【中國礦業(yè)信息網(wǎng)】金屬礦床露天開采一般要經(jīng)過以下四道生產(chǎn)工序：穿孔、爆破、鏟裝及運輸，以上各工序環(huán)節(jié)相互銜接、相互影響、相互制約，共同構成了露天開采的最基本生產(chǎn)周期，本章將介紹以上各生產(chǎn)工序中的主要問題。 

一、穿孔作業(yè) 穿孔作業(yè)是礦床露天開采的第一道生產(chǎn)工序，其作業(yè)內(nèi)容是采用某種穿孔設備在計劃開采的臺階區(qū)域內(nèi)穿鑿炮孔，為其后的爆破工作提供裝藥空間。穿孔工作質量的好壞直接影響著爆破工序的生產(chǎn)效率與爆破質量。在整個露天開采過程中，穿孔作業(yè)的成本約占礦石開采總生產(chǎn)成本的10%～15% 。 截至目前為止，露天礦生產(chǎn)中曾廣泛使用過的穿孔方法有兩種：熱力破碎法與機械破碎法，其相應的穿孔設備有火鉆、鋼繩式?jīng)_擊鉆、潛孔鉆、牙輪鉆與鑿巖臺車，其中以牙輪鉆的使用最為廣泛，潛孔鉆次之，火鉆與鑿巖臺車僅在某些特定條件下使用，鋼繩式?jīng)_擊鉆已被淘汰。近年來，國內(nèi)外一些專家還在探索新的穿孔方法，如頻爆鑿巖、激光鑿巖、超聲波鑿巖、化學鑿巖及高壓水射流鑿巖等，但目前所設計出的相應鑿巖設備仍處在試驗研制階段，尚未在實際生產(chǎn)中廣泛使用。 露天礦穿孔設備的選擇主要取決于開采礦巖的可鑿性、開采規(guī)模要求及設計的炮孔直徑。在露天礦生產(chǎn)中曾廣泛使用過的各種類型鉆機的穿孔原理、 可穿孔直徑、生產(chǎn)能力及適用條件。

二 、爆破作業(yè) 爆破工作是露天開采中的又一重要工序，通過爆破作業(yè)將整體礦巖進行破碎及松動，形成一定形狀的爆堆，為后續(xù)的采裝作業(yè)提供工作條件。因此，爆破工作質量、爆破效果的好壞直接影響著后續(xù)采裝作業(yè)的生產(chǎn)效率與采裝作業(yè)成本。在露天開采的總生產(chǎn)費用中，爆破作業(yè)費用大約占15%～20%。

露天開采對爆破工作的基本要求是： (1) 有足夠的爆破貯備量，以滿足挖掘機連續(xù)作業(yè)的要求，一般要求每次爆破的礦巖量至少應能滿足挖掘機5～10晝夜的采裝需要; (2) 要有合理的礦石塊度，以保證整個開采工藝過程中的總費用最低。具體說來，生產(chǎn)爆破后的礦巖塊度應小于挖掘設備鏟斗所允許的最大塊度和粗碎機入口所允許的最大塊度; (3) 爆堆堆積形態(tài)好，前沖量小，無上翻，無根底，爆堆集中且有一定的松散度，以利于提高鏟裝設備的效率。在復雜的礦體中不破壞礦層層位，以利于選別開采; (4) 無爆破危害，由于爆破所產(chǎn)生的地震、飛石、噪音等危害均應控制在允許的范圍內(nèi)，同時，應盡量控制爆破帶來的后沖、后裂和側裂現(xiàn)象。 (5) 爆破設計合理，使整個開采過程中的穿孔、爆破、鏟裝、破碎等工序的綜合成本最低。 在礦床的整個露天開采過程中，需要根據(jù)各生產(chǎn)時期不同的生產(chǎn)要求、不同爆破規(guī)模而采用不同的爆破方式。露天開采過程中的爆破作業(yè)可分為以下三種：基建期的剝離大爆破、生產(chǎn)期臺階正常采掘爆破與各臺階水平生產(chǎn)終了期的臺階靠幫(或并段)控制爆破。 

三、采裝與運輸 采裝與運輸作業(yè)是密不可分的，兩者相互影響、相互制約。如何選擇采運設備，采運設備的規(guī)格與數(shù)量匹配是否合理、采裝工作與運輸工作的銜接是否流暢都將大大地影響礦山企業(yè)的投資規(guī)模、生產(chǎn)效率與生產(chǎn)成本。目前，采裝運輸工藝的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在采運設備的大型化、采裝與運輸環(huán)節(jié)的一體化與連續(xù)化。

(一)采裝作業(yè)與采裝設備 采裝作業(yè)的內(nèi)容是利用裝載機械將礦巖從較軟弱的礦巖實體或經(jīng)爆破破碎后的爆堆中挖取，裝入某種運輸工具內(nèi)或直接卸至某一卸載點。采裝工作是露天礦整個生產(chǎn)過程的中心環(huán)節(jié)，其工藝過程和生產(chǎn)能力在很大程度上決定著露天礦的開采方式、技術面貌、礦床的開采強度與礦山開采的總體經(jīng)濟效果。 采裝作業(yè)所使用的機械設備有機械式單斗挖掘機、索斗鏟、前裝機、輪斗挖掘機、鏈斗挖掘機等。對于金屬露天礦山，由于礦巖一般都比較堅硬，世界上絕大多數(shù)金屬露天礦山的采裝工作都是以單斗挖掘機和前裝機為主。隨著爆破技術和挖掘機制造技術的進步，大型輪斗式挖掘機在金屬礦山的應用是大有發(fā)展前途的。

(二)運輸作業(yè)與運輸設備 露天礦運輸作業(yè)是采裝作業(yè)的后續(xù)工序，其基本任務是將已裝載到運輸設備中的礦石運送到貯礦場、破碎站或選礦廠，其中的巖石運往廢石場。此外，還承擔著露天生產(chǎn)中的輔助運輸任務，即將生產(chǎn)過程中所需的人員、設備和材料運送到工作地點。 在露天開采過程中，運輸作業(yè)占有重要地位。據(jù)統(tǒng)計，礦山運輸系統(tǒng)的基建投資占總基建費用的60%左右，運輸?shù)淖鳂I(yè)成本約占礦石開采成本的30%~40% ，運輸作業(yè)的勞動量約占礦石開采總勞動量的一半以上，因此運輸作業(yè)的方式與運輸系統(tǒng)的合理性將直接影響露天礦生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。 露天礦可采用的運輸方式有自卸汽車運輸、鐵路運輸、膠帶運輸機運輸、斜坡箕斗提升運輸以及由各種方式組合成的聯(lián)合運輸，如：自卸汽車?鐵路聯(lián)合運輸、自卸汽車?膠帶運輸機聯(lián)合運輸、自卸汽車(或 鐵路機車)?斜坡箕斗聯(lián)合運輸。 目前，國內(nèi)露天礦山采用的運輸形式主要是汽車運輸與鐵路運輸。實踐證明鐵路運輸由于爬坡能力低、運輸線路的工程量大，線路通過的平面尺寸大、比較適用于深度較小且平面尺寸很大的露天礦山。國內(nèi)有些原先采用單一鐵路運輸?shù)牡V山，隨著采場開采深度的增加，出現(xiàn)了效率明顯降低，甚至是采場下部無法再繼續(xù)布置鐵路開拓坑線的局面，因而改造為采場下部采用汽車運輸、上部采場仍延續(xù)鐵路運輸?shù)穆?lián)合運輸方式，如鞍鋼大孤山鐵礦、本鋼弓長嶺鐵礦。由于汽車具有爬坡能力大、運輸線路通過的平面尺寸小、運輸周期相對較短、運輸機動靈活、運輸線路的修筑與養(yǎng)護簡單，適于強化開采等特點，在現(xiàn)代露天礦山得到了廣泛的應用，但相比于鐵路運輸，汽車運輸?shù)膰嵐镞\費高，且設備維修較為復雜，占用的熟練工人數(shù)量多，油料能源消耗量大，運行過程中產(chǎn)生的廢氣和揚塵污染大氣。

為了克服上述缺點，未來的露天礦汽車運輸正沿著下列方向發(fā)展： (1) 增大汽車的載重量。礦用自卸汽車的噸位由原來的3.5噸、8噸、10噸、15噸、20噸級已發(fā)展到32噸、68噸、100噸、150噸級。在國外大型的露天礦山，早在七、八十年代礦用自卸汽車的最大噸位就已達到180噸，一般使用的是120噸級 ~ 150噸級。采用大型運輸設備提高了設備的運輸生產(chǎn)能力，降低了運輸生產(chǎn)成本，加快了礦山的開采速度; (2) 改進汽車結構，研制開發(fā)雙能源的電動輪汽車。這種電動輪汽車在驅動動力上采用外部電源與柴油機并用方式，在重車上坡時應用外部電源，而在空載下坡時利用制動發(fā)電并向電網(wǎng)反饋; (3) 改善道路質量以減輕輪胎磨損和機件的破損; (4) 強化汽車的維護與檢修; (5) 改善汽車的組織調度以提高汽車的有效作業(yè)率; (6) 在深凹露天礦內(nèi)為了使汽車運輸保持在合理的運距范圍內(nèi)，充分發(fā) 發(fā)揮汽車運輸?shù)男?，通常采用汽車與其它運輸設備聯(lián)合的運輸方式，最新的聯(lián)合運輸發(fā)展趨勢是汽車與膠帶運輸機相聯(lián)合。 膠帶運輸機在露天礦的應用方興未艾，國內(nèi)的大孤山鐵礦即采用了汽車?半固定式破碎站?斜井膠帶運輸系統(tǒng)。由于膠帶運輸機的爬坡能力大，能夠實現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)作業(yè)，自動化水平高，運輸生產(chǎn)能力大、運輸費用低，所以在國內(nèi)外深露天礦的應用日愈廣泛。

四、排巖工程 金屬礦床露天開采的一個重要特征：必須首先剝離礦體上覆的表土與巖石、暴露出礦體、再實施礦石的開采。因而，礦體上覆巖石與表土(在此統(tǒng)稱為廢石)的剝離與排棄工作是金屬礦床露天開采中必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。為了保證金屬礦床安全、持續(xù)地開采、通常廢石的剝離量要比礦石的采掘量大幾倍，而剝離下的廢石又須運到指定場地(通常稱為廢石場或排土場)進行堆放。因而，廢石的排棄工作量與廢石場的占地都是相當大的。據(jù)統(tǒng)計，我國金屬露天礦山廢石場的平均占地面積約為礦山總占地面積的39%~55%，排巖工作人員約占全礦總人數(shù)的 10% ~ 15% ，排巖成本約占剝離單位成本的6%，因此如何提高排巖工作的 勞動生產(chǎn)率與機械化程度是提高露天開采經(jīng)濟效益的重要手段。 通常將運輸剝離下的廢石到廢石場進行排棄稱作排巖工程。排巖工程的經(jīng)濟效率主要取決于廢石場的位置、排巖方法和排巖工藝的合理選擇。排巖工程是一項系統(tǒng)工程，其內(nèi)容涉及廢石的排棄工藝、廢石場的建立與發(fā)展規(guī)劃、廢石場的穩(wěn)固性、廢石場污染的防治、廢石場的復田等方面。排巖工程必須同采礦場的生產(chǎn)工藝相聯(lián)系并全面規(guī)劃，因地制宜地選擇廢石場，合理地規(guī)劃排巖工程，科學地管理排巖作業(yè)，不僅關系到礦山的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益，而且對社會環(huán)境和生態(tài)平衡也有著十分重要的意義。 

目前，露天礦排巖技術與廢石場治理方面的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在三個方面： (1)采用高效率的排巖工藝與排巖設備，提高排巖強度; (2)提高堆置高度，增加廢石場單位面積的排巖容量，提高廢石場的利 用率，減少廢石場的占地面積; (3)適時進行廢石場的復墾，減少廢石場對生態(tài)環(huán)境的污染。