岩石的压碎作用，因此穿孔速度反而降低。实际生产中，对于软岩常选用70~120r·min-1的转速，而对中硬岩石和硬岩转速分别为60~100r·min-1和40~70r·min-1。
2）潜孔钻机
潜孔钻机也是20世纪50年代兴起的一种新型穿孔设备，在60年代率先取代了笨重的钢绳冲进钻机而居首位。以后，由于牙轮钻机的发展而退居次席。总的来说，潜孔钻机不如牙轮钻机，但前者也有一些独特的优点，如：
（1）孔径小（直径150~200mm），能钻凿斜孔，爆破矿岩块度小，便于采用小型挖掘机采装；
（2）设备简单，易于制造；
（3）设备较稳定，穿孔效率较高，台月进尺约2000m，台年穿爆矿岩量约60~150万t。
上述优点，使潜孔钻机特别适用于中小型露天矿山，在我国应用广泛。 潜孔钻机是一种回转冲击钻机，由钻具组、回转机构、推进提升机构、压风和除尘系统、电器系统、钻架及起落机构、钻具的存放和接卸机构、行走机构、司机室和操作控制系统等部分组成（图12-3）。钻孔时，气动冲击器潜入孔底，破坏孔底岩石，完成钻孔过程。
图12-3 潜孔钻机
2.5.2 爆破工作
爆破是在穿孔工作完成后，往钻孔内装填炸药，借助炸药爆破时产生的能力崩落矿岩的过程。爆破质量的好坏，直接影响着后续采装工作的进行，并间接影响露天矿其它生产环节。因此，对爆破工作提出了多方面的要求，如为保证采掘设备的持续生产，要有足够的爆破储备量；爆破矿岩块度要小、爆堆要集中；没有超爆、欠爆现象，不允许出现根底、岩伞等凹凸不平现象，也要尽可能防止由于爆破反作用而对上部台阶造成的龟裂想象（称为后冲作用），如图12-4所示；对边坡及附近建筑物产生的影响要小等。
2 图12-4 露天矿爆破的弊病
1—岩伞；2—龟裂； 3—根底
1 3 1）爆破参数
为了获得良好的爆破效果，应合理地确定爆破参数，包括孔径、底盘抵抗线、孔距、排距、钻孔超深、填塞长度及单位炸药消耗量等（图12-5）。
h
LT hc d WD 图12-5 钻孔布置及爆破参数
（1）孔径
炮孔的直径d愈大，单位炮孔长度所包含的药量就愈大，钻凿的炮孔数减少。在生产实际中，炮孔的直径主要由凿岩设备而定。采用露天简易潜孔钻凿岩时，孔径90~100mm，潜孔钻孔径150~200mm，牙轮钻多取250~310mm。
（2）底盘抵抗线
底盘抵抗线（WD）是指钻孔中心到台阶坡底线的水平距离。垂直钻孔，底盘抵抗线较大，爆破时底部岩体阻力大，残留根底的可能性较大；倾斜孔则相反。底盘抵抗线可根据单孔装药量按式（5-13计算选取，也可根据安全距离按下式计算：
WD≥hctgα＋Β （12-1） 式中：h―台阶高度，m
α―台阶坡面角，一般为60°~75°；
B―从深孔中心到坡顶线的安全距离，B≥2.5m。 （3）孔距和排距
孔距（a）是每排钻孔内相邻两钻孔中心线之间的距离；排距（b）是多排孔爆破时，钻孔排间距离。孔距等于炮孔密集系数m与底盘抵抗线WD的乘积，一般认为炮孔密集系数m应在0.8~1.4之间，近年来的宽孔距爆破试验证明，减小底盘抵抗线和加大孔距（小抵线宽孔距爆破），尽管每炮孔负担面积保持不变，却可显著地改善岩石的爆破质量。排距取值同于底盘抵抗线。
（4）钻孔超深
钻孔超深（hc）是钻孔超出台阶高度的那一段深度。其作用是降低装药中心，克服底盘岩体的阻力，减少根底的产生。超深可根据底盘抵抗线WD来确定：
h＝(0.15~0.35)WD （12-2） 当岩石松软、层理发育时取小值，反之取大值。 （5）填塞长度
填塞长度（LT）是钻孔上段填塞物（俗称炮泥）的长度。其作用是为了较充分地利用炸药的爆炸能，使矿岩得到良好的破碎效果。一般取孔径的12~30倍。
（6）单位炸药消耗量
单位炸药消耗量q是每破碎单位矿岩所需要的炸药量，单位kg·t-1或kg·m-3。单位炸药消耗量是重要的技术经济指标，它不仅反映爆破参数选择的优劣，而且直接影响爆破成本。
（7）单孔装药量
单孔装药量Q可按下式计算：
Q＝q·a·h·WD （12-3）
当台阶坡面角小于55°时，可将上式的底盘抵抗线换成最小抵抗线。在多排爆破时，后排孔的单孔药量取为第一排孔的1.1~1.3倍，微差爆破取小值，齐发爆破取大值。
2）爆破技术
露天爆破可采用齐发爆破，也可采用微差爆破、挤压爆破、光面爆破和预裂爆破等控制爆破技术。
3）布孔及起爆形式
布孔可分为垂直深孔和倾斜深孔两种，从台阶爆破效果和作业安全来看，倾斜孔优于垂直孔。炮孔排列形式有三角形、正方形和矩形三种形式。按不同起爆顺序及爆破效果和环境限制等，炮孔的起爆形式可有多种（图12-6）。最简单的起爆形式是逐排起爆，其特点是要求雷管段数少，但每排同段药量过大，容易造成爆破地震灾害；斜线起爆方式向自由面抛掷作用较小，有利于横向挤压，在雷管段数允许或非电起爆无级延时的条件下，有利于实现大孔距小抵抗线爆破；V型起爆、梯形起爆以及波浪形起爆，是综合斜线起爆和逐排起爆的特点，取长补短的结果。
图12-6 台阶爆破的起爆方式
2.5.3 采装
现代化露天矿山的采装工作，是指用采掘设备将矿岩从整体母岩或松散爆堆中采集出来，并装入运输容器或直接卸到一定地点的工作。采装工作是露天矿开采全部生产过程的中心环节。采装工艺及其生产能力在很大程度上决定着露天矿开采方式、技术面貌、矿床的开采强度和最终的经济效果。
采装工作的主要设备是各种挖掘机和土方工程机械。挖掘机分单斗和多斗两大类，目前国内外的金属露天矿最广泛应用的是单斗挖掘机，并以电铲为主。
ⅥⅦ2.5.3.1 单斗挖掘机采装
单斗挖掘机使用一个铲斗进行周期性作业的挖掘机械。铲斗以挖掘、回转、卸料、返回为一个周期循环挖掘物料。单斗挖掘机主要用于挖掘基坑、疏浚河道、剥离表土和采掘矿石等作业。工作时机器不走动，机器在停机处将所能挖到的物料挖完后移动一段距离，在新的位置重新挖掘（图12-7）。
图12-7 电铲在向汽车装载
单斗挖掘机是露天矿山最主要的挖掘机械，类型很多。根据其工作装置的联结方式不同，分为正铲、反铲、刨铲、拉铲和抓铲5种；按行走方式分为履带式和轮胎式两类；按传动方式有机械传动（机械铲）和液压传动（液压铲）两种；按动力装置分为电动机驱动（电铲）、柴油机驱动（柴油铲）和蒸汽机驱动（蒸汽铲）3类。目前露天矿山大多采用电动机驱动、机械传动的正向铲，简称电铲。
1）电铲工作原理
电铲主要组成部分包括工作装置、回转装置、行走装置、动力设备及机房等。其中工作装置包括铲斗、斗柄、开斗底装置、悬臂、悬挂悬臂的钢丝绳、双脚架及提升钢丝绳等。铲斗和斗柄刚性联结，当斗柄由推压机构的作用把铲斗伸出的同时，提升钢丝绳在提升机构作用下把铲斗提起，通过伸出铲斗和提升铲斗的密切配合，即可把矿岩装入铲斗内。
由于悬臂是固定在挖掘机回转平台上的，而回转平台又是活套在挖掘机底座的中心轴上。在回转装置作用下，悬臂、斗柄和铲斗随着回转平台旋转到任何一个需要卸载的方位，使铲斗对准运输容器或卸载点，启动开斗底装置将斗门打开进行卸载。
电铲一般用履带行走。 2）电铲主要工作参数
电铲主要工作参数包括挖掘半径、挖掘高度、卸载半径、卸载高度和下挖深度（图12-8）。
采矿基础知识
