(一)間斷式開采工藝
1.采掘環(huán)節(jié)
設備:機械鏟憑借強大挖掘力和廣泛適應性,能應對各類硬度礦巖,在露天礦山應用廣泛。液壓鏟動作敏捷,工作效率高,尤其在中小型礦山或對開采精度要求嚴苛的區(qū)域表現(xiàn)出色。前裝機機動性強,常作為輔助采裝設備,在場地狹窄的礦山發(fā)揮重要作用 。
作業(yè)方式:機械鏟與液壓鏟常用平裝車和上裝車兩種作業(yè)方式。平裝車即將礦巖直接裝入同一水平的運輸車輛,適用于水平或緩傾斜礦體開采;上裝車則是將礦巖裝入上方水平的運輸車輛,多用于開采臺階較高的情況。前裝機主要在采場內(nèi)部短距離搬運礦巖,配合主采裝設備提升開采效率。
2.運輸環(huán)節(jié)
機車車輛運輸:適用于大型礦山,其運輸能力強、成本相對較低。需鋪設專門的準軌或窄軌鐵路軌道系統(tǒng),適合長距離、大運量的礦巖運輸 。
汽車運輸:靈活性是其最大優(yōu)勢,能適應復雜地形與多變開采條件,可直接將礦巖從采場運往破碎站、排土場或選礦廠等。在中、小型礦山以及地形復雜的大型礦山應用普遍。不過,汽車運輸成本較高,對道路條件要求嚴格,車輛維護工作量大 。
溜井 - 提升機運輸:利用溜井讓礦巖自上而下溜放至下部水平,再通過提升機提升至地面或指定地點。該方式適用于開采深度較大的礦山,可減少運輸設備數(shù)量與能耗。但溜井建設和維護成本高,且要求礦巖性質適宜,避免大塊礦巖堵塞溜井 。
(二)連續(xù)式開采工藝
1.采掘環(huán)節(jié)
輪斗鏟:具備連續(xù)挖掘能力,生產(chǎn)規(guī)模大、效率高,主要用于開采松軟礦巖,如露天煤礦。工作時,輪斗旋轉連續(xù)挖掘礦巖,并通過膠帶輸送機輸出。其斗容和挖掘速度決定生產(chǎn)能力,不同型號適配不同規(guī)模礦山 。
鏈斗鏟:同樣是連續(xù)挖掘設備,通過鏈斗循環(huán)運動挖掘礦巖。挖掘深度較大,在大型露天礦深部開采中應用較多。挖掘精度較高,對礦巖適應性較強,但設備結構復雜,維護成本高昂 。
水槍:利用高壓水射流破碎礦巖,適用于開采松散、軟質礦巖,如砂礦。開采效率高、成本較低,但耗水量大,對水資源供應和廢水處理要求高 。
采砂船:專門用于水下砂礦或河灘砂礦開采,依據(jù)工作原理和結構形式分為鏈斗式、吸揚式等類型。鏈斗式采砂船靠鏈斗挖掘砂礦,吸揚式采砂船則通過泵吸方式將砂礦吸入船內(nèi)。采砂船開采受水文條件影響顯著,需在合適水域作業(yè) 。
2.運輸環(huán)節(jié)
帶式輸送機:作為連續(xù)式開采工藝的核心運輸設備,運輸能力大、距離長、運行平穩(wěn)且能耗低,可與采掘設備無縫對接,實現(xiàn)礦巖連續(xù)運輸。其帶寬、帶速和輸送角度等參數(shù)根據(jù)礦山生產(chǎn)能力和地形條件定制 。
運輸排土橋:主要用于將剝離物運往排土場,集成了帶式輸送機和排土設備,可在較大范圍內(nèi)開展排土作業(yè)。適用于大型露天礦大規(guī)模剝離作業(yè),能大幅提高排土效率、降低成本 。
懸臂排土機:與運輸排土橋功能類似,用于排土作業(yè)?蓪捷斔蜋C運來的剝離物排卸到指定位置,懸臂可回轉、升降,適應不同排土場地形和要求 。
管道運輸:在輸送高濃度礦漿等特殊情況下采用。具有運輸成本低、占地少、不受地形限制等優(yōu)點,但對輸送物料性質和管道材質要求高,初期投資大 。
(三)半連續(xù)式開采工藝
1.采掘 - 破碎環(huán)節(jié)
先由機械鏟、液壓鏟等間斷式采掘設備將礦巖采裝至運輸設備(如汽車),再運送至破碎機。破碎機類型依據(jù)礦巖性質和產(chǎn)品粒度要求選擇,常見的有顎式破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機等,將大塊礦巖破碎為較小粒度,便于后續(xù)連續(xù)運輸 。
2.運輸環(huán)節(jié)
破碎后的礦巖通過帶式輸送機等連續(xù)運輸設備運出采場。該工藝融合了間斷式和連續(xù)式開采工藝的長處,既能應對較硬礦巖,又能發(fā)揮連續(xù)運輸設備高效、低成本的優(yōu)勢。在大型露天金屬礦山,因礦巖硬度大,采用半連續(xù)式開采工藝可顯著提升開采效率、降低生產(chǎn)成本 。
二、按礦床賦存條件分類
(一)平緩礦床開采方法
1.倒堆采礦法
作業(yè)方式:利用機械鏟或索斗鏟將剝離物直接倒堆至前一采掘帶的采空區(qū),采礦工作面緊跟剝離工作面推進。該方法無需專門排土設備,工藝簡單、成本低。但隨著開采深度增加,倒堆難度加大,適用范圍受限,一般適用于開采深度淺、礦體厚度小的平緩礦床 。
2.橫運采礦法
作業(yè)方式:借助排土橋、懸臂排土機將剝離物垂直于工作線方向運往采空區(qū)。可實現(xiàn)大規(guī)模剝離和排土作業(yè),適用于礦體走向長、開采寬度寬的平緩礦床。排土橋和懸臂排土機工作效率高,能快速完成剝離物運輸和排卸,但設備投資大,對地形條件有一定要求 。
3.縱運采礦法
作業(yè)方式:剝離物沿工作線繞過端幫縱向運往采空區(qū)。運輸線路相對簡單,設備調(diào)配便捷,適用于礦體走向長度適中、開采寬度窄的平緩礦床。采用該方法時,需合理規(guī)劃運輸線路,保障剝離物運輸順暢高效 。
(二)傾斜礦床開采方法
1.組合臺階開采法
作業(yè)方式:將多個臺階組合成一個開采單元,在組合臺階上進行穿孔、爆破、采裝和運輸作業(yè)。通過合理設計組合臺階的高度、寬度和臺階坡面角等參數(shù),可提高開采效率、降低成本。適用于傾斜角度大的礦床,能有效利用礦山空間資源,減少開采設備移動次數(shù) 。
2.橫采掘帶開采法
作業(yè)方式:采掘帶垂直于礦體走向布置,采裝設備沿采掘帶橫向推進。能充分發(fā)揮采裝設備工作效率,便于組織生產(chǎn)。開采過程中,需重點規(guī)劃運輸線路,確保礦巖運輸順暢。適用于礦體走向長、傾角陡的礦床 。
3.分區(qū)分期開采法
作業(yè)方式:根據(jù)礦床地質條件、開采技術條件和經(jīng)濟因素,將礦區(qū)劃分為多個開采區(qū)域,分期開采。先開采條件優(yōu)越、經(jīng)濟效益高的區(qū)域,再逐步開采其他區(qū)域?山档统跗谕顿Y,提升礦山經(jīng)濟效益和抗風險能力。實施時,要做好各區(qū)域間的銜接過渡,保證礦山生產(chǎn)連續(xù)性。