礦山采掘技術(shù)手冊一、概述

礦山采掘技術(shù)是礦山開采的核心環(huán)節(jié)，涉及從地質(zhì)勘探到礦產(chǎn)資源開采的全過程。本手冊旨在提供一套系統(tǒng)、規(guī)范的采掘技術(shù)指導(dǎo)，確保礦山生產(chǎn)的安全、高效和可持續(xù)發(fā)展。內(nèi)容涵蓋采掘前的準(zhǔn)備工作、主要采掘方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程及環(huán)境保護(hù)等方面。

二、采掘前的準(zhǔn)備工作

（一）地質(zhì)勘探與評估

1.收集礦區(qū)地質(zhì)資料，包括巖層分布、礦體賦存狀態(tài)、應(yīng)力分布等。

2.利用地質(zhì)勘探技術(shù)（如鉆探、物探、遙感）獲取詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3.評估礦體可采性，確定開采邊界和資源儲量（示例：可采儲量范圍50萬-200萬噸）。

（二）采掘方案設(shè)計(jì)

1.根據(jù)地質(zhì)評估結(jié)果，選擇合適的采掘方法（如露天開采、地下開采）。

2.設(shè)計(jì)采場布局，包括工作面、運(yùn)輸路線、通風(fēng)系統(tǒng)等。

3.制定采掘進(jìn)度計(jì)劃，明確各階段任務(wù)和時間節(jié)點(diǎn)。

（三）設(shè)備與材料準(zhǔn)備

1.配置采掘設(shè)備，如挖掘機(jī)、裝載機(jī)、鉆機(jī)、運(yùn)輸車輛等。

2.準(zhǔn)備支護(hù)材料（如鋼梁、錨桿、噴射混凝土），確保采場穩(wěn)定性。

3.檢查設(shè)備性能，確保運(yùn)行安全。

三、主要采掘方法

（一）露天開采技術(shù)

1.剝離表層土：使用推土機(jī)清除非礦覆土，步驟包括：

(1)測量剝離范圍，規(guī)劃剝離路線。

(2)分層剝離，自上而下進(jìn)行。

(3)堆積廢土，設(shè)置臨時或永久堆場。

2.主礦體開采：采用分段開采法，步驟包括：

(1)劃分開采分段，確定爆破參數(shù)。

(2)進(jìn)行爆破作業(yè)，控制飛石范圍。

(3)使用挖掘機(jī)裝車，自卸卡車外運(yùn)。

（二）地下開采技術(shù)

1.巷道掘進(jìn)：采用掘進(jìn)機(jī)或鉆爆法，步驟包括：

(1)設(shè)計(jì)巷道斷面，準(zhǔn)備掘進(jìn)設(shè)備。

(2)進(jìn)行鉆孔或機(jī)械掘進(jìn)，邊掘邊支護(hù)。

(3)清理巷道廢料，保證運(yùn)輸暢通。

2.礦房開采：根據(jù)礦體厚度選擇方法，如：

(1)長壁法：適用于厚礦體，步驟包括：

a.切割工作面，進(jìn)行預(yù)裂爆破。

b.裝載機(jī)裝煤，刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)。

c.支護(hù)工作同步進(jìn)行，防止頂板垮塌。

(2)房柱法：適用于中薄礦體，步驟包括：

a.開挖礦房，保留柱狀礦柱支撐頂板。

b.分區(qū)開采，避免應(yīng)力集中。

c.最終回收礦柱，提高資源利用率。

四、設(shè)備操作與維護(hù)

（一）主要設(shè)備操作要點(diǎn)

1.挖掘機(jī)：

-啟動前檢查液壓系統(tǒng)、履帶緊固情況。

-操作時保持平穩(wěn)，避免急轉(zhuǎn)彎或超載。

-工作結(jié)束后進(jìn)行清潔和潤滑。

2.裝載機(jī)：

-裝載時控制鏟斗高度，防止物料飛濺。

-定期檢查輪胎磨損，調(diào)整輪胎氣壓。

3.爆破設(shè)備：

-爆破前檢查雷管、導(dǎo)爆索的完好性。

-爆破時設(shè)置警戒區(qū)，確保人員撤離。

（二）設(shè)備維護(hù)規(guī)程

1.日常檢查：每日檢查設(shè)備油位、溫度、異響等。

2.定期保養(yǎng)：每月進(jìn)行潤滑、緊固件檢查。

3.故障處理：記錄故障現(xiàn)象，按手冊指導(dǎo)排除問題。

五、安全規(guī)程

（一）作業(yè)前安全準(zhǔn)備

1.檢查通風(fēng)系統(tǒng)，確保采場氧氣濃度達(dá)標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)：≥20%）。

2.穿戴防護(hù)用品，如安全帽、反光背心、防塵口罩。

3.設(shè)置警示標(biāo)志，明確危險區(qū)域。

（二）作業(yè)中安全措施

1.嚴(yán)禁超負(fù)荷作業(yè)，設(shè)備運(yùn)行時禁止接觸旋轉(zhuǎn)部件。

2.爆破作業(yè)需由持證人員操作，嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”制度。

3.發(fā)現(xiàn)頂板異常立即停工，報告并處理。

（三）應(yīng)急處理

1.制定應(yīng)急預(yù)案，明確火災(zāi)、坍塌等事故的處置流程。

2.配備急救箱，定期演練救援程序。

3.發(fā)生事故后立即切斷電源，防止次生災(zāi)害。

六、環(huán)境保護(hù)措施

（一）粉塵控制

1.采用濕式作業(yè)，減少粉塵飛揚(yáng)。

2.安裝噴霧系統(tǒng)，降低空氣中的顆粒物濃度。

3.定期清理設(shè)備周邊積塵。

（二）廢水處理

1.設(shè)置沉淀池，收集洗礦廢水，達(dá)標(biāo)后排放。

2.回用洗礦水，減少新鮮水消耗。

（三）廢棄物管理

1.分類堆放廢石、廢渣，設(shè)置防滲措施。

2.廢棄設(shè)備進(jìn)行回收或銷毀，避免二次污染。

七、總結(jié)

礦山采掘技術(shù)涉及多方面專業(yè)知識，需結(jié)合實(shí)際條件靈活應(yīng)用。本手冊提供的基礎(chǔ)框架應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目調(diào)整，確保安全、高效、環(huán)保地完成開采任務(wù)。持續(xù)學(xué)習(xí)新技術(shù)、新設(shè)備，提升采掘管理水平，推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（一）露天開采技術(shù)

1.剝離表層土

目的與原則：剝離表層土（包括植被、土壤、風(fēng)化巖等）的主要目的是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、清除不利于開采的覆蓋層，并為后續(xù)礦體開采創(chuàng)造條件。剝離作業(yè)應(yīng)遵循“分層、分段、自上而下”的原則，優(yōu)先剝離植被層和有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，減少水土流失。

設(shè)備選擇與配置：

推土機(jī)：根據(jù)剝離層厚度和作業(yè)面積選擇合適的推土機(jī)，常用的是推力80-500噸的重型推土機(jī)。配置時需考慮設(shè)備數(shù)量以滿足連續(xù)作業(yè)需求。

挖掘機(jī)：用于處理推土機(jī)難以作業(yè)的硬質(zhì)表層或裝載廢土。

自卸汽車：用于運(yùn)輸剝離土至棄土場，載重能力需根據(jù)運(yùn)距和運(yùn)輸量匹配。

步驟詳解：

(1)測量與規(guī)劃：

使用GPS、全站儀等測量設(shè)備精確測繪剝離范圍，設(shè)定剝離邊界線。

根據(jù)剝離量、運(yùn)輸距離、棄土場位置，規(guī)劃最優(yōu)的剝離路線和運(yùn)輸回路。

繪制剝離工程平面圖和剖面圖，標(biāo)注關(guān)鍵點(diǎn)位（如坡腳、彎道、棄土場邊界）。

(2)植被清理：

采用推土機(jī)推倒或挖掘機(jī)配合清除表層植被，注意保護(hù)深層土壤結(jié)構(gòu)。

對于特殊保護(hù)植物（如需保留的伴生植物），應(yīng)單獨(dú)制定清理方案。

清理后的植被可考慮移植或堆放備用。

(3)分層剝離：

根據(jù)地質(zhì)報告和現(xiàn)場情況，確定剝離層次，一般每層厚度為1-5米。

自上而下逐層剝離，每層剝離后應(yīng)形成一定的安全坡面角度（根據(jù)巖土性質(zhì)和穩(wěn)定性要求確定，通常不超過35°-45°）。

使用推土機(jī)進(jìn)行推平、壓實(shí)，形成平整的作業(yè)平臺。

(4)裝載與運(yùn)輸：

將剝離土推至裝載點(diǎn)，使用挖掘機(jī)或推土機(jī)進(jìn)行裝載，裝車時注意車廂不滿載，以防運(yùn)輸過程中散落。

自卸汽車按照規(guī)劃的回路，將剝離土運(yùn)至指定的棄土場。

棄土場應(yīng)有明確的管理制度，分區(qū)堆放，設(shè)置擋土墻或邊坡防護(hù)，防止垮塌和粉塵污染。定期對棄土場進(jìn)行壓實(shí)和平整。

質(zhì)量控制：

確保剝離邊界符合設(shè)計(jì)要求，不留死角。

控制剝離土的塊度，過大的巖石需預(yù)先破碎。

記錄剝離量，與設(shè)計(jì)剝離量進(jìn)行對比，評估剝離進(jìn)度。

2.主礦體開采

目的與原則：主礦體開采的目的是將埋藏的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)、安全地采出。開采方法的選擇需綜合考慮礦體地質(zhì)特征（如傾角、厚度、硬度、賦存狀態(tài)）、開采深度、生產(chǎn)能力要求、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境因素。基本原則是提高資源回收率、保證安全生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本。

主要開采方法：

分臺階開采（階梯式開采）：適用于中深部露天礦，通過向下分層、分臺階開采，形成階梯狀工作面。

分段高開采（分段空場開采）：適用于傾斜或急傾斜礦體，沿走向?qū)⒌V體分為若干段，逐段向下開采。

步驟詳解（以分臺階開采為例）：

(1)工作幫坡面形成：

根據(jù)礦體傾角、巖石力學(xué)性質(zhì)和設(shè)備能力，確定臺階高度（常用10-20米）和平臺寬度（大于臺階高度）。

使用推土機(jī)或爆破方法形成工作幫坡面，坡面角度需滿足穩(wěn)定要求，避免滑坡。

定期檢查臺階坡面穩(wěn)定性，對危巖進(jìn)行清理或支護(hù)。

(2)鉆孔與爆破：

鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使用牙輪鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)等，在爆破平臺上鉆鑿爆破孔。鉆孔參數(shù)包括孔徑、孔深、孔距、排距、鉆孔角度（垂直或傾斜），需根據(jù)巖石硬度、爆破規(guī)模和預(yù)期塊度精心設(shè)計(jì)。

裝藥與聯(lián)網(wǎng)：按設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)（如空孔、填塞段、藥包段）裝入炸藥和雷管，使用聯(lián)網(wǎng)器將雷管按順序連接，確保起爆可靠。

爆破：在規(guī)定的安全距離外，按起爆順序（通常自上而下、自深而淺）起爆。采用非電起爆系統(tǒng)（如導(dǎo)爆管）以減少誤爆風(fēng)險。爆破后需進(jìn)行通風(fēng)排煙，確保有害氣體（如CO）濃度低于安全標(biāo)準(zhǔn)。

(3)礦石與廢石剝離（破?á/破土）：

清頂：爆破后，清除工作平臺上覆蓋的浮石和松散巖土。

拉斗鏟（電鏟）作業(yè)：使用拉斗鏟將爆破后的礦石或廢石挖裝到自卸汽車上。操作時需注意控制鏟斗下放速度，避免碰壞設(shè)備或巖壁。

廢石運(yùn)輸：裝滿礦石（或廢石）的自卸汽車駛出工作平臺，沿運(yùn)輸路線運(yùn)至廢石場。運(yùn)輸路線需定期檢查維護(hù)，確保路面平整、轉(zhuǎn)彎順暢。

(4)礦石運(yùn)輸與卸載：

運(yùn)輸方式：根據(jù)礦山規(guī)模和距離，可采用公路運(yùn)輸（自卸汽車）、皮帶運(yùn)輸機(jī)或鐵路運(yùn)輸。公路運(yùn)輸最為靈活，適用于中小型礦山或中短距離運(yùn)輸。

卸載點(diǎn)：設(shè)置卸礦平臺或卸礦倉，將汽車上的礦石倒入儲礦倉或直接轉(zhuǎn)運(yùn)至破碎系統(tǒng)。卸載時需防止礦石飛濺或堵塞。

(5)階段與最終邊坡處理：

隨著開采深度的增加，需不斷向下擴(kuò)展工作幫，形成新的臺階。

當(dāng)開采至設(shè)計(jì)深度或礦體采完時，需處理最終邊坡。對最終邊坡進(jìn)行削坡減載、預(yù)裂爆破、設(shè)置永久性擋墻或錨固系統(tǒng)等，確保其長期穩(wěn)定。

效率與安全提升措施：

優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，提高爆破效果和塊度均勻性，減少二次破碎。

采用自動化或智能化操作技術(shù)（如遠(yuǎn)程操控拉斗鏟），提高作業(yè)效率和安全性。

加強(qiáng)設(shè)備間的協(xié)同配合，優(yōu)化運(yùn)輸調(diào)度，減少車輛等待時間。

實(shí)施動態(tài)安全監(jiān)控，對邊坡、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測預(yù)警。

（二）地下開采技術(shù)

1.巷道掘進(jìn)

目的與分類：巷道是地下開采的骨架，用于運(yùn)輸?shù)V石、廢石、人員，以及通風(fēng)、排水、供電等。根據(jù)功能可分為運(yùn)輸巷道、通風(fēng)巷道、充填巷道、回采巷道等。掘進(jìn)方法主要分為鉆爆法、機(jī)械掘進(jìn)法（掘進(jìn)機(jī)）、掘錨運(yùn)一體化法等。

設(shè)備選擇與配置：

鉆爆法：需要鑿巖臺車、鉆機(jī)、裝巖機(jī)（如鏟斗式裝載機(jī)、耙斗式裝載機(jī)）、通風(fēng)機(jī)、噴漿機(jī)等。

機(jī)械掘進(jìn)法：需要掘進(jìn)機(jī)（如掘錨機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)）、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)、支護(hù)設(shè)備等。

掘錨運(yùn)一體化設(shè)備：集掘進(jìn)、裝載、運(yùn)輸功能于一體，適用于煤層或軟巖掘進(jìn)。

步驟詳解（以鉆爆法為例）：

(1)巷道設(shè)計(jì)：

根據(jù)開采設(shè)計(jì)，確定巷道斷面形狀（矩形、圓形、拱形等）、尺寸、坡度、位置和掘進(jìn)順序。

繪制巷道施工圖，標(biāo)注中心線、輪廓線、支護(hù)方式、設(shè)備安裝位置等。

(2)工作面準(zhǔn)備：

清理巷道起點(diǎn)或待掘段，設(shè)置臨時支護(hù)（如木棚、鋼支撐）。

安裝掘進(jìn)設(shè)備（如鑿巖臺車），調(diào)整位置和角度。

檢查通風(fēng)系統(tǒng)，確保工作面風(fēng)量充足、風(fēng)速符合要求。

鋪設(shè)臨時管線（水、電、通信），準(zhǔn)備爆破材料。

(3)鉆孔：

根據(jù)爆破設(shè)計(jì)圖，使用測量儀器（如激光指向儀）標(biāo)定鉆孔位置和方向。

操作鑿巖機(jī)或鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，嚴(yán)格控制孔深、孔距、角度和填塞質(zhì)量。

鉆孔過程中注意觀察巖層變化，調(diào)整鉆孔參數(shù)。

(4)裝藥與聯(lián)網(wǎng)：

將炸藥、雷管按設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)裝入鉆孔，做好填塞，確保爆破效果和安全性。

使用聯(lián)網(wǎng)器將所有雷管按起爆順序聯(lián)網(wǎng)，并進(jìn)行導(dǎo)通性檢查。

(5)爆破作業(yè)：

設(shè)置警戒區(qū)域，清場，撤離無關(guān)人員。

按照規(guī)定的起爆順序和時間間隔進(jìn)行起爆。

爆破后等待一定時間（根據(jù)巖石性質(zhì)和用藥量確定），進(jìn)行通風(fēng)排煙和有毒有害氣體檢測。

(6)裝巖與運(yùn)輸：

使用裝巖機(jī)清除爆破后的巖渣。操作時注意安全，避免觸碰到殘留的炮孔或未爆藥包。

將巖渣裝入礦車或皮帶輸送機(jī)，運(yùn)出工作面。

(7)巷道支護(hù)：

在爆破和裝巖后，及時進(jìn)行巷道支護(hù)，防止圍巖變形或垮塌。

支護(hù)方式包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼支撐支護(hù)、砌碹支護(hù)等。需根據(jù)圍巖等級和巷道用途選擇。

對于錨桿支護(hù)，需確保錨桿安裝角度、長度、托盤緊固符合設(shè)計(jì)要求。對于噴射混凝土，需控制噴射厚度和密實(shí)度。

(8)循環(huán)作業(yè)：完成一個掘進(jìn)循環(huán)后，移動設(shè)備至下一循環(huán)位置，重復(fù)鉆孔、爆破、裝巖、支護(hù)等步驟，直至巷道掘進(jìn)至設(shè)計(jì)終點(diǎn)。

質(zhì)量控制：

控制巷道掘進(jìn)的方向、坡度和斷面尺寸，允許偏差應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

檢查支護(hù)效果，確保圍巖穩(wěn)定。

記錄循環(huán)進(jìn)尺、爆破效果、支護(hù)質(zhì)量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和改進(jìn)。

2.礦房開采

目的與適用條件：礦房開采是從礦體內(nèi)部直接采出礦石的方法，常用于中厚及厚礦體。根據(jù)礦體賦存狀態(tài)和開采技術(shù)，可分為長壁法、房柱法、分段法、階段礦房法等。本手冊主要介紹長壁法和房柱法。

步驟詳解（1）長壁法：

適用條件：主要適用于傾角平緩（≤25°）的薄、中厚煤層或軟巖礦體。

工作面布置：沿礦體傾向布置長條形的工作面，工作面長度和寬度根據(jù)采煤設(shè)備和礦體厚度確定。

循環(huán)方式：通常采用“采、支、運(yùn)”平行作業(yè)的循環(huán)方式。

具體步驟：

a.切割工作面：使用采煤機(jī)在煤層頂部或底部進(jìn)行切割，形成工作面的起始輪廓。切割時需控制截深和切割質(zhì)量。

b.推進(jìn)工作面：使用采煤機(jī)沿工作面長度方向，按設(shè)定的截深（如0.6-1.0米）和循環(huán)進(jìn)尺（如0.6-1.2米）進(jìn)行切割或破?á作業(yè)。采煤機(jī)截割的煤炭直接落到刮板輸送機(jī)上。

c.支護(hù)工作面：在采煤機(jī)割煤的同時或之后，使用液壓支架（或單體支柱配合頂梁）對頂板進(jìn)行及時支護(hù)。支護(hù)是長壁法安全高效開采的關(guān)鍵，需確保頂板有效控制，防止冒頂。

d.運(yùn)輸煤炭：刮板輸送機(jī)將工作面落煤運(yùn)出，通過轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)等系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至主運(yùn)輸系統(tǒng)或提升機(jī)房。

e.同步進(jìn)行：采煤、支護(hù)、運(yùn)輸三個環(huán)節(jié)需緊密配合，保持連續(xù)作業(yè)。采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)之間通常采用電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。

安全注意事項(xiàng)：加強(qiáng)工作面頂板管理，嚴(yán)格執(zhí)行支護(hù)規(guī)程；定期檢查輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，防止卡料或斷鏈；注意采煤機(jī)割煤時的片幫和落煤安全。

步驟詳解（2）房柱法：

適用條件：適用于厚礦體（>3-5米）或傾斜礦體。通過預(yù)留煤（巖）柱來支撐礦房頂板和底板。

工作面布置：將礦體切割成若干個房室，房室之間留有煤柱或巖柱支撐。開采順序通常采用“由邊向里”或“由里向外”的方式。

具體步驟：

a.開切眼：在礦體一側(cè)或中部開鑿一條聯(lián)絡(luò)巷道（切眼），作為后續(xù)房室開采的入口和運(yùn)輸通道。

b.掘進(jìn)房室巷道：從切眼向礦體內(nèi)部掘進(jìn)房室側(cè)翼巷道，可使用鉆爆法或掘進(jìn)機(jī)。

c.房室開采：使用采煤機(jī)或爆破方法開采房室內(nèi)的煤炭。開采順序需精心設(shè)計(jì)，避免對殘留煤柱造成過大應(yīng)力集中。

d.煤柱處理：待房室采完后，根據(jù)設(shè)計(jì)決定是否對殘留煤柱進(jìn)行回收。對于需要回收的煤柱，需在房室壓力穩(wěn)定后，采用合適的開采方法（如爆破或機(jī)械開采）進(jìn)行。

e.頂板管理：房柱法開采的關(guān)鍵是煤柱的穩(wěn)定性。開采過程中需監(jiān)測煤柱應(yīng)力變化和變形情況，必要時進(jìn)行錨桿支護(hù)、注漿加固或調(diào)整開采順序。

資源回收率：房柱法開采相比長壁法，資源回收率較低（通常在50%-70%），但適用于無法采用長壁法或需要保留煤柱支撐的場合。

效率與安全提升措施：

長壁法：推廣使用大功率采煤機(jī)、高強(qiáng)度液壓支架和長距離皮帶輸送機(jī)，提高單產(chǎn)單進(jìn)水平。采用智能化工作面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動化操作。

房柱法：優(yōu)化煤柱尺寸和布置，利用數(shù)值模擬技術(shù)預(yù)測采動影響，提高煤柱穩(wěn)定性和回收率。改進(jìn)房室開采設(shè)備，提高開采效率。

（由于篇幅限制，本回答僅詳細(xì)展開“主要采掘方法”部分，其余部分如“設(shè)備操作與維護(hù)”、“安全規(guī)程”、“環(huán)境保護(hù)措施”、“總結(jié)”等可根據(jù)相同邏輯和要求繼續(xù)補(bǔ)充。）

一、概述

礦山采掘技術(shù)是礦山開采的核心環(huán)節(jié)，涉及從地質(zhì)勘探到礦產(chǎn)資源開采的全過程。本手冊旨在提供一套系統(tǒng)、規(guī)范的采掘技術(shù)指導(dǎo)，確保礦山生產(chǎn)的安全、高效和可持續(xù)發(fā)展。內(nèi)容涵蓋采掘前的準(zhǔn)備工作、主要采掘方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程及環(huán)境保護(hù)等方面。

二、采掘前的準(zhǔn)備工作

（一）地質(zhì)勘探與評估

1.收集礦區(qū)地質(zhì)資料，包括巖層分布、礦體賦存狀態(tài)、應(yīng)力分布等。

2.利用地質(zhì)勘探技術(shù)（如鉆探、物探、遙感）獲取詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3.評估礦體可采性，確定開采邊界和資源儲量（示例：可采儲量范圍50萬-200萬噸）。

（二）采掘方案設(shè)計(jì)

1.根據(jù)地質(zhì)評估結(jié)果，選擇合適的采掘方法（如露天開采、地下開采）。

2.設(shè)計(jì)采場布局，包括工作面、運(yùn)輸路線、通風(fēng)系統(tǒng)等。

3.制定采掘進(jìn)度計(jì)劃，明確各階段任務(wù)和時間節(jié)點(diǎn)。

（三）設(shè)備與材料準(zhǔn)備

1.配置采掘設(shè)備，如挖掘機(jī)、裝載機(jī)、鉆機(jī)、運(yùn)輸車輛等。

2.準(zhǔn)備支護(hù)材料（如鋼梁、錨桿、噴射混凝土），確保采場穩(wěn)定性。

3.檢查設(shè)備性能，確保運(yùn)行安全。

三、主要采掘方法

（一）露天開采技術(shù)

1.剝離表層土：使用推土機(jī)清除非礦覆土，步驟包括：

(1)測量剝離范圍，規(guī)劃剝離路線。

(2)分層剝離，自上而下進(jìn)行。

(3)堆積廢土，設(shè)置臨時或永久堆場。

2.主礦體開采：采用分段開采法，步驟包括：

(1)劃分開采分段，確定爆破參數(shù)。

(2)進(jìn)行爆破作業(yè)，控制飛石范圍。

(3)使用挖掘機(jī)裝車，自卸卡車外運(yùn)。

（二）地下開采技術(shù)

1.巷道掘進(jìn)：采用掘進(jìn)機(jī)或鉆爆法，步驟包括：

(1)設(shè)計(jì)巷道斷面，準(zhǔn)備掘進(jìn)設(shè)備。

(2)進(jìn)行鉆孔或機(jī)械掘進(jìn)，邊掘邊支護(hù)。

(3)清理巷道廢料，保證運(yùn)輸暢通。

2.礦房開采：根據(jù)礦體厚度選擇方法，如：

(1)長壁法：適用于厚礦體，步驟包括：

a.切割工作面，進(jìn)行預(yù)裂爆破。

b.裝載機(jī)裝煤，刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)。

c.支護(hù)工作同步進(jìn)行，防止頂板垮塌。

(2)房柱法：適用于中薄礦體，步驟包括：

a.開挖礦房，保留柱狀礦柱支撐頂板。

b.分區(qū)開采，避免應(yīng)力集中。

c.最終回收礦柱，提高資源利用率。

四、設(shè)備操作與維護(hù)

（一）主要設(shè)備操作要點(diǎn)

1.挖掘機(jī)：

-啟動前檢查液壓系統(tǒng)、履帶緊固情況。

-操作時保持平穩(wěn)，避免急轉(zhuǎn)彎或超載。

-工作結(jié)束后進(jìn)行清潔和潤滑。

2.裝載機(jī)：

-裝載時控制鏟斗高度，防止物料飛濺。

-定期檢查輪胎磨損，調(diào)整輪胎氣壓。

3.爆破設(shè)備：

-爆破前檢查雷管、導(dǎo)爆索的完好性。

-爆破時設(shè)置警戒區(qū)，確保人員撤離。

（二）設(shè)備維護(hù)規(guī)程

1.日常檢查：每日檢查設(shè)備油位、溫度、異響等。

2.定期保養(yǎng)：每月進(jìn)行潤滑、緊固件檢查。

3.故障處理：記錄故障現(xiàn)象，按手冊指導(dǎo)排除問題。

五、安全規(guī)程

（一）作業(yè)前安全準(zhǔn)備

1.檢查通風(fēng)系統(tǒng)，確保采場氧氣濃度達(dá)標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)：≥20%）。

2.穿戴防護(hù)用品，如安全帽、反光背心、防塵口罩。

3.設(shè)置警示標(biāo)志，明確危險區(qū)域。

（二）作業(yè)中安全措施

1.嚴(yán)禁超負(fù)荷作業(yè)，設(shè)備運(yùn)行時禁止接觸旋轉(zhuǎn)部件。

2.爆破作業(yè)需由持證人員操作，嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”制度。

3.發(fā)現(xiàn)頂板異常立即停工，報告并處理。

（三）應(yīng)急處理

1.制定應(yīng)急預(yù)案，明確火災(zāi)、坍塌等事故的處置流程。

2.配備急救箱，定期演練救援程序。

3.發(fā)生事故后立即切斷電源，防止次生災(zāi)害。

六、環(huán)境保護(hù)措施

（一）粉塵控制

1.采用濕式作業(yè)，減少粉塵飛揚(yáng)。

2.安裝噴霧系統(tǒng)，降低空氣中的顆粒物濃度。

3.定期清理設(shè)備周邊積塵。

（二）廢水處理

1.設(shè)置沉淀池，收集洗礦廢水，達(dá)標(biāo)后排放。

2.回用洗礦水，減少新鮮水消耗。

（三）廢棄物管理

1.分類堆放廢石、廢渣，設(shè)置防滲措施。

2.廢棄設(shè)備進(jìn)行回收或銷毀，避免二次污染。

七、總結(jié)

礦山采掘技術(shù)涉及多方面專業(yè)知識，需結(jié)合實(shí)際條件靈活應(yīng)用。本手冊提供的基礎(chǔ)框架應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目調(diào)整，確保安全、高效、環(huán)保地完成開采任務(wù)。持續(xù)學(xué)習(xí)新技術(shù)、新設(shè)備，提升采掘管理水平，推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（一）露天開采技術(shù)

1.剝離表層土

目的與原則：剝離表層土（包括植被、土壤、風(fēng)化巖等）的主要目的是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、清除不利于開采的覆蓋層，并為后續(xù)礦體開采創(chuàng)造條件。剝離作業(yè)應(yīng)遵循“分層、分段、自上而下”的原則，優(yōu)先剝離植被層和有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，減少水土流失。

設(shè)備選擇與配置：

推土機(jī)：根據(jù)剝離層厚度和作業(yè)面積選擇合適的推土機(jī)，常用的是推力80-500噸的重型推土機(jī)。配置時需考慮設(shè)備數(shù)量以滿足連續(xù)作業(yè)需求。

挖掘機(jī)：用于處理推土機(jī)難以作業(yè)的硬質(zhì)表層或裝載廢土。

自卸汽車：用于運(yùn)輸剝離土至棄土場，載重能力需根據(jù)運(yùn)距和運(yùn)輸量匹配。

步驟詳解：

(1)測量與規(guī)劃：

使用GPS、全站儀等測量設(shè)備精確測繪剝離范圍，設(shè)定剝離邊界線。

根據(jù)剝離量、運(yùn)輸距離、棄土場位置，規(guī)劃最優(yōu)的剝離路線和運(yùn)輸回路。

繪制剝離工程平面圖和剖面圖，標(biāo)注關(guān)鍵點(diǎn)位（如坡腳、彎道、棄土場邊界）。

(2)植被清理：

采用推土機(jī)推倒或挖掘機(jī)配合清除表層植被，注意保護(hù)深層土壤結(jié)構(gòu)。

對于特殊保護(hù)植物（如需保留的伴生植物），應(yīng)單獨(dú)制定清理方案。

清理后的植被可考慮移植或堆放備用。

(3)分層剝離：

根據(jù)地質(zhì)報告和現(xiàn)場情況，確定剝離層次，一般每層厚度為1-5米。

自上而下逐層剝離，每層剝離后應(yīng)形成一定的安全坡面角度（根據(jù)巖土性質(zhì)和穩(wěn)定性要求確定，通常不超過35°-45°）。

使用推土機(jī)進(jìn)行推平、壓實(shí)，形成平整的作業(yè)平臺。

(4)裝載與運(yùn)輸：

將剝離土推至裝載點(diǎn)，使用挖掘機(jī)或推土機(jī)進(jìn)行裝載，裝車時注意車廂不滿載，以防運(yùn)輸過程中散落。

自卸汽車按照規(guī)劃的回路，將剝離土運(yùn)至指定的棄土場。

棄土場應(yīng)有明確的管理制度，分區(qū)堆放，設(shè)置擋土墻或邊坡防護(hù)，防止垮塌和粉塵污染。定期對棄土場進(jìn)行壓實(shí)和平整。

質(zhì)量控制：

確保剝離邊界符合設(shè)計(jì)要求，不留死角。

控制剝離土的塊度，過大的巖石需預(yù)先破碎。

記錄剝離量，與設(shè)計(jì)剝離量進(jìn)行對比，評估剝離進(jìn)度。

2.主礦體開采

目的與原則：主礦體開采的目的是將埋藏的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)、安全地采出。開采方法的選擇需綜合考慮礦體地質(zhì)特征（如傾角、厚度、硬度、賦存狀態(tài)）、開采深度、生產(chǎn)能力要求、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境因素。基本原則是提高資源回收率、保證安全生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本。

主要開采方法：

分臺階開采（階梯式開采）：適用于中深部露天礦，通過向下分層、分臺階開采，形成階梯狀工作面。

分段高開采（分段空場開采）：適用于傾斜或急傾斜礦體，沿走向?qū)⒌V體分為若干段，逐段向下開采。

步驟詳解（以分臺階開采為例）：

(1)工作幫坡面形成：

根據(jù)礦體傾角、巖石力學(xué)性質(zhì)和設(shè)備能力，確定臺階高度（常用10-20米）和平臺寬度（大于臺階高度）。

使用推土機(jī)或爆破方法形成工作幫坡面，坡面角度需滿足穩(wěn)定要求，避免滑坡。

定期檢查臺階坡面穩(wěn)定性，對危巖進(jìn)行清理或支護(hù)。

(2)鉆孔與爆破：

鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使用牙輪鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)等，在爆破平臺上鉆鑿爆破孔。鉆孔參數(shù)包括孔徑、孔深、孔距、排距、鉆孔角度（垂直或傾斜），需根據(jù)巖石硬度、爆破規(guī)模和預(yù)期塊度精心設(shè)計(jì)。

裝藥與聯(lián)網(wǎng)：按設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)（如空孔、填塞段、藥包段）裝入炸藥和雷管，使用聯(lián)網(wǎng)器將雷管按順序連接，確保起爆可靠。

爆破：在規(guī)定的安全距離外，按起爆順序（通常自上而下、自深而淺）起爆。采用非電起爆系統(tǒng)（如導(dǎo)爆管）以減少誤爆風(fēng)險。爆破后需進(jìn)行通風(fēng)排煙，確保有害氣體（如CO）濃度低于安全標(biāo)準(zhǔn)。

(3)礦石與廢石剝離（破?á/破土）：

清頂：爆破后，清除工作平臺上覆蓋的浮石和松散巖土。

拉斗鏟（電鏟）作業(yè)：使用拉斗鏟將爆破后的礦石或廢石挖裝到自卸汽車上。操作時需注意控制鏟斗下放速度，避免碰壞設(shè)備或巖壁。

廢石運(yùn)輸：裝滿礦石（或廢石）的自卸汽車駛出工作平臺，沿運(yùn)輸路線運(yùn)至廢石場。運(yùn)輸路線需定期檢查維護(hù)，確保路面平整、轉(zhuǎn)彎順暢。

(4)礦石運(yùn)輸與卸載：

運(yùn)輸方式：根據(jù)礦山規(guī)模和距離，可采用公路運(yùn)輸（自卸汽車）、皮帶運(yùn)輸機(jī)或鐵路運(yùn)輸。公路運(yùn)輸最為靈活，適用于中小型礦山或中短距離運(yùn)輸。

卸載點(diǎn)：設(shè)置卸礦平臺或卸礦倉，將汽車上的礦石倒入儲礦倉或直接轉(zhuǎn)運(yùn)至破碎系統(tǒng)。卸載時需防止礦石飛濺或堵塞。

(5)階段與最終邊坡處理：

隨著開采深度的增加，需不斷向下擴(kuò)展工作幫，形成新的臺階。

當(dāng)開采至設(shè)計(jì)深度或礦體采完時，需處理最終邊坡。對最終邊坡進(jìn)行削坡減載、預(yù)裂爆破、設(shè)置永久性擋墻或錨固系統(tǒng)等，確保其長期穩(wěn)定。

效率與安全提升措施：

優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，提高爆破效果和塊度均勻性，減少二次破碎。

采用自動化或智能化操作技術(shù)（如遠(yuǎn)程操控拉斗鏟），提高作業(yè)效率和安全性。

加強(qiáng)設(shè)備間的協(xié)同配合，優(yōu)化運(yùn)輸調(diào)度，減少車輛等待時間。

實(shí)施動態(tài)安全監(jiān)控，對邊坡、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測預(yù)警。

（二）地下開采技術(shù)

1.巷道掘進(jìn)

目的與分類：巷道是地下開采的骨架，用于運(yùn)輸?shù)V石、廢石、人員，以及通風(fēng)、排水、供電等。根據(jù)功能可分為運(yùn)輸巷道、通風(fēng)巷道、充填巷道、回采巷道等。掘進(jìn)方法主要分為鉆爆法、機(jī)械掘進(jìn)法（掘進(jìn)機(jī)）、掘錨運(yùn)一體化法等。

設(shè)備選擇與配置：

鉆爆法：需要鑿巖臺車、鉆機(jī)、裝巖機(jī)（如鏟斗式裝載機(jī)、耙斗式裝載機(jī)）、通風(fēng)機(jī)、噴漿機(jī)等。

機(jī)械掘進(jìn)法：需要掘進(jìn)機(jī)（如掘錨機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)）、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)、支護(hù)設(shè)備等。

掘錨運(yùn)一體化設(shè)備：集掘進(jìn)、裝載、運(yùn)輸功能于一體，適用于煤層或軟巖掘進(jìn)。

步驟詳解（以鉆爆法為例）：

(1)巷道設(shè)計(jì)：

根據(jù)開采設(shè)計(jì)，確定巷道斷面形狀（矩形、圓形、拱形等）、尺寸、坡度、位置和掘進(jìn)順序。

繪制巷道施工圖，標(biāo)注中心線、輪廓線、支護(hù)方式、設(shè)備安裝位置等。

(2)工作面準(zhǔn)備：

清理巷道起點(diǎn)或待掘段，設(shè)置臨時支護(hù)（如木棚、鋼支撐）。

安裝掘進(jìn)設(shè)備（如鑿巖臺車），調(diào)整位置和角度。

檢查通風(fēng)系統(tǒng)，確保工作面風(fēng)量充足、風(fēng)速符合要求。

鋪設(shè)臨時管線（水、電、通信），準(zhǔn)備爆破材料。

(3)鉆孔：

根據(jù)爆破設(shè)計(jì)圖，使用測量儀器（如激光指向儀）標(biāo)定鉆孔位置和方向。

操作鑿巖機(jī)或鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，嚴(yán)格控制孔深、孔距、角度和填塞質(zhì)量。

鉆孔過程中注意觀察巖層變化，調(diào)整鉆孔參數(shù)。

(4)裝藥與聯(lián)網(wǎng)：

將炸藥、雷管按設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)裝入鉆孔，做好填塞，確保爆破效果和安全性。

使用聯(lián)網(wǎng)器將所有雷管按起爆順序聯(lián)網(wǎng)，并進(jìn)行導(dǎo)通性檢查。

(5)爆破作業(yè)：

設(shè)置警戒區(qū)域，清場，撤離無關(guān)人員。

按照規(guī)定的起爆順序和時間間隔進(jìn)行起爆。

爆破后等待一定時間（根據(jù)巖石性質(zhì)和用藥量確定），進(jìn)行通風(fēng)排煙和有毒有害氣體檢測。

(6)裝巖與運(yùn)輸：

使用裝巖機(jī)清除爆破后的巖渣。操作時注意安全，避免觸碰到殘留的炮孔或未爆藥包。

將巖渣裝入礦車或皮帶輸送機(jī)，運(yùn)出工作面。

(7)巷道支護(hù)：

在爆破和裝巖后，及時進(jìn)行巷道支護(hù)，防止圍巖變形或垮塌。

支護(hù)方式包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、鋼支撐支護(hù)、砌碹支護(hù)等。需根據(jù)圍巖等級和巷道用途選擇。

對于錨桿支護(hù)，需確保錨桿安裝角度、長度、托盤緊固符合設(shè)計(jì)要求。對于噴射混凝土，需控制噴射厚度和密實(shí)度。

(8)循環(huán)作業(yè)：完成一個掘進(jìn)循環(huán)后，移動設(shè)備至下一循環(huán)位置，重復(fù)鉆孔、爆破、裝巖、支護(hù)等步驟，直至巷道掘進(jìn)至設(shè)計(jì)終點(diǎn)。

質(zhì)量控制：

控制巷道掘進(jìn)的方向、坡度和斷面尺寸，允許偏差應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

檢查支護(hù)效果，確保圍巖穩(wěn)定。

記錄循環(huán)進(jìn)尺、爆破效果、支護(hù)質(zhì)量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和改進(jìn)。

2.礦房開采

目的與適用條件：礦房開采是從礦體內(nèi)部直接采出礦石的方法，常用于中厚及厚礦體。根據(jù)礦體賦存狀態(tài)和開采技術(shù)，可分為長壁法、房柱法、分段法、階段礦房法等。本手冊主要介