最终开采境界的确定
露采。思考题及答案
《采矿学Ⅱ》作业与思考题§1 绪论露天矿台阶及采场的构成要素有哪些？最终边帮上各种平台的作用是什么？什么叫最终边坡角、出入沟？绘图说明。
§2 露天开采采装工艺1. 露天开采对爆破工作有哪些要求？如何才能改善台阶爆破的破碎效果？2. 台阶工作面的参数有哪些？图示说明。
3. 为什么公路转弯时需要将曲线段加宽并设置超高横坡？长大坡段需要规定坡长限制，直线段和曲线段之间设置缓和曲线有何意义？4. 什么叫两级矿量？什么叫储备矿量？为什么要有相应的储备矿量？5. 阅读有关“露天矿山铲-车优化配置”学术论文4-6篇以上，然后撰写一800字以上的综述。
6. 阅读有关“露天矿山土地复垦”方面的学术论文4-6篇以上，然后撰写一800字以上的综述。
7. 某露天台阶爆破的台阶高度H=14m，底盘抵抗线W底＝5m，孔距a=6m，排距b=5m，布置5排孔，单位体积岩石用药量（即单位炸药消耗量）k=0.49kg/m3，要求一次爆破方量为2.6万m3。
求总装药量及炮孔数。
8. 露天矿的边坡爆破，为什么要采用光面爆破或预裂爆破？光面爆破和预裂爆破主要区别是什么？主炮孔和光面孔在间距、装药量和装药结构方面有什么不同。
9. 如何衡量露天台阶爆破的爆破效果？为了改善露天台阶爆破效果，你认为可采取哪些技术措施？某次露天台阶爆破的后冲严重，你认为可能是哪些原因造成的？10. 如何合理选择排土场的位置？§3 最终开采境界的确定1. 什么叫露天开采境界？它由哪几部分组成？试述平均剥采比.分层剥采比.生产剥采比.境界剥采比.经济合理剥采比的含义，并用图示之。
2. 简述按境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境界的含义及其优、缺点？3. 为什么要合理确定露天矿最终边坡角？如何合理确定露天矿最终边坡角？4. 简述境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境界的实质，及其优、缺点。
5. 阅读有关“露天矿山最终边坡稳定性”方面的学术论文5-8篇以上，并撰写一篇800字以上的综述。
露天基本概念
矿床开采工程作业解答1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量，称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。
3.最终边坡角：为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（一般为35~550）。
4.剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比：最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比)：境界增加单位深度，境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比：利润增量为零时的境界剥采比称。
（或盈亏平衡剥采比）8.确定最终境界的准则：境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法：线段比法与面积比法。
10.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。
11.工作台阶：正在开采台阶。
12.最终边帮（非工作帮）：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线：台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线：台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角。
15.台阶高度：台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括：牙轮钻、电铲（挖掘机）、汽车、火车等。
18.安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用：收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带：工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度（或采区宽度）。
21.台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
第一章 最终开采境界的确定
三、应用品位-剥采比关系设计最终境界 经济合理剥采比与矿石品位密切相关，矿体品位变 化较大时，则应该考虑用品位-剥采比关系设计最终境 界。
矿体的地质品位是不断变化，如图14-15， 如果境界剥采比Ri和经济合理剥采比（盈亏平衡剥采 比）Rb相等，则此时的境 界剥采比即为最终境界剥采 g0 r q 比。 (Cm C p )
第二节 最终境界设计的手工法
一、基本原理 剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。 Stripping ratio 平均剥采比：最终开采境界ABCD内岩石总量W(waste)与 矿石总量O (ore)之比，如图14-4。 用Ra 表示。Average stripping ratio
W Ra O
第七步：若Ri ≈ Rb ,则Hi 水平极为该地质剖面图上最 佳的开采深度；否则，重复第三步到第六步， 试算其 他深度方案，直 到Ri ≈ Rb 成立。
地质横剖面上的线段比是面积比的一种简单形式。 矿体走向较长，且矿体形态变化不大时，可运用 线段比来代替面积比，这样既可保证具有一定的精 度，又免除了求积仪就算面积的繁琐工作。
二、应用线段比法与面积比法确定最终开采境界 （一）地质横剖面面积比法确定长矿体的合理开采深度 第一步： 根据矿岩稳固程度与设备技术要求确定最终开采境 界的最小底宽Bmin及上下盘最终边坡角α 、β 。 第二步：在每一个地质横剖面图上确定出若干深度方案。 第三步： 对于某一剖面上的深度方案Hi，如图14-6，在Hi 水 平处选定最小底宽确定出该开采深度的境界底线位置 ab，分别从a,b 两点以上下盘境界帮坡角α 、β 做出 上下盘边坡线bc、ad,假设bc线交矿体上盘界线于 e点。
（四）最终开采境界的审核 1、调整最终开采底平面标高 采用平面面积法确定出的短矿体开采的底平面标高，一般不 需另行调整。对于采用地质横剖面法确定出的长矿体开采深度， 需要进行纵向的平面标高的调整。 第一步： 将在各地质横剖面上确定出的最佳开采深度投影到矿体的纵 断面上，如图14-11，连接各开采深度点，得到露天矿纵剖面图 上的理论开采深度。 第二步： 调整纵段面上的理论开采深度。调整后的最终境界内的平均 剥采比应小于经济合理剥采比，境界底平面的纵向长度应满足 最小运输线路的长度要求。
白音文德尔格煤矿开采境界的确定
、
概 况
‘
。
白音文德尔格煤矿地处蒙古 国南部 ， 为高原型丘 陵地貌 。该 矿 区位 于那 林 苏 海 含 煤 盆 地 的 西部 ， 从 晚 二叠纪到早 中生代期间， 板块 内部发生 凹陷 ， 在那林苏 海地区， 被认 为是 一个 前 陆 型沉 积 盆地 ， 蒙 古 南 部 和 中 国北 部 出现 延伸 构造 和 沉积 。晚二 叠 纪 和 三叠 纪沉 积 物 大部 分来 自原 来 火 山弧 的上 升 区 域 ， 在 地 表 风 化 作 用 的影响下 沉 积到 内陆 盆地 中 ， 在 条 件温 暖 、 湿 润 的沼 泽地区， 如： 奥沃陶勒盖 、 察冈陶勒盖、 塔班陶勒盖等地 积 聚了 巨厚 的晚二叠 纪 的煤层 。 蒙古 南部 在 中生 代 侏 罗 纪一早 白垩 纪 燕 山期 ， 地 层褶皱隆起 ， 形成一系列 断陷盆地， 地壳收缩 ， 地貌上 表现为山脉 ， 盆地相问排列 ， 在这一地 区许多正断层被 激活形成逆 向断层。控制 了露天煤矿 的出露 ， 沿构造 方 向呈线 性 分 布 。之 后 ， 在各 个 断 陷 盆 地 中 沉 积 了 晚 白垩纪 红色 碎 屑 岩 沉 积 ， 和 下 覆 的侏 罗 纪 地 层 呈 角 度 不 整合 关 系。在 该 区分 布 广 大 ， 以 盛 产 恐 龙 化 石 而 闻 名 于世 。这 之后 ， 是整 个 蒙古 高 原 不 断隆 升 ， 风 化剥 蚀 的时期 ， 有少量的早第三纪红层和第三纪、 第 四纪松散 沉 积物 沉积 。勘查 区 内 以褶 皱 构 造 为 主 ， 断 裂 构 造 发 育。 二、 最 终 帮坡角 的确 定 根 据本 矿 田岩 性 ， 参 考 本 区 已经 开 采 的露 天 煤 矿 及 地质 报告 对 于最 终 帮 坡 角 的陈 述 ， 本 方 案 综 合 确 定 露天矿最终帮坡角为 ３ ８ 。 。但对于煤层底板倾角大于 ３ ８ 。 的４ ３ 。 ～ ４ ６ 。 部位 ， 本 方案 仍 以煤 层 底 板倾 角作 为最 终帮 坡角 ， 即最终 开采境 界不 破煤 层底板 。 三、 露天 矿开 采境界 的确 定 根据 已经 建 立 的 地 质 模 型 ， 统 计 了勘 探 区 内的 煤 层顶 板上 覆剥 离物 厚度 及垂 直剥 采 比分 布情 况 。 露天 矿开 采境 界 的确定 主要 根 据矿 田的 某一 境 界 垂直境界剥采 比等值线来确定露天矿深部 境界 ， 再依 据深部境界按照最终帮坡角反推至地表确定露天矿地 表境界的方法。为使露天矿 开采境 界更 加合理化 ， 对 确定露天矿开采境界的剥采 比方案进行 比选 ， 依据专 家 审查 意见 ， 共提 出以下 两 种前 提 、 五个 方 案 。 由于矿 区 内勘 探级别 的限制 ， 在 现有 条 件 下 ， 首采 区至 三 采 区
平泉金矿露天开采境界确定
造破碎控制 ，矿化带宽度大于 ５ Ｏ ｍ～３ ０ ０ ｍ，长度大于 ８ ０ ０ ｍ￣ 产年限： ２年 ， 投产时产量 ： １ ０ ０ ０ ｔ ／ ｄ ； Ｔ ２为达产年 ： ８年 ， 达 产时： １ ０ ０ ｍ， 深度 大于 ５ ０ ０ ｍ。 矿体的上下盘均为花 岗班岩。 根据矿岩 、 ２ ０ ０ ０ ｔ ／ ｄ ； Ｔ ３为减产年 ： １ 年， 减 产年 ： １ ７ ０ ０ ｔ ／ ｄ 。工作制度 ： 露天矿
一
、
提 出 问题
Ａｌ ｒ － ｎ ｚ ￣Ｎ２ ×ａ ＝ ３ ｘ ２ ｘ ７ ５ ＝ ４ ５ ０万 ｔ ， ａ 。式 中： Ａｌ 、 Ａ ｌ 为采矿 能力 、
万ｔ ／ ａ ） ； ｎ 。 、 ｒ ｌ ： 为采矿 台阶数 ， 剥离 台阶数 ； Ｎ， 、 Ｎ２ 为每 露天开采最终境界的确定 ， 是每个露天开采 的矿 山首先要 剥岩能力 （ 论 证的 问题 ，只有 通过细致 的计 算 比较 才能确定最终 开采境 个台阶可布挖掘机台数 ： ２ ； ａ为挖掘机效率： ７ ５ 万ｔ ／ ａ ； 由计算可
３ ０ ｍ坡度 为 ０ ％的缓坡段。（ ３ ） 境界 圈定 。 第一， 约束条件。除境 输 ： 矿体有露头， 处 于 山坡 。矿 体 下 盘 处 于 上 坡 低 处 ， 上 盘 处 于 界内平均 剥采 比不得大于 ４ ． ５ ｔ ／ ｔ 外 ，还有沟 内公路及沟 内水系 山坡 陡处 。矿体侧翼有南梁村居 民区 ， 侧翼有原选矿 厂及地面 不能破坏 ， 境界 内的矿 量应保 证十年左右 生产 期限 ， 基建剥离 工业场 区。境 界圈定后 ，封 闭圈以上高度 １ ４ ３ ｍ，以下 ７ Ｏ ｍ～ 量尽 量减 少， 露天采矿场底宽不应小于 ３ ｍ 。第二 ， ｏ 圈定方法 。 ９ ０ ｍ 采矿场走向长 ３ ３ ｍ ￣５ ｏ ５ ５ ｍ， 宽度 １ ０ ｍ ￣３ ｏ ５ ｍ 。采 剥总 ｏ 应用平面 圈定法 。 第三， 露天采矿场深度 （ 底） 的确定 。 受公路约 量不大， 很适合公路开拓、 汽 车运输 。其优 点是 公路 易布置， 工
最终开采境界的确定
最终开采境界的确定第一节概述应用第一章中讲述的方法得到的矿物储量是地质储量，地质储量并不都将被开采利用。
由于受到技术条件的制约和出于经济上的考虑，一般只有一部分地质储量的开采是技术上可行和经济上合理的，这部分储量称为开采储量。
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。
图14 - 1 是某矿山最终开采境界的平面投影图。
露天开采过程是一个使矿区内原始地貌连续发生变形的过程。
在开采过程中，或是山包消失，或是形成深度和广度不断增加的坑体（即采场）。
采场的边坡必须能够在较长的时期内保持稳定，不发生滑坡。
为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（即最终帮坡角）不能超过o o某一最大值（一般在35 55 之间，具体值需根据岩体的稳定性确定）。
最终帮坡角对最终境界形态的约束是确定最终境界时需要考虑的几何约束。
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（图14 - 2 ）。
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。
然而，最佳开采境界的确定并非易事，它要求设计者具有较强的理论基础和较丰富的实践经验。
最终开采境界的设计从方法与手段上经历了三个阶段。
手工设计阶段：这一阶段的设计以经济合理剥采比为基本准则，在垂直剖面图和分层平面图上进行手工设计和计算。
手工方法在西方国家已成为历史，在我国矿山和设计院仍在使用。
计算机辅助设计阶段：这一阶段在方法上与手工阶段基本相同，以计算机为手段，设计过程在计算机屏幕上或数字化仪上进行。
最终开采境界的确定
——金属矿床露天开采
最终开采境界的确定
概述 最终开采境界设计的手工方法 价值模型 最终开采境界设计的计算机优化方法
1 概述
地质储量：根据地质钻探资料，运用地质统计 学方法等估算出来的矿物含量。
开采储量：技术上可行、经济上合理的地质储 量。
最终开采境界：圈定开采储量的三维几何体。 由底部周界、最终帮坡角、开采深度决定。
原矿成本比较法
用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地 下开采成本。n jh来自(CD a)b
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离）， 元/t；
b——露天开采的剥离成本，元/m3；
γ——矿石容重，t/m3；
CD——地下开采的原矿成本，元/t。
关键是正确选取CD、a和b值。在矿山设计中，这几个数 据一般以邻近地区类似矿山的成本指标为基础。
应用：国内外普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。 缺陷：只是概略的研究整个矿床的开采效果，并未细致
分析露天开采各过程的经济状态。 对于某些不连续的矿床，这个原则有时不适用。在这 种情况下，境界剥采比符合要求，但它的初期剥岩量 及平均剥采比都很大，在经济上明显不合理
平均剥采比不大于经济合理剥采比
实质：这一原则是针对露天开采境界内的全部矿岩量而
言，它要求用露天开采的平均经济效果（成本或盈利） 不劣于用地下开采。
应用或算：不该作连境为续界n的内j<矿的=n体平JH原，均则当剥的用采补比nj<充，=n。看JH即它确对是定于否出某满境些足界覆n后p<盖，=层n还JH很要原厚核则。
对于某些贵重的有色、稀有金属矿床或中小型矿山， 为了尽量采用露天开采以减少矿石的损失贫化，设计 中有时运用这个原则来确定境界，借此扩大露天开采 矿量。
采矿工程知识问答
采矿工程知识问答1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量，称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。
3.最终边坡角：为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（一般为35～55°）。
4.剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比：最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比)：境界增加单位深度，境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比：利润增量为零时的境界剥采比称。
（或盈亏平衡剥采比）8.确定最终境界的准则：境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法：线段比法与面积比法。
10.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。
11.工作台阶：正在开采台阶。
12.最终边帮（非工作帮）：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线：台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线：台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角。
15.台阶高度：台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括：牙轮钻、电铲（挖掘机）、汽车、火车等。
18.安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用：收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带：工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度（或采区宽度）。
21.台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
露天矿开采境界的确定方法和步骤
露天矿开采境界的确定方法和步骤露天开采境界设计广泛采用h j j n n •≤原则进行确定，其方法和步骤为： (1)确定露天开采深度1)长露天矿开采深度的确定：走向长度大的露天矿，应先在各地质横剖面图上初步确定开采深度，然后再用纵剖面图调整露天矿底部标高。
从各个地质横剖图上初步确定的露天开采深度，由于各横剖面上矿体厚度和地形条件不同，所得的深度也高低不一，投影到地质纵剖面图上，连接各有关点，得出将是一条不规则的折线。
为方便开采和布置运输线路，须将露天采场的底部调整为同一标高，在长度允许下，也可将底平面调整成阶梯状。
这种调整的原则是，使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本平衡，并使剥采比尽可能小。
2)短露天矿开采深度的确定：走向很短、深度和宽度相对较大的露天矿，必须考虑端帮扩帮的影响。
在剖面图上不能把开采深度直接确定下来，需用平面图法计算出境界剥采比再确定露天开采深度。
具体步骤是，把预计几个可能深度的境界剥采比分别算出后，选取境界剥采比等于经济合理剥采比的阶段做为露天采场的底，则其深度即为露天矿开采深度。
(2)确定露天矿底平面周界1) 露天矿底的宽度。
露天矿底宽可能大于或小于矿体的水平厚度，但必须满足最小宽度的要求。
确定原则是，保证在全部露天开采范围内，矿石的回来率最高，而剥离的岩石量最少。
露大矿底平面最小宽度应保证生产安全和采掘运输设备的正常工作。
从矿山采剥工程要求来看，它相当于开段沟的掘进宽度，取决于掘进方法及设备类型和规格，按工作安全条件要求，一般不小于20～30m 。
2) 绘制露天矿底平面周界。
露天矿底平面标高及端部位置确定后，即可绘制出底平面的理论周界，绘制的方法是，以地质纵断面图上已调整的露天矿底部标高为准，在各地质横断面图上绘出露天采场的境界，将各地质横断面图上露天矿底平面的两端边界投影到该标高的分层平面图上，连接各点，即可得出底平面的理论周界。
为了便于采掘运输，露天采矿场底平面应尽可能保持平直。
露天采矿知识点
1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量，称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界.3.最终边坡角：为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角（一般为35~550）。
4.剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比）：境界增加单位深度，境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比：利润增量为零时的境界剥采比称。
（或盈亏平衡剥采比）8.确定最终境界的准则：境界剥采比（瞬时剥采比）等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法：线段比法与面积比法.10.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。
11.工作台阶：正在开采台阶。
12.最终边帮(非工作帮):工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟:为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线：台阶坡面与台阶坡顶面的交线.坡底线：台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角：台阶坡面与水平面的夹角.15.台阶高度：台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲（挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台:在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度.留下的这部分叫安全平台.19.安全平台的作用：收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度（或采区宽度）。
21.台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向.22.台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度.24.最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
它与设备尺寸、采掘方式、供车方式有关。
露天开采境界确定的手工方法
露天开采境界确定的手工方法目前，在我国的露天开采设计中，广泛采用n j≤n jh原则确定境界。
现将确定露天开采境界的步骤和作法分述于下。
一）、确定露天矿最小底宽露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求，保证矿山工程正常发展。
采用铁路运输时，露天矿的最小底宽为Bmin=2Rwh+T+3e-h L cotα (8-18)式中 Bmin一一露天矿最小底宽，m；Rwh——挖掘机机体回转半径，m；T一一铁道线路宽度，m；h L一一挖掘机机体底盘高度，m；e一一挖掘机机体、边披及车辆三者间的安全距离，e=1.0～1.5m；α一一露天矿最下一个台阶的坡面角，（°）。
当采用汽车运输时，底宽应满足汽车调车要求。
当采用回返式调车时，其底宽为Bmin=2(Rcmin+0.5b c+e) (8-19)若采用折返式调车，则Bmin=Rcmin十0.5b c十2e+0.5l e (8-20)式中Rmin——汽车最小转弯半径，m；b c——汽车宽度，m；e——汽车距边坡的安全距离，m；l c--汽车长度，m。
在确定露天开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度比最小底宽大得不多，底平面可以矿体厚度为界；若矿体厚度远大于最小底宽，通常按最小底宽作图，并按下列因素确定露天矿底的位置:(1)使境界内的可采矿量最大而剥岩量最小；(2)使可采矿量最可靠，通常露天矿底宜置于矿体中间，以避免地质作图误差所造成的影响；(3)根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高；(4)根据岩石的物理力学性质调整露天矿底位置，使边坡稳固且穿爆方便。
二）、选取露天矿最终边坡角露天矿的最终边坡角，对剥采比有很大的影响。
随着开采深度增加和边坡角的减小，所需的剥岩量会急剧增加，因此从经济效果考虑，希望边坡角尽可能大；然而，有不少矿山由于盲目追求陡边坡而造成滑坡事故，严重影响生产。
因此，选择时应同时考虑安全因素和经济因素，在保证露天矿安全前提下，最终边坡角尽可能大些，以减少剥离量。
第一章露天开采境界确定
c
d
第三步：将个地质勘探线剖面图上的地面界线点 投影到带有底部周界的平面图上，再一 次连接 各地面境界点，即确定出矿体上 下盘两侧的开 采境界线。如图14-8。
第四步：为了确定矿体端部的开采境界线需要切割出若干 个端部辅助剖面图。在各端部助剖面图上，依据端部境 界帮坡角确定出地表开采境界点,如图14-8。将该点投 影到水平剖面图上。连接各辅助剖面的地表境界点。即 形成端部开采境界。
lw rw Ri l0 r0
第三步：量取境界左帮线与底线左半段穿越的各矿石块的线段长 度；再量取境界右帮线与底线右半段穿越的各矿石块的线段长 度。用公式分别计算左右帮的瞬时剥采比。
ga
l
oi
g oi
l0
第四步：计算左右边帮平均品位，依据品位-剥采比关系图，读 取左右帮的经济合理剥采比； 第五步：如果计算的左右边帮的境界剥采比大于经济合理剥采比， 则重新确定境界位置，直到左右帮上的境界剥采比足够接近左 右帮的经济合理剥采比。 注意矿石段的品位为线段的平均品位。 3、最终境界底与一个边帮位于矿体 如图14-17。 这种最终境界的设计方法与最终境界底位于矿石中类似。
高度 I' 地表地形线
I
水平距离
第五步：在水平平面图上，根据确定出的地表境界内所 包含的矿石面积与岩石面积，运用面积比法计算出境 界剥采比Ri 。如图14-8
L SO SO2 1 Ri SO SO2 1
第六步：若Ri ≈ Rb ,则水平极为该地质剖面图上最佳的 开采深度；否则，重复第三步到第五步， 试算其他深 度方案，直到Ri ≈ Rb 成立。
第七步：若Ri ≈ Rb ,则Hi 水平极为该地质剖面图上最 佳的开采深度；否则，重复第三步到第六步， 试算其 他深度方案，直 到Ri ≈ Rb 成立。
平泉金矿露天开采境界确定
平泉金矿露天开采境界确定【摘要】本文用数据论证的方法，论述平泉露天矿露天最终开采境界的确定理由。
【关键词】露天矿；最终开采境界；确定一、提出问题露天开采最终境界的确定，是每个露天开采的矿山首先要论证的问题，只有通过细致的计算比较才能确定最终开采境界。
平泉矿也是这样。
二、数据论证最终露天开采境界的确定需要用以下几个方法计算对比：1．用经济合理剥采比验证。
（1）露天开采经济合理剥采比的计算验证。
第一，经济合理剥采比的计算。
以原矿成本法计算经济合理剥采比nj，nj=■=■=5.4t/t。
式中：c为地下开采每吨矿石成本：45元/t，a为露天开采每吨矿石采矿费用：7元/t，b为露天开采每吨废石费用：7元/t。
第二，经济合理剥采比的应用。
除其计算原则为应用原则外，还有生产期间的生产剥采比不应大于经济合理剥采比，否则就坑内开采。
一般规律是境界内平均剥采比的1.2倍，即为正常年份的生产剥采比。
据此限定境界内平均剥采比为5.4÷12=4.5t/t。
（2）露天采场边坡参数的确定。
i号矿带（或称矿化蚀变带）：金矿化主要产于蚀变花岗班岩体中上部，呈浸染状-细脉状分布，矿化带受f0、f2、f4构造破碎控制，矿化带宽度大于50m～300m，长度大于800m～100m，深度大于500m。
矿体的上下盘均为花岗班岩。
根据矿岩、物理机械性质，水文地质及矿山实例，比照确定以下参数：台阶坡面角70？；台阶高度10m；安全崖道宽3m；清扫平台宽度10m，每三个安全崖道留一个清扫平台；运输道宽度8m；运输道回头曲线半径20m；运输道纵坡10%，每一个台阶留一个长30m坡度为0%的缓坡段。
（3）境界圈定。
第一，约束条件。
除境界内平均剥采比不得大于4.5t/t外，还有沟内公路及沟内水系不能破坏，境界内的矿量应保证十年左右生产期限，基建剥离量尽量减少，露天采矿场底宽不应小于30m。
第二，圈定方法。
应用平面圈定法。
第三，露天采矿场深度（底）的确定。
露天采矿知识点
1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界.3.最终边坡角：为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角（一般为３5～５5０）。
4.剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比）:境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比．7.经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。
（或盈亏平衡剥采比)8.确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比．9.确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法。
10.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。
11.工作台阶：正在开采台阶。
12.最终边帮（非工作帮)：工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面.13.斜坡道或出入沟：为了运输矿岩，在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成.坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线．台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角．15.台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度：本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲（挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台：在开采过程中，工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置，而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度（或采区宽度).21.台阶的采掘方向：挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向：台阶向外扩展的方向.23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度：指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
它与设备尺寸、采掘方式、供车方式有关.25.安全挡墙:在工作平盘的外沿,随时堆筑的一道安全挡墙。
东大12秋学期《采矿学(下)》在线作业2
一、单选题
1. 最终开采境界是在当前的技术经济条件下对可采储量的圈定，也是对开采终了时采场几何形态的预估。如何采出最终境界内的 则是露天开采程序问题。
A. 矿石
B. 矿石和岩石
C. 岩石
D. 金属
正确答案：B
2. 汽车运输机动灵活、 大、可在复杂的排岩场地作业，宜实行高台阶排土。
A. 错误
B. 正确
正确答案：B
5. 长远计划是确定矿山基建规模、不同时期的设备、人力和物资需求、财务收支和设备添置与更新等的基本依据，也是对矿山项目进行经济评价的重要资料。
A. 错误
B. 正确
正确答案：A
6. 最终境界设计的计算机优化方法有很多种，其中浮锥法和LG图论法用得比较普遍。
A. 阶梯式
B. 台阶式
C. 梯段式
D. 阶段式
正确答案：B
9. 钻孔一般按照一定的网度布置在一些叫 的直线上。
A. 钻孔线
B. 格线
C. 网线
D. 勘探线
正确答案：D
10. 矿产资源按 分为能源矿产和非能源矿产。
A. 用途
B. 领域
C. 能源
D. 作用
正确答案：A
A. 垂直采掘
B. 斜线采掘
C. 直线采掘
D. 平行采掘
正确答案：AD
8. 当境界深度增加dH时，境界内岩石增量与矿石增量的比值，称之为 。
A. 瞬间剥采比
B. 境界剥采比
C. 生产剥采比
D. 瞬时剥采比
正确答案：ABD
三、判断题
1. 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。
第十四章最终开采境界的确定
露天矿的边坡组成
a
b c d β h1 h2 h3 h4 β－最终边坡角，度； n－台阶数目； h－台阶高度，m； α －台阶坡面角，度； a－安全平台宽度，m； b－清扫平台宽度，m； c－水平运输平台宽度，m； d－倾斜运输平台宽度，m； n1、n2、n3、n4－分别为安全平台、清 扫平台、水平运输平台和倾斜运输平 台数目。 n1
2 最终开采境界设计的手工方法
剥采比的概念 经济合理剥采比确定的其它方法 基本原理 最终开采境界设计的原则 最终开采境界设计的手工方法 最终开采境界的审核
2.1 剥采比的概念
境界剥采比：是指露天开采增加单位深度后所
引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥 采比。 平均剥采比：是指露天开采境界内总的岩石量 与总的矿石量之比。 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。 分层剥采比：是指露天开采境界内某一水平分 层的岩石量与矿石量之比。
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离），元/t； b——露天开采的剥离成本，元/m3；
γ——矿石容重，t/m3；
P0——原矿的价格，元/t； δ——利润率 。
2.3 基本原理
地表 C' C b
D
W dW 矿体 A A' O
t
H
dO
B
dH
B' 45o
确定最终境界的准则 是瞬时剥采比等于经 济合理剥采比。将境 界位置上下移动，计 算每次移动后的瞬时 剥采比，直到它等于 经济合理剥采比为止， 也就找到了最终境界。
六、若Ri Rb，则Hi水平即 为该地质横剖面图上最佳的 开采境界深度；否则，重复。 试算其它深度方案，直至验 算成功。
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gorq (Cm C p ) gp Rb Cw
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，其 值可以通过市场与成本分析得出。
2 最终开采境界设计的手工方法
剥采比的概念 经济合理剥采比确定的其它方法 基本原理 最终开采境界设计的原则 最终开采境界设计的手工方法 最终开采境界的审核
2.1 剥采比的概念
境界剥采比：是指露天开采增加单位深度后所
引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥 采比。 平均剥采比：是指露天开采境界内总的岩石量 与总的矿石量之比。 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。 分层剥采比：是指露天开采境界内某一水平分 层的岩石量与矿石量之比。
2.2 经济合理剥采比确定的其它方法
原矿成本比较法 价格法 金属成本比较法 储量盈利比较法
原矿成本比较法
用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地 下开采成本。
n jh
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离）， 元/t； b——露天开采的剥离成本，元/m3； γ——矿石容重，t/m3； CD——地下开采的原矿成本，元/t。
根据对矿石的需要量和勘探程度确定境界
(C D a)
b
关键是正确选取CD、a和b值。在矿山设计中，这几个数 据一般以邻近地区类似矿山的成本指标为基础。 应用条件：露采和地采的回收率和贫化率差别不大时； 粗略计算时。
价格法
露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。
n jh ( P0 a ) b
n jh
P ( 0 a) b 1
生产剥采比不大于经济合理剥采比
对于露天开采来说，生产剥采比真实地反映了矿山生产 的采剥关系。所以，有人提出用生产剥采比不大于经 济合理剥 采比的原则圈定境界，使露天矿任一生产 时期的经济效果都不劣于地下开采。 缺陷：没有考虑整个矿床开采的总经济效果，只顾及矿 床上部的露天开采而不管剩余部分的开采；确定出来 的境界往往比按np<=nJH原则圈定的小，但比按nj<=nJH 原则圈定的大，因而初始剥采比和基建投资也大；由 于生产剥采比变动较大，因而其设计方法也繁琐费事。 鉴于上述缺点，该原则在实际中很少采用。
经济合理剥采比
境界(瞬间)剥采比含义
地表 C' C b D D' O
W dW
t
矿体
H
A A'
dO
B
dH
B'
45o
Ri=dw/dO
平均剥采比的含义
Vp
地表
C D
Ap
A
B
Rp=Vp/Ap
生产剥采比的含义
Vs
地表
C D
As
A
B
Rs=Vs/As
经济合理剥采比概念
经济合理剥采比：是指经济上允许的最大剥岩量与
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离），元/t； b——露天开采的剥离成本，元/m3；
γ——矿石容重，t/m3；
P0——原矿的价格，元/t； δ——利润率 。
2.3 基本原理
地表 C' C O b
D
W dW 矿体 A A'
t
H
dO
B
dH
B' 45o
确定最终境界的准则 是瞬时剥采比等于经 济合理剥采比。将境 界位置上下移动，计 算每次移动后的瞬时 剥采比，直到它等于 经济合理剥采比为止， 也就找到了最终境界。
平均剥采比不大于经济合理剥采比
实质：这一原则是针对露天开采境界内的全部矿岩量而
言，它要求用露天开采的平均经济效果（成本或盈利） 不劣于用地下开采。 应用：作为nj<=nJH原则的补充。即对于某些覆盖层很厚 或不连续的矿体，当用nj<=nJH确定出境界后，还要核 算该境界内的平均剥采比，看它是否满足np<=nJH原则。 对于某些贵重的有色、稀有金属矿床或中小型矿山， 为了尽量采用露天开采以减少矿石的损失贫化，设计 中有时运用这个原则来确定境界，借此扩大露天开采 矿量。 缺陷：该原则是一种“算术平均”的概念。它既未涉及 整个矿床开采的总经济效果，更没有考虑露天开采过 程中剥采比的变化。是一个比较粗略、笼统的原则。
实质：要求邻近露天开采境界的那层矿岩露天开采成本
不超过地下开采成本。它是使整个矿床开采的总经济 效果（成本或盈利）最佳。 应用：国内外普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。 缺陷：只是概略的研究整个矿床的开采效果，并未细致 分析露天开采各过程的经济状态。 对于某些不连续的矿床，这个原则有时不适用。在这 种情况下，境界剥采比符合要求，但它的初期剥岩量 及平均剥采比都很大，在经济上明显不合理
1.1 最终开采境界
圈定开采储量 的三维几何体 底部周界
最终帮坡角 开采深度
1.2 采矿与剥离关系示意图
需剥离的岩石
采剥并举 剥离先行
上盘帮坡角β
α
下盘帮坡角
拟开采的矿石
存在一个 经济效益 最佳的最 终开采境 界
1.3 最终开采境界的设计方法
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。
Ri=dw/dO 当dH趋于零时，dW与dO之比趋于线段CA与线段AB的 长度之比，即Ri=CA/AB
2.4最终开采境界设计的原则
境界剥采比不大于经济合理剥采比 平均剥采比不大于经济合理剥采比 生产剥采比不大于经济合理剥采比 根据对矿石的需要量和勘探程度确定境 界
境界剥采比不大于经济合理剥采比
采矿学教学课件
——金属矿床露天开采
最终开采境界的确定
概述 最终开采境界设计的手工方法 价值模型 最终开采境界设计的计算机优化方法
1 概述
地质储量：根据地质钻探资料，运用地质统计 学方法等估算出来的矿物含量。 开采储量：技术上可行、经济上合理的地质储 量。 最终开采境界：圈定开采储量的三维几何体。 由底部周界、最终帮坡角、开采深度决定。 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。 最终开采境界的设计方法与手段经历了三个阶 段。