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露天开采矿山采矿技术及管理

前言
随着我国国民经济的快速增长，城市化、工业化进程的加快以及我国社会消费结构的变化，对资源的需求越来越大，拉动了我国矿业的快速发展，可以说最近10年矿产资源开发达到前所未有的顶峰时期，同时在这一时期采矿技术和理论取得较大进展，许多采矿新技术、新工艺、新设备和新材料在矿山得以应用。而各个矿山的矿产资源的埋藏条件、矿岩性质、开采条件等方面存在各自不同，开采方式也就随之不同，金属非金属矿山主要开采方式有露天开采和地下开采，这里主要就金属、非金属矿山露天开采的采矿技术和管理以金宝公司铁矿山开采的一些实践经验与大家一起探讨。
第一章：露天矿山的基本概念、特点和构成要素
对于一个从事露天矿山开采和管理的采矿专业人员，必须对矿山的基本概念及其特点和构成要素十分熟悉，甚至要掌握，这样才便于我们管理和掌控矿山生产和建设的各个过程，能更准确和针对各个工作内容的特点去解决问题。
一、露天开采矿山概念
露天开采矿山指对露出地表或埋藏不深的矿床，采用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作业，通过露天运输道路把矿石或岩石运至地表的矿山。
根据矿床埋藏的地形条件和地形条件，露天矿山分为山坡露天矿和凹陷露天矿：开采水平高于当地地表标高的部分称为山坡露天矿，低于当地地表标高的部分称为凹陷露天矿。
对于一个露天矿山来说，从开始到终了，可能一直以种形态存在，也可能开始是山坡露天，到后期发展为凹陷露天矿，或者在某一生产时期内两种形态并存。判断一个矿山是山坡露天还是凹陷露天矿，最简单和直观的方法就是看看矿山的最终出入沟是单壁沟还双壁沟，单壁沟为山坡露天，双壁沟既为凹陷露天矿。对一个露天矿山，尽可能利用地形条件，增加山坡露天区域。
金宝公司铁矿前期为山坡露天矿、中期为山坡和凹陷露天矿并存、后期转为全凹陷露天矿。（附图或照片）
二、露天开采矿山的特点（或优缺点）：
1、优点：
（1）受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利于实现自动化生产，从而大大提高开采强度和矿石产量。目前世界上最大的露天铁年产铁矿石量已超过6000万吨。
（2）资源回收率高。一般矿石损失率为3－5%，贫化率为5%－８%。
（3）劳动生产率高。露天开采由于作业条件好，机械化程度高，其劳动生产率要比地下开采要高许多。
（4）生产成本低。露天开采的成本一般比地下开采成本低50－75%，因而有利于大规模开采低品位矿石。
（5）开采条件好，作业比较安全。
（6）建设速度快，单位矿石基建投资低。我国大中型露天矿基建期一般约为3－4年，而大型地下矿基建时间要7－10年。一般大型露天矿单位矿石基建投资比地下矿要低1－3倍。
2、缺点：
（1）占用土地多，地表受破坏严重，污染环境大。
（2）受气候影响大。如严寒、冰雪、酷热和暴雨等天气对露天开采有较大影响。
（3）对矿床的埋藏条件要求严。埋藏较深的矿床，露天开采范围受到限制。
掌握露天开采的特点，对于新开发矿山的方案选择方面有着重要意义。
三、露天采场的构成：
露天采场是指由开采形成的采坑、台阶和露天沟道的总和构成。（附图）其中采坑由：边帮、工作帮、工作平盘、非工作帮、最终境界线、采场最终开采深度等构成。（附件１）。
掌握和熟悉露天采场的构成及其概念、特点和要求，对于我们日常开采管理和制定生产方案时能准确作出对应安排。
　　第二章　　露天矿山采矿方法和采矿工艺
一、露天矿床开拓方式：
露天矿床开拓的概念：就是建立地面与露天采场各工作水平之间的运输通道（即出入沟或井巷），以保证露天采场正常的运输联系，及时准备出新的工作水平。
露天矿床开拓与运输方式有着密切关系。开拓方式的选择正确与否直接影响矿山基建工程量、基建投资、投产与达产时间、矿山生产能力、生产成本等重要指标。
露天矿山开拓运输方式可分为公路运输开拓、铁路运输开拓、公路――铁路联合运输开拓、公路（或窄轨铁路）――斜坡提升联合运输开拓、公路（或窄轨铁路）――平硐溜井联合运输开拓、公路――破碎站――胶带机联合运输开拓、自溜――斜坡卷扬提升运输开拓等7种方式。（附件2）。
金宝公司属于单一汽车――公路开拓方式。
矿山开拓方式没哪一种是最优的，只有更适合的，同时随着勘探程度的提高，地质情况变化到一定程度，开拓方式还可以进一步优化，甚至完全改变。
　　二、露天矿的开采方式
露天矿的开采方式是指在露天矿合理的境界（或最终境界）范围内，采剥顺序在时间、空间和条件的发展变化形式。我国露天矿（特别是金属露天矿）的开采方式随开采设备和技术的不断发展而不断改革。20世纪50年代一般采用全境界（不分期）开采方式，存在建设周期长、投资大等弊病。60～70年代，凡具备条件的矿山普遍采用分期开采方式。这样矿山可由小到大、先富后贫、先易后难，并使矿山初期建设速度加快，经济效益明显改善，单矿山在过渡期剥离洪峰值往往很高，导致矿山设备、供电、人员及成本陡增，给生产管理带来很多不利因素。70年代以后，设计和可行性研究中提出了在分期过渡开采特别是全境界开采方式中的一些弊病。
我国金属露天矿开采方式大体分为全境界（不分期）开采方式和分期开采方式两大类。而分期开采又分为分期过渡开采（分期时间长）、扩帮开采（或称分期开采，其分期时间短）和分区开采。（附件三）
金宝公司属于分期开采：初期设计为露天和地下联合开采，露天部分又分为10号、18号、22号三个采场，开采深度至1030水平，后期经过勘探，查明矿体上部分枝较多，深部18号、22号矿体合并为一个矿体，埋藏深度在距地表400米范围，矿体厚大，连续性好，适合大露天开采，经设计论证，可以采用大露天开采。因此，金宝公司矿山初期分成三个独立小采区，逐步过渡至一个大采区，属于较典型的分期开采的露天矿山。
露天矿山开采是一个动态的管理过程，开采方式也将随着开采条件变化和地质情况变化而不断调整。
三、露天矿采剥方法
露天矿采剥方法通常包括开沟位置，推进方向，采掘工作面布置形式及构成要素等方面的内容。采剥方法不仅在技术上对整个露天矿生产工艺有较大影响，而且在经济上对基建工程量、建设速度、投产达产时间、初期生产剥采比等有密切关系。
矿山初期常常对厚大、品位高的矿体段作为首采方向，并针对该区段进行开沟和设计开采布置，以期以最快的时间和最小的投入达到矿石采出目的，但这里需注意，我们必对矿山同步做出中期施工规划，达到时间换空间的目的，最终回归到正常开采次序上来。
露天矿采剥工作面最常见的布置形式有两种：即纵向采剥工作面和横向采剥工作面。（附件四）
金宝公司铁矿山初期由于选矿产能低，采矿能力大，生产时间短（冬天低温停产），为增加产量，对矿山最富的22号矿体采取并段开采、短期超前采矿的方式强化对富矿体的开采，增加产量（陡帮开采中的分区法附图）。在新建了一座选矿厂后，选矿产能急剧增加，而矿山上部矿体薄，分枝复合严重，矿石需求量大，采取横向采剥工作面方式，多台阶组合推进，并根据矿岩性质差异大，采用矿岩混合爆破方式解决了这一矛盾。后期因矿体归集，厚大、夹层少，根据矿体为同条件，采用横向、纵向联合使用的方法进行采剥，保持了矿山的规模和采矿质量（附照片）。
因此，矿山采剥方法应随着不同时期，矿体条件的变化及生产规模的变化，需采取灵活的方法操作。
四、露天采剥工艺：
穿孔、爆破、采装（或叫铲装）、运输、排岩是露天开采的基本工艺。
1、穿孔作业：
穿孔作业是露天矿山开采的首要工序，其施工质量好坏，直接影响到后续工序作业效率和成本、安全。在整个露天开采中，穿孔费用约占生产总费用的10%－15%。（附件五）
穿孔质量、效率、成本的好坏，首先在于选取适合的穿设备，其次是有条件的情况下选取高风压穿设备，其三是不同的作业需求选取不同的穿设备，其四是尽可能提供电力作为动力。
潜孔钻可分为普通气压（0.5－0.7ＭＰa）、中气压（1.0－1.4ＭＰa）、高气压（1.7－2.5ＭＰa）潜孔钻机。实践证明，采用高气压潜孔钻，钻孔速度可提高数倍，如工作气压提高到原来的2倍、3倍、和4倍，其冲击功率将提高2.8倍、5.2倍和8倍，钻孔速度一般与冲击功成正比。
金宝公司矿山穿孔设备的选取也经历了较为曲折的路，初期由于在原始地形上施工，穿孔条件差，各种孔径的钻机都有，电力设施也不足，大部分采用柴油动力，普遍采用低风压设备，穿孔效率极低，成本高，经过不断摸索，最后归集于两种主要设备：一是适用于地表作业的110mm孔径潜孔钻，一是适用于台阶作业的150mm的潜孔钻，均更新至高风压钻机，并加强电力设施建设，形成以电动力为主，柴油动力为辅的格局，与矿山生产规模、生产条件较好地相匹配（附钻机照片）。
设备的选择和更新，应随着矿山发展的不同时期、不同要求、不同条件而更新，一步配置到位很可能造成设备效率发挥不出，甚至闲置，造成投资浪费。
2、矿山爆破：
爆破作业是露天矿山开采中又一重要工序，其目的是为采装、运输和破碎提供块度适宜的矿岩。矿山爆破费用一般约占矿石总成本的15－20%，同时，爆破作业的好坏，不仅影响采装、运输和破碎的设备效率，还影响矿山的总成本。
露天矿山爆破按爆破形式有浅孔爆破、深孔爆破、硐室爆破、药壶爆破及药包外覆爆破（多用于矿岩的大块二次破碎）；按爆破用途可分为台阶爆破、地表处理爆破、边坡处理爆破、大块矿岩爆破、掘沟爆破等。
影响爆破质量的好坏的主要因素：爆破材料、孔网参数、网络设计等方面的选择。（附件六）
根据影响爆破质量的主要因素，我们必须通过实践选择好合适的炸药、合理的孔网参数（包括超深）、优化爆破网络（选取安全、稳定的起爆器材）。
金宝公司在矿山爆破中一直不停顿地研究，走过了一段不平凡的路。新疆环境对爆炸物品管理在国内是最严格，爆炸物品处于严格监管中，初期炸药生产处于垄断状态，品种单一，爆破质量低下，且审批手续繁琐，购买周期长，不能满足矿山需求，为达到及时足额供给初期目的，引进了混装乳化炸药，但混装乳化炸药温度高，普通导爆管无法使用，初期只能用导爆索进行传爆，爆破效果极不理想，为此通过努力引进了奥瑞凯高精度导爆管，才较好解决这一问题；但混装乳化属于高爆能炸药，需高爆能起爆药，但新疆内只有乳化炸药，初期只得委托炸药厂加工乳化药卷作起爆药，后经过调研，内地有专门生产与混装乳化炸药相匹配的起爆具（添加有ＴＮＴ），多方努力得以引进，目前矿山爆破各爆破材料达到最佳匹配，爆破效果和质量得到极大改善，大块率降低、根底基本解决、拒爆率低。同时利用奥瑞凯导爆管的高精度、高质量保证，爆破规模也大型化，逐孔爆破也得以实现，综合爆破成本得到显著降低。
矿山爆破技术的发展，在于我们通过不断的实践和总结，在于对新材料、新技术的关注和应用，紧密结合本矿山的矿岩特性、爆破对象、施工要求，通过实践摸索总结选出适合本矿山的爆破材料、孔网参数、爆破规模，以综合成本为导向，不断优化爆破技术。
３、矿岩采装（也叫铲装）：
采装工作是露天开采生产过程的中心环节。穿孔爆破、运输、废石排弃等，都是围绕采装工作展开的。采装工艺及其能力在很大程度上决定着露天矿山开采方式、技术面貌、开采强度和最终的经济效果。
采装工作，通常是用装载设备将矿岩从爆堆中或实体中挖取，装入运输容器中。露天矿用挖掘设备主要有：挖掘机、索斗铲、液压铲和轮胎式前装机。

图 1－6各种单斗挖掘机示意图
a－正铲；b－反铲；c－刨土铲；d－拉铲；e－抓斗铲
采装设备的选择与矿山生产规模相适应，与作业台阶高度、工作线长度、矿岩硬度、密度、矿岩块度要求、运输设备相关联，金属和非金属矿山主要以单斗挖掘机为主，前装机为辅，采装技术发展的趋势是大型化和连续化，因此，随着爆破技术和挖掘机制造的进步，大型轮斗式挖掘机也在逐步应用。设备选型主要以铲斗斗容来确定，如1m³、2m³、4m³斗容挖掘机等。
金宝公司铁矿山采装设备选择和更新也随着矿山不同时期进行着，矿山施工采取外包方式，设备投资全部由施工方承担，初期矿山为山坡露天，作业条件好，为节省投资和运营成本，基本采用小型挖掘机，主要为1－2m³斗容的挖掘机为主，由于矿山规模小，基本满足要求，后期随着作业条件的改善，特别是爆破技术的突破和选矿产能的突增，矿山规模不断扩大，小型挖掘机已不能满足矿山要求，本着作业量保证的承诺，施工方开始更新至中型挖掘设备，至目前采用的挖掘设备配置为装岩用4m³斗容挖掘机、装矿用2m³斗容挖掘机，满足了矿山要求。
设备的更新也必须与矿山施工条件、规模相适应，逐步更新是一种较经济的方式，同时设备并不是越大越好，它必须是与矿山相匹配，以满足矿山要求、运营成本最低为原则。
4、矿岩运输：
露天矿运输的基本任务：是将采场采出的矿石运送到选矿厂、破碎站或储矿场，同时把剥离岩土运送到排土场，并将生产过程中所需的人员、设备和材料运送到工作地点。
运输方式可分为人力和机械运输及有轨和无轨运输，这里我所讲均以公路自缷汽车运输方式，这种方式机动灵活，对地形条件适应性强，但缺点是车辆运行和维修费用大。
矿岩公路运输主要侧重点有两个方面：一是运输设备的选择，二是运输道路的建设。
1）运输设备的选择主要依据：一是依据与采装设备相适应的车型，主要参数为经济铲装比，即单车装载需要铲装设备铲装的次数，它与车辆装车时间的合理性相关联，合理的铲装比一般6－8；二是依据矿岩运输规模确定车辆的数量。
2）运输道路的选择和建设：运输道路的选择和建设在露天矿山中尤其重要，它决定着运输成本的高低，矿山在各个时期，矿岩的去向均存在着不同的选择，其主要遵循的原则是“高土高排、低土低排，重车尽可能下坡，运距最短”，按此原则，对不同台阶的矿岩的去向进行安排，同时根据地形条件修建临时、半固定道路，总的原则是经济合理。（附件八）
金宝公司铁矿山运输设备从初期20t－25t自缷车的配置，逐步更新至目前的岩石运输车辆为45－50t自缷车，矿石运输用25t自缷车，较好的满足矿山运输需求。
矿山运输设备根据铲装设备的变化而变化，根据矿山规模的变化而增减数量，同时矿山运输道路的优化是采矿技术管理中的重要工作。
5、排土工作
露天开采的一个重要特点就是要剥离覆盖在矿床上部及其周边的表土和岩石，并将其运至专设的场地排弃，这种专设的排弃岩土的场地称作排土场（或废石场）。在排土场按一定方式进行堆放岩土的作业称为排土工作。
排土工作主要内容有：
１）选择合理的排土场位置；
２）排土方法的确定；
３）排土线的形成方式选择；
４）覆土复垦等环境保护。
按排土场与露天矿的相对位置可分为：内部排土场和外部排土场。
内部排土场是将岩土直接排弃在露天矿场的采空区内，这是一最经济的排土方法。但内部排土场的条件要求高：只有在开采深度在30－50m之内，倾角小于5－10度的矿体（如露天煤矿）或在一个采场内有两个开采深度不同的底平面时才能使用。
排土方法主要根据露天矿的运输方式而定，公路运输一般采用汽车运输－推土机排岩方式。
排土场的堆置顺序分为：单台阶排土、覆盖式多台阶排土、压坡式组合台阶排土。
金宝公司露天铁矿采用内部排土场和外部排土场联合排土方式；排土方式采用汽车直排－前装车（铲车）辅助方式排岩，排土场堆置顺序采用压坡式组合台阶排土。（附照片）排土安全工作：在缷车平台边缘设置安全车挡、专人指挥缷车、分区进行间歇式排土、形成3－5%的反向坡、车速控制在5km/h、随排土停止排土后即时进行复垦等安全管理并进行了专门的排土场设计和工程勘探。排土场设置均布置在矿体之外，排土前均对排土区域进行地质勘探，确定无矿体存在后安排为排土场。（附件九）
排土场在露天矿山重要的生产过程，应予以高度重视，同时排土场位置选择与采装、运输的生产能力和经济效果、以及周边环境影响有着重要影响，在矿山设计之初就需认真和谨慎对待，科学合理布置；同时不同区块岩土排弃应对应相应的排土位置，遵循“高土高排，低土低排原则”；有条件情况下尽可能实现内部排岩；同时排土场是露天矿山的重要危险源之一，严格遵循排土安全和设施建设，大型矿山必须进行排土场专向设计和工程勘探。
第三章　　露天矿山运行管理
一、露天矿建设的基本程序：
露天矿从开始建设到结束整个存在期间可以分为四个时期；
（1）露天矿建设时期：即由露天矿建设准备工作开始，到露天矿投入生产的时期。
（2）达到设计生产能力时期：即露天矿投入生产到达到设计生产能力的时间，这段时间应尽量缩短，有的矿山投产时已达到设计生产能力，就不存在这段时间。
（3）正常生产时期：即露天矿按设计生产能力进行正常生产的时间。这段时间最长。
（4）露天矿结束时期：在这段时期内，露天矿生产能力由于工作线长度缩小而逐步下
降，直到最后结束露天矿场的开采工作。这段时间也应尽量缩短。
（一）露天矿建设基本程序
露天矿山基本建设工作，涉及的面很广，内外协助配合的环节很多，必须按设计、有步骤、有秩序地进行，才能达到预期的效果。几十年来矿山建设的实践证明，一个露天矿山从计划建设到建成投产，少则需两三年，多则达到六七年或更长。一般要经过以下几个阶段：
（1）资源地质勘探与实验研究；
（2）编制项目建议书；
（3）编制可行性研究报告和设计任务书；
（4）可行性研究报告和设计任务书经审查批准后，编制初步设计；
（5）初步设计经审查批准后，进行施工图设计，并编制年度建设计划，组织施工，以及设备的定货和制造；
（6）按照矿山设计内容进行施工建设并进行试车；
（7）竣工投产使用前经审查验收合格后，交付生产使用。
（二）露天矿山安全生产基本条件
基建结束，一般具备以下条件才能投入生产。
（1）正常生产所需的外部运输，供电及供水等项工程建成完善的系统；
（2）破碎厂、选矿厂、压气站、提升机房、机修厂以及其他辅助设施均应全部或分期建成，满足生产需要的规模；
（3）矿山内部已建成完整的矿石和岩石的运输系统；
（4）投产时应保有与当时规模相适应的储备矿量；
（5）基建剥离工程应保证矿山生产具有持续生产的能力；
（6）矿山建设工程项目安全设施经过矿山安全生产监督管理部门组织的竣工验收，符合矿山安全规程和行业技术规范；
（7）露天采矿场应形成台阶开采。
投产时露天矿应达到的生产能力指标，一般大型矿山为设计能力的1/3~1/4；中型矿山为设计能力的1/2~1/3；小型矿山为设计能力的1/2.投产标准很大程度上影响到基建工程量，故应根据矿山具体情况认真研究确定。在矿山建设费用总额中，矿山基建工程费用占很大比例，一般为20%~40%，有些矿山还要大些，所以合理确定基建工程量具有重要意义。影响基建工程量的根本因素是露天矿境界、开拓运输方式、矿山工程发展程序、开采工艺等。因此，减少基建工程量，应在确定露天矿境界、开拓、采矿等重大问题时综合考虑。
我们在参与露天矿山生产和建设中，应了解矿山处于的阶段，并对应所处阶段开展相应工作。
二、露天矿山正常生产期运行管理
露天矿山生产管理的特点是一个动态管理，他将随着矿山生产条件变化、地质勘探程度提高、市场行情变化、机械设备的发展而不断变化，生产规模、组织方式甚至开采方式均会发生变化，这里从采矿专业人员视角，对露天矿山正常生产期的运行管理进行探讨式介绍。
（一）露天矿山正常生产期运营管理的基本工作内容：
１、根据企业年度生产经营目标制定年度采剥计划；
2、根据当年采剥计划制定实施计划和措施，并分解至月；
3、针对采剥计划中具体内容分解成若干分项，制定每个分项的实现的保障措施或方案，按时间次序作出安排；
4、对组织实施，实施过程中从目标实现的时间、质量、成本、安全进行控制，直到目标实现；
5、根据矿山条件的变化，开展矿山设施建设和完善；
6、对矿山各种基础资料的收集、整理、分析，逐步完善矿山地质、采矿、测量、经济技术指标、各种法规所需的设计、方案及证照等基础资料；
7、根据地质勘探程度的提高、市场的变化、采选能力变化适时开展矿山开采方案优化等工作。
（二）各个专业在矿山运行中的定位：
矿山开采融合各个领域的专业技术，各个专业自成体系又相互紧密结合，在矿山运行中均发挥着不可或缺的作用，这里只对矿山运行中起主要作用的地质、采矿、测量、选矿在矿山开采方面的作用进行分析，进而明确各个专业在矿山开采环节的定位，同时对矿山施工队伍的作用进行分析。
1、矿山地质
矿山地质分为两个部分：勘探地质工作和生产地质工作。
勘探地质工作：指按照矿床勘探程序经过普查、详查和勘探，提交矿床普查、详查、勘探报告，这一期间的工作。一般中小型矿山达到详查阶段，即可进行矿山开采初步设计，矿山进入开采阶段；但大型矿山，矿床必须达到勘探阶段才能进行矿山初步设计和开采。所有的地质勘探报告必须经过政府职能机构（或行业机构）评审通过，并备案后才能纳入矿山企业使用。
生产地质：是指矿山开采时期所开展的地质工作，包括生产勘探和生产地质两方面。其中生产勘探是矿床地质勘探的延续和补充，是紧密结合采矿工程并超前于开采，是保证矿产资源储量可靠程度达到开采要求的生产探矿工作；而生产地质是以指导和服务矿山开采的地质工作，其主要侧重于对具体矿体的掌握，通过利用生产勘探成果进行分析，对矿体进行二次圈定，同时通过探采对比，重新计算矿石储量、矿体形态修正、品位变化情况掌握等，开展矿石储量管理工作，并为采矿提供升级矿量，并在开采过程中对矿石损失和贫化进行监督和管理，同时地质工作通过对露天矿山的二级矿量情况的监督，促使矿山采剥平衡。
地质工作在矿山开采过程中起到指导、服务和监督作用，地质工作超前于采矿工作。
２、采矿：
采矿工作是根据企业生产经营目标对矿山的指标要求，通过对矿山开采现状、矿石储量和质量分布、采剥运输施工能力的掌握，对生产指标实现进行采剥计划制定并组织实施，在开采过程中对矿山采剥地点进行时、空、量、序的布置和控制，通过管理和技术服务手段确保采剥计划的实现，并对开采过程中的安全、矿石质量、经济技术指标的优化、施工方案的优化、成本控制、各个施工环节的效率提高进行全面的管理和控制。
采矿工作在矿山开采过程中起主导作用。
３、测量：
矿山测量是矿山企业的一项基础技术工作，其主要工作内容是在矿山建设、生产过程中进行各种工程施工测量，测绘种采剥工程图和专用图，进行采剥区围岩、地表及边坡的移动观测研究，对采剥工程的数量和质量、采剥量、地勘工程量进行验收、统计和监督，同时为矿区规划进行大范围的矿区测绘地形图，参加矿山采剥计划的编制等工作。
在矿山勘探、设计、建设、生产各个阶段直至矿山闭坑，都需要测量工作，因此，矿山测量是矿山的基础，处于服务、监督和指导作用。
４、选矿：
一般来说，采矿和选矿分属于矿山企业的两个阶段，表面上选矿工艺不能直接指导矿山开采，但选矿是矿山企业出成果的阶段，它的结果好坏，直接影响到矿山企业的经济效益，而矿石性质、品位等方面对选矿工艺的指标造成影响，我们必须了解各种类型的矿石对选矿指标造成什么样的影响，找出对应的措施和办法，其实质就是如何配矿的问题，对矿石品位、各种岩性矿石的配给到一个最佳点，选矿指标最优，经济效益最好。
因此，选矿工艺特性对采矿造成影响，采矿服务于选矿。
5、工程施工队伍：
矿山工程施工主要有两种方式，一种是自营，这一个较自成体系的复杂管理，这里不再阐述，另一种是外包，与专业工程队伍合作，这里着重说说这种方式下的工程施工队伍在矿山开采中作用。
我们将采矿中的穿孔、爆破、铲装、运输等工程委托给专业施工队伍，则意味我们的所有在矿山要完成的工程都需要工程队来实现，工程队的作用就是按照我们的采剥计划来组织实施，其实施的质量、工程进度必须达到我们的要求，但其本身作为独立单位，也是为了盈利，其施工产生的成本就得低于我们给他的施工价格，施工价格高低就是我们合作中的矛盾点，如何使价格合理，这就是我们共同所要完成的工作，提高技术水平，降本增效，就是我们共同的方向，我们通过提供良好的基础设施、共同研究最优的施工方案、提供合理的采剥计划和技术服务，为其创造高效的基础条件，并通过经济杠杆，采取有效的管理考核措施，促使其更新施工设备、钻研施工技术、提高本身管理水平，最终达到我们共同的目的。
因此，采矿工程中采矿管理与合作的施工队伍之间是既管理又服务的关系，是对立统一的合作关系。
（三）矿山开采中的几项重要工作：
1、采剥计划的编制：
（1）采剥计划编制的内容：
主要要有五个方面：
一是为完成经营指标中生产所需的矿石采出为主要目的，以及结合矿山地质情况和经营成本指标确定合理的剥离量；
二是为完成采剥工程量所需基础材料计划；
三是根据矿山运行情况需完善的基础设施建设；
四是为提供可靠资源所需做的生产地勘计划；
五是所有计划完成所需的资金计划。
（2）采剥计划编制的基本思路：围绕解决计划时间内所需矿石量、满足矿山二级矿量的平衡、基础设施建设需求展开。
（3）采剥计划编制的基本程序：
一是摸清地质情况分布，确定计划期内所需开采矿块；
二是根据各矿块的难易程度和矿块周边空间创造所需剥岩量进行进度安排；
三是对所需采剥区域的时间要求对运输道路和电力设施建设的安排；
四围绕二级矿量平衡需求对新水平开拓进行安排；
五是根据矿山运行情况预测布置地质勘探工程；
六是对所有工程完成后对应矿岩运输距离测算出资金需求（如单价未包含基础材料，需测算出主要材料的量和资金需求）；
七是整理形成图、表、文字说明的完整计划。
采剥计划是矿山单位时间内运行的主要依据，其编制合理与否，将直接影响矿山企业的经营效益，或者是计划实现率低，起不到计划编制应有作用，因此，采剥计划工作是矿山企业生产的一项重要工作。采剥计划一般分为年度计划和月度计划，有时为了矿山持续稳定，也可以编制两年、三年甚至更长的中长期规划。采剥计划编制需要编制人员有较强的全局观、对矿山地质、地形现状非常熟悉，并有较强的空间概念和超前的预测能力。
2、生产地质工作：
生产地质工作是矿山生产中又一项重要工作，其工作的目的是：保证矿山正常生产，满足采剥计划近期工程所需的准确地质资料，为编制矿山生产计划进行储量升级、资源储量平衡、采矿生产和地质管理提供依据。
生产地质主要工作内容：采取探槽、浅井、钻探等工程手段（也可以利用炮孔岩粉）获取地质样品，通过分析、编录、制图等方式进行二次矿体圈定，形成升级矿量作为采剥计划依据；并通过探采对比进行地质储量管理；通过对生产过程中爆堆的取样分析，绘制炮孔图计算爆堆量，建立出矿台账，进行矿石损失、贫化管理计算；出矿过程中进行指导和监督，进行矿石质量管理和控制。（附探槽、探采对比图）。
地质工作中的生产勘探又分为资源储量可靠程度勘探、补充勘探、矿石类型勘探（分布情况）、综合勘探、找矿勘探等。
３、矿山设计：
矿山设计重要部分就是境界的确定和矿山整体规划设计。
露天开采境界是指露天开采的最终界限，它由露天采场的底部边界、最终边坡及开采深度3个要素组成。
影响露天开采境界的因素有：
（1）自然因素：矿体埋藏条件、矿体形态、地形及水文地质条件等；
（2）经济因素：基建投资、开采成本、矿石质量和机械装备水平等；
（3）环境因素：地面的重要建筑物、厂房、铁路、河流、地貌等。
露天矿底部边界确定：
（1）确定合理的剥采比；
（2）使可采矿量最可靠，通常露天矿底置于矿体中间；
（3）根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高；
（4）根据矿石的物理力学性质调整露天矿矿底的位置，使边坡稳固且穿爆方便。
按照露天矿底部边界确定的原则，其中最主要的是确定合理的剥采比，一般用经济合理剥采比来参照。但在一定条件下圈定露天境界，随着地质勘探程度的提高，矿石储量和矿体形态会发生变化，同时矿石的市场价格也在发生变化，因此，对勘探程度低的露天矿山，其露天境界是动态的，在一定条件下必须重新进行设计。（附件十）
矿山规划又分为设计规划和采场生产期规划。设计规划是矿山开发过程的一项重要工作，主要是在矿区范围内对矿山的工业场地（选矿厂、尾矿库、排土场、炸药库等）、居住区以及运输、供水排水、供电、通讯等进行全面的规划布置。生产期规划是在总体规划的前提下对矿山地形条件的充分利用，对相关设施建设和使用在时空关系方面的应用，其原则提高矿山生产效率、降低生产成本（如临时道路、排土位置、供电设施等过程中的建设）。
３、矿山边坡管理：
概念：露天开采时，把矿岩划成一定厚度的水平层，自上而下逐层开采，使露天矿采场的周边形成阶梯状的台阶，多个台阶组成的斜坡称为露天边帮，也即露天采场边坡。
露天矿山生产和管理中，边坡建设和管理也是一项重要工作，根据露天边坡的特性和影响因素，我们必须对最终边坡进行特殊的施工处理和后期专向管理。其主要工作是：处置临近或最终边坡施工采取控制爆破法进行施工，边坡形成后采取对地表水和地下水进行治理、对机械加固（锚杆或锚索、喷射混凝土、抗滑桩、挡土墙、注浆法）等办法加固边坡，并对边坡进行监测，定期分析。（附件十一）
４、经济技术指标的优化：
在露天矿山开采过程中，降低成本是一个永恒的主题，也是我们日常生产中的重要工作，在日常生产中我们要对我们的成本构成不断地研究，降低生产成本，主要措施就是不断地优化经济技术指标。
影响生产运行成本的主要因素及优化：
（1）规划是否合理。主要指生产过程中的规划，规划合理与否直接关系到矿山经济效益。规划的方向主要是排土位置、运输道路的布置、采矿推进方向、电力设施的布置、矿块的开采顺序等，这些方面的优化可以减少运输距离、提高矿石的价值、降低能耗、提升采剥能力等。
（2）爆破技术是否达到最优。爆破是采剥作业的基础，爆破效果的好坏直接关系到后续工艺的效率和成本，爆破技术是否达到优质，主要体现在大块率低、根底少、炸药单耗合理，而这些必须与铲装设备、运输设备及破碎设备要求的矿岩块度规格要求相关联，通过孔网参数的优化、微差爆破的运用、爆破规模的控制，对不同施工要求寻找出最合适的爆破参数，对矿山采剥、运输综合成本降低有着显著效果。
（3）剥采比安排是否合理。这里的剥采比指的是生产剥采比，通过对矿山现状和地质情况的掌握，以及结合市场价格，结合矿山二级矿量的相对平衡和经营指标的最优来确定合理的生产剥采比，一般来说，在企业初期，尽可能少剥离（但需保证基本的二级矿量），将剥离高峰推后，减少资金投入，在企业资金情况和市场情况较好时应当加大剥离。这样合理确定剥采比，对矿山持续稳定同时避免资金超前占用起着决定作用，因此，对矿山合理剥采比的确定工作一定要高度重视。
（4）矿山设施建设时间是否合理。矿山设施尤其是大的设施建设，需要投入大，占用资金，过早建设，将造成资金占用，运行成本增加，进而增加生产成本，而其又无法发挥应的作用。如露天采场外截洪沟、最终边坡等大的设施建设，一般山坡露天阶段，截洪沟不用建设，最佳时间应是境界最终确定后刚进入深凹露天时，对于最终边坡，如果采场空间充裕，应尽可能往后延，不但可以减少费用提前投入，同时对边坡稳定也有着较好作用。
（5）矿山规模是否最优。对矿山开发的指导思想应是效益最大化，矿山规模的优化即是这一思想的最好体现，矿山规模的优化应体现在两个方面：一是采矿能力能最大发挥，二是矿山持续稳定的服务年限最长。这时的矿山整体效益将是最好。
（6）设备配置是否最优。目前的矿山发展是设备大型化，但绝不是越大越好，我们的施工目的是施工成本最低，但设备越大，生产能力虽然也会提高，但投入也会越大，运行成本高，但如不能充分发挥其作用，则反而使生产成本提高。因此，只有与矿山开采条件、采剥规模相适应的设备配置才是最为合理的配置。
（7）矿产资源使用是否合理。虽然我们提倡对贫富、难易的矿体兼采的资源开发利用原则，但矿山生产是以效益最大化为目的，如何解决这一矛盾是所有矿山企业面临的问题，其有效的解决办法就是利用时间的差异和增加生产规模化，即对矿体中的低品位或难选矿石滞后开采或使用，利用时间的差异，通过扩大生产规模或提高选矿综合技术水平来解决。
（8）矿石损失、贫化控制是否到位。矿石损失和贫化的控制，是矿山开采中的技术和管理日常工作中的重要工作，合理的损失和贫化是矿山开采中不可避免的，但如何将矿石的损失和贫化控制在合理范围，这就需要我们在日常的生产中加强管理和控制，从技术角度上：一是尽可能分采分爆分装；二是不能分采分爆的应加强出矿过程中的监督管理。矿石的损失率增加，将造成剥采比增大，单位矿石的采剥成本增加；贫化率的增大，将增加运输成本和选矿处理成本，同时如存在矿岩施工单价差异，还会增加施工成本。
5、露天矿山的安全管理：
露天矿的主要安全问题有以下几方面：
（1）爆破作业安全问题。爆破作业中有较多的不安全因素，包括爆破准备、药包加工、装药、起爆、爆后检查等。爆破地震波、冲击波、飞石可产生对人及建筑物的危害，早爆和盲炮处理可引起大的安全事故。
（2）机械运行的安全问题。穿孔机、潜孔钻、牙轮钻行走作业时，由于露天作业条件恶劣可引发各种安全事故。电铲作业时机械室内、电铲作业范围内、电铲向汽车装载时，以及电铲作业台阶岩块悬浮倒挂、盲炮等不安全因素。
（3）交通运输的安全问题。露天矿铁路运输中撞车、脱轨、道口肇事、线路弯曲、下沉，行使过程的制动、调车时的摘挂车可引发事故。矿用汽车运输作业时的制动失灵、夜间照明不良、路况不好，行驶过程中翻斗自起等均可导致事故。露天矿带式运输作业时，由于保护罩不当，人员靠近胶带行走引起伤人等。
（4）露天矿山用电安全问题。露天矿使用的三相交流电、采场移动设备的高压胶缆，各种接地保护失灵、各类电气设备的安装检修存在不安全因素。
（5）边坡稳定及防排水的安全问题。露天矿边坡的滚石、塌方、滑坡等事故对矿山生产及机械设备人身安全危害极大，凹陷露天矿由于暴雨等灾害性气候可引起采场淹没。
（6）阶段构成的安全问题。由于露天矿阶段构成要素在设计和生产中选择不当，可造成边坡安全隐患和引发事故。因此，露天矿阶段高度、工作阶段坡面角、非工作阶段的最终坡面角和最小工作平台宽度等应严格执行有关规定和设计的要求。
露天开采矿山安全生产的基本要求
（1）工作帮和非工作帮的边坡角、台阶高度、平台宽度及台阶坡面角应符合安全规程的要求，影响边坡的滑体采取了有效的措施。
（2）采矿方法和开采顺序合理，并符合设计和安全规程的要求。
（3）采矿、铲装、运输设备的安全防护装置和信号装置齐全可靠。
（4）爆破安全距离符合爆破安全规程的要求，采场避炮设施安全可靠。
（5）有防排水、防尘供水系统，各产尘点防尘措施及装备齐全、可靠。
（6）供电、照明、通讯系统及避雷装置安全可靠。
（7）按规定选择电气设备、仪器仪表、其安装和保护装置符合要求并安全可靠。
（8）尾矿和排土场的设置符合安全规程的要求。
（9）按规定建立矿山救护组织，配备救护器材，制定了事故应急救援预案。
（10）对开采中产生的噪声、振动、有毒有害物质等有预防措施。
（11）水文、地质及有关图纸等技术资料齐全。
（12）安全生产规章制度健全，按要求设置安全管理机构，配置安全管理人员，对特种作业人员按规定进行教育培训与考核。
前面在采矿方式和采矿方法选取已包含了对安全因素的考虑，对矿山存在的各个方面的安全问题的管理，核心是发现和辨识存在的安全隐患，并作出处置和管理措施，关键是通过管理落实到位。
第四章　　采矿专业技术人员在矿山企业的作用
矿山的开发过程需要各方面的专业及产业人员的共同努力，一座矿山经营的好坏，人的作用是关键，矿山开发集中各个专业领域人员的共同智慧，要想将一座矿山经营好，就是要将各个专业领域的人的作用和潜能发挥好，而在矿山开采组织管理过程中，前面我们分析了各个专业领域在矿山开发中的定位，其中从事采矿专业的人员将起到主导作用，在这里本人作为一个从事采矿工作多年的采矿专业人员，就本人在矿山开采中所获得的一些经验和心得与大家交流。
采矿专业是一门工程管理为主的专业，而且是针对矿山开采工程这一特殊的工程，确切地说，应是一门以采矿技术为基础，应用采矿技术来完成采矿工程的实施专业，他应融合地质、测量、工程施工和项目管理为