露天采矿概论.ppt

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1、第五章露天开采规模及矿石质量第一节露天开采境界一、概述一个矿床，在探明其赋存条件、矿石数量和质量等情况后，首先遇到的问题是采用露天还是地下方法开采。一般说来，影响开采方法选择的主要因素是矿床的赋存条件。对露天开采有利的矿床赋存条件是覆盖层薄、矿层倾角小和厚度大；其他如矿层赋存不稳定、矿石易自燃、历史上已被地下方法开采过的矿床等均不利于采用地下开采法。反之，矿床位于高产农业区和其上有河流及重要设施时，则可能限制了采用露天开采法。总之，应进行分析、比较，以取得矿床开采最好的经济效果。对采用露天开采的矿床，还要确定其开采的合理范围。如图，假定煤层厚度不变

2、．则在一定台阶高度h下，每一水平的采出煤量为Pi，采出P1所需的剥离量为V1，采出P2所需的剥离量为V2，……直至第i水平为Pi与Vi。从直观即可看出，在m、h不变时，各水平采煤量Pi值变化不大，Vi值则随着深度H的增加和边帮角γ的减小而增加。从经济上分析，露天开采的范围(深度)必然有一经济上的限度，即：CoPi≥aPi+bVi或一个采完的露天矿场呈一个大凹坑。露天开采的境界或范围是由深度、底的周界(长度l和宽度b)、最终边帮角(底帮α、顶帮γ、端帮β)三个要素组成。二、露天开采合理深度确定的原则1、剥采比露天开采与地下开采的重要区别，就是除了采出

3、矿石外，还要剥离大量的岩石，且剥离量往往多于矿石量。我们把这两者的比值，称作剥采比(n)，其单位可为m3/m3、m3/t或t/t。在露天矿的生产及设计中，从不同的角度反映剥采之间的数量关系，有不同的剥采比。（1）生产剥采比ns它是相邻台阶在开拓准备过程中，一个延深周期内各个台阶向外推帮采出的矿、岩量的比值。（2）平均剥采比np在露天开采境界范围内矿、岩总量的比值。（3）境界剥采比nK它是露天开采深度增加△h和和后所引起的剥离量增加值与矿石量增加值之比。2、经济合理剥采比nj是指在现有的开采技术和费用指标条件下，经济上有利的剥离量与采出矿量的允许最大

4、比值。元/m3（元/t）m3/m3（m3/t）确定露天开采深度，实质上就是对剥采比的大小加以控制，使其不超过经济合理界限nj值。①ns≤nj；②np≤nj；③nk≤nj。目前广泛应用的是nk≤nj的原则三、确定露天开采境界的方法步骤按照境界剥采比不超过经济合理剥采比的原则圈定露天开采合理深度的方法步骤如下：1、确定经济合理剥采比的有关费用参数：(1)确定Co值要用地下开采成本或售价。(2)a、b值与工艺方式、开采程序及开拓运输系统等有密切关系。实际上，a、b值还与开采深度有关。若剥离物内有顺便采出的有益矿物，还要考虑它的价值可以抵消一部分剥离费用而

5、将nj公式表现形式加以改变。a、b值还应考虑技术进步与设备更新的因素。(3)确定：2、在断面图上确定Vi及Pi值。为此必须确定以下参数：(1)选取露天矿底宽一般它与所采用的工艺方式有关，其最小值等于开段沟宽度；(2)选取露天矿最终边坡角；(3)根据露天矿底宽、最终边坡角及台阶高度确定断面上的Vi值，Pi值与矿体厚度及台阶高度有关。Pi值还应考虑露天开采的原矿采出率；(4)在断面图上计算出不同深度的nKi=Vi/Pi值。3、确定断面图上nKi=nj的合理开采深度；4、确定露天矿各个地质断面图上的合理开采深度；5、将各断面图上的合理开采深度的标高加以调

6、整，并使露天矿的底平面长度及宽度能满足开拓坑线布置的要求(这与拟定采用的运输方式有关)。至此，可得到初定开采境界；6、在露天矿初定境界的边帮上设置选定的开拓坑线(这往往使倾斜、急倾斜或近水平矿层的最终边帮角减缓，引起补充扩帮量)，所形成的露天矿最终开采空间范围，称为最终开采境界。四、露天矿分区开采与分期开采当圈定的露天开采范围很大时，为了减少初期投资和降低初期开采的矿石成本，可以在最终境界范围内再择优划出近期开采的较小范围(或称小境界)，供先期建设与开采，然后再扩采剩下的部分，这种措施称为分区或分期开采。面积大的近水平或缓倾斜矿床，一般要进行分区开

7、采，首采区的范围应该考虑能满足国家对矿石产量与质量的要求；有一定的服务年限；有利于采用合理的工艺方式、开采程序及相应的开拓运输系统；减少外部排土量并利于向续采区段过渡。对于允许开采深度大的倾斜与急倾斜矿床，为使初期投资小及开采成本低，一般采用沿深度分期开采第二节生产能力露天矿采出一定数量矿石的同时要求剥离相应数量的岩石。露天矿的生产能力一般系指单位时间(如年、月、日、班)内采出的矿石(煤)量，一般均按年产量Ap(吨/年或m3/年)计算。相应的年剥离量AB(吨/年或m3/年)决定于生产剥采比值。因此，露天矿的开采规模（矿岩生产能力或称年采剥总量）为：

8、A=AP+AB=(1+ns)AP，t/a或m3/a这项指标，对露天矿所需设备、人员、投资影响巨大，也决定着矿石(煤)的开采