第七章礦床露天開采第一節(jié)概述第二節(jié)露天礦生產(chǎn)工藝第三節(jié)露天開采境界第四節(jié)露天開拓方法2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程1第一節(jié)概述一露天開采特點二露天開采基本概念三露天開采步驟與礦山工程2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程2露天開采特點：采掘空間直接敞露與地表礦體周圍的巖石及其上覆的土全部采剝掉2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程3露天礦穿孔作業(yè)

露天開采是采礦和剝離兩部分工作的總和2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程4裝藥爆破作業(yè)2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程5鏟裝運輸作業(yè)2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程6露天礦區(qū)復墾作業(yè)2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程7露天開采地位全世界固體礦物產(chǎn)量的三分之二用露天開采煤鐵銅建筑材料60％90％90％100％我國比重：煤鐵銅建筑材料4％90％50％100％2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程8一、露天開采的優(yōu)點露天開采的主要優(yōu)點：受開采空間限制較小勞動生產(chǎn)率高開采成本低礦石損失貧化小露天開采比地下開采更為安全可靠基建時間短勞動條件好，作業(yè)比較安全2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程9露天開采的主要缺點：作業(yè)粉塵與有害氣體危及人身健康與生態(tài)環(huán)境露天開采需要較多的廢石場用地氣候條件對露天開采作業(yè)有一定影響2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程10發(fā)展趨勢：進一步加大開采深度采用新的剝采工藝和加工方法盡可能提高礦巖的綜合利用應用具有發(fā)展前景的微波照射技術起爆炸藥治理環(huán)境，保持生態(tài)平衡電子計算機將廣泛應用于露天開采設計、生產(chǎn)管理以及露天開采技術經(jīng)濟等方面。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程112023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程12二、露天開采的基本概念

根據(jù)礦床埋藏條件，露天礦分為山坡露天礦和凹陷露天礦凹陷露天礦山坡露天礦2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程13露天開采上部境界在同一標高上形成的閉合曲線，稱為封閉圈。露天開采境界封閉圈以上為山坡露天礦，封閉圈以下為凹陷露天礦。露天采場：露天開采過程中所形成的采坑、臺階和露天溝道的總和。

露天采場示意圖2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程14臺階的命名，通常以開采該臺階的下部平盤的標高表示。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程15二、露天開采的基本概念2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程16

由結束開采工作的臺階平臺、坡面和出入溝底組成的露天采場的四周表面稱作非工作幫，當非工作幫位于最終境界時，稱作最終邊幫或最終邊坡。位于礦體下盤一側的邊幫叫做底幫，位于礦體上盤一側的邊幫叫做頂幫，位于礦體兩端的邊幫叫做端幫。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程17二、露天開采的基本概念露天采場構成要素2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程18二、露天開采的基本概念

剝離的巖石量與所采的礦石量之比，即每采一噸礦石所需剝離的巖石量叫做剝采比。其單位可用t/t、m3/m3或m3/t表示。

爆破帶：開采時，通常將工作臺階劃分成若干條帶逐條順次開采，每一條帶稱為爆破帶。

采掘帶：挖掘機一次挖掘的寬度稱為采掘帶。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程19

最終幫坡面：通過非工作幫最上一個臺階的坡頂線和最下一個臺階的坡底線所作的假想斜面(圖中的AG、BH)。

最終邊坡角：最終幫坡面與水平面的夾角(圖中的β、γ)。

工作幫坡面：通過工作幫最上一個臺階的坡底線和最下一臺階坡的底線所作的假想斜面

(圖中的DE)。

工作幫坡角：工作幫坡面與水平面的夾角(圖中的φ)。

工作平盤：工作幫上進行采剝作業(yè)的平臺。露天采場構成要素示意圖1—工作平盤；2—安全平臺；

3—運輸平臺；4—清掃平臺

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上部最終境界線：最終幫坡面與地面的交線(圖中的A、B點)。

下部最終境界線：最終幫坡面與露天采場底平面的交線(圖中的G、H點)。最終邊幫上的平臺，按其用途分為安全平臺、運輸平臺和清掃平臺。安全平臺寬度一般約為臺階高度的1/3。

露天采場構成要素示意圖1—工作平盤；2—安全平臺；3—運輸平臺；4—清掃平臺2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程21運輸平臺寬度：依所采用的運輸方式和線路數(shù)目決定。清掃平臺寬度：一般每隔2～3個臺階在四周的邊幫上設一清掃平臺，其寬度依所用的清掃設備而定，通常大于6米。

露天采場的封閉圈：由上部境界線最低點與水平面相交形成的閉合曲線。

露天采場示意圖2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程22露天開采步驟：通常包括地面的場地準備、礦床的疏干和防排水、礦山基建、礦山生產(chǎn)以及地表的恢復利用等內(nèi)容。

掘溝、剝離和采礦是露天礦在生產(chǎn)過程中三個重要的礦山工程。在露天礦，一般自上而下進行掘溝、剝離和采礦工作，上部水平依次推進到境界，下部水平順次開拓和準備出來；

掘溝、剝離和采礦三者之間是相互依存和相互制約的。三露天礦開采步驟和礦山工程2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程23第二節(jié)露天礦開采工藝

教學主要內(nèi)容與要求一、理解和掌握下列內(nèi)容：1、露天礦爆破方法和露天礦開采對爆破工作的要求；2、露天礦臨近邊坡的控制爆破技術與方法；3、掌握采掘工作面參數(shù)確定方法；4、掌握影響廢石場位置選擇的主要因素。二、一般了解的內(nèi)容：1、穿孔設備的選型和數(shù)量確定方法；2、采掘設備選型及其影響因素；3、露天礦運輸?shù)姆绞?、特點與基本要求；

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內(nèi)容簡介

穿孔、爆破、采裝、運輸、排巖、復墾等工藝構成金屬露天礦開采的主要工藝。圖10－1穿孔作業(yè)圖10－2臺階爆破作業(yè)圖10－3采裝作業(yè)2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程25一穿孔爆破穿孔爆破：將礦巖從整體中分離出來，并破碎成適合的塊度。穿孔爆破工藝是影響露天礦生產(chǎn)的一個最重要的工藝環(huán)節(jié)。圖10－4潛孔鉆機鉆孔2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程26一、穿孔工作1、穿孔方法：機械鉆孔、熱力鉆孔、化學鉆孔、超聲波鉆孔及高壓水力鉆孔等。圖10－5潛孔鉆機鉆孔2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程27機械穿孔法常用的設備有牙輪鉆機、潛孔鉆、鋼繩沖擊式鉆機以及鑿巖臺車。2、穿孔設備

圖10－6牙輪鉆頭圖10－7牙輪鉆機2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程28圖10－8潛孔鉆機2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程29

穿孔設備選型：主要考慮露天礦的生產(chǎn)規(guī)模，其次考慮礦巖性質、作業(yè)條件等。

穿孔設備數(shù)量計算：主要取決于礦山的采剝總量、鉆機效率、工作制度。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程30二、爆破工作⒈露天礦爆破方法⑴淺眼爆破法。

⑵深孔爆破法。根據(jù)起爆順序和起爆時間的不同，又分為齊發(fā)爆破、秒差爆破、微差爆破。

⑶大爆破(或稱硐室爆破法)。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程31圖10－9臺階深孔爆破

圖10－10大爆破2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程32⒉露天開采對爆破工作的要求⑴對爆破礦巖數(shù)量的要求

工作面每次爆破的礦巖量，至少能保證挖掘設備5～10晝夜的采裝。⑵對爆破質量的要求

①大塊率。超過允許塊度的礦巖塊稱為大塊。大塊總量與爆破總量的比率稱為大塊率。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程33②爆堆形狀和尺寸爆堆的形狀和高度、寬度和松散度，對采裝、運輸工作都有很大影響。爆破后，臺階工作面的形狀要規(guī)整，不允許出現(xiàn)根底、傘巖等凹凸不平的現(xiàn)象，如圖所示。圖10－11爆破工作面根底、傘巖

1—爆堆；2—根底；3—傘巖2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程34③爆破后沖在新形成的臺階上部，產(chǎn)生新的裂隙，并出現(xiàn)了破碎礦巖的堆積體，如圖所示。圖10－12爆破后沖

1—爆堆；2—上翻堆積體；3—裂隙⑶對爆破安全的要求爆破可能產(chǎn)生空氣沖擊波、爆炸震動波，以及爆破飛石，對露天礦的邊坡、周圍的建筑物和構筑物、人員和設備等造成危害。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程35⑷對爆破經(jīng)濟上的要求

合理確定孔網(wǎng)參數(shù)，采用不同的炸藥、裝藥結構、爆破方法和起爆方式，以提高爆破效果、降低爆破成本。⒊露天礦的生產(chǎn)爆破即露天礦生產(chǎn)臺階的深孔爆破。⑴多排孔微差爆破

多排孔微差爆破，是指排數(shù)在4排以上、孔深>6m的微差爆破。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程36※主要優(yōu)點：①—次爆破量大；②改善爆破質量；③提高穿孔設備利用率；④提高采裝、運輸設備效率。

⑵多排孔微差擠壓爆破在臺階工作面前留有一定數(shù)量的碴體，并選用合理的微差間隔時間和起爆順序所進行的—種微差爆破。擠壓爆破的鉆孔排數(shù)，至少應在4排以上,如圖所示。

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程37※主要優(yōu)點：①可以顯著地增加巖石中爆炸應力，延長爆炸作用時間，改善炸藥能量的利用率和爆破效果；②能控制爆堆寬度，避免礦巖飛散。⒋露天礦臨近邊坡的控制爆破⑴預裂爆破沿露天礦設計邊坡境界線，鉆鑿一排較密集的鉆孔，在采掘帶主爆孔未爆之前先行起爆，從而炸出一條有一定寬度并貫穿各鉆孔的預裂縫。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程38預裂縫吸收并反射地震波，從而降低地震效應，減少對邊坡巖體的破壞，提高邊坡坡面的平整度，保護邊坡的穩(wěn)定性。預裂爆破2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程39⑵光面爆破

光面爆破和預裂爆破基本相似，不同之處在于起爆的時間上。光面爆破并不能反射或抑制采掘爆破的爆炸應力波。圖10－13光面爆破形成臺階坡面圖10－14光面爆破施工面2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程40⑶緩沖爆破沿臨近邊坡界線布置若干排抵抗線和裝藥量都逐漸遞減的緩沖孔，組成能衰減地震效應的緩沖層，并在正常采掘爆破之后起爆。

圖10－15電站邊坡緩沖爆破圖10－16公路邊坡緩沖爆破2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程41

二采裝工藝

采裝工藝：指在露天采場中用設備和方法把處于原始狀態(tài)或經(jīng)爆破破碎后的礦巖挖掘出來，并裝入運輸設備或直接倒卸至—定地點的作業(yè)。

如圖所示。

改善采裝工藝的關鍵，是使采裝設備的選型與采裝工作面參數(shù)互相適應、主要作業(yè)設備和輔助作業(yè)設備的良好匹配。圖10－17露天采場裝運工藝金屬礦床露天開采使用的采裝設備多種多樣。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程42巖石的可挖性

指巖石抗挖掘的特性，它是一個多因素構成的巖石鏟挖阻力的總概念。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程43

一、單斗挖掘機采裝

⒈單斗挖掘機的結構（1）電鏟

電鏟結構如圖所示。1—動臂；2—推壓機構；3—斗柄；4—鏟斗；5—開斗機構；6—回轉平臺；7—繃繩滑輪8—繃繩；9—天輪；10—提升鋼繩；11—履帶行走裝置；12—斗底門；13—開斗電動機圖10－18電鏟結構2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程44

⑵液壓鏟液壓鏟在動力裝置和工作裝置之間采用液壓傳動。液壓鏟外形結構如圖所示。

1—鏟斗；2—斗柄；3—鏟斗油缸；4—斗柄油缸；5—動臂油缸；6—動臂7—操縱系統(tǒng)；8—回轉機構；9—行走機構；10—上部機構

圖10－19液壓鏟結構2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程45

2．單斗挖掘機的工作參數(shù)

挖掘機主要工作參數(shù)是指挖掘半徑、挖掘高度、卸載半徑和卸載高度。如圖所示。

圖10—19單斗挖掘機工作參數(shù)

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3、采掘工作面參數(shù)

單斗挖掘機工作面參數(shù)主要有：臺階高度、采區(qū)長度、采掘帶寬度和工作平盤寬度。

⑴臺階高度h

對臺階高度的要求：既要保證安全，又要有利于提高采裝效率。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程47

⑵采區(qū)長度LC：劃歸一臺挖掘機采掘的臺階工作線長度叫作采區(qū)長度。

圖10—23采區(qū)長度

采區(qū)的最小長度應滿足挖掘機正常作業(yè)，至少應保證挖掘機有5～10天以上的裝載量。

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程48

⑶采掘帶寬度bC

圖10—24原巖(松軟)

采掘工作面

合理的采掘帶寬應保持挖掘機向里側回轉角不大子90°，向外側的回轉角不大于30°。⑷工作平盤寬度B最小工作平盤寬度(Bmin)：布置采掘運輸設備和實現(xiàn)正常采裝運輸作業(yè)所需的最小寬度。工作平盤寬度主要取決于爆堆寬度、運輸設備規(guī)格以及作業(yè)的安全寬度等。

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★汽車運輸時最小工作平盤寬度，如圖所示。Bmin=b+c+d+e+f+g★鐵路運輸時最小工作平盤寬度，如圖所示。

Bmin=b+c1+d1+e1+f+g圖10—25汽車運輸最小工作平盤寬度圖10—26鐵路運輸最小工作平盤寬度2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程50

三、前裝機采裝四、鏟運機采裝前裝機有可供更換的工作部件達30種左右，使之用途更加廣泛。

鏟運機是一種兼具挖掘、運輸和翻卸功能的工程機械。

圖10－27前裝機圖10－28鏟運機2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程51

三露天礦運輸露天礦運輸，是將露天采場的廢石運至廢石場，礦石運至選礦廠或貯礦場，人員、材料運至工作地點。在露天開采的礦山中，礦山運輸工序十分重要，其基建投資額約占總基建費用的40～60%。運輸成本和工時分別占礦石開采總成本和總工時的一半以上。圖10－29露天礦采運現(xiàn)場2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程5253露天礦運輸?shù)奶攸c：基本物料運量大部集中于單一方向線路或道路運輸強度大，車輛周轉快裝卸時有沖擊作用其他工藝過程與運輸?shù)目煽啃跃o密相關礦巖裝載點及剝離物卸載點不固定采場提升/下放礦巖坡度陡礦石分采和配礦時的運輸組織復雜運輸線路場地狹窄2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程

一、公路(汽車)運輸

⒈運輸設備

在露天礦公路運輸設備中，普遍采用各種載重量的后卸式自卸汽車。圖10－30自卸汽車2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程54

露天礦的公路與一般公路相比，具有特點，要求公路結構簡單，在一定服務期間內(nèi)保持相當?shù)膱怨绦院湍湍バ?。⒉公路分類與技術等級

露天礦公路按用途可分為生產(chǎn)型和運營型兩類。生產(chǎn)型公路又可分為固定公路和臨時公路。圖10－31露天礦運輸網(wǎng)2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程55

⒊公路路基與路面結構★露天礦公路干線的公路路基必須堅固、平整。

★路面寬度及路肩寬度，可根據(jù)不同規(guī)格的自卸汽車外形尺寸從有關資料選取?！锫访骖愋图敖Y構對于自卸汽車作業(yè)的主要技術經(jīng)濟指標具有重要影響。路面類型一般可根據(jù)礦巖運量選擇。

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⒋公路的平面要素

公路由直線段和曲線段組成。

★線路平面包括下列要素：平曲線半徑、切線長度、曲線長度、曲線段超高、曲線段加寬、線路連接、視距等。

圖10－32公路平面要素2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程57公路的平面要素

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程58線路縱斷面要素

線路的縱斷面是研究線路的填挖方量及線路在垂直方向上合理銜接的基礎。線路縱斷面由水平線、傾斜線、凹豎曲線、凸豎曲線及不同坡度的連接線所組成。兩相鄰不同坡度直線段的相交點，稱為變坡點。變坡點應分別設置凹形或凸形豎曲線予以緩和。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程59公路定線道路定線步驟：擬定線路系統(tǒng)方案比較具體確定線位2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程60

5、工作面汽車入換常用的入換方式有同向行車、回返行車和折返倒車。如圖所示。

圖10—33汽車在工作面入換方式

汽車在工作面的位置和入換，應當力求減小挖掘機采裝時的回轉角并盡量縮短入換時間。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程61

6、道路通過能力與運輸能力

道路通過能力取決于單位時間內(nèi)通過線路一定地點的最大汽車數(shù)量，它與行車線數(shù)量、路面質量與狀態(tài)、汽車運行速度以及安全行車間距有關。

自卸汽車運輸能力取決于汽車的載重量、運輸周期和班工作時間的利用程度等。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程627、輔助作業(yè)汽車運輸?shù)妮o助作業(yè)有：防止車箱內(nèi)粘結和凍結汽車技術保養(yǎng)與檢修公路維修2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程63

這是一種連續(xù)運輸方式，是實現(xiàn)露天礦生產(chǎn)連續(xù)化的重要環(huán)節(jié)。其特點是物料以連續(xù)的貨流沿固定線路移運。如圖所示。其主要優(yōu)點是生產(chǎn)能力大、爬坡能力強、勞動條件好、能量消耗少且易于自動控制。二、帶式輸送機運輸圖10－34皮帶運輸機輸送機的主要部分──膠帶，既是牽引機構又是物料運送機構。如圖所示。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程64三、鐵路運輸鐵路運輸優(yōu)點：設備和線路堅固可靠運行作業(yè)易于自動控制線路阻力小，故能耗少，運輸成本低載重量大，運輸能力大鐵路運輸缺點：爬坡能力小線路工程量大，基建投資也大受礦體埋藏條件影響大受開采深度限制2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程65

用聯(lián)合運輸可降低礦巖運輸成本，改善相鄰生產(chǎn)工序的技術經(jīng)濟指標。四、聯(lián)合運輸指從露天采場工作面的裝載點到貨流卸載點(礦石或廢石場)之間有兩種以上的運輸方式。

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程66聯(lián)合運輸系統(tǒng)三個環(huán)節(jié)：采裝作業(yè)點到轉載站(如：汽車運輸)；轉載站到地表間的線路運輸(如：鐵路運輸、汽車運輸、帶式輸送機運輸、鋼絲繩提升運輸、架空索道運輸?shù)确绞?；地表運輸（通往選礦廠或廢石場)。要實現(xiàn)聯(lián)合運輸，必須設置轉載站，以便把礦巖從一種運輸工具轉載到另一種運輸工具中。

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1、轉載站是實現(xiàn)汽車與鐵路聯(lián)合運輸、汽車與帶式輸送機聯(lián)合運輸?shù)嚷?lián)合運輸?shù)幕A。圖10—37汽車與帶式輸送機聯(lián)合運輸轉載站

(a)—篩分式轉載站；(b)—篩分破碎式轉載站

1—汽車2—固定式篦子篩3—料倉

4—破碎機5—帶式輸送機2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程68

2、溜井運輸

按照溜井與露天采場境界的相對位置，可分為內(nèi)部溜井和外部溜井運輸。溜井由井口、井筒及放礦裝置組成。

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3、溜槽運輸溜槽運輸一般用于山坡露天礦的自然斜坡上。

按坡角劃分為斜坡（45°以下）、陡坡（45°～60°）和極陡坡（60°～80°）溜槽。圖10—39露天礦溜槽2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程70

排巖工作包括廢石場位置的選擇、排巖工作方法的選擇、廢石場的建設與發(fā)展、廢石場的穩(wěn)固性與防護措施、廢石場的污染控制與復墾等內(nèi)容。四排巖工作廢石場：接受排棄巖土的場地。排巖工作：將巖土運送到廢石場以一定方式堆放巖土的作業(yè)。按廢石場與露天采場的相對位置，廢石場可分為內(nèi)部廢石場和外部廢石場。

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一、廢石場位置的選擇原則1、占地面積少，不占或少占農(nóng)田；2、安全；3、排土運距短；4、保護環(huán)境；5、總容積應與露天礦總剝巖量相適應。圖10－40廢石場排土2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程72第三節(jié)露天開采境界

一基本概念二確定露天開采境界的原則三境界剝采比的計算方法四露天開采境界的確定方法2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程73

◆露天開采境界：指露天礦開采終了時(或某一時期)所形成的空間輪廓。露天開采境界的范圍由露天采礦場的地表境界、底部境界和四周邊坡組成。某礦露天礦坑露天采場構成要素一基本概念2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程74礦床類型：①礦床全部適宜用地下開采(圖a)；②礦床全部適宜用露天開采(圖b)；③露天和地下聯(lián)合開采(圖c)；④一部分適宜露采，另一部分不宜開采(③特例)(圖d)

。abcd合理境界深度是多少？2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程75

露天開采境界的范圍大小相應地確定露天礦的可采礦量和剝離量，它對礦山的生產(chǎn)規(guī)模、服務年限、基建投資、達產(chǎn)時間、設備數(shù)量、礦山人員、礦山成本等一系列技術經(jīng)濟指標都有密切關系。露天開采境界確定的影響因素：

1）自然因素

2）技術組織因素

3）經(jīng)濟因素2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程76（一）剝采比的概念如圖所示。圖露天開采境界對礦巖量的影響剝采比：每開采單位礦石量所需要剝離的巖石量。計量單位用m3/m3或m3/t或t/t表示。經(jīng)濟合理剝采比剝采比是一個重要的技術經(jīng)濟指標，關系到采出礦石量、巖土剝離量以及礦山的生產(chǎn)規(guī)模、服務年限、生產(chǎn)成本等。FAG2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程77（二）剝采比的表示方法1、平均剝采比：指露天開采境界內(nèi)巖石總量與礦石總量之比值。如圖所示。圖各種剝采比(a)—平均剝采比(b)—分層剝采比

2、分層剝采比：指露天開采境界內(nèi)某一水平分層的巖石量與礦石量之比。如圖所示。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程78⒊生產(chǎn)剝采比：指露天礦某一時期內(nèi)所剝離的巖石量與所采出的礦石量之比。如圖所示。圖各種剝采比(c)—生產(chǎn)剝采比(d)—境界剝采比⒋境界剝采比:指露天開采境界增加單位深度所引起的巖石增量與礦石增量之比。如圖所示。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程79生產(chǎn)剝采比1、理論生產(chǎn)剝采比:按照一定的工作幫推進方向、臺階高度、最下工作盤寬度、開段溝長度、延深方向確定出的剝采比2、實際生產(chǎn)剝采比:生產(chǎn)露天礦生產(chǎn)過程中實際發(fā)生的剝采比。月、季、年2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程80作用：①是決定露天礦剝離總量的重要因素-確定排土場建設和發(fā)展的重要因素。②是決定露天礦礦巖總生產(chǎn)規(guī)模的重要因素-確定設備、人員數(shù)量及地面設施等的重要因素。③是評價設計方案的一項重要指標；n越小越好④是衡量生產(chǎn)露天礦某一生產(chǎn)時期難易程度的重要指標。n↑生產(chǎn)困難2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程812、變化規(guī)律：開始小→逐漸增加→峰值→逐漸變小

生產(chǎn)剝采比的急劇變化對礦山生產(chǎn)極為不利,應在一定時期內(nèi)保持不變,以維持露天礦人員設備的相對穩(wěn)定。表19-1礦巖量計算表2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程82生產(chǎn)剝采比的調(diào)整(生產(chǎn)剝采比的均衡)途徑:1、改變平盤寬度,實現(xiàn)調(diào)整n圖19-1以超前剝離和滯后剝離降低剝離高峰示意圖ΔV1為超前剝離量,ΔV2為滯后剝離量2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程83途徑:2、改變工作線推進方向2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程84途徑:3、分區(qū)(期)開采

方案案Ⅱ對降低剝離洪峰及平緩自然生產(chǎn)剝采比情況好，且運距短，可提前內(nèi)排。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程85減少初期生產(chǎn)剝采比的意義減少初期生產(chǎn)剝采比→就是減少初期生產(chǎn)成本,以便加速資金回收利用。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程86三、剝采比應用時幾個問題1、關于“儲量剝采比”與“原礦剝采比”★儲量剝采比：直接根據(jù)地質勘探報告所提供的礦石量和巖石量計算剝采比。★原礦剝采比：根據(jù)開采過程中礦石損失、貧化所得出的礦石量和巖石量計算剝采比。兩者是不同，前者用在設計礦山中而后者多用在己生產(chǎn)的礦山中。2、剝采比是變化的。設計中圈定的露天開采境界只是在一定時期、一定條件下的合理境界。3、剝采比是一個重要的技術經(jīng)濟指標，要合理。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程87經(jīng)濟合理剝采比1、概念：指露天開采單位礦石量在經(jīng)濟上允許的最大剝巖量。

2、確定方法的種類：價格法比較法最低利潤法回收投資法產(chǎn)值法金屬成本比較法儲量盈利比較法原礦成本比較法（用于尚未確定礦床開采方式）（用于己確定為露天開采）2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程88五、經(jīng)濟合理剝采比的比較法（了解）1、原礦成本比較法用原礦作為計算的基礎，使露天開采出來的原礦成本等于地下開采成本。露天開采的原礦成本由純采礦成本和剝離成本兩部分組成。即：CL＝γa＋nb

式中，CL——露天開采的原礦成本，元/m3；

a——露天開采的純采礦成本(不包括剝離)，元/t；

b——露天開采的剝離成本，元/m3；

γ——礦石容重，t/m3；

n——剝采比，m3/m3。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程89露天開采的基本要求是：CL≤CD式中CD——地下開采的原礦成本，元/t。滿足這一條件的經(jīng)濟合理剝采比為：※

影響成本變化的因素是多方面，應結合礦床條件綜合考慮?！?/p>

應注意運輸費、排水費的差別和進行必要的修正。

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程902、金屬成本比較法用選礦或冶煉后產(chǎn)品的金屬量作為計算的基礎，使露天開采后經(jīng)選、冶所得產(chǎn)品的金屬成本等于地下開采產(chǎn)品的金屬成本。即：式中：DL、DD——分別為露天開采和地下開采時每噸原礦所分攤的采礦、選礦、冶煉生產(chǎn)成本；

KL、KD——分別為露天開采和地下開采時每噸原礦的金屬產(chǎn)出率；

n——剝采比；

b——露天開采的剝離成本。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程91滿足這一條件的經(jīng)濟合理剝采比為：根據(jù)礦山實際條件，有的只計算到精礦的金屬成本，有的計算到冶煉后的金屬成本。這這時就相應考慮選礦回收率、貧化率及冶煉回收率等指標。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程923、儲量盈利比較法以礦石的工業(yè)儲量作為計算的基礎，使露天開采出來的礦石盈利等于地下開采出來的礦石盈利。即：式中，UL，UD分別為露天開采和地下開采時每噸工業(yè)儲量所獲得的利潤。滿足這一條件的經(jīng)濟合理剝采比為：2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程934、價格法露天開采的單位產(chǎn)品成本不高于產(chǎn)品的銷售價格。即：式中，P0表示原礦的價格滿足這一條件的經(jīng)濟合理剝采比為：2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程94例題:某礦全部用露天開采方案，原礦規(guī)模為600萬t/a，平均剝采比2.94t/t，生產(chǎn)剝采比為4.56t/t，基建剝巖量為21689萬t。如果全部用地下開采方案，原礦規(guī)模按700萬t/a計算，使兩方案生鐵產(chǎn)量相同(地下開采貧化損失較大)，采用豎井開拓，全部設6個豎井，其中礦石提升井和通風井各2個，輔助提升井1個，其它井1個，在井下設粗破碎設施。使用崩落法采礦。兩個方案的技術經(jīng)濟比較見下頁所示。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程95哪個方案更優(yōu)？是合理剝采比？2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程96

一、境界剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比※使緊鄰露天開采境界那層礦巖開采成本不大于地下開采成本；※能使整個礦床開采的總經(jīng)濟效果(成本或盈利)最佳。

缺陷主要有：不能直接控制露天礦的基建投資和生產(chǎn)成本（生產(chǎn)剝采比）

圖11—5露天開采境界對礦巖量的影響二確定露天開采境界的原則露天開采境界的確定，實質上是對剝采比大小的控制，使之不超過經(jīng)濟合理剝采比。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程97二、平均剝采比不大干經(jīng)濟合理剩采比

用露天開采的平均經(jīng)濟效果(成本或盈利)不劣于用地下開采。如圖所示。

評價：一個比較粗略、籠統(tǒng)的原則采用該原則所圈定的境界要大

圖nj≤njh原則的實質2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程98三、最大生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟合理剝采比

露天礦任一生產(chǎn)時期按正常工作幫坡角進行生產(chǎn)時，其生產(chǎn)成本不超過地下開采成本或允許成本。

評價：一般比第一種原則確定的要大，較第二種原則確定的要小，能較好地反映露天開采的優(yōu)越性沒有考慮整個礦床開采的總經(jīng)濟效果最大生產(chǎn)剝采比出現(xiàn)的時間、地點，數(shù)值及其變化規(guī)律，都有很大的不確定性四、根據(jù)礦石的需要量和勘探程度確定開采境界

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程99境界剝采比的計算方法

nj

＝△V/△A式中nj——境界剝采比，△V——露天開采境界延深單位深度所增加的巖石量；△A——露天開采境界延深單位深度所增加的礦石量。確定方法平面圖法橫剖面圖法線段比法面積比法2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程100一、用地質橫剖面圖計算境界剝采比(橫剖面圖法)

常用于走向長度較大且厚度變化較小的傾斜、急傾斜礦體。⒈面積比法如圖所示。

圖面積比法首先，繪出深度H的開采境界abcd,再繪出深度為⊿H的開采境界a1b1c.1d12023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程101其次，用求積儀分別求出三個四邊形a1b1ba、b1c1cb及dcc1d1的面積Sl、S2及S3則深度H的境界剝采比為：⒉線段比法

如圖所示。圖線段比法的原理

2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程102二、用平面圖計算境界剝采比(平面圖法)適用于走向長度小的短露天礦。

如圖所示。圖平面圖法

abcd表示露天開采境界，在深度為H的分層平面圖上，繪出露天礦底平面周界bb’cc’。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程103將露天礦地表周界和邊坡面與分支礦體的交面ef垂直投影到平面圖，計算S1、S2、S3的面積。然后用面積比法計算境界剝采比，即：2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程104四露天開采境界的確定方法確定露天礦底平面的最小底寬Bmin、底平面的位置、露天礦最終邊坡角、開采深度、底部周界和開采終了平面范圍。

一、露天礦底平面的位置按下列因素確定其位置：⑴可采礦量最大而剝巖量最?。虎坡短斓V底宜置于礦體中間；⑶根據(jù)礦石品位分布，使采出的礦石質量最高；⑷使邊坡穩(wěn)固且穿爆方便。2023年7月25日礦物資源工程專業(yè)主干課程105二、確定露天礦最小底寬

露天礦最小底寬應滿足采裝