《采矿学》习题选集_露天开采(东大) 2

露天开采习题选
一、填空
1.露天开采有两种方法，即台阶式开采和条带剥离式开采，前者主要用于开采_金属
矿床_以及其它_硬岩矿床_；后者主要用于开采_煤炭_。

2.用于_矿体圈定_与_矿量_、_品位估算_的数据主要来源于探矿钻孔的_岩心取样_，
钻孔一般按照一定的网度布置在一些叫勘探线的直线上。

3.在三维块状模型中，将矿床分为单元块后，需要应用某种方法对每一小块的平均品
位进行估计。

常用的方法有三，即_最近样品法_、_距离N次方反比法_和_地质统
计学法（即克里金法）_。

4.废石场的潜在危害主要来自以下两方面：其一是由于废石场_稳定性差_所引发的废
石场变形、滑坡及废石场泥石流；其二是废石场所造成的_环境污染_，其污染形式
有粉尘、毒气和酸雨。

5.露天开采设计中广泛采用的布孔方式有两种即_排间直列布孔_与_排间错列布孔_，
布孔参数有_孔间距__、_排间距_和_炮孔邻近系数_。

6.现在我国大型露天矿常用的钻孔设备是_牙轮钻机_，二次爆破常用的钻具是_履带
式液压凿岩机_。

7.露天矿床开拓是指建立地面与露天矿场内各水平以及各工作水平之间的矿岩运输
通道，以保证露天矿场的生产运输，及时准备出新的_工作水平_。

8.进行生产剥采比均衡的方法通常有_PV曲线法_和_经验法_。

9.现在我国露天矿爆破中常用的炸药是_乳化炸药_和_铵油炸药_。

10.矿产资源依其在地壳中富集的物质形态的不同,可分为__气态矿产（如天然气）__、
__液态矿产（如石油）__和_固态矿产（如煤铁等）_。

11.根据采掘方向和工作线方向之间的关系，有两种基本的采掘方式，即_垂直采掘_
和_平行采掘_。

12.在矿量和品位计算前，一般需要对取样数据进行预处理，包括_样品组合处理和_
“极值”样品_的处理。

13.台阶的几何要素包括：__台阶高度_、__台阶坡面角_和_台阶宽度__。

台阶由坡顶
面、坡底面和台阶坡面组成。

14.为了开采一个台阶并将采出的矿岩运出采场，需要在本台阶及其上部各台阶修筑至
少一条具有一定坡度的运输通道，称为_斜坡道_或_出入沟_。

15.在矿床露天开采的实际生产中通常采用_预裂爆破_、_缓冲爆破_和_光面爆破_等控
制爆破手段来避免或减少台阶靠帮或并段爆破对最终边帮的稳定性造成的危害。

二．解释下列基本概念
1.采矿；采矿是从地壳中将可利用矿物开采出来并运输到矿物加工地点或使用地点的行为、过程或工作。

2.自然资源；人类可以直接或间接利用的存在于自然界的物质或环境，包括土地资源、水资源、气象资源、森林资源、海洋资源和矿产资源。

3.组合样品；
样品组合处理就是将几个相邻样品组合成为一个组合样品，并求出组合样品的品位。

4.极值样品；
极值样品是指那些品位值比绝大多数样品的品位（或样品平均品位）高出许多的样品，它们在贵重金属矿床较为常见。

5.最近样品法；
所谓最近样品法就是将距离某一单元块最近的样品品位作为该单元块的品位估计值。

6.距离N次方反比法；
将矿床分为单元块后，需要应用某种方法对每一小块的平均品位进行估计。

常用的方法有三，即最近样品法、距离N次方反比法和地质统计学法（即克里金法）。

三者均基于样品加权平均的概念，即对落在以单元块为中心的影响范围内的样品品位进行加权平均求得单元块的品位。

在距离N次方反比法中，一个样品的权值等于样品到单元块中心距离的N次方的倒数（1/dN）。

7.区域化变量；
如果以空间一点为中心获取一样品，样品的特征值X(z)是该点的空间位置z的函数，那么变量X即为一区域化变量。

8.块金效应；
半变异函数在原点附近实际上不等于零，这种现象称为块金效应。

9.最终开采境界；
圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界，它是预计在矿山开采结束时的采场大小和形状。

10.开采储量；技术上可行、经济上合理的地质储量。

11.最终帮坡角；露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶线与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角。

12.工作帮：是由工作台阶组成的边帮，并随台阶的推进而向最终边帮（非工作帮）靠近
13.工作帮坡角；工作帮坡角在我国一般定义为最上一个工作台阶的坡顶面内沿线与最下一个台阶的坡底线连成的假想斜面与水平面的夹角。

14.平均剥采比：露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比。

15.分层剥采比：露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比值。

16.生产剥采比；生产剥采比是指露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。

17.境界剥采比是指露天开采境界增加单位深度后所引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥采比。

18.经济合理剥采比；
是指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比，即利润增量为零时的瞬时剥采比，也称为盈亏平衡剥采比(breakeven stripping ratio) 。

12.价值块状模型；
价值模型中每一块的特征值是假设将其采出并处理后能够带来的经济净价值。

13.台阶；露天开采是从地表开始逐层向下进行的，每一水平分层称为一个台阶。

14.最小工作平盘宽度；
最小工作平盘宽度（W min）是刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度，其取值需依据采运设备的作业技术规格、采掘方式和供车方式确定。

15.新水平准备；
从新水平掘沟开始，到新工作台阶形成预定的生产能力的过程，叫做新水平在准备。

16.并段；
在实际生产中，常常在最终边帮上每隔两个或三个台阶留一个安全平台，将安全平台之间的台阶合并为一个“高台阶”，称为并段。

17.固定式布线：每一个新水平的掘沟位置选在最终边帮上，出入沟固定在最终边帮上部不改变位置。

18.露天矿生产能力；
露天矿生产能力指每年采出的矿石量和剥离的矿石量。

重要性露天矿生产能力直接影响到矿山设备的选型、设备数量、劳动力及材料需求等。

从经济角度讲，它直接影响到矿山的投资与生产经营成本。

因此，生产能力是露天开采的一个重要参数。

19.露天矿安全平台；
在开采过程中，工作台阶不能一直推进到上个台阶的坡底线位置，而是应留有一定的宽度（Ws）。

留下的这部分称为安全平台。

20.线路定线；
在平面图上布置开拓运输路线，即所谓的定线。

21.爆破作用指数；
爆破作用指数n ：爆破作用指数n 是以爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值来表征爆破作用指数n的大小。

最小抵抗线W：由药包中心指向其相邻地表的有向最短的线段的长度即为该药包的最小抵抗线。

22.底盘抵抗线；
炮孔底盘抵抗线：炮孔中心至台阶坡底线的最小距离（WP）。

23.炸药单耗；
炸药单耗q：爆破每一立方米或一吨矿岩平均所用的炸药量。

24.炮孔邻近系数；
又称作炮孔密集系数，它是孔间距与排间距的比值。

25.不耦合装药；
不耦合装药是指药包表面与炮孔壁之间保留一定间隙的装药方式。

间隙是一般为空气，也可填入矿粉、石粉或水等。

26.台阶光面爆破；
光面爆破：光面控制爆破是在欲爆区域的边缘或边界线上，穿凿一排较密集的炮孔，控制该排炮孔的抵抗线与孔装药量，以使其爆破后沿炮孔中心连线形成破裂带，而获得较平整的破裂面。

多排孔微差爆破参数：1、底盘抵抗线WD，2、孔距a、排距b和临近系数，3、钻孔超深L’，4、充填长度L2、炸药单位消耗量和每孔装药量。

27.露天矿山开拓矿量；
指开拓工程和主要运输枢纽已经完成，并具备了采准工作的条件，并形成了完整运输系统的最下一个台阶底部标高以上的矿量。

备采矿量：它是开拓矿量的一部分，在台阶上矿体的上面和侧面已被揭露出来的最小工作平盘宽度以外的台阶矿量的总和。

28.挖掘机技术生产能力；
技术生产能力：在采掘设备的类型和规格确定后，在具体的开采技术条件下，该采掘设备可能达到的最大小时生产能力叫做技术生产能力。

采掘设备的生产能力
1、理论生产能力：又称额定生产能力，是选择确定不同类型与规格的采掘设备时计算生产能力并进行比较、评价的基础。

额定生产能力的大小主要取决于设备结构的因素。

2、技术生产能力：在采掘设备的类型和规格确定后，在具体的开采技术条件下，该采掘设备可能达到的最大小时生产能力叫做技术生产能力。

3、实际生产能力：是指一定时间内采掘设备实际可能完成的产量，根据时间的不同可以分为台班、台月、台年生产能力。

29.分期开采；
所谓分期开采就是将最终开采境界划分成几个小的中间境界（称为分期境界），
台阶在每一分期内只推进到相应的分期境界。

30.扩帮开采；
在开采第一期的矿石同时，进行第二期的扩帮工作。

31.采掘进度计划；
采掘进度计划：用图和表来表示露天矿工程发展的具体的时间、空间与数量关系的矿山建设与生产计划。

它表示了露天矿逐年或逐月的采矿量，剥离岩石量，掘沟量，生产剥采比以及各项工程的空间位置等。

编制露天矿采掘进度计划的总目标是确定一个技术上可行的、能够使矿床开采的总体经济效益达到最大的、贯穿于整个矿山开采寿命期的矿岩采剥顺序。

32.边界品位；
边界品位是用于区分矿石与废石的临界品位值，矿床中高于边界品位的部分是矿石，低于边界品位的是废石。

33.盈亏平衡品位；
使矿物的价值等于其开采加工费用的品位称为盈亏平衡品位。

盈亏平衡法是确定经济合理剥采比的方法。

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。

34.封闭水平；
封闭水平：采场由山坡转为深凹的水平称为封闭水平。

35.排岩工作；
将剥离下的废石运输到废石场进行排弃，称做排岩工程。

接受排弃岩土的场地称作废石场。

36.开采的选别性；
在品位变化大、矿物价值高的矿山（如金矿），开采选别性是制约台阶高度的重要因素。

开采选别性系指在开采过程中能够将不同品位和类型的矿石及废石进行区分开采的程度。

37.新水平准备周期；
从新水平掘沟开始到新工作台阶形成预定的生产能力的过程叫做新水平准备。

38.什么叫工作帮坡面和非工作帮坡面？这两个概念在解决实际问题时起什么作用？
通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面，叫做露天矿场的非工作帮坡面，可以用它代替边帮的实际折线，可使问题简化并保证有足够的准确性；
通过工作帮最上一个台阶坡底线和最下一个台阶坡底线所作的假想斜面，叫做工作帮坡面，它是用以安置设备进行穿爆、采装和运输工作的场地。

39.在线路定线中，常遇到“自由导线地段”及“紧坡导线地段”等术语，请解释这两个术语的概念；
自由导线地段：地形的平均地面坡度小于限制坡度的地段。

紧坡导线地段：地形的平均地面坡度大于限制坡度的地段。

需进行线路延长。

50.岩石的可爆性：岩石介质对爆破作用的抵抗程度。

三．简答题
1)何谓多排微差爆破？采用此种爆破方法有何优点？为什么目前国内大多数露天矿生产爆破中普遍采用多排微差爆破？
多排孔微差爆破，是指排数在4排以上、孔深>6m的微差爆破。

这种爆破方法一次爆破量大，它具有降震，控制爆破方向，充分利用爆炸能量和改善爆破质量的优点。

2)为何公路设计中，设计技术参数中有最大允许纵坡这一指标？
纵坡过大，汽车爬坡困难，下坡制动困难。

限制坡长为防止汽车在陡坡段上运行时发动
机和制动器过热而发生故障。

3)简述靠近境界边坡线时采用预裂爆破和光面爆破的作用原理；
欲裂爆破作用的实质是使炸药的爆炸气体产物作用在孔壁上的压力不超过孔壁岩石的动载抗压强度，依靠相邻欲裂炮孔内的压力同时作用使欲裂炮孔沿线上的岩石产生应力叠加和集中导致断裂。

4)选择废石场（排土场）场地的主要原则有那些？
废石场地选择时应遵循下列原则：
(1) 不占良田、少占耕地，尽量利用山坡、山谷的荒地，避免村庄的迁移。

(2) 在不影响矿山工程发展的前提下，尽可能靠近采场布置废石场，以便缩短岩石运距。

(3) 尽可能采用内部排岩，通过二次转排的技术经济合理性的论证，积极采用内部临时废石场。

(4) 废石场应设置在居民区或工业场地的下风侧或最小风侧以及生活水源的下游，以免对居民或工厂造成危害。

(5) 废石场不应截断山洪和河流，避免设置在水文地质复杂的地段，以保证废石场的稳定，避免废石场发生滑坡和泥石流事故。

(6) 剥离下的废石中可利用的部分要单独堆置以便日后二次回收利用。

(7) 有条件的地区靠近采场的废石场宜分散布置，以利于多出口运输，疏散排岩道路的通过能力，缓和废石排弃高峰。

(8) 废石场地的选择要有利于征用土地的复垦。

5)我国露天开采在铁矿石，石灰石，部分有色金属矿石的开采产量比重占有明显优势，请简述露天开采能得到广泛应用的主要原因。

我国露天开采在铁矿石，石灰石，部分有色金属矿石的开采产量比重占有明显优势，露天开采之所以能够得到广泛的应用，主要是由于受开采空间限制小，可以采用大型机械，劳动生产率高，开采成本低，矿石损失贫化小，且比地下开采安全可靠。

基建时间短，投资低；劳动条件好，作业安全。

6)露天矿台阶高度的确定受那些因素的影响？单斗挖掘机平装车时，对台阶高度的确定有那些要求？
台阶高度主要取决于挖掘机工作参数、矿岩性质和矿岩埋藏条件、开采强度、运输条件、矿石损失与贫化等。

(1) 挖掘机工作参数对台阶高度的影响：平装车时的台阶高度的确定：平装车即挖掘机与运输设备在同一水平工作。

软岩采掘工作面：
当挖掘不需预先爆破的岩土时，为保证安全，台阶高度一般不大于挖掘机的最大挖掘高度。

台阶高度不应低于挖掘机推压轴高度的2/3。

硬岩采掘工作面：
挖掘坚硬矿岩爆堆时，爆堆高度不大于挖掘机最大挖掘高度。

如爆后矿岩块度不大，无粘结性，且不需要分采时，爆堆高度可为最大挖掘高度的1.2～1.3倍。

爆堆高度不应低于挖掘机推压轴高度的2/3。

7)金属矿山露天开采常用的排岩工艺有哪几种？
根据废石的运输与排弃方式及所使用设备的不同，外部废石场的排弃工艺：铁路运输排岩、公路运输排岩、胶带运输排岩。

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（1）汽车-推土机排岩工艺
汽车运输废石到废石场后进行排卸，推土机推排残留废石，平整排土工作台阶、修筑安全车挡及整修排岩公路。

（2）铁路运输排岩工艺
由铁路机车将剥离下的废石运送至废石场，翻卸到指定地点，再应用其他的移动设备（挖掘机、排土犁、推土机和前装机）进行废石的转排工作。

（3）胶带运输机-胶带排岩机排岩：汽车将废石运送至设置在采场最终边帮上的固定或移动式破碎站进行废石的粗破碎，破碎后的废石被卸入胶带运输机，由胶带运输机运送至废石场再转入胶带排岩机进行排卸。

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8)简述陡帮开采的优缺点。

陡帮开采是在工作帮上部分台阶工作，部分台阶暂不作业，使工作帮坡角加陡，以推迟部分岩石的剥离。

陡帮开采的主要优点：
1、基建剥岩量和基建投资少，基建时间短，投产早、达产快；
2、可缓剥大量岩石，降低露天开采前期生产剥采比，并有利于生产剥采比的均衡；
3、推迟最终边坡的暴露时间，减少最终边坡的维护工作量和费用。

在一定条件下可增加最终边坡角，减少剥岩量。

陡帮开采的主要缺点：
1、采掘设备上下调动频繁，影响其生产能力；
2、运输道路工程量较大；
3、采场辅助工程量大；
4、管理工作严格。

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适用条件：
1、适于开采倾角大的矿体即倾斜和急倾斜矿体，则前期生产剥采比小，可获得很好的经济效益；
2、对覆盖层厚度大的矿体，采用陡帮开采与缓帮开采相比，基建剥岩量和前期生产剥采比可大
大减少；
3、当开采形状上小下大的矿体时，采用陡帮开采可获得好的经济效益。

4、陡帮开采适用于开采剥离洪峰期和剥离洪峰期到达以前的露天矿。

5、采运设备的规格越大，越有利于在工作帮上实现台阶一次轮流开采和分组轮流开采方式，并
容易使工作帮坡角加大。

9)简述牙轮钻机、潜孔钻机钻孔的优缺点及使用条件
优点：
穿孔效率高，比潜孔钻机高2~3倍；钻机作业率高，比潜孔钻及高15~45%；可以钻凿各种硬度的矿石。

工人劳动生产率高，比潜孔钻机高2~3倍；穿孔成本低，比潜孔钻机低15~25%;.
主要缺点：机身重，设备昂贵。

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。

潜孔钻机特别适用于中小型露天矿山。

10)露天开采对深孔爆破工作的基本要求有哪些？
露天开采对爆破工作的基本要求是：
(1) 有足够的爆破贮备量，以满足挖掘机连续作业的要求，一般要求每次爆破的矿岩量至少应能满足挖掘机5~10昼夜的采装需要；
(2) 要有合理的矿石块度，以保证整个开采工艺过程中的总费用最低。

具体说来，生产爆破后的矿岩块度应小于挖掘设备铲斗所允许的最大块度和粗碎机入口所允许的最大块度；
(3)爆堆堆积形态好，前冲量小，无上翻，无根底，爆堆集中且有一定的松散度，以利于提高铲装设备的效率。

在复杂的矿体中不破坏矿层层位，以利于选别开采；
(4) 无爆破危害，由于爆破所产生的地震、飞石、噪音等危害均应控制在允许的范围内，同时，应尽量控制爆破带来的后冲、后裂和侧裂现象。

(5) 爆破设计合理，使整个开采过程中的穿孔、爆破、铲装、破碎等工序的综合成本最低。

11)为何在露天矿山设计时要考虑对生产剥采比进行均衡？在手工设计中最常用的均衡计算方法是哪几种？
露天矿山在生产期间的某一段时间内（一般为1年）所生产出来的岩石量与矿石量的比值就是生产剥采比。

均衡生产剥采比是为了保证矿山生产的稳定，尽量减少生产剥采比的波动，从而可以保持矿山生产设备、人员、管理队伍的稳定，避免矿山使用设备的大副度变化。

均衡生产剥采比还可以分散剥岩高峰，取得更大的经济效益。

手工设计中常用的方法：经验法、PV曲线法（采剥关系发展曲线）。

生产剥采比的影响因素：
矿体埋藏条件：矿体的形状、倾角、覆盖岩层的厚度、地形条件等。

开采技术条件：工作帮坡角、露天采场开拓沟道的位置、沟道坡度、沟道延伸方向等。

12)何谓露天矿联合运输？露天矿主要联合运输方式有几种？
露天矿联合运输是指从露天矿工作面的装载点到货流卸载点之间有两种以上的运输方式。

主要有：1公路运输与铁路运输，2公路运输与带式输送机运输，3公路运输与箕斗运输，4公路运输、铁路运输与溜井运输，5公路运输、输送机运输与井巷运输等。

13)最终开采境界的设计在方法与手段上经历了哪几个阶段？
手工设计阶段、计算机辅助设计阶段、优化设计阶段。

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手工设计阶段：以经济合理剥采比为基本准则。

计算机辅助设计阶段：方法与手工阶段基本相同，使用计算机、数字化仪、绘图仪等设备。

优化设计阶段：图论法和浮锥法。

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14)露天开采境界的确定原则有哪些？
1、境界剥采比不大于经济合理剥采比（n j≤n jh）；
2、平均剥采比不大于经济合理剥采比（n p≤n jh）；
3、最大生产剥采比不大于经济合理剥采比（n s.max≤n jh）；
4、根据对矿石的需要量和勘探程度确定开采境界。

15)最终开采境界由哪几个因素确定？
1、露天矿的最小底宽（底部周界）；
2、露天矿最终边坡角；
3、露天矿开采深度。

16)最终开采境界受哪些因素影响？
1、自然因素；
2、技术组织因素；
3、经济因素。

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自然因素：包括矿床埋藏条件（如形态、大小、厚度、倾角等），矿石和围岩性质，地形，矿山附近的河流、湖泊，工程地质和水文地质，矿石品位等。

技术组织因素：包括露天和地下开采的技术水平，装备水平，矿山附近的铁路、主要建筑物和构筑物等对开采境界的影响。

经济因素：包括基建投资、基建时间和达产时间，矿石的开采成本和销售价格，开采过程中的矿石贫化和损失，以及国民经济发展需要等。

）
17)确定最终境界的准则是什么？
经济合理剥采比。

或答：确定最终境界的准则是境界剥采比（瞬时剥采比）等于经济合理剥采比。

（王青p323）
18)为什么最终开采境界的确定是露天矿设计与规划中的一项十分重要的工作？
从充分利用矿物的角度来看，最终开采境界应包括尽可能多的地质储量。

然而由于几何约束（最终帮坡角对最终境界形态的约束）的存在，开采某部分的矿石必须在剥离该部分矿石上面一定范围内的岩石后才能实现。

剥离岩石本身只能带来资金的消耗，不会带来经济收入。

因此，从经济角度来看，存在一个使矿山企业的总经济效益最佳的最终开采境界。

在具有竞争性的市场经济条件下，矿山企业与其它行业的企业一样，需要盈利才能维持和扩大再生产，追求最大的经济效益是市场经济条件下矿山企业的主要经营目标之一。

因此，最终开采境界的确定是露天矿设计与规划中的一项十分重要的工作，既是技术决策，又是经济决策。

19)经济合理剥采比与哪些因素有关？
经济合理剥采比不依赖于境界的大小和几何形状，只依赖于回收率与成本、价格等技术经济参数。

20)为什么对于走向短露天矿，宜采用水平剖面面积法确定开采深度？
对于走向短的矿体，其端部的岩石量对境界剥采比影响很大，此时水平剖面图能较好地反映矿体的赋存特点和形态，所以宜采用水平剖面面积法确定短露天矿的最佳开采深度。

21)什么情况下可以使用线段比法确定矿体的合理开采深度？
当矿体走向较长，且矿体形态变化不大时，可运用线段比法来代替面积比法，这样既可保证设计工作具有一定的精度，又免除了运用求积仪求算面积的繁琐工作。

22)绘示意图说明什么是出入沟？什么是段沟？。