二、采装工作
采装工作就是用装载机械将矿岩装入运输容器或由挖掘机直接卸至一定地点的工作。露天矿主要的采装设备为单斗挖掘机，在剥离软岩和表土时，有用多斗或轮式挖掘机的。近些年来前端式装载机也应用于露天矿。
1．单斗挖掘机
一般单斗挖掘机由推压机构、提升机构、旋转机构、行走机构组成。按照推压机构的特点可将单斗挖掘机分为两大类：齿条推压机构和钢绳推压机构，即为双(铲)杆外插和单(铲)杆内插的推压机构。双杆外插单斗挖掘机的特点是整体动臂，双方形铲杆外插，单滑轮提升，绝大多数是齿条．推压。这种铲杆抗扭力强，铲杆、动臂刚度大，齿条推压有力。目前，各国挖掘机大部分都用此种结构。单杆内插挖掘机推压机构的主要特点是整体中空动臂，单个圆形铲杆内插，钢绳推压，双滑轮提升。铲斗挖掘时侧倾力表现为两组提升钢绳上的不同张力，铲杆处于免扭状态，因而可以减轻动臂铲杆的重量。
为了适应深部开采，掘沟往往应用长臂式挖掘机。
2．单斗挖掘机工作规格
挖掘机在露天矿应用是否合理，效率能否充分发挥都与挖掘机工作规格、工作面参数、穿爆效果、操作水平及供车情况等有密切关系，所以，应根据具体矿山的条件和生产的需要进行选型。
挖掘机工作参数包括：挖掘半径R挖、挖掘高度H挖、卸载半径R卸、卸载高度H卸等。
挖掘半径R：是在采掘时由挖掘机回转中心到铲斗牙尖的水平距离。最大挖掘半径就是铲杆最大水平伸出时的挖掘半径。站立水平挖掘半径R站是铲斗前侧平放在站立水平上的挖掘半径。
挖掘高度H：是在采掘时，铲斗牙尖距站立水平的垂直距离。最大挖掘高度就是铲杆最大伸出并提到最高位置的垂直距离。
卸载半径R：是在卸载时，由挖掘机回转中心至铲斗中心的水平距离。最大卸载半径R卸大。就是铲杆最大水平伸出时的卸载半径。
卸载高度H：是铲斗斗门打开后，斗门的下缘距站立水平的垂直距离。最大卸载高度就是杆最大伸出并提到最高位置时的垂直距离。
3．采掘工作面参数
露天矿生产过程中，为了保证挖掘机的工作安全和提高采掘效率，必须合理确定采掘工作面参数。工作面参数包括工作面高度、采掘带宽度和采区长度。
(1)露天矿工作面高度，在不需爆破的软岩中即是台阶商度，需要爆破的岩石中是指爆堆高度。工作面高度受矿岩性质及埋藏条件、穿爆方法、挖掘机规格等限制，但主要决定于挖掘机规格，要求既能保证挖掘机的工作安全，又能提高其工作效率。
按挖掘机工作安全要求的工作面高度，在挖掘不需爆破的松软岩石时(图a部分)，一般不应大于挖掘机的最大挖掘高度H挖大。若挖掘爆破后块度不大的矿岩时，爆堆高度应不超过最大挖掘高度的1．2～1．3倍(图b部分)。
按照满斗要求的工作面高度，一般不应低于挖掘机推压轴高度的2/3。
a-松软矿岩采装工作面；b—坚硬矿岩采装工作面
(2)采掘带宽度是把台阶或爆堆划分为若干个具有一定宽度的条带以便进行采掘，如图8-18，为了提高挖掘机效率，挖掘机向里侧挖掘时回转角度不得大于90o，向外侧应不得大于30o，否则不易满斗，因此采掘带宽度：
A=(1.0-1.5)R站，米
式中R站—是挖掘机站立水平的挖掘半径，米。
当采掘爆堆时，根据一次爆破量多少和采掘带宽度可分为“一爆一采”、“一爆两采”和“一爆多采”(多排孔微差爆破)。“一爆一采”即爆破后挖, 掘机一次采完爆堆全宽，此种方式每次爆破量少，致使爆破次数增加，挖掘机避炮和移道时间增多，纯工作时间减少。“一爆两采”是在爆堆全宽上分两次采掘。
第一次采掘带宽度A1是：
A1=f(R站+R卸)-C-0.5b米
式中
f—挖掘机工作规格利用系数，一般f≤0.9；
C—爆堆坡底线至运输设备边缘距离，一般C=1—1.5米；
b—运输设备宽度，米。
第二次采掘带宽度A2是：
A2=B-A1，米
采掘带宽度不应大于挖掘机工作规格可能的采掘宽度，所以，应合理的确定爆破参数，控制爆堆宽度，使之有利于提高挖掘机效率。
(3)采区长度指挖掘机工作线长度，它是沿工作台阶划归一台挖掘机采掘的那部分长度。当工作台阶较长时可分为几个采区同时工作。
L—采区长度；Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ—采掘带 O—工作线推进方向；→工作面采掘方向
4．挖掘机发展现状和趋势
大型化、智能化和多功能是发展趋势，不再多说...
另外，前端式装载机在露天矿应用也有较快的发展。此种装载机是用柴油发动机和液力传动的一机多能的装载设备，除向运输容器装载外，还可自铲自运、牵引货载及清理工作面等。在小型露天矿可独立装载，大、中型露天矿可做辅助装载和清理设备。行走部分有轮胎式和履带式两种，以轮胎式较多。
前端式装载机具有以下优点：其机器重量为同斗容挖掘掘机的1/7—1/6，而制造成本却低2/3,轮胎式装载机行走速度每小时可达35公里，当运距小于1公里时，自铲自运效率高，爬坡能力大，可在30度的坡道上运行。
三、运输工作
露天矿运输是把露天采矿场的矿石和岩石分别运至选矿厂和排土场；并将炸药和有关设备材料运至采矿场。
矿山运输方式选择是否合理，运输组织的好坏，直接影响矿山生产能力，采装设备效率以及运输成本等。特别在运输量比较大，条件比较困难情况下，运输工作往往成为生产中的关键。因此，为了保证矿山生产正常进行，必须正确选择运输方式和运输设备，切实提高线路质量，更好地加强运输组织管理工作。
目前，我国金属露天矿常用运输方式有：汽车运输、铁路运输，平硐溜井和斜坡卷扬等。
1．汽车运输
由于汽车运输与铁路运输相比具有很大的优越性，所以在现代露天矿中发展很快，国外已成为主要运输方式，如美国除个别儿个矿山外，大部分矿山都用汽车运输。在汽车运输中广泛采用矿用自卸汽车。近年来，为了降低成本，提高劳动生产率，迅速向大吨位电动轮汽车发展。
露天矿使用汽车运输具有很多优点：
1)汽车运输可以与挖掘机有效的配合，灵活性大，使采装设备效率提高，若用斗容4米3挖掘机与适当载重量矿用自卸汽车配合时，完成的年产量可比铁路运输提高20～40％。可使台阶上同时工作的挖掘机数增加，因此，提高了矿山的采矿能力。
2)汽车运输曲率半径小，最小曲率半径可达9～10米，是标准轨铁路运输的1／8～1／10爬坡能力大，重载上坡的坡度达10～15％，比铁路运输大3～5倍。
3)适于开采地形复杂，矿体走向长度短，分散和多品种矿体。
4)基建时期短，又因公路坡度大，修建公路比铁路的线路长度可以短30～50％。建一座年产300万吨以上露天矿的基建时间比用铁路运输可以缩短1～2年。
5)基建投资较少，不仅需要修建的公路短，投资少，而且每公里修建费为修铁路的l／4，所以修建公路的总投资少。
露天矿使用汽车运输也存在一些缺点：
1)汽车运输吨公里运输费较高，一般为0.3～0.5元／吨公里，而铁路运输为0.03～0.15元／吨公里。由于汽车运输费用高，故目前合理运距在3公里以内。但随自卸汽车吨位加大，运输费相应减少，合理运距不断扩大，国外有的露天矿的合理运距已达8公里左右。
2)对路面质量要求较高，若线路质量不能保证，必使轮胎磨损严重，汽车寿命降低。
不同载重量的汽车应与相应斗容的挖掘机相配合，否则将影响挖掘机效率。根据矿山使用经验，为了提高挖掘机效率减少行车密度，每车装3-5斗比较合适。
2．铁路运输
铁路运输曾是我国露天矿所占比重较大的一种运输方式。它又分为标准轨和窄轨铁路运输两种。前者轨距为1435毫米，用于大、中型露天矿，后者适于小型露天矿，窄轨常用轨距有762,750、610和600毫米。
宽轨铁路运输的优点是：运输能力大，可以和国有铁路直接办理行车业务，简化路、矿装卸工作；运输设备和线路结构坚固，便于维修，运输费用随运距增加而降低。缺点是：因对线路坡度、曲率半径要求较严，采矿场和排土场内线路铺设和移动困难，运输组织复杂，影响挖掘机效率；基建投资大，基建时间长，因此宽轨铁路适用于产量大，露天矿境界内范围广阔，运距长的露天矿。但随着重型汽车工业的发展，汽车运输已基本取代了铁路运输。
大型露天矿宽轨运输主要使用电机车。中，小型露天矿所用牵引机车为内燃机车，蒸汽机车，电机车三种。由于电机车的粘着重量大，牵引力也大，在同样功率条件下，具有运输能力较高，爬坡能力大(可达40%)等优点。与其它机车比较，可通过较小的曲率半径，运输费用低，制动性能和劳动条件好。因此露天矿广泛采用粘着重量为80，100，150吨的直流电机车。标准轨运输的车辆载重量为60和100吨的自卸翻斗车。窄轨运输的矿车容积一般在4立方米，最大可达10立方米。
四，排土工作
露天采矿往往需要剥离大量岩石，并运往排土场进行堆置。当采用不同运输方式所用排土机械也不同，铁路运输常用推土犁排土法，挖掘机排土法。汽车运输时主要用推土机排土法。小型露天矿可用小型机械和人工排土。使用轮斗机的则有专用的排土机械。
推土犁排土法，主要机械是推土犁，该设备是由犁板，保护板，操纵器和机体组成。动力是由牵引机车供给并进行操纵。工作时，根据不同岩石性质，使犁板张开一定的角度，随推土犁在轨道上移动，犁板把台阶上部堆置的岩土分几次推到台阶下部。
挖掘机排土法，将排土台阶分成两个分台阶，挖掘机站在下部分台阶的上盘，装满土岩的列车位于上部分台阶的线路上，每个车辆分别向受土坑翻卸岩土，然后由挖掘机向下部分台阶和上部分台阶堆置。随着堆置挖掘机沿排土线逐渐移动，直到堆完并平整好新排土线为止，再用吊车将铁路移到新的位置上。
推土机排土法，一般与汽车运输相配合，排土工艺比较简单，自卸汽车翻斗后，由推土机推土和平整上部平盘，以后再继续翻土，此法灵活性大，基建投资和经营费用均少。
露天矿开拓
如前所述，露夭矿在开采过程中，必须划分为若干水平分层(台阶)进行生产。露天矿开拓的目的是为了建立地面到各个工作台阶，以及各个台阶之间的通路，形成露天矿到选矿厂(破碎厂)、排土场、工业广场之间的运输系统，以保证矿山采矿、剥离，开拓工作的正常进行。
露天矿的开拓方法与运输方式和开采方法有密切联系。合理的开拓方法，既要保证各个台阶工作线的合理发展，运输联系方便，又要尽可能减少开拓工程量。露天矿床开拓方法分类有几种，目前主要是以运输方法分类，而运输方式又与矿床的埋藏条件、生产规模和设计的开采深度有关。我国金属露天矿开拓方法可分为：铁路运输开拓、公路运输开拓、平峒溜井开拓、余坡卷扬开拓及胶带运输开拓。
露天矿使用铁、公路运输时，运输干线可以布置在露天矿境界之内，也可布置在境界之外。一般，凹陷露天矿多设在开采境界内的最终边帮上。山坡露天矿则根据地形和矿体埋藏条件设在境界内或境界之外。
一、铁路运输开拓
由于铁路运输的坡度比较缓，从上台阶至下台阶需求铺设较长的倾斜干线和一定长度的折返(站)线路，而金属露天矿一般走向长度较短，所以多采用折返干线(又称‘之’字形干线)开拓。缺点是列车在干线上运行时，经过折返站需要改变运行方向，从而影响到列车运行速度和效率。如果矿体走向长度较长时，可以布置成直进式行车方式，使几个(根据矿体长度)水平沿同一方向运行，然后设折返站，用折返式行车，以下各水平则根据需要决定线路的布置方式。
山坡露天矿在采矿场附近如有较长的单侧山坡时，折返干线应布置在境界以外的端帮上。当露天矿地形为孤立的山峰时，折返干线可以布置在露天开采境界之内。
二、公路运输开拓
公路运输开拓根据公路干线布置方式可分为回返干线和螺旋干线开拓。回返干线和折返干线布置相仿，汽车在干线上运行是经过具有一定曲率半径的回返平台改变运行方向，但不需停车换向(图8-29)。因为汽车运输要求的曲率半径小，所以多采用回返干线开拓方式。
1-上部开采境界；2-底平面；3-公路；4-倾斜干线；5-连接平台
当露天采矿场的长度和宽度相差不大，为了克服汽车因回返减速而影响运输效率可采用螺旋干线开拓。当凹陷露天矿采用螺旋干线开拓时，沟道可沿采场四周边帮盘旋布置干线，汽车可在干线上直进运行
三、平峒溜井开拓
平峒溜井开拓主要是用溜井和平峒建立采矿场与选矿厂之间的运输通路(图8-31)，此种开拓方式，不能独立完成矿石的运输任务，需要与其他运输方式配合。在采矿场内多采用汽车或窄轨铁输，溜井主要是溜放矿石，溜井以下多用铁路运输运至选矿厂。岩石则直接运至排土场堆置。个别矿山也有用溜井溜放岩石的。矿石从溜井放矿口装入矿车，多用机车牵引经过平峒再运到选矿厂。溜井承担受矿和放矿任务，是运输系统中的关键环节。合理地确定溜井位置和结构要素，对于保证矿山正常生产具有重要意义。
四、斜坡卷扬开拓
小型金属露天矿常用斜坡串车和重力卷扬开拓。斜坡串车一般是在小于25度的沟道内利用卷扬机同时提升(或下放)几个矿车，凹陷露天矿的串车沟道是设在开采境界内的非工作帮上。在山坡露天矿一般多设在开采境界之外。对于地形较缓，高差不大的小型山坡露天矿，还可采用重力卷扬开拓，将采下的矿石装入矿车，顺卷扬道利用自重向下溜放，并带动空车沿另一轨道上升。
五、 胶带运输开拓
胶带运输开拓是近年来新兴的一种开拓运输方式，如图8-33所示。采场内经穿孔爆破，破碎后的矿岩，接挖掘机装入汽车，然后运至半固定式破碎机1。破碎后的矿岩借钢绳胶带运输机2提升 至地表，再通过转载站3送入地面焦带运输机4，最终运送到矿仓或排土场卸载。随着露天采场向下延深，胶带运输机2和半固定式破碎机1也向下移设。不过。为了减少移设工作量，通常每下掘3-5个台阶后才移设破碎机和胶带运输机。
在本开拓方法中，用连续动作的胶带运输机提升矿岩，运输能力大，而且由于运输仰角可达16o—18o运输距离也短，通常胶带运输开拓的劳动生产率是单一汽车运输开拓的2-4倍，而前者的运输成本仅为后者的1/5
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