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中国地质大学(武汉)
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露天开采及其工况条件
露天矿山的设备发展正稳步向大型化、专业化、自动化、智能化、信息化的方向发展,由于采矿设备连续作业时间长,且时刻承受着作业环境和作业条件的考验,因此,为了避免设备机械零件的磨损、变形和损坏、参数飘移、控制失灵,甚至使设备停机不能工作等情况的发生,方便工作人员的定期检修和零件更换,延长设备的使用寿命,设备状态的好坏对生产起着决定性作用,必须对铲装设备、运输设备、穿孔设备的工况条件、易腐蚀部件、腐蚀类型、腐蚀机理等情况进行一定的掌握。露天开采工况条件如下:
(1)含复杂腐蚀性离子的矿床水的影响:凹陷的露天矿易汇集大气降水,地表径流和地下涌水,以致矿床含水多变。矿山机械设备的齿轮类、轴类、轴承类以及焊接结构件在含有Cl-,SO42-等腐蚀性离子的矿床水作用下,易产生电化学腐蚀,进而增加设备故障并降低使用寿命;(矿业废水PH值与金属Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量具有明显的负相关关系,SO42-浓度与金属离子Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd浓度具有较一致的变化规律;矿区裂隙承压水中主要有七种离子,按平均值的大小顺序排列为:HCO3-、SO42-、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-、K+;按顺序其平均值依次为364.2,151.1,101.5 ,59.6, 27.0, 7.4)由于硫化物易氧化形成酸性水,使地下水中的SO42-含量增高。SO42->500mg时有较大侵蚀性,使巷道中混凝土中的Ca2+与SO42-生成CaSO4结晶,降低混凝土的强度,SO42-对水泵、铁管和电机车的摩天线等腐蚀性也较大。

     (2)除了水对金属设备产生的氧化腐蚀增加了设备故障并降低使用寿命外,露天高温与寒冷、粉尘、作业面不平整等等因素,造成机械设备的损坏。矿产机械作业环境的粉尘较大,易使机械失效并产生局部电化学腐蚀源。露天矿开采中,相对湿度较小,腐蚀磨损发生的机会较少,主要是在运动矿物的过程中存在严重的磨料磨损问题。

      (3) 随着露天采场不断延深,边坡垂直高度不断增加,有的矿山达400m以上,采深受地应力、地下水、区域震动和生产爆破等影响更加剧烈,边坡破坏概率增大,对采场深部的安全生产影响越来越大。其次是环境污染越来越重。采场进人极深以后,露天坑内大气质量急剧下降,劳动环境与条件日益恶化,坑内形成一个“大锅底”,自然通水极其困难,各生产工序产生的大量粉尘、炮烟、汽车扬尘和尾气等难以排除和消散, 导致坑内作业面尘毒浓度增加, 空气污染严重, 开采条件越来越差。

      (4)井下物理环境恶劣,黑暗、潮湿、腐蚀性强,自然破坏因素多、概率大。