① 什麼是露天礦
露天開採的礦山
露天開採的具有一定開采境界的採掘礦石的獨立生產經營單位。露天礦開采是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍岩剝去,把廢石運到排土場,從敞露的礦體上直接採掘礦石。當礦體埋藏較淺或地表有露頭時,應用露天開采比地下開采優越。剝去上部岩土的工作稱為剝離。剝離岩土量與采出礦石量的比例稱為剝采比,剝采比過大的露天礦,露天開采成本高,應改用地下開採的方法。露天礦床開拓就是自地表挖掘一系列露天溝道至露天礦場地內各個礦體,建立地面與生產台階(在開采過程中,逐步形成的階梯狀工作面)的運輸聯系,從而形成露天采場到選礦廠或碎礦廠、排土場或工業廣場之間的運輸系統,以保證剝采工作的正常進行。根據露天礦的運輸方式,分為鐵路運輸開拓,公路運輸開拓,平硐溜井開拓,斜坡卷揚(提升)開拓及膠帶運輸開拓。
② 露天煤礦地面及采區的防火措施怎麼寫
防火措施要根據不同的實際情況來寫,露天礦地面有辦公室、工業廣場、機修廠等等,就是采區的也還分冬季、夏季的,特殊地段的,內容好多了,不是幾句話就能應付的,必要時還得編制應急預案,建議你還是參照安監局要求的文件認真編制。
③ 在礦產衛片遙感解譯中,可以區分出哪些用地類型工業廣場尾礦庫 礦山建築露天采場望達人指點
尾礦庫確實能看的出來
④ 誰能幫我找下有關阜新海州露天礦發展工業遺產旅遊的資料,和有關工業遺產的概念。我要寫論文,謝謝
簡介:
阜新海州露天煤礦,海州露天煤礦礦場東西長8華里,南北寬4華里,垂直深度將200多米,總佔地面積達30多平方公里,有28個界平盤和8個作業平盤,平盤邊緣裸露斷面清晰地顯示地質結構特點.19世紀90年代開挖,1933年被日本人霸佔,一直到1945年,這13年期間,日本人迫害了數以十萬計的中國人,現在我們能看到留下的萬人坑,就在礦區。到了國民黨時期,礦區的採掘比較混亂,可以看到一些凌亂的洞井,那是國民黨心急火燎、找到就挖的痕跡。解放之後,海州煤礦被列入了一五計劃中的156個國家重點項目之一。剛成立的共和國對東北的資源和重工業都相當重視,這個,你們可以去看1960年版的5元人民幣,上面的圖案便是海州露天煤礦和其中正在工作的一台電鎬。
這是近年來我國關閉的最大一家資源枯竭的露天煤礦。這座露天煤礦從1953年7月到2003年底,共生產煤炭2.1億噸。但由於多年來的超強度開采,煤炭可采儲量如今僅剩87萬噸,進入了殘采期。
輝煌,成績:
在近49年的煤炭生產中為國家上繳利稅32.7億元,輸送露天煤礦設計與管理人才1689人,全國所有的露天煤礦都有海洲礦輸出的人才。
我國是一個煤炭大國,到目前為止,煤炭仍是我國的主要能源。1990年我國原煤總儲量有9544億噸,年產量已達10.8億噸,位居世界第一。其中遼寧、內蒙、山西、雲南、新疆、陝西等省區還多露天煤礦,儲量亦達531億噸,約占煤炭總儲量的5.56%。露天煤礦的特點是礦藏離地表淺近、儲量豐富,故可將覆蓋在礦體上面的土石剝離後,用「台階」結構形式從上至下直接採掘,因而與地下採煤比較具有許式明顯的優點:開采容易,便於使用大型高效率的采礦機械,勞動生產率高,而開采成卻可降低50%以上,礦工的勞動條件好,且開采安全,因此在有條件的礦區都盡量採用。
我國早期的露天煤礦大多集中在東北遼寧省。如歷史最悠久的撫順市西露天煤礦就是在1914年便已建成開采。其礦坑東西長6.6公里,東北寬2公里,深度達 280米,可採掘的煤層平均厚度為80米,油母頁岩平均厚度為90米。露天礦上設有參觀台,可供遊人眺望露天煤礦的全景。
位於遼寧阜新市的海洲露天煤礦,是新中國建成後的第一座大型機械化露天煤礦。它於1951年始建,1953年正式投產,煤炭儲藏總面積達30平方公里,露天開采場東西長4公里,南北寬2公里,垂直深度為193米,比海平面還低18米,年產煤500萬噸,礦區內有各種大型機械設備3300多台。礦坑內已實行電氣化和機械化採掘。礦上也設有眺望台,登臨後可鳥瞰礦區采場規模宏偉、氣勢壯觀的全貌,還可乘電力機車下到坑底現參觀採掘場面。
露天煤礦內一般還有兩種副產品,一為煤精,也稱精玉,系一種從煤層中精選出的腐殖與腐泥混合類型煤,其質地細密、韌性大,適於刻鏤,是雕刻工藝品的原料,可刻制人物、動物、花卉、煙具、筆筒等,現已是撫順市著名的旅遊紀念品之一。
1953年開始投產的海洲露天煤礦,當時為亞洲最大的機械化露天煤礦,日前尚存的采儲量僅剩1050萬噸,預計到2006年就要關閉了。」
2005年6月8日,曾經是亞洲最大的機械化露天煤礦———阜新礦業集團海州露天煤礦,由阜新市中級人民法院依法公告關閉破產。這是中國政府近年來關閉的最大一家資源枯竭的露天煤礦。
未來發展:編輯本段曾經亞洲第一、世界聞名的海州露天礦2005年關閉後,被列為全國首批國家礦山公園,2009年又被批准為全國首家工業遺產旅遊示範區。總佔地28平方公里,分為世界工業遺產核心區、蒸汽機車博物館和觀光線、國際礦山旅遊特區和國家礦山體育公園四大板塊上百個景點,是在露天采礦遺址上建設的世界工業遺產旅遊項目。2007年9月動工,2009年7月即將正式開放。
世界三級中的東方一極
海州露天礦國家礦山公園已被定位為世界工業遺產旅遊項目。礦山公園分為四大板塊:涵蓋入園廣場、演藝廣場、游樂中心、休閑餐飲、水上樂園、地標建築、露采生產、坑下生態、地質構造等景觀的巨型礦坑帶給遊人工業生產體驗;涵蓋高爾夫球場、狩獵場、賽車場等項目的矸石山帶給遊人體育競技體驗;涵蓋蒸汽機車博物館、機車游覽線路等項目的蒸汽機車游樂苑帶給遊人機車自駕的激情體驗;孫家灣高端商務休閑區帶給遊人成就與時尚的體驗。
海州露天礦國家礦山公園是以廢棄資源為資源構築新的產業,在理論上是創新,實踐上是突破,填補國內空白,順應旅遊主題發展趨勢,將為資源枯竭型城市發展提供成功範例,也將繼英國、澳大利亞工業遺產旅遊之後,成為世界三級中的東方一極。基於這樣的背景下開發建設的礦坑生產體驗區主要包括生產體驗區、86演藝廣場;蒸汽機車游樂苑,主要包括蒸汽機車展覽館、蒸汽機車游樂園和中途休閑別墅;高端商務休閑區主要包括一座大型的五星級酒店、具有會展功能的時代廣場、五個特色街區(國際風情街、國際美食街、中華風情街、中華美食街、品位休閑街)。該項目主要面對國內外高端遊客,新主題、新體驗、新生活、新方式將產生巨大的吸引力。
海州露天礦國家礦山公園狩獵場的建設地點原為海州露天礦排土場,佔地約3000畝。半個世紀來,海州露天礦共為國家生產煤炭2.43億噸,與此同時剝離出的「尾礦」也形成了面積16平方公里、高300餘米的人造大山。近年來,阜新市委、市政府對排土場進行了復墾整理,新增草地423公頃、林地382公頃、林帶135公頃,生態效益和經濟效益正逐漸顯現出來。復墾整理後的排土場,將有養獵區、狩獵區、垂釣區、射擊培訓區四個分區,同時配套建設娛樂休閑會所、停車場、會展中心、別墅客房等。
海州露天礦開采歷史已歷百年,擁有豐富的人文遺跡。現存85輛國內外生產的蒸汽機車和電機車,還有縱橫交錯的鐵路線。海州露天礦國家礦山公園蒸汽機車游樂苑就是充分利用這些寶貴的資源,開辟最具有中國工業風情的蒸汽機車自駕游覽線。蒸汽機車展覽館建築面積30000平方米,一層為蒸汽機車實物展區,二層為蒸汽機車模型展區、圖片展區、蒸汽機車發展歷史介紹廳、放映廳等;蒸汽機車游樂園利用海州礦坑至東梁全長16公里礦山鐵路,展示十八世紀工業革命的成果,功能為學習蒸汽機車原理及操作駕駛、造型攝影觀光、車上酒吧、茶室;中途休閑別墅具有濃郁歐美風情和鄉村風情,供旅遊者觀光、休息。
海州露天煤礦巨大礦坑下有一個海拔86米的地方被稱作86站,是過去工人交接班的中轉站。目前,礦山公園已對86站鐵路、配電線路實施保護,建成了停車場,特別是用廢舊蒸汽機車廂改造的咖啡吧、酒吧獨具特色。佔地30000平方米的大型3D露天演藝廣場;大型3D工業題材情景劇編劇和製作;佔地5000平方米的大型游樂場;佔地2000平方米的休閑餐廳;將10個廢舊車廂改造成供旅遊者休息的咖啡吧、酒吧。
中國工業化的「金釘子」
海州露天礦發現於1913年,起初由民間用原始方法開采,1923年歸奉天省實業所管轄。「9·18」事變後,有南滿鐵道株式會社經營。1934年,歸屬滿洲炭礦株式會社。1936年,有阜新礦業所管轄。1946年歸屬國民黨政府。1948年阜新解放後回到人民手中。1949年由孫家灣煤礦、太平煤礦合並成立海州煤礦,1953年7月1日正式定名為海州露天礦。2005年7月,海州露天礦正式閉坑破產。同時在阜新市中心區留下一個長4km、寬2km、深350km的廢棄礦坑,嚴重污染環境並威脅周邊企業單位和人民群眾的生命財產安全。
阜新的海州露天煤礦總佔地面積達30多平方公里,有28個界平盤和8個作業平盤,平盤邊緣裸露斷面清晰地顯示出地質結構特點,恢弘的尺度如納斯卡地畫的大地藝術,給人以巨大的心理震撼。煤礦遺址上斑駁的鐵軌、廢棄的電鎬,讓人產生無限遐想。這種裸露的廢墟與深埋地下的廢棄礦井完全不同,它是可直接觸摸可直接感受的,給人以強烈的視覺刺激,對於工業遺產旅遊開發非常有利。從人文角度看,海州露天煤礦作為我國最大的露天煤礦,被譽為新中國工業化歷程上的「金釘子」,很多人都是首先知道海州露天煤礦進而了解阜新的。1954年以「阜新露天煤礦」為標題的B-2郵票,1960年以阜新露天煤礦電鎬為圖案的1960年版伍元人民幣,中華世紀壇鐫刻華夏五千年文明史的300米甬道的石壁,也將海州露天煤礦的誕生日刻寫其中。阜新早已成為新中國煤炭工業發展的光輝縮影。所有這些都能成為阜新旅遊促銷不可多得的天然符號載體。
⑤ 露天開採的基本概念
露天礦是在基建和生產過程中逐漸形成的。基建時期的任務是建立供電、供水系統及建立運輸干線,修建選礦廠、排土場及機修廠等主要構築物和設施,以及完成投產時所必需的采准和剝離工程量。在生產過程中,為了完成生產計劃中規定的年礦石生產任務,必須按時完成一定的開拓、采准、剝離的工程量。露天礦在開采過程中,必須將境界內的礦、岩劃分成一定厚度的水平分層,以便由上向下逐層進行開采,這些階梯狀的工作面叫做台階(圖5-8-1)。每個台階大多使用獨立的穿孔和採掘設備。
圖5-8-1 台階構成要素示意圖
台階主要由以下要素組成:
上部平盤1——台階的上部水平面;
下部平盤2——台階的下部水平面;
台階坡面3——朝向采空區的台階斜面;
斜坡角a——台階坡面與下部水平面的夾角;
坡頂線4——台階坡面與上部水平面的交線;
坡底線5——台階坡面與下部平盤的交線;
台階高度h——上部平盤與下部平盤的垂直距離。
金屬露天礦的台階高度一般為10~14m。
露天礦生產是按一定的生產工藝過程進行的,這些工作總稱為礦山工程。礦山工程又可分為剝離和采礦工程。剝離工程是將露天礦境界內影響采礦的岩石剝掉,並運出露天礦境界以外進行排棄,以保證采礦工作的正常進行。一般新建的露天礦剝離和采礦工程是依次進行的,正常生產時則是同時進行。這就是我國采礦工業規定的「采剝並舉,剝離先行」的方針。若不認真貫徹這一方針,就不能保證礦山正常,持續地完成礦石生產任務。依照礦山工程的作用還可分為開拓、采准和擴幫工程。開拓工程是按設計中規定的開拓系統掘進傾斜的出入溝,圖5-8-2中的A、B、C、D部分,以建立地面與采礦場各生產水平間的運輸聯系;然後掘進水平的段溝,圖5-8-2中的C、D、E、F部分,以建立台階開採的起始工作線。並在所開段溝一側(或兩側)進行擴幫工程。以後各水平的開采程序和第一水平相同,即首先開掘出入溝,再開次水平的段溝,然後進行擴幫工程。總之,露天礦多是由單一水平向多水平發展,逐步形成全礦的開拓運輸系統。圖5-8-3是凹陷露天礦全貌。凹陷露天礦是從地表開始向下逐層開採的,使用鐵路運輸時,運輸干線也由淺而深,隨礦山工程的發展逐步鋪設,當露天礦開采終了時,運輸干線才最終形成。
在開采過程中和終了時形成的露天礦場是由以下要素組成(圖5-8-4):
圖5-8-2 露天礦開拓工程順序
圖5-8-3 凹陷露天礦全貌
圖5-8-4 露天礦場要素
工作幫AB——是由正在進行採掘工作的台階組成;
工作幫坡線KG——工作幫最上一個台階和最下台階坡底線連接的直線;
工作幫坡角¢———工作幫坡線與水平線的夾角;
工作平盤——工作幫上各台階的水平部分,即工作台階的平盤,在平盤上布置穿孔、采裝和運輸等主要設備;
露天礦場非工作幫CD及AB———及露天礦場內由已結束工作的非工作台階組成的邊幫或其一部分;
在采礦場內,位於礦體下盤岩石的邊坡叫做底幫,位於礦體上盤岩石的邊坡叫頂幫,位於采礦場兩端的邊坡叫端幫;
最終邊坡線BE和CF——最上一個非工作台階坡頂線與最下一個非工作台階坡底線的連線;最終邊坡角β和δ——最終邊坡線與水平線的夾角。
為了保證露天礦具有正常生產的工作條件,各開采水平工作平盤的寬度應保證不小於最小平盤寬度。其大小是根據爆堆寬度,運輸設備規格和通行條件確定。圖5-8-5是最小工作平盤寬度組成要素。
固體礦產探采選概論
式中 B最小——最小工作平盤寬度,m;
B——爆堆寬度,m。
C——爆堆坡底線至運輸設備邊緣間距離,m;
T——車輛運行所需寬度,m;
Z——為防止岩體滑動的安全距離,m。
圖5-8-5 最小工作平盤寬度
一般爆堆寬度隨台階高度h和岩石硬度變化,若用沖擊式穿孔機進行穿孔,單排孔爆破時的台階寬度變化范圍如表5-8-1所示。
表5-8-1 爆堆寬度
最小工作平盤寬度可根據表5-8-2所列數據選取。用鐵路運輸時最小平盤寬度可取上限,汽車運輸時可取下限,如用雙軌(線)運輸時應加線路中心線間距離。
表5-8-2 最小工作平盤寬度
我國是一個地大物博,礦產資源豐富的國家,地下埋藏有各種類型的礦體,應該具備什麼條件才能用露天開采呢?
由於露天開採在采出礦石的同時,必須剝離一定數量的岩石。剝離岩石量的多少直接影響采出礦石的成本和單位投資額,且隨著礦山開采深度變化往往剝離岩石的數量也是變化的。因此,確定合理的露天開采范圍的實質即是確定合理的露天開采深度問題,其次,是確定露天采礦場在地表的開采范圍。
為了確定合理的露天開採的深度,首先要了解剝采比的概念。因為露天礦剝離岩石量直接影響礦石成本和單位投資,必須計算開采單位礦石所需剝離的岩石量,這一比值稱為剝采比,其單位可用t/t或m3表示。剝采比有多種表示形式,確定露天礦境界常用的有以下幾種:
1.平均剝采比(n平)
即露天礦境界范圍內總的岩石量與礦石量的比值(圖5-8-6)。
固體礦產探采選概論
式中 B1、B2——露天礦境界范圍內總岩石量,m3(t);
A——境界范圍內總的礦石量,t或m3。
2.境界剝采比(n境)
如圖5-8-7所示,即露天礦增加某一深度時(一般為一個台階高度),所必須采出的岩石量與礦石量的比值(圖5-8-7)。
固體礦產探采選概論
圖5-8-6 平均剝采比示意圖
圖5-8-7 境界剝采比示意圖
式中 b1、b2——露天礦增加某一深度所必需采出的岩石量,m3(t);
a——增加某一深度所采出的礦石量,t或m3。
3.經濟合理剝采比(n經)
即採用露天開采時經濟上允許的最大剝采比。其確定方法有兩種:
(1)根據露天和地下開采成本比較結果確定:
固體礦產探采選概論
式中 c——用地下采礦法開采一噸礦石成本,元/t;
a——用露天開采一噸礦石成本,元/t;
b——露天開采一噸岩石成本,元/t。
以上數據可按類似條件的礦山選取。
(2)根據礦石銷售價格確定,礦石銷售價格是由市場確定的:
固體礦產探采選概論
式中 c0——該種礦石價格(元/噸)。a、b與上式相同。
一般情況下,經濟合理剝采比應不超過表5-8-3所規定的數值。
表5-8-3 經濟合理剝采比(m3/m3)
確定露天礦最終境界時,可根據不同深度(h)列出方案,如圖5-8-8所示,並按各個深度的境界剝采比不大於經濟合理剝采比的原則,用比較法求出合理的最終開采深度(H)。有些礦山,資源較少或是礦體埋藏比較復雜,可以應用平均剝采比不大於經濟合理剝采比的原則來確定。
當露天礦合理的開采深度確定後,再確定礦體深部和地面開采范圍,才能正確確定礦體的開拓系統和開拓溝道位置,以及合理的選擇礦場,排土場及工業廣場位置,並計算露天采礦場內可采出的礦石儲量及剝離總量。
圖5-8-8 露天礦不同深度的境界剝采比
總之,埋藏很深的礦床必須用地下方法開采。凡是能夠用露天開採的礦床,應首先考慮用露天方法進行開采,因為露天開采具有一定的優越性。
① 受開采空間限制較小,采礦機械化程度高,從而可大大提高開采強度和礦石生產能力。
② 建設速度快,建設周期約為地下開採的一半。
③ 勞動生產率高,露天開採的全員勞動生產率約為地下開採的5~10倍。
④ 生產成本低,露天開采1噸礦石的成本約為地下開采成本的1/4~1/3。
⑤ 工人勞動條件好,作業比較安全。
⑥ 礦石貧化、損失小,貧化率、損失率不超過3%~5%,可以充分回收資源。
露天開採的主要缺點是:
① 剝離時需要排棄大量岩土,因此廢石場佔地較多。
② 在雨季,酷熱和嚴寒的天氣條件下,對露天開采作業有一定影響。
⑥ 全國的露天礦有哪些分布在哪
山西礦產資源
山西被稱為" 煤鐵之鄉"、" 能源重化工基地"。煤炭是山西最大的資源優勢,現已探明的煤礦儲量為2000億噸,佔全國的三分之一,分布在全省90多個縣(市、區)內。山西現有大同、寧武、西山、沁水、霍縣、河東等六個煤田和渾源、五台、垣曲、平陸、繁峙等五個產煤地。圍繞這些煤田和產地,山西已經建起大同、陽泉、西山
、汾西、潞安、晉城、軒崗等七個大型礦務局和霍州中型礦務局以及東山、蔭營、小峪、王坪、寨溝、固庄、南庄等八個小統配礦務局,此外還有一個全國最大的中外合資露天煤礦。山西全省各縣,幾乎縣縣有煤,所以山西的地方、鄉鎮煤礦多達6000多個。與山西的地下"煤海"相適應,山西煤炭工業設施已經連成一個龐大的網路。
山西不僅煤多,而且煤種齊全,其中煉焦煤四種,佔全省煤總儲量的61%,非煉焦煤四種,伴有其他化學元素的煤60餘種。山西的煤質量較高,低灰、低磷、高熱量是山西煤的主要特點,因此山西煤適合多種工業生產的需要,而且煤層厚、埋藏淺、有利於大規模機械化開采,所以山西煤對外部世界的吸引力很大。山西煤已供應到全國的26個省和12個計劃單列市,這就是說,山西的煤幾乎輻射全國各地。同時向外出口逐步增大范圍,已達亞、美、歐三大洲的23個國家和地區。
其它礦藏有鐵、鋁。銅、耐火粘土、石灰岩、石膏等。鐵礦儲量為30.5億噸。
⑦ 阜新市海州露天煤礦的阜新市海州露天礦國家礦山公園
7月27日,海州露天礦國家礦山公園正式開園。這是全國首批、遼寧唯一的國家礦山公園,又是全國首個工業遺產旅遊示範區,是在露天采礦遺址上建立的集旅遊觀光、商務休閑、科普實踐、工業憶舊、探險體驗於一體的世界現代工業遺產旅遊項目。
海州露天礦國家礦山公園的前身為海州露天煤礦,是國家一五時期156 個重點工程項目之一,從1953年投產到2005年閉坑破產,累計開採煤炭2.4億噸,為新中國成立以來的經濟建設作出了重要貢獻。2005年,海州露天煤礦因資源枯竭關閉破產,在城市中心區遺留下一個長4公里、寬2公里、深350米的廢棄人工礦坑。此外,佔地14.8平方公里的海州露天礦外排土場堆積矸石8.5億立方米。由此帶來的滑坡與地表變形災害、採煤自燃災害、礦坑水環境災害及生態環境的嚴重惡化、威脅著周邊企業單位和人民的生命財產安全。
阜新市為了徹底整治廢棄礦區,積極謀劃把露天廢棄大坑改造成礦山公園的設想,得到了國家和遼寧省相關部門的認同與大力支持。2005 年,海州露天礦被國土資源部列為首批28 家國家礦山公園之一。2006 年,開始對海州露天礦周邊環境進行了大規模的整治,首次提出阜新工業遺產旅遊概念。2007 年,海州露天礦國家礦山公園破土動工,並得到了國家發展改革委、國土資源部等國家部委的資金支持。礦山公園總佔地面積28 平方公里,預計總投資6 億多元,計劃用5 至8 年時間全面建成。 礦山公園規劃分為世界工業遺產核心區、蒸汽機車博物館和觀光線、孫家灣國際礦山旅遊區和國家礦山體育公園4大板塊。其中,礦山主題公園總面積20萬平方米,包括正門、礦山文化廣場、博物館、紀念碑和觀景台5部分,目前已全部竣工並對外開放。2009年初,海州露天礦國家礦山公園被國家旅遊局命名為全國首家工業遺產旅遊示範區。
阜新市實施海州露天礦國家礦山公園建設,是推進資源型城市可持續發展,加強礦山環境治理、開發新興旅遊產業、推進礦區轉型的重大舉措,對於改善生態環境、培育接續產業、加快轉型振興具有重要示範意義。阜新市將以礦山公園開園為契機,進一步做好規劃、建設、管理、開發和保護,全力打造集礦山文化博覽、地質環境展示、旅遊觀光休閑、科研教學考察和愛國主義教育為一體的世界級工業遺產主題公園,打造全國礦山環境治理樣板工程,建設世界級工業遺產旅遊示範區。
⑧ 露天礦開拓
露天礦在開采過程中,必須劃定為若干水平分層(台階)進行生產。露天礦開拓的目的是為了建立地面到各個工作台階,以及各個台階之間的通路,形成露天礦到選礦廠(破碎廠)、排土場、工業廣場之間的運輸系統,以保證礦山采礦、剝離、開拓工作的正常進行。
露天礦的開拓方法與運輸方式和開采方法有密切聯系。合理的開拓方法,既要保證各個台階工作線的合理發展,運輸聯系方便,又要盡可能減少開拓工程量。露天礦床開拓方法分類有幾種,目前主要是以運輸方法分類,而運輸方式又與礦床的埋藏條件、生產規模和設計的開采深度有關。我國金屬露天礦開拓方法可分為:鐵路運輸開拓、公路運輸開拓、平峒溜井開拓、斜坡卷揚開拓及膠帶運輸開拓。
露天礦使用鐵、公路運輸時,運輸干線可以布置在露天礦境界之內,也可布置在境界之外。一般情況下,凹陷露天礦多設在開采境界內的最終邊幫上。山坡露天礦則根據地形和礦體埋藏條建設在境界內或境界之外。
(一)鐵路運輸開拓
由於鐵路運輸的坡度比較緩,從上台階至下台階需鋪設較長的傾斜干線和一定長度的折返(站)線路,而金屬露天礦一般走向長度較短,所以多採用折返干線(又稱「之」字形干線)開拓。缺點是列車在干線上運行時,經過折返站需要改變運行方向,從而影響列車運行速度和效率。如果礦體走向長度較長時,可以布置成直進式行車方式,使幾個(根據礦體長度)水平沿同一方向運行,然後設折返站,用折返式行車,以下各水平則根據需要決定線路的布置方式。
山坡露天礦在采礦場附近如有較長的單側山坡時,折返干線應布置在境界以外的端幫上。當露天礦地形為孤立的山峰時,折返干線可以布置在露天開采境界之內。
(二)公路運輸開拓
公路運輸開拓根據公路干線布置方式可分為回返干線和螺旋干線開拓。回返干線和折返干線布置相仿,汽車在干線上運行是經過具有一定曲率半徑的回返平台改變運行方向,但不需停車換向。因為汽車運輸要求的曲率半徑小,所以多採用回返干線開拓方式。
當露天采礦場的長度和寬度相差不大,為了克服汽車因回返減速影響運輸效率可採用螺旋干線開拓。當凹陷露天礦採用螺旋干線開拓時,溝道可沿采場四周邊幫盤旋布置干線,汽車可在干線上直進運行。
(三)平峒溜井開拓
平硐溜井開拓主要是用溜井和平硐建立采礦場與選礦廠之間的運輸通路。此種開拓方式不能獨立完成礦石的運輸任務,需要與其他運輸方式配合。在采礦場內多採用汽車或窄軌鐵路運輸,溜井主要是溜放礦石,溜井以下多用鐵路運輸運至選礦廠。岩石則直接運往排土場堆置。個別礦山也有用溜井溜放岩石的。礦石從溜井放礦口裝入礦車,多用機車牽引經過平硐再運至選礦廠。溜井承擔受礦和放礦任務,是運輸系統中的關鍵環節。合理地確定溜井位置和結構要素,對於保證礦山正常出產具有重要意義。
(四)斜坡卷揚開拓
小型金屬露天礦常用斜坡串車和重力卷揚開拓。斜坡串車一般是在小於25°的溝道內利用卷揚機同時提升(或下放)幾個礦車。凹陷露天礦的串車溝道是設在開采境界內的非工作幫上。在山坡露天礦一般多設在開采境界之外。對於地形較緩,高差不大的小型山坡露天礦,還可採用重力卷揚開拓,將採下的礦石裝入礦車,順卷揚道利用自重向下溜放,井帶動空車沿另一軌道上升。
(五)膠帶運輸開拓
膠帶運輸開拓是近年來新興的一種開拓運輸方式。采場內經穿孔爆破,破碎後的礦岩借挖掘機裝入汽車,然後運至半固定式破碎機;破碎後的礦岩借鋼繩膠帶運輸機提升至地表;再通過轉載站,送入地面膠帶運輸機;最終運送到礦倉或排土場卸載。隨著露天采場向下延深,膠帶運輸機和半固定式破碎機也向下移設。不過,為了減少移設工作量,通常每下掘3~5個台階後才移設破碎機和膠帶運輸機。
在本開拓方法中,用連續動作的膠帶運輸機提升礦岩,運輸能力大,而且由於遠輸機仰角可達16°~18°,運輸距離也短,通常膠帶運輸開拓的勞動生產率是單一汽車運輸開拓的2~4倍,而前者的運輸成本僅為後者的1/5。
⑨ 阜新煤田及海州礦露天井工聯合開采
2.5.2.1 阜新煤田概況
阜新市位於遼寧省西部。阜新煤田東北起沙拉,西南至李金,走向長75km,由西北端露頭向東南深部延伸,傾斜寬8km,面積約600km2。礦區處於醫巫閭山與松嶺山脈之間的低緩丘陵地帶,地形起伏變化較小,局部地區為河流沖積平原。細河由北向南流經礦區中部,除雨季外,河水流量較小。阜新氣候屬大陸性氣候,冬季寒冷,最低氣溫零下25℃,最高氣溫零上35℃,年降水量700mm,凍結深度1.2m。
礦區平面位置見圖2-7。
圖2-7 阜新礦區平面示意
礦區含煤地層為中生界侏羅繫上統義縣組、沙海組和阜新組。煤系地層之上為白堊系下統孫家灣組,其上為第四系沖積層。煤田位於天山—陰山緯向構造帶的赤峰—鐵嶺斷隆帶與新華夏系第二沉降帶的北票—建昌斷隆帶交錯復合部位,礦區內褶皺構造比較發育,沿煤層走向依次有新邱背斜、清河門背斜和李金背斜等。這些背斜又被北西及北北西向正斷層切割。背斜與斷層的交錯切割,將整個煤田分割成多個塊段,是井工劃分的自然邊界,也使整個礦區分割成分散很廣的獨立礦井。礦區水文地質條件從簡單到中等,以第四系裂隙水為主,以基岩風化帶微裂隙含水與粗粒孔隙構成的含水層為輔。據1989年統計,全區涌水量為3700~4100m3/h(60~80m3/min),第四紀沖擊層含水量及礦井涌水量主要來源於大氣降水。
阜新煤田露天井工聯合開采露天礦與井工礦分布見表2-3,因此看出,阜新煤田是露采礦,井采礦分布廣、分布散,但露天礦周邊又有多個井工礦的典型復合的露天井工聯合開采類型煤田。
表2-3 阜新煤田露天礦井工礦分布
以上是源於適合露天開採煤田的露天井工聯合開采類型。這樣劃分的露天礦與井工礦,能各自開采,各自管理。露天井工相互之間的影響與干擾一般都較小,安全控制技術的關聯程度也不那麼密切。而對於露天煤礦近期迅速發展的一種新型的開采方式,即露天煤礦內實現露天與井工聯合開采,已從實踐與理論上發展為露天井工聯合開采,以實現露天煤礦內露天開采與井工開採的優勢互補,具有合理高效開採煤炭資源,減少資源浪費的優點,這樣可以最大限度的將露天煤礦內露采殘存的煤炭資源,採用井工開採的方式開采出來。這符合充分利用不可再生資源,實現煤炭綠色開採的理念。
阜新市煤田露天井工聯合開採的地質環境具有以下特點:
(1)煤田分布范圍廣,大部分礦井分布分散,只有部分礦井相對集中。阜新市街區位於煤田礦井集中的部位;
(2)煤層開采深度變化大,淺部開采與深部開采並舉,露天開采和井工開采並舉,煤層重復開采持續不斷,使阜新市地質環境處於多類工程活動反復作用影響之下;
(3)地質構造復雜,斷層多,易受采動影響誘發活化,引發災變;
(4)由於井采和地質條件的特點,露天礦與井工礦開采具有安全控制難度大、范圍廣、種類多、持續時間長、防治難度大的特點。
隨著資源枯竭,阜新煤田礦山陸續終采閉坑,海州露天礦2005年也已閉坑,礦區生產能力下降,經濟效益下降,礦山設備老化,虧損嚴重,而生態地質環境的惡化,地質災害的頻發,更是雪上加霜。國家高度重視資源枯竭地區的經濟轉型,將極具典型性的阜新市作為經濟轉型的示範區,探索一條符合中國國情的資源枯竭型城市經濟轉型的新路子,攻克這一世界性的難題。
2.5.2.2 海州露天礦露天井工聯合開采
海州露天煤礦是中國「一五」計劃期間,斥巨資建造的大型露天煤礦,當時由前蘇聯列寧格勒煤礦設計院設計。1950年開始建設,1953年7月1日正式投產。全礦佔地26.82km2,東西長4.0km,南北寬2.0km,垂直開采深度-350m,坑底海拔-175m,排土場14.8km2,工業廣場3.84km2。南幫原設計總邊坡角為38°38′,北幫總邊坡角為18°~20°,東西兩幫的總邊坡角一般在35°~42°之間。海州露天礦經過五十年的大規模開采,於2005年閉坑。
圖2-8阜新海州露天礦坑。
圖2-8 阜新海州露天礦
礦區岩層產狀一般傾向130°~150°,傾角17°~24°,局部30°。海州露天礦地層是由中上侏羅系盆地所構成,盆地兩側有大巴—錦州和傲喇嘛荒—興隆溝兩斷裂帶所構成的一個條形地塹。
圖2-9為海州露天礦礦區地質地形圖。
露天礦開采境界之下曾有孫家灣煤礦、五龍煤礦、平安煤礦、高德煤礦等多個井工煤礦進行多年的大規模地下開采作業,從而產生露天井工聯合開採的復雜相互作用。海州礦邊幫幾乎全部處於井工采動後的岩移擾動范圍內,也改變了阜新市區南部地區的地形、地貌。海州礦西南235采區的井采對上部邊坡岩體造成了明顯影響。6個井工煤礦位於南幫邊坡頂部及邊坡下部,其煤礦開采活動對閉坑後的露天礦邊坡穩定與礦山生態重建影響較大,存在滑坡與地表變形、地面沉陷、煤層自燃、地裂縫等多種礦山地質災害和地質環境問題,是露天煤田歷史遺留的、無序的、被動的露天井工聯合開采造成礦業城市地質災害頻發與地質環境問題嚴重的最典型範例。
圖2-10為海州露天煤礦與周邊井工煤礦位置圖。
圖2-9 海州露天礦礦區地質地形
圖2-10 海州露天煤礦與周邊井工開工礦位置
海州露天煤礦閉坑後建成國家礦山公園,邊坡穩定與安全控制將一直維持。因此把井工開采對露天礦邊坡穩定性影響作為一個重大問題進行研究是十分必要的、緊迫的。