺系统分类…………………………………………………………… 143

第二节 开采工艺系统选择…………………………………………………………… 145

第三节 气候对生产工艺系统的影响………………………………………………… 148

第四节 提高矿产资源利用率………………………………………………………… 157

思考题…………………………………………………………………………………… 165

第六章 间断式开采工艺系统……………………………………………………………… 166

第一节 机械铲铁道工艺系统………………………………………………………… 166

第二节 机械铲卡车工艺系统………………………………………………………… 187

第三节 单斗铲倒堆工艺系统………………………………………………………… 197

思考题…………………………………………………………………………………… 209

第七章 连续式开采工艺系统……………………………………………………………… 210

第一节 轮斗挖掘机—带式输送机工艺系统………………………………………… 210

第二节 多斗挖掘机—排土桥/悬臂排土机工艺系统……………………………… 228

思考题…………………………………………………………………………………… 244

第八章 组合式开采工艺系统……………………………………………………………… 246

第一节 串联式组合工艺系统………………………………………………………… 246

第二节 并联式组合工艺系统………………………………………………………… 259

思考题…………………………………………………………………………………… 260

第九章 水力机械化开采工艺系统………………………………………………………… 261

第一节 水枪开采工艺系统…………………………………………………………… 261

第二节 采挖船开采工艺系统………………………………………………………… 269

思考题…………………………………………………………………………………… 273

第四篇 露天采矿方法

第十章 露天采矿方法分类与选择………………………………………………………… 277

第一节 常用的露天采矿方法………………………………………………………… 277

第二节 掘坑外排开采法……………………………………………………………… 278

第三节 倒堆内排开采法……………………………………………………………… 280

第四节 石料开采法…………………………………………………………………… 285

第五节 顶帮开采法…………………………………………………………………… 288

第六节 水力机械化开采法…………………………………………………………… 290

第七节 疏浚开采法…………………………………………………………………… 297

第八节 溶浸采矿法…………………………………………………………………… 298

第九节 细菌化学采矿法……………………………………………………………… 301

第十节 开采方法的选择及发展趋势………………………………………………… 302

思考题…………………………………………………………………………………… 314

参考文献……………………………………………………………………………………… 315

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