什么是露天开采?

[拼音]：lutian kaicai

[外文]：surface mining

从敞露地表的采矿场采出有用矿物（见彩图）。与地下开采比，其优点是资源利用充分、回采率高、贫化率低，适于使用大型机械，劳动生产率高，成本低，建矿快，产量大，劳动条件好，生产安全。随着露天开采技术的发展，适于露天开采的范围越来越扩大，可用于开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。目前世界固体矿产总量中，约有2/3用露天开采。中国可供露天开采的矿产资源丰富。平朔、霍林河、伊敏河、准格尔、元宝山、昭通等地的煤田，鞍山、本溪、冀东、攀西等地区的铁矿，德兴、永平的铜矿，以及其他化工、建筑材料等，均有数以亿吨计的储量可供露天开采。

露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式，最初是开采矿床的露头和浅部富矿，19世纪末使用动力挖掘机以来，露天开采技术迅速发展，露天矿的规模越来越大。近代重大的成就有：

（1）出现了大型剥离倒堆设备，机械铲和索斗铲的最大铲斗容积(斗容)已分别达到137.5m3和168m3，最大的美国宾厄姆(Bingham)露天铜矿采剥总量曾达494242t／d。

（2）以轮斗铲、链斗铲、带式输送机、排土桥和悬臂排土机等设备组成的连续开采工艺的应用范围逐渐扩大，轮斗铲的理论生产能力高达240000m3/d，排土桥理论运输能力高达25600m3/h，跨度272.5±13.5m，采高60m。（见彩图）③完善了适应性较强的间断开采工艺和设备，包括钻孔直径达380～444mm的大型高效率牙轮钻机；可在现场混制廉价炸药和防水炸药的装药车；大区微差爆破和挤压爆破技术；机械铲、液压铲和前装机的斗容分别达22～34m3、22～30m3和23m3;电机车的自重达150t，牵引机组粘重360t，自翻车载重180t，自卸汽车载重 154～318t；以及相应的推土机、移道机、平路机、铲运机等。

（4）发展了间断挖掘设备配以移动式和半移动式破碎机与带式输送机构成的硬岩半连续生产工艺。破碎机能力达4000m3/h等。

露天开采需剥离大量土岩，以揭露矿体。剥离量与采矿量的比值称剥采比，是衡量露天开采经济效果的重要指标 (单位是m3/m3、m3/t)。最深的露天矿采深已达800m。根据地形，采场在上部境界封闭圈以上的部分称山坡露天矿，封闭圈以下的部分称凹陷露天矿。

露天采场内的矿岩通常划分为一定高度的分层，每个分层构成一个台阶，以进行剥离和采矿。生产过程由矿岩松碎、采装、运输和卸载（卸矿和排土）组成。较松散的矿岩可用不经破碎，直接用采装设备挖掘。台阶开采时划分为一定宽度的条带，称采掘带。在采掘带中，进行采掘作业的部分称采掘工作面，具备采运条件的采掘带称工作线。具有正常采掘条件的台阶称工作台阶。由若干工作台阶组成的露天矿边帮称工作帮。为进行正常生产，工作台阶需有足够的宽度，以布置穿孔、爆破、采矿、运输设备，构成工作平台或工作平盘。工作帮假想平面和水平面的夹角称工作帮坡角。不进行矿山作业的露天矿边帮称非工作帮。非工作帮上常设置供运输用的运输平台、截拦块石滚落的安全平台和清扫滚落块石的清扫平台。非工作帮常是露天采场开采结束时的最终边坡或最终边帮。后者与地表的交线称上部境界线。与露天矿底面的交线称下部境界线。通过上部境界线和下部境界线的假想斜面和水平面的交角称最终边坡角。

露天开采中的主要技术和管理问题有：

（1）见露天开采境界；

（2）露天矿边坡稳定；

（3）开采工艺；

（4）开采程序（见露天采矿方法）；

（5）露天矿开拓(见矿床露天开拓)；

（6）疏干排水（见矿山排水，矿床疏干）；

（7）矿山环境保护，矿山土地复用；

（8）露天开采生产调度。

露天开采的各生产环节相互联系，构成多环节的动态系统。为使系统整体最优化，目前的方向是应用电子计算机、运筹学和系统工程等，来研究上述技术和管理问题。