1、采礦學(xué)教學(xué)課件,金屬礦床露天開(kāi)采,露天開(kāi)采,緒論 礦床品位與儲(chǔ)量計(jì)算 巖石的力學(xué)性質(zhì)及分級(jí) 最終開(kāi)采境界的確定 露天開(kāi)采程序 露天礦生產(chǎn)計(jì)劃 露天礦床開(kāi)拓 露天開(kāi)采工藝 礦山技術(shù)經(jīng)濟(jì),第十六章 露天礦生產(chǎn)計(jì)劃,露天礦生產(chǎn)能力 邊界品位的確定 采掘進(jìn)度計(jì)劃編制,1 露 天 礦 生 產(chǎn) 能 力,影 響 露 天 礦 生 產(chǎn) 能 力 的 主 要 因 素 根 據(jù) 儲(chǔ) 量 估 算 生 產(chǎn) 能 力 根 據(jù) 開(kāi) 采 技 術(shù) 條 件 驗(yàn) 證 生 產(chǎn) 能 力 市 場(chǎng) 與 經(jīng) 濟(jì) 效 益,1.1 影響露天礦生產(chǎn)能力的主要因素,(1)礦體自然條件，即礦物在礦床中的分布、品位和儲(chǔ)量。 (2)開(kāi)采技術(shù)條件，即開(kāi)采程序、裝

2、備水平、生產(chǎn)組織與管理水平等。 (3)市場(chǎng)，即礦產(chǎn)品的市場(chǎng)需求及產(chǎn)品價(jià)格。 (4)經(jīng)濟(jì)效益，即礦山企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中所追求的主要目標(biāo)。,1.2 根據(jù)儲(chǔ)量估算生產(chǎn)能力,泰勒公式 :,t=6.5R(1/4) pa=R/t 式中，t為礦山服務(wù)年限（年），R為礦床可采礦石儲(chǔ)量（百萬(wàn)噸），pa為礦石年產(chǎn)量。,一些礦山設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與泰勒公式計(jì)算結(jié)果對(duì)比,1.3 根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件驗(yàn)證生產(chǎn)能力,開(kāi)采技術(shù)條件對(duì)生產(chǎn)能力的作用體現(xiàn)在礦山工程延伸速度和臺(tái)階水平推進(jìn)速度。露天礦可能達(dá)到的生產(chǎn)能力與垂直延伸速度的關(guān)系為：,式中，Vh為礦山工程延伸速度(米/年)，H為臺(tái)階高度(米)，Tb為有代表性的水平分層礦量， 為礦

3、石回采率(%) ，為廢石混入率(%)。,延伸速度與水平推進(jìn)速度之間的關(guān)系為： Vl=Vh(ctgu + ctgl) 式中，Vl 為臺(tái)階水平推進(jìn)速度，u和l 分別為上下盤(pán) 工作幫坡角。,1.3 根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件驗(yàn)證生產(chǎn)能力,露 天 礦 可 能 達(dá) 到 的 延 伸 速 度 和 水 平 推 進(jìn) 速 度 最 終 取 決 于可 能 布 置 的 挖 掘 機(jī) 數(shù) 量 及 挖 掘 機(jī) 的 臺(tái) 班 工 作 效 率。 可 能 布 置 的 挖 掘 機(jī) 總 數(shù) 決 定 了 礦 巖 生 產(chǎn) 能 力， 其 中 可 能 布 置 的 采 礦 挖 掘 機(jī) 數(shù) 決 定 了 礦 石 生 產(chǎn) 能 力。 臺(tái) 階可 能 布 置 的 挖

4、掘 機(jī) 數(shù) N s 為： N s = Lb/Lc 式 中，L b 為 一 個(gè) 臺(tái) 階 的 工 作 線(xiàn) 長(zhǎng) 度，L c 為 一 臺(tái) 挖 掘 機(jī) 正 常 作 業(yè) 所 需 的 工 作 線(xiàn) 長(zhǎng) 度（即 采 區(qū) 長(zhǎng) 度）。 若 L b 為 一 個(gè) 臺(tái) 階 的 采 礦 工 作 線(xiàn) 長(zhǎng) 度， 則 N s 為 一 個(gè) 臺(tái) 階 上 可 能 布 置 的 采 礦 挖 掘 機(jī) 數(shù)。,1.3 根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件驗(yàn)證生產(chǎn)能力,1.3 根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件驗(yàn)證生產(chǎn)能力,可同時(shí)采礦的臺(tái)階數(shù)：,式中，B為礦體水平厚度，W為工作平盤(pán)寬度，H為臺(tái)階高度，為工作幫坡角，為礦體傾角，為臺(tái)階坡面 角。,露天礦可能達(dá)到的生產(chǎn)能力為： Pa=Ns

5、 Nb q 式中，Ns為一個(gè)臺(tái)階可能布置的采礦挖掘機(jī)數(shù)，q為挖掘機(jī)臺(tái)年效率。 值得指出的是，礦石生產(chǎn)能力必須由與之相適應(yīng)的巖石剝 離能力來(lái)保證，因此有必要依據(jù)可能布置的總挖掘機(jī)臺(tái)數(shù) 和生產(chǎn)剝采比驗(yàn)證礦巖總生產(chǎn)能力。,1.3 根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件驗(yàn)證生產(chǎn)能力,1.4 市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)效益,一 個(gè) 在 市 場(chǎng) 上 獨(dú) 立 競(jìng) 爭(zhēng) 的 礦 山 企 業(yè)， 其 生 產(chǎn) 經(jīng) 營(yíng) 的 主 要 目 標(biāo) 是 獲 得 最 大 經(jīng) 濟(jì) 效 益， 從 動(dòng) 態(tài) 經(jīng) 濟(jì) 角 度 評(píng) 價(jià) 礦 山 企 業(yè) 經(jīng) 濟(jì) 效 益 的 常 用 指 標(biāo) 是 礦 山 壽 命 期 內(nèi) 能 實(shí) 現(xiàn) 的 總 凈 現(xiàn)值 (NPV)。 NPV= -Pvout

6、 + PVin 式 中，PVout 和PVin分 別 為 礦 山 投 資 產(chǎn) 品 的 負(fù) 現(xiàn) 值 和 礦 山 經(jīng) 營(yíng) 獲 得 的 正 現(xiàn) 值。,PVout 、PVin 和NPV與生產(chǎn)能力的關(guān)系,3 采 掘 進(jìn) 度 計(jì) 劃 編 制,露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制目標(biāo)與分類(lèi) 國(guó)內(nèi)編制露天礦長(zhǎng)遠(yuǎn)采掘進(jìn)度計(jì)劃的一般方法 國(guó)外采掘進(jìn)度計(jì)劃編制方法,3.1 露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制目標(biāo),編 制 露 天 礦 采 掘 進(jìn) 度 計(jì) 劃 的 總 目 標(biāo) 是 確 定 一 個(gè) 技 術(shù) 上 可 行 的、能 夠 使 礦 床 開(kāi) 采 的 總 體 經(jīng) 濟(jì) 效 益 達(dá) 到 最 大 的、貫 穿 于 整 個(gè) 礦 山 開(kāi) 采 壽 命 期

7、的 礦 巖 采 剝 順 序。,3.1 露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制目標(biāo),所謂礦床開(kāi)采的總體經(jīng)濟(jì)效益最大，從動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)即是使礦床開(kāi)采中實(shí)現(xiàn)的總凈現(xiàn)值(NPV)最大。所謂技術(shù)上可行是指采掘進(jìn)度計(jì)劃必須滿(mǎn)足一系列技術(shù)上的約束條件，主要包括： (1)在每一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)為選廠(chǎng)提供較為穩(wěn)定的礦石量和入選品位。 (2)每一計(jì)劃期的礦巖采剝量應(yīng)與可利用的采剝?cè)O(shè)備的生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 (3)各臺(tái)階水平的推進(jìn)必須滿(mǎn)足正常生產(chǎn)要求的時(shí)空發(fā)展關(guān)系，即最小工作平盤(pán)寬度、安全平臺(tái)寬度、工作臺(tái)階的超前關(guān)系、采場(chǎng)延深與臺(tái)階水平推進(jìn)的速度關(guān)系等。,3.1 露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制分類(lèi),依 據(jù) 每 一 計(jì) 劃 期 的 時(shí) 間 長(zhǎng)

8、度 和 計(jì) 劃 總 時(shí) 間 跨 度 的 不 同，露 天 礦 采 掘 計(jì) 劃 可 分 為 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 計(jì) 劃、短 期 計(jì) 劃 和 日 常 作 業(yè) 計(jì) 劃。,3.1 露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制分類(lèi)-長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃,長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃的每一計(jì)劃期一般為一年，計(jì)劃總時(shí)間跨度為礦山整個(gè)開(kāi)采壽命。長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃是確定礦山基建規(guī)模、不同時(shí)期的設(shè)備、人力和物資需求、財(cái)務(wù)收支和設(shè)備添置與更新等的基本依據(jù)，也是對(duì)礦山項(xiàng)目進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)的重要資料。長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃基本上確定了礦山的整體生產(chǎn)目標(biāo)與開(kāi)采順序，并且為制定短期計(jì)劃提供指導(dǎo)。沒(méi)有長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃的指導(dǎo)，短期計(jì)劃就會(huì)沒(méi)有“遠(yuǎn)見(jiàn)”，出現(xiàn)所謂的“短期行為”，造成采剝失調(diào)，損害礦山的總體經(jīng)濟(jì)效益。,3.1露天

9、礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制分類(lèi)短期計(jì)劃,短期計(jì)劃的一個(gè)計(jì)劃期一般為一個(gè)季度(或幾個(gè)月），其時(shí)間跨度一般為一年。短期計(jì)劃除考慮前述的技術(shù)約束外，還必須考慮諸如設(shè)備位置與移動(dòng)、短期配礦、運(yùn)輸通道等更為具體的約束條件。短期計(jì)劃既是長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)，又是對(duì)長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃的可行性的檢驗(yàn)。,3.1 露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃的編制分類(lèi)日常計(jì)劃,日常作業(yè)計(jì)劃一般指月、周、日采掘計(jì)劃，它是短期計(jì)劃的具體實(shí)現(xiàn)，為礦山的日常生產(chǎn)提供具體作業(yè)指令。,3.2 國(guó)內(nèi)編制露天礦長(zhǎng)遠(yuǎn)采掘進(jìn)度計(jì)劃的一般方法,國(guó)內(nèi)目前編制露天礦采掘進(jìn)度計(jì)劃仍采用手工方法，手工法需要的基礎(chǔ)資料主要有： (1)地表地形圖：圖上繪有礦區(qū)地形等高線(xiàn)和主要地貌特征。圖紙比例

10、一般為1：1000或1：2000。 (2)臺(tái)階分層平面圖：圖上繪有每一臺(tái)階水平的地質(zhì)界線(xiàn)（包括礦巖界線(xiàn)）和最終境界線(xiàn)。圖紙比例一般為1：1000或1：2000。 (3)分層礦巖量表：表中列出每一臺(tái)階水平在最終境界線(xiàn)內(nèi)的礦石和巖石量。表166是一礦巖量表的示例。 (4)開(kāi)采要素：包括臺(tái)階高度、采掘帶寬度、采區(qū)長(zhǎng)度和最小工作平盤(pán)寬度、運(yùn)輸?shù)缆芬兀▽挾群推露?等。 (5)臺(tái)階推進(jìn)方式、采場(chǎng)延深方式、掘溝幾何要素及新水平準(zhǔn)備時(shí)間。 (6)挖掘機(jī)數(shù)量及其生產(chǎn)能力。 (7)選廠(chǎng)生產(chǎn)能力、入選品位及其它。,3.2 國(guó)內(nèi)編制露天礦長(zhǎng)遠(yuǎn)采掘進(jìn)度計(jì)劃的一般步驟,編制采掘進(jìn)度計(jì)劃從第一年開(kāi)始，逐年進(jìn)行。主要工作是

11、確定各水平在各年末的工作線(xiàn)位置、各年的礦巖采剝量和相應(yīng)的挖掘機(jī)配置。一般步驟為： 第一步：在分層平面圖上逐水平確定年末工作線(xiàn)位置。 第二步：確定新水平投入生產(chǎn)的時(shí)間。 第三步：編制采掘進(jìn)度計(jì)劃表。 第四步：繪制露天礦采場(chǎng)年末綜合平面圖。,3.3 國(guó)外采掘進(jìn)度計(jì)劃編制方法,發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 的 露 天 礦 幾 乎 全 采 用 分 期 開(kāi) 采， 故 編 制 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 采 掘 計(jì) 劃 主 要 包 括 確 定 每 一 分 期 的 分 期 境 界 和 各 分 期 境 界 內(nèi) 的 臺(tái) 階 開(kāi) 采 順 序（包 括 分 期 間 的 過(guò) 渡 ) 。,所需主要資料,(1) 三維塊狀品位模型文件：即應(yīng)用第一章中介紹的估

12、值方法建立的礦床模型。 (2)地表地形等高線(xiàn)文件：即以閉合多邊形形式存儲(chǔ)的地表地形等高線(xiàn)文件。 (3)地表地形離散模型文件：該模型是以地表地形等高線(xiàn)文件為基礎(chǔ)，將礦區(qū)水平面（XY平面）離散成等尺寸的二維模塊形成的。文件中記錄了每一模塊中心點(diǎn)處的地表標(biāo)高。二維模塊在X、Y方向上的邊長(zhǎng)應(yīng)與三維品位模型中模塊在同方向上的邊長(zhǎng)相等，并且這兩個(gè)模型中在X、Y方向上須實(shí)現(xiàn)模塊對(duì)齊。 (4)最終境界等高線(xiàn)文件：即以閉合多邊形形式存儲(chǔ)的最終境界等高線(xiàn)文件，每一臺(tái)階水平的境界形態(tài)用位于臺(tái)階中線(xiàn)水平的一組多邊形描述。 (5)最終境界離散模型文件：該模型與地表地形離散模型相似，是二維塊狀模型，用于記錄最終境界在XY平面上每一模塊中心處的標(biāo)高。 (6)已知數(shù)據(jù)與約束條件文件：文件中存有編制采掘計(jì)劃需要考慮的所有約束條件和用到的所有數(shù)據(jù)。如最大采選能力、入選品位允許變化范圍、最小工作平盤(pán)寬度、臺(tái)階要素、道路要素、價(jià)格、成本等。,