露天采矿学第07章__露天开采境界（武汉理工大学+叶海旺）

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1、露天采矿学第7章露天开采境界7.1概述7.1.1露天开采境界的组成及其影响因素由于矿床埋藏条件不同，在确定矿床开采方式时可能遇到下列三种情况：矿床全部宜用地下开采；矿床上部宜用露天开采而下部用地下开采；矿床全部宜用露天开采，或上部用露天开采而剩余部分暂不宜开采。露天开采境界的组成要素：露天矿的底部周界最终边坡开采深度露天开采境界设计就是要合理地确定这些要素。露天开采境界的大小决定了露天矿的可采储量和剥离岩量。开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以及基建工程量密切相关，并直接影响矿床开采的总体经济效果。因此，合理确

2、定露天开采境界不仅是一个技术问题，也是一个经济问题。确定露天开采境界的影响因素自然因素经济因素技术组织因素露天开采境界不是一成不变的露天开采境界可分为分期境界和最终境界7.1.2剥采比在露天开采境界的某一特定区域内，剥离岩石量与采出矿石量的比值称为剥采比。在露天开采设计中，常用不同含义的剥采比反映不同的开采空间或开采时间的剥采关系及其限度。常用的剥采比：平均剥采比分层剥采比生产剥采比境界剥采比经济合理剥采比储量剥采比原矿剥采比几个概念术语实际贫化率实际回收率视在回收率7.2确定经济合理剥采比的方法方法实质：将露采与地采的经济效果

3、做比较来确定经济合理剥采比。应用较广泛的是储量盈利比较法系列：产品成本比较法储量盈利比较法盈亏平衡法7.2.1产品成本比较法矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他产品。（1）原矿成本比较法原矿成本：原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上限，从而确定经济合理剥采比。即：于是可得：则经济合理剥采比即为上式的最大值，即（2）精矿成本比较法该方法是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露天矿的精矿成本不大于地采精矿成本。即于是可得精矿经济合理剥采比：原矿的精矿产出率：经过代入转换可得：7.2.2储量盈利比较法该方法是将单位

4、工业储量的地下开采盈利作为露天矿开采盈利的下限，即于是可得经济合理剥采比为：7.2.3盈亏平衡法盈亏平衡法适用于矿床单一露采的情形。该方法要求露采的矿产品成本不得超过其销售价格，或者不允许单位工业储量的露采最终盈利小于零，以保证矿山不亏损。即于是可得经济合理剥采比：7.2.4各种方法得相互关系和适用条件储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不小于地采盈利。该系列的基本方法是储量盈利比较法，系列中的其他方法都是该方法的特殊形式。假设露采和地采单位工业储量所获原矿的数量和质量均相同，即：则有在这种情况下，储量盈

5、利比较法简化为原矿成本比较法，即：若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，则有上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。显然，当矿床仅适用露天开采而不宜用地下开采时，意味着，此时储量盈利比较法就简化为盈亏平衡法，即7.2.5其他计算方法7.3境界剥采比得计算方法境界剥采比的计算方法有许多种，分别适用于不同技术特征的矿床，不过这些计算方法的原理是一致的。下面仅讨论长露天矿开采倾斜及急倾斜矿床的情况。开采倾斜及急倾斜矿床的长露天矿，是在横断面图上计算其境界剥采比

6、。根据境界剥采比的定义，可推导出投影线段比法，其原理可以用下图来说明。该图表示地形平坦的规则矿体，其水平厚度为m，倾角为a。露天开采境界的顶、底帮边坡角分别为γ和β，abcd和a1b1c1d1分别是深度H和H一ΔH的境界，ag和dh为cc1的平行线。为了确定境界剥采比，需要分别计算四边形b1c1cb、aa1b1b和d1dcc1的面积ΔA、ΔV1和ΔV2。根据几何关系，有：由此可得到岩石增量于矿石增量之比值：当ΔH0时，可得境界剥采比：上式表明，境界剥采比可用线段（gb+ch）与bc的长度之比来确定一般情况下用投影线段比法计算境界

7、剥采比的步骤如下：如下图所示，首先绘出深度H的露天开采境界abcd，它交地表于a、d两点，交分支矿体于e、f、g、h点；再确定境界底部的延深方向，即将本水平一侧下部境界点c与上水平同侧下部境界点c0相连，得投影方向线cc0；然后，依次从a、e、f、g、h、d作cc0的平行线，交水平线bc于a1、e1、f1、g1、h1、d1。深度H的境界剥采比为：于是可得储量境界剥采比和原矿境界剥采比分别为：7.4确定露天开采境界得原则露天开采境界的大小决定了露天矿采矿量和剥离量的多少。随着露天开采境界的延深和扩展，在采矿量增加的同时剥离量也大幅

8、度增加，从而导致剥采比不断增大。因此，露天开采境界的确定，实质上是对剥采比的大小加以控制，使之不超过经济合理剥采比。然而，究竟要控制哪一种剥采比，存在许多不同观点，其中形成较早又具有代表性的观点可以归纳成下面讨论的三种原则。（1）境界剥采比不大于经济合理剥采比原