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露天矿开采工艺

第一章 绪论

金属矿床开采按不一样埋藏条件，关键有以下三种方法 ：
①露天开采，
②地下开采，
③砂矿床开采，
现在关键是机械化采掘，本课程关键讲机械化露天开采方法。
一、露天开采基础概念及述语
露天开采是在一定范围内敞露空间里，将掩盖在矿体上部表土及周围部分岩石剥除掉，而把矿石开采出来。所以为了采出矿石，还必需开采矿石。
1．台阶（bank）：（图1-1）开采时，自上而下把矿岩划分成含有一定厚度水平分层，用独立采掘、运输设备进行开采，各分层保持一定超前关系，从而形成阶梯状。
台阶由以下要素组成：上部平盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底线、高度、坡面角。
台阶分：
工作台阶…工作平盘部署采掘、运输设备。
非工作台阶…保安平台：用于缓冲和阻截滑落岩石，减缓边坡角。
清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理。
运输平台：作为工作台阶和出入沟运输联络通道。
2、工作线（Avdvance line）…已经做好准备而形成矿岩区段。
3、采掘带（excavation zone）：开采时将台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，每一个条带叫做采掘带。
参数：
宽度 1、实方……取决于爆破方法和参数。
2、电铲…取决于电铲挖掘和卸载半径。
4、采区（working section ）每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立采运设备。
参数：
长度…一条电铲所占采掘工作线长度。
5、露天坑道：
按用途分：1、出入沟…建立开采水平间运输通道。(Bl—4中AB)。
2、开段沟…建立第一条工作线（初始台阶）见图l—4中CD。
按断面形状分：整断面（1－5 a）,单侧沟（1－5 b）
6．露天矿场（open pit）已经进行和正在进行露天开采区域，由台阶和露天坑道形成。
山坡露天：封闭圈以上。凹陷露天：封闭圈以下。
组成要素：
（1）边帮：露天矿场四面表面总体，分 ：顶帮、底帮（slope）、端帮
（2）工作帮：（working slope），非工作帮（slope of respose）
（3）工作帮坡面及工作帮坡面角
（4）非工作帮坡面及最终边坡角。
（5）上下部最终境界线……开采结束时，非工作帮坡面和地面或露天矿底平面相交闭合曲线。
（6）露天矿场最终境界：上下部最终境界线所限定位置。

二、露天开采工艺过程
穿孔－爆破－采装－运输－排卸
工艺形式分：间断式工艺，连续化工艺，半连续化工艺。
这多个生产步骤是相互紧密配合，所以在不停完善各生产步骤同时，还必需考察她们联络，方便提升全露天矿综合生产能力。
三、露天矿山工程发展程序
如前所述，从露天矿场采出矿石和岩石是从一定工艺过程实现，这种工作总称为露天矿山工程。
露天矿山工程：按施工对象分：剥离工程和采矿工程。按施工形式分：掘沟工程和括帮工程。
矿山工程发展按一定程序进行。
对于一个台阶：掘出入沟开段沟 扩帮
对于上下水平：掘沟和扩帮同时进行，即上部水平扩帮同时下部水平掘沟，于是：
1、 矿山工程深度不停增加，直到最终开采深度。
2、 各开采水平工作线从最初开段沟位置不停向外推进，直到最终边界。
3、 露天矿场在发展过程中，逐步由小变大，由浅至深，
不停采出矿石和剥离岩石，直至最终境界范围内开采终了为止。露天矿山工程发展程序本质特征是渐进即开采工作要不停在空间移动，台阶工作线不停扩展推进，露天采场随之逐深扩大。
综述露天采矿工作特点：生产对象是天然赋存矿岩，开采地点及生产条件不停推移改变，旧水平不停结束新水平陆续投产，组成了采矿过程从准备到生产又从生产到新准备循环运动规律，使掘沟、剥离、和采矿三者之间总是保持相互依存和相互制约关系。
第一章 露天矿生产工艺综述
Chapter 1 the summarigation of production technology in surface mining
第一节 穿孔爆破工作
（drilling and blasting operation）
一、 概述
矿岩采掘前要进行准备，其方法有：穿爆法，机械法（犁
土机松破，推土机堆集），水力法。
常见穿爆法，对于爆破后矿岩有以下基础要求：
1、有足够爆破贮备量,最少能满足电铲5一10昼夜采装需要。…（对矿岩数量上要）。
2、要有合格矿岩块度要求： ( 质量上要求)
电铲:a<=0.8
破碎机:a<=0.8A
胶带机:a<=(0.3—0.4)B
3、要有规整爆堆和台阶。
4、安全:减震、降低冲击波，注意碎石抛掷。
经济:爆破本身经济：合理装药结构、起爆方法、
爆破方法、总采装运输经济效果。
二、 穿孔设备选择和使用
依据岩石破碎方法有：
1、牙轮钻机（rotary drill）
属回转式钻机：五○年代兴起，美国，加拿大，澳大利
亚露天矿几乎全用。
西方国家关键使用美国产品：孔径为ø250、310、380。
比塞骆斯－伊利（B-E）R型。加登纳－丹佛（gardner －denver）GD.n 。马里思（Marion）M－4。
东欧国家用苏联产品：cbm－250cμ,cbm－320 ,bam－
320。
中国:KY－250c（XYZ－250c）
υ＝0.383pn/fD1（厘米/分），p－轴压（千牛顿），h
－转速（转/分），f－岩石坚固性参数，D1－钻头直径（厘米）。
1)强制钻进：高压轴（300－600k/v）低速（150转/
分 以内）
2)高速钻进：低压轴（100－200 k/v）高速（300转/
分）
大冲功低频率（每厘米为卡8－10卡/千米，850－
1300次/分）…合理
小冲功5.5－7，高频率（1900-2500）
评价：效率高 4000－6000米/月，最高 10000米/月 是钢绳冲击式4－5倍 ，孔径大 台年穿孔量达400－600万吨，最高1200万吨/年，是潜空钻机2－4倍。
应用：用于大型金属矿山中硬以上矿岩穿孔。
2、潜孔钻机（down－the－hole percussive drill）
属冲击回转式，潜孔技术早在1932年由美国英格索－兰法（ingersell rand）企业首先推出。最初用于地下矿崩落法，五○年代初才用和露天矿。
型号：国外 T－5（大型） DM－3（中型）
中国 KQ－150A KQ－200 KQ－250
评价：孔径小，能穿凿多种不一样倾角炮孔有利于矿石分采和合理控制品位、块度，结构简单、操作维修方便、价格廉价、设备效率发挥很好。3000－4000米/台月，适适用于中小型露天矿。
υ＝1.27ank/D²E a－冲击功 千克·米
n－冲击频率 次/分
k－冲击波利用参数
E－岩石凿碎功比耗 千克·米/厘米³
D－钻头直径 厘米
3、火钻（jet piercing drill）jpm型
储高温(1600℃－3000˚C)、高速(1100一1800m／s)火焰喷向岩石表面,使岩石在热力作用下骤热、膨胀、碎裂、剥落成孔。火钻穿孔机理就是建立在岩石受热产生不均匀改变基础上，所以适适用于热容量小、导热性差、膨胀性大岩石。
优点：在极硬而且磨蚀性强矿岩中穿孔效率6－10米/小时，同时还能够进行扩孔作业。
缺点：消耗大量柴油和氧气(或压气)，穿孔成本很高。
（相关多种钻机穿孔效率分析，可参阅教材内容自学）。穿孔设备数量计算。P17
三、爆破作业
爆破技术已再《爆破工程》课中具体学到，现只把露天矿用爆破方法作一归纳。
正常台阶爆破。
1、多排孔微差爆破 （multiple－row delay
blasting）
机理：产生新自由面，应力波叠加，岩石相互碰撞，
地震波相互干扰。
微差间隔时间：25－50毫秒起爆次序：－逐排，斜线，波形，掏槽
优点：一次爆破量大，降低爆破次数和避炮时间，改善爆破质量，降低大块，提升穿孔效率。
2、 大巴微差挤压爆破（buffer blasting）
保留一定厚度堆渣：首先能延长爆破有效作用时
间改善炸药能作用和破碎效果，其次能控制炸堆宽度避免矿岩飞散，但要求台阶平盘宽度增加，爆堆高度大，炸药消耗量大。
3、高台阶爆破。（high bench blasting）
成倍增大爆破量，有利于穿爆、采、运工作平行作业，爆破集中，改善爆破质量降低超钻开孔量，提升穿钻开孔效率。
但穿钻深度大，钻机作业困难，台阶 下部夹制作用大，质量不易确保。
几点帮爆破：
a) 多段微差爆破－采取更多段数可分离各段爆破地震波，降低地震作用。
b) 预裂爆破…先爆密集预裂孔，采取不偶合装药，使采掘爆破地震波在裂缝面上被吸收产生较强反射，以减弱地震波强度。
c) 光面爆破…关键用于处理边坡使坡面岩壁平整。（后爆密集孔，不偶合装药）。
d) 缓冲爆破…常和预裂和光面配合使用即在密炮孔和预裂孔间（光面孔）间打若干排、缓冲孔抵御线装药量逐步递减）。
第二节 采装工作
（loading operation）
采装工作是露天开采全部生产过程中心步骤，采装工作好坏直接影响到矿床开采强度露天矿生产能力和最终经济效果。所以，怎样正确选择采装设备采取良好工作方法，以提升采装工作效率对搞好露天矿生产含有及其关键意义。
一、露天矿用采装设备
关键是使用：挖掘机、前端式装载机。
分类以下：
single …bucket shovle
dragline

Excavator
multiple(continuous)-bucket chain bucket excavator

bucket wheel
front-end loader
1、机械铲（shovle）
工作间断式，有较强挖掘力，适适用于挖掘多种不一样硬度矿石，可用于采矿、剥离、排土、掘沟、捣堆等工作。
铲斗和悬架钢性连接，挖掘电铲站立水平以上矿石。伴随露天矿规模不停扩大，机械铲规模也增大。
⑴、装载机械铲
矿山以使用最大斗容量为 19 米³ ，常见 4～11.5米³。
美国产品：
B-E企业： 280-B (10.6米³)
195-B (7.6米³)
295-B (15.2米³)
Marion： 191-M、192-M
Harnischfeger： P&H 2100 (13米³)
P&H 2300 (16.8米³)
P&H 5700 (38米³)
苏联产品：Зkt－4、Зkt－8N、Зkt－20
国产：WK－4（4.6米³)、WD－800 （8米³) 、WD－10 （10米³)
⑵、剥离机械铲
已制出6360－M（137.5米³)
美国皇后河煤矿使用Marion生产95.6米³剥离铲臂长68.6米可一次剥离38米厚度岩层每小时剥离矿砂和页岩3800米³。
2、索斗铲（dragline）
铲斗和悬架挠性连接，挖掘电铲站立水平以下矿岩。关键用于不需爆破松软岩层和半黏结性土壤剥离工作。工作规格大，效率高。
美国俄亥俄州曼其奈露天矿使用4250－W铲 斗容168米³生产能力达3400万米³/年。
3、斗轮铲（bucket wheel）
连线作业式采装，常和带式运输机配合组成连续生产工
艺系统。现在在金属矿已经有发展，如苏联列别金铁矿剥离废石每小时生产能力达1000－3000米³。
卸载方法：前卸、后卸、侧卸。引导方法：轮胎、领带。
传动方法：机械、电、液压。操作系统：钢绳、滑轮、液压。
4、前装机（front----end loader）
是一个自铲自运设备，行走速度快，机动灵活，爬坡能力大（20度左右）作业效率不受台阶低影响，所以，多年来前装机在露天矿作业中占愈来愈大比重。
现在常见于①装车②直接装运③高台阶排土场倒运④辅助作业⑤和挖掘机配合⑥掘沟
中国用柳州工程机械厂出Z450和Z4－4（2.7米³)在广西水泥厂石灰石矿和福建潘洛矿用。并引进了日本川崎产品KLD－100(5米³)在南芬和海南做辅助设计用。
二、机械铲工作参数及作业方法
1、工作参数
挖掘半径（Rw）:最大（Rwm），站立水平（Rwz）
挖掘高度（Hw）：最大（Hwm）
卸载半径（Rx）
卸载高度（Hx）
下挖深度（Kw）
2、作业方法：侧面平装车，侧面上装车，端工作面层尽头平装车，捣堆作业。
三、电铲采装工作面要素
1、工作面高度（height of bench）
受各方面原因限制：如电铲工作参数、矿岩性质和埋藏条件、穿爆工作要求、矿床开采强度和运输条件。
1) 电铲工作参数影响
平装车 挖掘不需爆破岩土h≤Hwm
a)从安全出发
坚硬岩石爆堆高度：h≤（1.2……1.3）Hwm
从效率出发：h≥2/3Ht
b)上装车
h≤Hxm-hc-ex
h≤(Rxm-Rwz-C)tgα
2）其它原因
a)矿岩埋藏条件：确保稳定和台阶矿岩性质一致
b)开采强度：h大降低水平推进速度和延深速度
c)运输条件：h大可降低台阶总数，简化开拓运输系统
d)矿岩损失贫化：h小有利于降低矿岩混杂面积
2 、采掘带宽度（width of excavation zone）
实体采掘带宽度：需爆破坚硬岩石取决于爆破参数，底盘抵御线和排距。不需爆破直接挖掘松岩和电铲采掘带宽度相同。
电铲采掘带宽度：
过窄：电铲移动频繁，降低作业时间，生产能力降低，增加履带磨损，铁运增加移道次数
过宽：挖掘条件恶化，采掘带边缘满斗程度低，残留矿岩多，清理工作量大。
通常：bc≈(1～1.5)Rwz
对于铁路运输还应满足下列条件：
bc≤Rxm+Rwz-C
3、采区长度（length of working section）
较短采区使每一台阶可设置较多电铲工作面，但不能过短，应依据电铲和采装配合，矿岩分布及矿石品级改变，台阶计划开采和运输方法等条件确定。
① 确保足够采装爆破量
Lmin=N(5～10)Q/q
q—单位工作线长爆破量 N—作业分区数，通常N=3
② 满足不一样运输方法要求
铁路运输 Lmin≮（2～3）列车长（400米左右）
汽车运输 Lmin≮150～200米
4、工作平盘宽度（width of working bank）
应按采掘、运输及动力管线等设备安置和通行等条件加以确定。
Bmin=b+c+d+e+f+g
c—铁路中心至爆堆坡底线距
d—汽车道宽或铁路中心间距
e—至动力线杆距
f—动力线杆至台阶稳定边界线3～4米
g—安全宽。
四、单斗挖掘机生产能力
挖掘机生产能力是一项很关键技术经济指标，全矿挖掘机总生产能力也就是矿山采剥总量，所以充足发挥挖掘机能力，对确保完成或超额完成矿山计划采剥量有着直接关系。
研究挖掘机生产能力目标：①组织矿山生产时，能充足挖掘生产潜力，确保稳产、高产②制订采剥计划或矿山设计时，能确定出符合实际情竞指标。
1. 挖掘机生产能力确实定
方法：①对比法：依据实际统计进行！对比，方便挖掘潜力改善生产或设计矿山时，对比其它类似条件矿山指标确定。②分析计算法：
小时技术生产能力：
QJ=3600EKw/twc，Kw=Km/Ks( Km=VS/E KS=VS/VC KW=(VS/E)/(VS/VC)=VC/E )
所以实际测量：KW可用KW=V/NE计算
实际班生产能力：
QB=QJ×T×η QN=QB×MW (米3/班)
η—班工作时间利用系数，即装车时间点班工作时间百分比，推土机平整场地，等车，设备故障，交接班，铁路运输移道等。
2.影响挖掘机生产能力原因分析及提升信息路径
1)缩短挖掘机工作循环时间，提升满斗程度。
通常挖掘占20～30%两次回转占60～70%，卸载占10～20%
① 提升操作技能，使每一操作快速而正确。
② 加强设备维护保养，确保机器各部性能良好，使之运转快速而稳定。
③ 采取合理采装方法和工作面尺寸，使挖掘机和车辆位置合适，确保小角度装车。
④ 充足利用等车时间，做好装车前准备工作，包含松动、捣置和清理工作面矿岩，挑选不合格大块等。
2）改善爆破质量，确保穿爆贮备量。
3）立即供给空车，提升挖掘机工时利用。
η=η1×η2
η1—空车供给率，即因等车而引发挖掘机工时利用。
η2—除供车条件外，因为其它原因影响而引发工时利用。
η1=tz/tz+tr+to
tz—装车时间 tr —入换时间 to—欠车时间
对于铁路运输：tr和工作平盘配线线方法相关。
尽头式配线:tr1=2×60((Lo+0.5L)/v)+L˜ 或 tr2=2×60((Lo+0.5L)/v)+L˜
降低欠车时间关键有合理车铲比，相关此分析在下章评述。
4）加强设备维修，确保有较高出勤率。
第三节 运输工作
（hauling operation）
露天矿常见运输方法：
1） 自卸汽车运输（truck haulage）
2） 铁路运输（railroad haulage）
3） 胶带运输机运输（belt conveyor）
4） 斜坡箕斗提升（inclined skip hoist）
5） 联合运输（combined haulage）
第四节 排土工作
（spoil (waste) disposal）
露天开采一个关键特点就是要剥离覆盖在矿床上部及其周围表土和岩石，并将其运至专设场地排弃，用一定方法进行堆放岩土作业称为排土工作。接收排弃岩土场地称作排土场（或废石场）spoil (waste) bank
依据露天矿采取运输方法和排土机械不一样，排土方法可分为：
排土犁（spreader plough）
铁路运输 电铲 (shovel)
前装机(front-end loader)
汽车推土机排土（truck-bulldozer）
胶带排土机（belt spreader）
一、 排土犁排土工艺
1、 排土工序
列车翻卸岩土伐、排土犁推土、修整平台和线路移设。
① 翻卸：开始用前进式，全长翻卸一次岩土后，改用后退式。
② 推土：翻土填满早期容积后，由排土犁排土，排土线每移设一次通常需要推土8次左右，而每推一次土走行次数2～6次。
③ 平整：要求新坡顶线超高100～200毫米
④ 移道：用摇道机（移道机）设步距
a=d-b 通常小于3米
d— 排土犁翅板最大悬距
b— 线路移设后线路中心至排土台阶。坡顶线距1.5～2.5米。移道机是一个二轴平板车，车上装有齿条提升机构和发动机，车下有卡子。在提升齿条下有一个在移道时起支撑作用铁鞋，车身后架有一小齿轮。
一次提升移道距离 0.7～0.8米
生产能力 A=60Lu/t（米2/小时，通常是60～210米2/小时）
L—两工作点间距离10～15米
u—动作一次线路横向移动宽度 0.5～0.8米
t—动作一次所需时间 2～5分钟
2、排土线受土能力及条数计算
QY=(M×n×q)/KS 米3/班（实方）
M—每班发往排土线列车数 n—列车中自翻车数
q—自翻车平均装载容积（松方）KS—岩石松散系数
M=60T×ηS/【‹0.06(2L0+L)/V›+ntx+i】
T—班工作时间ηS —排土线班时间利用系数 ηS=0.6～0.7
L0—入模站至排土线距离（入模距离），米
L—排土线长V—平均运速 公里/小时
tx—卸车时间，分 i—入模联络时间，分
需要排土线数：NS=f×w×Kx/Qy
W—要求排土场平均每班排弃岩石量 米3/班
f—排土量不均衡系数 1.2～1.3
Kx—排土线在籍系数（考虑平道、移道、故障等线路封闭）1.8～2.0
3、评价
优点：1）工艺简单、投资少、成本低
2）排土作业和运输之间没有连续性作业联络相互制约性小
3）排土线比较长，翻卸土岩速度快。
缺点：1）线路移设步距小，移设频繁，工作量大。
2）线路质量差，轻易发生车辆掉道事故。
3）排土台阶稳定性差，高底受限制，排土线利用率低。
所以对于坚硬岩石，有足够场地时可用此法。
二、电铲排土工艺
为了加大线路移设步距，提升排土线利用率，采取电铲排土。
电铲排土工作情况如p104，图4-3所表示，排土段分成上、下两个分台阶。电铲站在下部分台阶平盘上。车辆们于上部分台阶线路上。将土翻入受土坑，由电铲挖掘并堆垒。在堆垒过程中，电铲沿排土工作线移动。
1. 排土工序
列车翻卸土岩、挖掘机堆垒，移设铁路。
1） 列车翻卸土岩：逐辆对位，将土岩翻卸到受土坑内。
翻卸方法：
前进式：列车经过排土线较短，线路维护工作量小，路基扎实，质量很好，但线路移设不能和电铲同时作业。
后退式：和上述相反。
2） 堆叠方法：分层堆叠、一次堆叠、分区堆叠
3） 移道：吊车
移道步距（即排土带宽度）
A=0.8RWM+RXM A=｛√R2wm－（0.5Lf）2｝+Rxm
2、排土台阶要素
1）排土台阶高度（经下沉后高度）
依据岩土性质通常为15～50米
上分台阶高度取决于电铲最大卸土高度HXM考虑到其沉降原因，需使上分台阶顶面标高比所要求排土场顶面标高要高，所以上分台阶高度应为：
h1≤HXM-△h
△h= H’-H=KX×H-H=(KX-1)H
KX=H’/H=1+(H’-H)/H
H’—下沉前排土台阶高度
H —下沉后排土台阶高度
KX —下沉系数
2）受土坑尺寸
长度：要求大于一辆车长度Lf
高度：hf=h1+△h+hr hr—电铲下挖沉度（1—1.5米）
宽度：b=RWz-RwZzmin
3、电铲排土线排土能力
排土线受土能力和排土犁排土相同。
电铲实际排土能力还受重车供给情况限制：
Qp=Qj*T*Y1’*Y2’
Qj……电铲小时技术生产能力。
Y2’……排土电铲除供车条件外班时间和用系数。
Y1’……重车供给率。
Y1’＝Tp/ntx+tr’+t0’ Qx1=(3600Ekm/tks)tη Qx2=Mnq/ks
Tp……排一列车岩土所需时间
Tp＝(n*Ve*Ke/E*Km) *(t/60)
Ve……翻斗车容积 Km……翻斗车数
Ke……翻斗车装满系数 n……一列车牵引车辆数
tx ……一辆车卸载时间
tr’……人换时间 tr ＝0.06(2L0+L)/v＋η
t0，……欠车时间 η……联络时间
电铲排土优点为，效率高、移道工作量少，岩土堆置高度大，但设备投资大。
三、前装机排土
使铁路运输能实现高台阶作业，降低线路移设，提升排土效率。
1、 作业方法：在排土段高上设置转排平台，由前装机向外转排。
2、 排土场要素
作业线长：最少有一昼夜转排量，并不短于一列车长（150米）
转排高度：据岩石公散程度，发挥设备效率和作业安全，不能太高，小于前装机举升高，又不能太低，影响贮备量。
2.3米3 前装机 通常3—6米
5米3 前装机 通常4—8米
最小平台宽度：通常为20～25米
海南铁矿第六排土场以KLD—100前装机排土台阶高达60～120米，一列车土岩半小时可转排完，效率2400吨/班。
四、汽车——推土机排土
1、排土作业：汽车翻土，推土机推土，平整场地和修整公路。
2、排土线长度：应按同时翻卸汽车数量确定。
Lp＝n0b n0……同时翻卸汽车数 b……相邻汽车作业间距
n0/N＝（tDX/Tz）*N
N……出勤汽车总数
tDX……汽车调车和翻卸时间
L=3LP 考虑备用和维护

3、 排土机数量
所需推土机数量和所需推土量相关。推土量包含两部分，即：汽车卸载时残留在坡顶上岩土和排土场下沉塌落需整平岩土量，排土量通常约占总排土量20～40%
NT=(VS×KS×KJ)/QT
NT……推土机数量
VS……需推送岩土实方体积 米3/班
KS……岩土松散系数 KS＝1.3－1.5
KJ……设备价格系数 KJ＝1.2－1.25
QT……推土机生产能力
五、胶带排土机排土
和胶带运输配合一个排土方法，排土机排土台阶通常由上排和下排两个分台阶组成。排土机和和之相配合胶带运输机全部设置两个分台阶之间平盘上。工作面有：单纯上排（P111图4-10），上、下同时排（图9-11）、单纯下排（图9-12）
胶带排土兼有运输和排土功效，排土场接收能力大，生产效率高，自动化程度高，工人劳动强度小，其缺点：胶带抗磨性差，现在还在研制抗磨性强胶带。

六、排土场建设（P112）
1、排土场修筑
1）山坡排土场
2）平地排土场修筑：采取分层堆垒逐步涨道方法：①排土犁②挖掘机③推土机
2、排土线扩展
1）平行发展 2）扇形扩展
七、排岩工作计划和安全
1、排岩计划
目标：达成岩土运输功和运输排弃量最小。
首优异行平台排岩计划：使各开采水平岩土向各废石场流量和流向最好。
竖向计划有三种基础模式：水平运输咖、向下运输、向上运输、排岩计划要处理问题实质上是岩土运输问题，经过对岩土运量及流向合理计划使运距和排岩总费用最小，通常见线性计划处理运输中最优化问题。
2、排岩作业进度计划

第二章 露天矿生产工艺联络
Chap.2. The relation of production technology in open-cut mine
露天矿是一个生产条件较复杂、机械化程度高矿山企业，它关键生产工艺步骤是穿爆、采装、运输及排卸。各关键生产工艺步骤和若干辅助生产步骤组成一个有机完整系统。
伴随生产技术发展，露天矿采剥设备内容繁充，按多种机械动作原理，露天矿可分为三大工艺系统。
间断工艺：shovel-railway-spreader plough
Shovel-truck-bulldozer
连续工艺：bucket wheel excavator-belt conveyor-belt spreader
半连续工艺：shovel-truck-crusher-belt conveyor-belt spreader
在三大工艺中，穿孔和采装之间经过爆破间接地联络着，通常应做到合适地提前为挖掘机准备足够数量和符合规格爆堆而不影响采装、该穿孔设备能力稍大于采装设备能就能够，而采装、运输、排卸三者是直接地联络，其中装运两步骤设备比较珍贵，资金占用多，对生产经济效果影响最显著，所以成为工艺联络关键。
工艺联络包含研究设备选型、配套、工艺参数选择、设备配比、生产组织等问题，下面讲述间断工艺系统有前工艺联络部分问题。
第一节 设备配套和工艺参数
在这一节里关键讲三个问题：1)工艺设备配套通常标准。2）铁路运输工艺参数——列车重量确实定。3）汽车运输铲车斗容配合。
一、设备配套通常标准
标准：大矿用大设备，小矿用小设备，大铲配大车，小铲配小车。若小矿用大设备，单机影响产量太大，不轻易调整生产；若大铲配小车或小铲配大车全部会影响其技术经济效果。
选择标准是在适应矿山规模，并在完成要求产量情况下，得到最好经济效果，这就要做技术经济比较。但因为中国现在露天矿山设备规格编小，而且还未形成各级各类设备完整系列，所以最优设备选型配套受到限制。
依据黑色冶金矿山采矿设计若干标准要求（试行）中国设备配套大致以下：
特大型：
矿山规模
穿孔（牙轮钻）
采装（电铲）
运输
矿＞1000万吨/年
矿岩＞3000万吨/年
硬岩Φ310……380
软岩Φ250……310
10米3及以上
100T以上汽车
150T机车、100T矿车
胶带运输机

大型：
矿山规模
穿孔
采装
运输
矿200－1000万吨/年
矿岩1000－3000万吨/年
Φ250－310牙轮
Φ150－200潜孔
4－10米3电铲

50－100 T汽车
100－150T机车
60－100T矿车
胶带运输机
中型：
矿山规模
穿孔
采装
运输
矿60－200万吨/年
矿岩300－1000万吨/年
Φ150－200潜孔
Φ250牙轮
凿岩台车
1－4米3电铲
3－5米3前装机

50 T以下汽车
14－20T机车
4－6米3矿车
小型：

矿山规模
穿孔
采装
运输
矿＜60万吨/年
矿岩＜300万吨/年
Φ150及以下潜孔
Φ150牙轮
凿岩台车、凿岩机
1－2米3电铲
3米3以下前装机
装岩机
15 T以下汽车
14T以下机车
4米3以下矿车
二、铁路运输列车重量确实定
列车重量比铁路运输露天矿是一个有普遍影响很关键工艺参数。这一参数对露天矿各生产步骤全部有影响。
1、 列车重量对各生产步骤影响
1） 对电铲：QB=QJ×T×Y1×Y2/60
Y1=tz/(tr+tz+t0)=(60nq/ QJ)/ [(60nq/ QJ) + tr+ t0]= (60nq)/ (60nq+ tr+ t0)
QB= (QJ×T×Y2 ×nq)/ [60nq+( tr+ t0) QJ]= T×Y2×nq/[(60nq/ QJ) + tr+ t0]
= (T×Y2×q)/ [(60nq/ QJ) + (tr+ t0)/n]
在tr、 t0为常数情况下电铲生产能力QB 随nq增大而增大。
2） 对列车生产能力影响
Tz＝tz＝ty＋tx＋td＋tg
tz＝60nq/ QJ ty＝120L/V tx=xn td＋tg＝fty
f……列车途中停车系数0.4－0.1
Tz＝（60nq/ QJ）＋xn＋120（1+f）L/V
QL=TKLnq/Tz KL……运输工作班时间利用系数0.8－0.85
＝（TKLq）/〔60nq/ QJ＋x＋120（1+f）L/Vn
在运距L和运行速度为常数情况下显然QL也将随n而增大
3） 对车辆生产能力影响
QC=TKLq /TZ
TKLq/〔(60nq/ QJ+x)n＋120（1+f）L/V〕 n增QC降

4） 对排土线生产能力影响
排一列车时间
TP=xn＋tr，＋td， ……等入等出待卸
QP=TYSnq/（x－n＋tr，＋τ）＝TYSq/〔x＋（t1，＋τ）/ n〕
可见QP随n而加大 tr，＝0.06（2L0+L）/V
5） 对线路系统影响
① 伴随n加大，列车长度也加大，从而站场和其它分界点线路长度也要延长。
② 伴随n加大，完成一定运输量线路经过能力能够小部分或在线路经过能力一定时，线路上列车密度可减小，线路较通畅。
2、 经济合理列车重量
按完成每一辆车运输量所需要采装、运输、排土费用最低为准则推导。
设：一台电铲台班作业费 Cw
一台机车台班作业费 Cg
一台车辆台班作业费 Ci
一条排土线条班作业费 Cp
电铲班生产能力

以车为单位计：

为完成一车所需电铲装车费用：

同理：机车费用：
车辆费用：
排土费用：

C=+++=

求上式一阶导数使之等于零：

从上式可知：伴随采掘设备(和)机车（）,露天开采深度（L）和排土设备（）加强和加大，n也要增加。当采取大型车辆时（），n则应降低。
3、 技术上可行列车重量：
对于重车上坡凹陷露天矿关键从以下两方面确定。
1) 按机车牵引能力
P车辆着重量 机车单位基础阻力 kg/吨
车辆单位基础阻力 黏着系数

从上式得：

2) 按线路经过能力（运输能力）
吨/昼夜
……考虑交接班，维修和杂作业等线路时间利用系数
……列车占用限制区间时间，取决于线路数目和闭塞方法。
为完成生产任务需要经过限制区间运输量。

所以
在以上两方面讨论中、假定L和P是一定，我们也能够
把这两个原因考虑进去，她们全部和i发生关系、既：

……机车每吨粘重班作业费
代入上式，可得以下方程 二元函数
然后、使

解联立示，即可求出一定露天矿深度下，n、i最优匹配。

三、汽车运输铲车斗容配合
从电铲利用出发，车型大部分是有利，因为这么在一个班内能够降低汽车入模次数，增加纯装车时间，不过从汽车运行利用来说，车型过大，将使装车时间在汽车作业循环中比重过大，从而降低了汽车利用率。反之，车容过小，也不合理，因为车型小，车体强度低，轻易在装车中被砸坏，同时为完成一定运量所需汽车就多，这么，露天矿内车流密度就高，相互影响也大。
中国外很多学者曾对V：E百分比作过研究，所得出结论大致相同：（1）V：E百分比随运距加大而应加大。（2）对于大型电铲，即E值大时，V：E可含有较小值。
这些研究表时，当运距为1～2公里时，V：E合理值为：（5～5.5）：1，对于E=8～10米3电铲，V：E为（4.5～5.0）：1。
依据中国电铲矿用自卸汽车定型情况，露天煤矿设计规范推荐铲车配合关系以下：
1米3 7～12吨； 2米3 12～20吨； 4米3 20～25吨 6米3 45～100吨
第二节 采运设备数量配合
在中国露天矿内，采运设备数量配适用“电铲比”这一概念来表示。
所谓车铲比是指列车数（或汽车数）和挖掘机数比值。即：
露天矿在某单位时间内（一天或一班），采装矿岩量应和同时间运输数量相等，亦即采运设备总能力是相等。

从上式能够推导出以下两个关键式子：

第33页图：
从图中可见：to成双曲线随YLW加大而减小而td则成直线随YLW加大而加大，车铲比为YLWo可设to=0，也可使td=0，但二者不可能有一个使to=0，t d也等于0YLW，YLW过小可产生to，YLW过大可产生t d，而T z和T W 过长全部会使to