金属矿床露天开采
中国五大露天铁矿概况
国内五大露天开采铁矿山基本情况一、辽宁本钢南芬露天矿本钢南芬露天矿是全国大型黑色冶金矿山之一，是本钢铁矿石主要生产基地之一。
该矿位于本溪市南芬区境内，矿区南北长５.５公里，东西宽０.４－１公里，面积为４.６平方公里，总占地面积为１３.１５平方公里。
南芬露天铁矿属前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床，由黑背沟区、铁山区和黄柏峪区构成，其中以铁山区为最大。
矿体由太古界安山群含铁石英岩中的３个铁层组成，属于单斜构造。
铁矿层走向西北，倾向南西，倾角４０度－５５度。
地表露出全长３４００米，工业矿段总长２９００米。
３个铁矿层的平衡厚度为４０.１８米，其中以第三层为最大，储量占全区的８２.６％。
矿石品位：磁铁贫矿石铁量３１.８２％，磁铁富矿石铁量５０％。
该矿生产的铁矿石低磷、低硫，无益元素极低，是冶炼铸造生铁、球墨铸铁的最佳原料。
南芬露天铁矿累计探明储量为１２。
９１亿吨，到１９８５年末，保有储量为１１.１亿吨，其中工业矿量８.４亿吨，远景矿量２.７４亿吨。
矿床距地表较浅，构造简单，适合于露天开采。
该矿装备有１２０吨、１７０吨电动轮汽车，７.６立方米、１１.５立方米电铲和４５Ｒ、６０Ｒ牙轮钻等优秀设备。
年剥离量为２８２３万吨，采矿石７９７.８万吨，是目前我国单体矿山年产量最高的矿山。
二、辽宁鞍钢齐大山铁矿该矿床位于鞍山市旧堡区。
矿床为一受变质铁硅质建造型矿床，俗称“鞍山式”。
铁矿产于太古宇鞍山群一套以粘土质-半粘土质岩和硅铁质沉积岩为主，并含有少量中基性变质火山岩的原岩组合，总厚度大于600m。
自下而上依次为：①下部片岩夹薄层含铁石英岩层，主要为绿泥石石英片岩、绿泥石滑石片岩和绢云母石英片岩，共有6层含铁石英岩；②条带状含铁石英岩层，为主要含铁层位，长4650m，厚度200～250m，矿层中有混合岩、片岩及脉岩类夹层；③上部为千枚岩夹薄层含铁石英岩层，主要为绿泥千枚岩、绿泥石化绢云母千枚岩和砂质千枚岩。
矿床分为北采区(樱桃园)和南采区(王家堡子三矿区)。
试谈金属矿床露天开采
试谈金属矿床露天开采随着经济发展和人类文明的进步，金属矿床资源的需求越来越大，而露天开采是金属矿床开采中较为常用的一种方式。
一、露天开采的定义和特点露天开采是指通过开挖地表，在露天的情况下对矿体进行采取的一种矿产开采方式。
其特点是开采工艺简单，综合费用低，生产效率高，经营周期短，尤其适合大规模、低品位和浅埋性金属矿床的开采。
二、露天开采的适用范围露天开采适用于那些矿体的矿床体积大、埋深浅，矿体质量较好、露头面积较大等特点。
同时，露天开采也更适合那些地质构造相对平坦、矿体切比雪夫指数低、安全险情相对较少且相邻采区相对独立等条件较好的矿床。
三、露天开采的工艺流程1.准备阶段：确定采矿规模和选矿场地，进行矿山规划和设计，同时进行地质勘探和瓦斯检测等前期工作；2.爆破阶段：根据开采计划进行爆破设计和实施，将岩石炸断，送至物料堆场；3.矿石输送和加工：通过运输系统将爆炸后的矿石、矿渣、岩石等四类物料送到选矿厂，进行矿石选别和矿石磨细的加工过程；4.尘土控制：矿山爆破和物料输送会产生大量尘土，需要通过水喷淋、环境监测和粉尘抑制等手段来控制矿山内外的粉尘；5.环境保护：由于露天开采的过程中，需要拆除大量土石，会对周边环境产生不利影响。
因此，需要采取合理的治理措施，保护和修复环境。
四、露天开采的优势和不足1.优势：露天开采不仅可大幅增加金属矿床的开采效益，还能在提高矿山经济效益的同时降低矿山开采成本，同时对原材料进行初步制备处理，有利于后续加工利用等。
2.不足：在露天开采过程中，采矿面积广泛，会对周边的环境产生较大的不良影响。
此外，露天开采过程中也存在一定的安全隐患和矿产资源浪费的问题。
五、露天开采的未来发展趋势随着科技的进步和环境治理的要求越来越高，露天开采加大了对形式化、数字化、网络化等科技手段的应用，推广精细高效矿山开采模式成为未来发展的主流趋势。
其中，通过AI技术和物联网技术进行生产和管理，加快数字化和网络化进程，对矿石品质、投资成本和社会责任等方面进行优化和平衡，有助于提高商品量和质量，降低采矿周期，提高能源效率等，从而实现矿山的可持续发展。
金属矿床露天开采品位与储量计算
金属矿床露天开采品位与储量计算金属矿床露天开采品位与储量计算，是指通过采集样品并测试分析，对矿体中所含金属的含量、分布特点、赋存状态等进行评估、归类，进而确定金属矿床的品位和储量。
本文将从品位与储量的定义、影响因素、计算方法等方面进行探讨。
一、品位的定义与影响因素品位，是指在矿石或矿产中，所含金属元素的质量或体积分数。
品位的高低直接决定了矿床的经济价值和开采难度，因此是矿床评价的重要指标之一。
一般来说，品位越高，开采难度就越小，矿床的投资回报率也就越高。
品位的高低受多种因素的影响，主要有：1.矿体赋存形式：不同矿体赋存形式对品位有较大影响。
比如，粒状矿体品位相对较高，脉状矿体品位低于粒状矿体。
2.矿体分布：矿体空间分布直接关系到品位的分布及高低。
矿体分布密集、体积大，品位一般较高。
3.矿石种类：不同矿石中金属元素的含量不同，因此矿石种类会对品位产生直接影响。
二、储量的定义与影响因素储量，是指在特定时间内，特定范围内，以现有科技条件而言，可被经济地开采、转化成有用矿产的矿体或矿床中金属元素的总量。
储量的大小直接决定了矿床的开采价值和可持续性。
储量的大小、分布和形式等因素受多种因素的影响，主要有：1.矿体的地质特征：矿体的含量、分布特征和矿体的形态等均直接影响储量的大小和形式。
2.矿体规模：矿体的规模大小直接决定了储量的多少和分布形式。
矿体的规模越大，储量越丰富。
3.矿体的采选工艺：矿体的采选工艺对于储量数量、精度、经济效益等方面起着直接的影响。
三、品位与储量的计算方法品位与储量的计算是矿床评价的重要组成部分，目前常用的几种计算方法有：1.交叉面法：根据田块中样品的采集情况，进行统计和分析，推算出不同品位区域的面积、块度和体积等基本参数，再进行线性插值等数学推算即可计算品位与储量。
2.块体法：将田块的矿化块按照所处位置、大小等因素进行分类，将不同类别矿化块的品位进行积分求和，再根据不同矿体的权重进行综合计算得到总品位与储量。
金属露天矿的名词解释
金属露天矿的名词解释随着人类社会的不断发展，金属矿物资源的需求日益增加。
为满足这一需求，人们开始采用不同的采矿方式，其中一种常见的方式就是金属露天矿。
什么是金属露天矿呢？简单来说，金属露天矿是指位于地表之上的相对较浅、开采方法为露天开采的金属矿床。
相比于地下矿床，金属露天矿的特点在于其开采方式更加直接、开放。
它们是由自然地质力量的作用形成的，如断层、褶皱和岩浆活动。
金属露天矿的开采过程通常分为以下几个阶段：勘探、地质勘探、矿床评价、开采决策、开采与生产。
首先是勘探，通过地质勘探去寻找潜在的金属露天矿床。
然后进行地质勘探，对可能的矿床进行深入研究和评估。
接下来是矿床评价，对矿床进行综合评价，确定其开采的可行性和经济效益。
经过评估后，进行开采决策，确定开采的具体方案。
最后是进行开采与生产，根据确定的方案进行金属露天矿的开采和提炼。
金属露天矿的开采过程中，常见的操作包括开挖岩石、装载岩石、运输岩石、碎石和筛分、提炼金属等。
其中，开挖岩石通常采用爆破或机械挖掘的方式，装载岩石则使用大型装载机或挖掘机，运输岩石则通常使用大型卡车或输送带系统。
金属露天矿常见的金属矿物有铜、铁、锌、铅、锡、钨和钼等。
这些金属在现代工业中被广泛应用，从制造电子产品到建造建筑物，都离不开金属的存在。
但是，金属露天矿的开采也面临一些挑战和问题。
首先是环境问题。
金属露天矿的开采会破坏大面积的土地和植被，对周围生态环境造成影响。
其次是资源限制。
由于金属矿床资源的有限性，随着时间的推移，金属露天矿的开采成本和难度也将逐渐增加。
为了解决这些问题，科技和工程领域不断进行研究和创新，提出了一些方法和技术。
比如，矿床评价的精确度和准确性不断提高，帮助优化开采方案，减少对环境的影响。
同时，通过回收利用和提高矿石的综合利用率，减少资源的浪费。
综上所述，金属露天矿是一种相对开放和直接的金属矿床开采方式。
虽然存在一些环境和资源问题，但通过科技进步和创新，可以找到可持续和环境友好的开采方案。
露天矿山开采
地下矿山开采
地下开采
当矿床埋藏地表以下很深，采用露天开采 会使剥离系数过高，经过技术经济比较认为， 采用地下开采合理时，则采用地下开采方式。
矿山开拓示意图1
矿山开拓示意图2
开拓巷道
主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心，其选择在矿山设 计中是至关重要的。主要开拓巷道类型的选择由以下几个条件来 决定： （1）地表地形条件 （2）矿床赋存条件 （3）矿岩性质 （4）生产能力
另外，开拓巷道施工的难易程度、工程量、工程造价和工期长短 等，虽然不能作为确定开拓方案的重要依据，但决不可忽视。尤 其是小型矿山，往往存在施工力量不足和技术素质较差、施工管 理跟不上等情况。因此，当地的施工力量和特点，在巷道类型的 选择上也应一并考虑。
矿床开拓方法
四、联合开拓法
由两种或两种以上主要开拓巷道来开拓一个矿床 的方法称为联合开拓法。其实质是因矿床深部开采或 矿体深部产状（尤其是倾角）发生变化而采用的两种 以上单一开拓法的联合使用，即矿床上部用一种主要 开拓巷道，而深部用另一种主要开拓巷道补充开拓， 成为一个统一的开拓系统。
由于地形条件、矿床赋存情况、埋藏深度等情况 的多变性，联合开拓法所包括的方案很多。
地下开采基本概念
矿物、矿石、矿体、矿床、围岩、夹石、 废石
矿石品位的概念、边界品位、最低工业 品位
硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块 性、氧化性、自燃性及含水性等
地下开采
井田、矿田和矿区
论金属矿的采矿方法
论金属矿的采矿方法金属矿的采矿方法是指对地下金属矿床进行开采和提取金属矿石的方法。
金属矿的采矿方法多种多样，根据矿石的性质、地质条件、经济效益等因素的不同，可采用不同的采矿方法。
以下将介绍几种常见的金属矿的采矿方法。
1.露天开采法：露天开采法适用于金属矿石产量较大、矿体分布广泛的情况。
通过将矿石露天开挖，露天开采法通常适用于大型锡、铝、铅锌、铜、铁矿等金属矿的采矿。
这种方法的优点是采矿效率高，成本较低，但同时带来的环境破坏也相对较大。
2.地下开采法：地下开采法适用于矿体深埋地下、矿体体积较小、矿石品位较高的情况。
地下开采分为采空区法、块脆法、支架法等多种方法。
采空区法指的是通过开采矿石后形成的大空洞，逐步向相邻的地方延伸。
块脆法是通过在矿体周围设置支撑材料，将矿体块状开采。
支架法是在矿体中设置支架，支撑开采过程中的顶板。
地下开采法的优点是对地表环境的破坏相对较小，但成本较高。
3.煤矿法：煤矿法适用于煤炭矿石的采矿，煤矿法也可用于提取其他金属矿石，如铁矿等。
煤矿法的特点是矿井较深，需要进行井下采矿。
煤矿法包括长壁法、割断法、措施法等。
长壁法是通过连续开采煤层的方法；割断法是将煤层切割成墙板状，再进行提取；措施法是通过矿柱支撑矿层，逐步开采的方法。
煤矿法的优点是采矿效率高，成本相对较低。
4.溶解法：溶解法适用于矿床矿石的金属成分可溶于溶剂的情况。
溶解法包括浸出法、过滤法和电积法等。
浸出法是通过将矿石浸入溶剂中，溶解金属成分，再通过一系列的工艺流程将金属提取出来。
过滤法是将溶解后的金属溶液经过过滤和再结晶等过程，最终得到金属颗粒。
电积法是将金属离子通过电化学反应转化成金属的方法。
溶解法的优点是提取金属过程较为简单，但消耗大量的能源和化学药品。
金属矿的采矿方法多种多样，根据不同的矿石性质和地质条件选择合适的采矿方法，以提高采矿效率，同时尽量减少对环境的破坏。
《金属矿露天开采》课件
露天开采具有开采效率高、成本低、安全性好等优点， 但同时也存在对环境破坏较大、对资源依赖性强等缺点 。
金属矿露天开采的重要性
01 满足国家对矿产资源的需求
露天开采能够快速、高效地获取大量矿产资源， 满足国家经济建设的需要。
02 促进地方经济发展
露天开采能够带动相关产业的发展，如运输、机 械、服务等，促进地方经济的繁荣。
安全措施
安全生产制度
建立完善的安全生产制度，明确各级管理人员和操作人员的安全职责 ，确保安全生产责任制得到有效落实。
安全培训教育
定期对员工进行安全培训教育，提高员工的安全意识和安全操作技能 ，确保员工能够熟练掌握安全操作规程。
安全检查与隐患排查治理
定期进行安全检查和隐患排查治理，及时发现和消除事故隐患，确保 生产安全。
《金属矿露天开采》 PPT课件
目录
• 金属矿露天开采概述 • 金属矿露天开采技术 • 金属矿露天开采流程 • 金属矿露天开采的环境影响与安全
措施 • 金属矿露天开采的未来发展
01
金属矿露天开采概述
定义与特点
定义
金属矿露天开采是指将地表以上的矿体通过剥离覆盖层 ，使矿石裸露出来，再进行采矿的工艺过程。
应急救援预案
制定完善的应急救援预案，配备相应的应急救援设备和人员，确保在 发生事故时能够及时、有效地进行救援。
事故预防与处理
事故预防
采取多种预防措施，如加强设备维护、定期检查、加强员工培训等，以降低事 故发生的概率。
事故处理
一旦发生事故，应立即启动应急预案，组织相关人员进行救援和处理，同时配 合相关部门进行调查分析，找出事故原因并采取相应的改进措施。
智能化与自动化开采
智能化决策支持系统
金属矿床露天开采
金属矿床露天开采1. 引言金属矿床是指地壳中所存在的金属矿石资源。
为了有效地开采这些金属矿石，人们采用了多种开采方法，其中之一就是露天开采。
本文将介绍金属矿床露天开采的概念、过程、优势和应用。
2. 概述金属矿床露天开采是一种通过挖掘和移除地表岩石覆盖层来获取金属矿石的方法。
相对于地下开采，露天开采具有较低的成本、较高的开采效率以及更广阔的开采规模等优势。
3. 露天开采过程金属矿床露天开采的过程可分为以下几个步骤：3.1 勘探在进行露天开采之前，需要进行充分的勘探工作。
勘探可以通过地质勘探技术、地球物理勘探技术和地球化学勘探技术等手段进行。
3.2 设计和规划在勘探工作完成后，根据勘探结果进行矿区设计和规划。
设计和规划包括确定矿床的边界、确定露天矿井的位置和大小、确定挖掘方案等。
3.3 爆破和挖掘在露天开采过程中，首先需要进行爆破作业，将地表的覆盖层炸碎。
然后，使用大型挖掘机械设备进行挖掘作业，将矿石从矿井中挖出。
3.4 运输和处理挖掘出的矿石需要进行运输和处理。
通常，矿石会通过运输设备，如卡车或输送带，将其运送到选矿厂进行矿石的选矿和精炼等处理过程。
3.5 复原为了减少露天开采对环境的影响，露天开采完成后，需要进行矿井复原工作。
复原工作包括填埋和种植等措施，以恢复原始地貌和生态环境。
4. 金属矿床露天开采的优势相对于地下开采，金属矿床露天开采具有以下优势：4.1 低成本相对于地下开采，露天开采的成本较低。
因为露天开采不需要进行地下隧道的挖掘和支护等工作，节省了大量的人力和物力资源。
4.2 高开采效率露天开采可以同时进行多个开采点的挖掘，大大提高了开采效率。
另外，露天开采中使用的大型挖掘机械设备可以一次挖掘和运输较大量的矿石。
4.3 广阔的开采规模露天开采可以开采较广阔的地域，从而获取到更大规模的金属矿石。
相比之下，地下开采通常受到地质条件和地下空间限制，开采规模有一定的限制。
5. 应用案例金属矿床露天开采广泛应用于多个行业和领域。
露天矿开采工艺
绪论金属矿床开采按不同的埋藏条件，主要有以下三种方法：①露天开采，②地下开采，③砂矿床开采，目前主要是机械化采掘，本课程主要讲机械化露天开采的方法。
一、露天开采的基本概念及述语露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石开采出来。
因此为了采出矿石，还必须开采矿石。
1．台阶（bank）：（图1-1）开采时，自上而下把矿岩划分成具有一定厚度的水平分层，用独立的采掘、运输设备进行开采，各分层保持一定的超前关系，从而形成阶梯状。
台阶由以下要素构成：上部平盘、下部平盘、坡面、坡顶线、坡底线、高度、坡面角。
台阶分：工作台阶…工作平盘布置采掘、运输设备。
非工作台阶…保安平台：用于缓冲和阻截滑落岩石，减缓边坡角。
清扫平台：阻截滑落岩石并用清扫设备进行清理。
运输平台：作为工作台阶与出入沟运输的联系通道。
2、工作线（Avdvance line）…已经做好准备而形成的矿岩区段。
3、采掘带（excavationzone）：开采时将台阶划分为若干个条带，逐条顺次开采，每一个条带叫做采掘带。
参数：宽度 1、实方……取决于爆破方法和参数。
2、电铲…取决于电铲的挖掘和卸载半径。
4、采区（working section ）每一条带开采时也可划分为若干区段配以独立的采运设备。
参数：长度…一条电铲所占的采掘工作线长度。
5、露天坑道：按用途分：1、出入沟…建立开采水平间的运输通道。
(Bl—4中的AB)。
2、开段沟…建立第一条工作线（初始台阶）见图l—4中的CD。
按断面形状分：整断面（1－5 a）,单侧沟（1－5 b）6．露天矿场（open pit）已经进行和正在进行露天开采的区域，由台阶和露天坑道形成。
山坡露天：封闭圈以上。
凹陷露天：封闭圈以下。
构成要素：（1）边帮：露天矿场四周表面的总体，分：顶帮、底帮（slope）、端帮（2）工作帮：（working slope），非工作帮（slope of respose）（3）工作帮坡面及工作帮坡面角（4）非工作帮坡面及最终边坡角。
金属矿床露天开采概述.pptx
第九章露天开采的基本概念 第十章露天矿生产工艺过程 第十一章露天矿床开拓 第十二章砂矿床露天开采
露天开采的基本概念
• 露天开采就是从地表直接采出有用矿物的 矿床开采方法。
• 露天开采是一种历史悠久的古老采矿方法 ，由于受到矿床赋存条件和生产力的限制 ，比重一直比较小，随着各种高效率的采 掘设备和运输设备等不断问世，露天开采 的矿山获得了空前迅速的发展。
• 起爆的顺序也很重要 ，起爆顺序有a-平行 顺序起爆,b-波浪式起 爆,c-梯形起爆
采装工作
• 是指用采掘机械将矿岩从整体或松散爆堆中采出来 ，并装人运输容器或直接卸到一定地点的工作。
• 是露天开采全部生产过程的中心环节，其他生产过 程，如穿爆、运输、排土等，都是围绕采装而工作 的。
• 采装设备和工艺，在很大程度上影响整个露天开采 的工艺方式、技术面貌、矿床的开采强度和最终的 经济效果。
• 为了保证采掘设备能高效率，要求爆破矿岩的块 度要适宜、工作面平整、爆堆要集中、没有根底 和伞岩。
• 为了降低矿石的生产成本，要求在保证矿岩块度 的前提下，降低爆破工艺费用。
• 为了保证安全，要求爆破对边坡及附近建筑物产 生的有害影响最小，并要求能够有效地加以控制 。
破工作
• 露天矿广泛采用的正常采掘爆破，是深孔 爆破，也叫中爆破。孔径一般在150300mm之间，并有垂直深孔和倾斜深孔之 别。
，m3 ；KM-满斗系数；t-挖掘循环时间，秒；KS-矿岩在铲斗中的碎
胀系数。
• 挖掘机生产能力受挖掘循环时间、满斗系数和工作时间利用系数的影 响。因此，重视司机的培训，提高其操作技术水平，改善爆破质量， 加强设备维修，加强管理，改进工作面的供车状况等，以缩短电铲挖 掘循环时间，提高满斗系数和时间利用率，是提高单斗挖掘机生产能 力行之有效的途径。
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。
【精品】第五章-露天矿山开采安全技术
第五章-露天矿山开采安全技术矿床开采分为露天开采、地下开采和海洋开采。
根据露天开采所使用的采掘工具和采运设备的不同，又分为机械开采、人工开采、水力开采和挖掘船开采。
金属非金属露天矿山是指开采金属矿石、放射性矿石以及作为化工原料、饰面建筑材料、建筑材料、辅助原料、耐火材料及其他非金属矿物（煤炭除外）的露天矿山。
目前，我国生产铁矿石近2．5亿吨，其中约75％是用露天开采的。
有色金属矿山露天开采的约占50％。
而冶金辅助原料矿山和建筑材料矿山全部采用露天开采。
近年来，国外露天开采的比例也在增加，如在美国，铁矿石露天开采占90％，有色金属矿露天开采占88%。
第一节露天开采概述一、露天开采的特点露天开采与地下开采相比，有以下优点：（1）受开采空间限制小，可采用大型机械设备，有利于实现自动化生产，大大提高了开采强度和矿石产量。
例如，目前世界上最大的露天铁矿年产量已超过6000万吨。
（2）资源回收率高。
一般矿石损失率为3％～5％，贫化率为5％～8％。
（3）劳动生产率高。
露天开采因为作业条件好，机械化程度高，所以劳动生产率比地下开采低品位矿石的劳动生产率高。
（4）生产成本低。
露天开采的成本一般比地下开采的成本低50％～75％，因而有利于大规模开采低品位矿石。
（5）开采条件好，作业场所比较安全。
（6）建设速度快，单位矿石基建投资较低。
我国大中型露天矿基建一般3～4年，而大型的地下矿基建时间要7～10年。
一般大型露天矿单位矿石基建投资比地下矿要低1～3倍。
露天开采的主要缺点有：（1）占用土地多，地表被破坏，环境受到污染。
（2）受气候因素影响大。
如严寒、冰雪、酷热和暴雨等对露天开采有一定影响。
（3）对矿床的埋藏条件要求严格。
在埋藏较深的矿床，露天开采范围受到限制。
二、露天开采技术的现状及发展方向我国现有生产露天矿采用的开采程序都比较单一，主要采用缓工作帮、全境界开采方式。
铁矿和煤矿绝大多数采用工作线呈平行走向分布，垂直走向推进的纵向开采方式，少数露天铁矿采用工作线沿走向推进横向开采方式；有色矿山采用部分纵向开采，部分横向开采方式；少数金属露天矿采用分期开采和分区开采。
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第一篇金属矿床露天开采第一章品位与储量计算第一节概述投资一个矿床开采项目，首先必须估算其品位和储量。
一个矿床的矿量、品位及其空间分布是对矿床进行技术经济评价、可行性研究、矿山规划设计以及开采计划优化的基础，是矿山投资决策的重要依据。
因此，品位估算、矿体圈定和储量计算是一项影响深远的工作，其质量直接影响到投资决策的正确性和矿山规划及开采计划的优劣。
从一个市场经济条件下的矿业投资者的角度看，这一工作做不好可能导致两种对投资者不利的决策：(1)矿体圈定与品位、矿量估算结果比实际情况乐观，估计的矿床开采价值在较大程度上高于实际可能实现的最高价值，致使投资者投资于利润远低于期望值，甚至带来严重亏损的项目。
(2)与第一种情况相反，矿床的矿量与品位的估算值在较大程度上低于实际值，使投资者错误地认为在现有技术经济条件下，矿床的开采不能带来可以接受的最低利润，从而放弃了一个好的投资机会。
然而，准确地估算出一个矿床的矿量、品位绝非易事。
大部分矿体被深深地埋于地下，即使有露头，也只能提供靠近地表的局部信息。
进行矿体圈定和矿量、品位估算的已知数据主要来源于极其有限的钻孔岩心取样。
已知数据量相对于被估算的量往往是一比几十万乃至几百万的关系，即对一吨岩心进行取样化验的结果，可能要用来推算几十万乃至几百万吨的矿量及其品位。
可以不过分地说，矿量、品位的估算是世界上最大胆的外推。
因此，矿体圈定与矿量、品位估算不仅是一项十分重要的工作，而且是一项极具挑战性的工作。
做好这一工作要求掌握现代理论知识与手段，并应用它们对有限的已知数据进行各种详细、深入的定量、定性分析；同时也要求从事这一工作的地质与采矿工程师具有科学的态度和求实精神。
本章将较详细地介绍当今世界上常用的矿量、品位估算方法，包括探矿数据的分析、处理和用于品位估值的剖面法、平面法及矿床模型法等。
地质统计学作为品位估值的一种方法，从其诞生起就显示了强大的生命力，得到了越来越广泛的应用，本章对此给予较大的篇幅。
本章的主要目的不是教会读者如何一步一步地应用所介绍的方法，对一个矿床进行矿量、品位估算，而是使读者了解这些方法的内涵，为读者提供在不同条件下应用最合理的分析、评价方法所需的知识基础。
第二节探矿数据及其预处理一、钻孔取样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2000NⅠⅡⅢzk11900Nzk21800N1700N1600N1500N2000E 2100E 2200E 2300E 2400E 2500E图1-1 钻孔与勘探线示意图取样。
钻孔一般按照一定的网度布置在一些叫做勘探线的直线上（图1-1）。
在钻孔过程中，每钻一定深度（一般在3米左右）将岩心取出，做好标记后按顺序放在箱中供搬运、贮存和化验。
地质人员对取出的岩心进行定性观察和简单的测试，以确定每一段岩心的主要物理特性，如岩心长度、岩性、颜色、硬度等，并记录下来，形成对钻孔穿过地段的地质特性的定性描述。
表1-1是一个钻孔的岩心观测结果的部分记录表 。
为直观起见，常常把表中的数据和文字描述绘成钻孔柱状图（图1-2）。
为了确定岩心的化学成分和品位，将岩心的一半送往化验室进行化验，另一半保存下来备用。
样品的化验结果记录在如表1-2所示的表中，或输入计算机的数据库中。
手工记录时常将表1-1和表1-2合并为一个表，称为钻孔地质资料记录表。
对所有钻孔的定性描述和取样化验结果构成了勘探区域的基本地质数据，这些取样化验数据是进行矿体圈定和矿量、品位估算的依据。
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。
11风化砂岩页岩浅灰色石灰岩灰色 图1-2 钻孔柱状图二、样品组合处理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。
当矿岩界限分明，且在矿石段内垂直方向上品位变化不大时，常常将矿石段内（即上下矿岩界限之间）的样品组合成一个组合样品（图13－3），这种组合称为矿段组合。
组合样品的品位g 是组合段内各样品品位的加权平均值，即g l g l i ii ni i n===∑∑11(1-1)式中，l i 为第i 个样品的长度；g i 为第i 个样品的品位；n 为矿石段内样品个数。
式1-1中用的是长度加权，是最常用的方法。
如果不同样品的比重相差较大，可以采用重量加权法。
岩石岩石l 1 l 2 l 3 l i l ng 1 g 2 g 3 g i g nl 5, l 1,’l 5l 4l 3 l 2l 1 g 5, g 1,’g 5g 4 g 3 g 2g 1 188m200mH (台阶高度) 矿石图1-4 台阶样品组合示意图图1-3 矿段样品组合示意图对于拟用露天开采的矿床，更具实际意义的样品组合处理是台阶样品组合，即把一个台阶高度内的样品组合成一个组合样品（图1-4）。
组合样品的品位为：g l g H i i i n==∑1(1-2)式中，H 为台阶高度。
当一个样品跨越台阶分界线时（如图1-4中第一和第五个样品）， 在计算中样品的长度取落于本台阶的那部分长度（即图1-4中的l 1’’和 l 5’’），样品的品位不变。
对钻孔取样进行台阶样品组合处理的意义在于：(1)对取样数据进行统计学、地质统计学分析，以及利用取样值进行品位估值时，只有当每个样品具有相同的支持体，即每个样品的体积相同时，分析计算结果才有意义。
(2)露天开采在垂直方向上是以台阶为开采单元的，一旦台阶的参考标高和台阶高度被确定，沿台阶高度无论品位如何变化，也无法进行选别开采。
因此，在一个台阶高度内采用不同的取样品位是毫无意义的。
(3)组合样品的品位较原样品品位变化小，在一定程度上减轻了“极值”品位对分析计算的影响，也使样品的统计分布曲线和半变异函数曲线（这些概念将在以后几节讲述）趋于规则。
(4)样品组合处理减少了样品总数，节省计算机内存和计算时间。
三、极值样品(Outlier)处理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。
例如，在一金矿床取样1000个，经化验，这些样品的平均品位为10克/吨，其中有 十个样品的品位在100克/吨以上，这十个样品就可以被看成是极值样品。
究竟品位比均值高出多少的样品算是极值样品，没有统一的、现成的标准，需视具体情况而定。
极值样品虽然数量少，但对金属量影响大，为使品位的分析计算结果不致过分乐观，人们常常在实践中采用以下处理方法：(1)限值处理：即将极值样品的品位降至某一上限值。
比如在上述例子中，将所有高于100克/吨的样品的品位降至100克/吨。
(2)删除处理：即将极值样品从样本空间中删去，不参与分析计算。
使用上述处理方法时应非常谨慎。
虽然极值样品在数量上占样品总数的比例很小，但由于其品位很高，对矿石的总体品位和金属量的贡献值都很大。
因此，不加分析地进行降值或删除处理会严重歪曲矿床的实际品位和金属含量，人为地降低矿床的开采价值。
这一点可用下面的例子说明。
假设对一金矿床进行钻探取样后得知，品位值服从对数正态分布（图1-5）。
所有样品的平均品位为g=10克/吨，中值为m=3克/ 吨（即高于3克/吨和低于3克/吨的样品各占50％）；有1％的样品品位高于100克/吨。
若将这1％的极值样品取出，单独计算其平均值，得190克/吨。
那么这1％的样品对矿床总金属量的贡献为（190×1％）/ g=1.9/10=19%。
也就是说，百分之一的数据量代表的是百分之十九的金属量！假如取边界品位为3克/吨（高于3克/吨为矿石，否则为废石），矿石的平均品位（即高于3克/吨的那部分样品的平均品位）经计算为16克/吨。
如果把极值样品从样品空间删除，矿石的平均品位变为（16×50％－190×1％）/（50％－1％）＝12.45克/吨，也就是说，矿石品位被低估了22％。
如果将极值样品进行限值处理，将其品位值降到100克/吨，矿石的平均品位变为(12.45×49%+100×1%)/50%=14.2克/吨，也就是说，将矿石品位低估了11％。
图1-5金矿取样品位对数正态分布示意图在正常、稳定的经济环境中，采矿的利润率也就是15％左右。
因此，不加分析地将极值样品进行删除或限值处理，很可能将本来能够获取正常利润的矿床人为地变为没有开采价值，从而导致错误的投资决策。
这对于一个在市场经济条件下，以盈利为主要目的的矿业投资者来说，无疑是一个重大的决策失误。
这里必须澄清的是，极值样品是实实在在存在的有效样品，并不是指那些由于化验或数据录入错误造成的、具有“错误品位值”的样品。
如果有根据认为某些样品的品位是错误的，将这些样品从样本空间中删除不仅是合理的而且是必要的。
对极值样品的最理想的处理方法是，经过对探矿区域的地质构造和成矿机理进行深入分析，将这些样品的发生区域（或构造）划分出来，在进行品位与矿量的分析计算时，这些样品只参与其发生区域的品位与矿量计算，而不把它们外推到发生区域之外。
但是在大多数情况下，由于钻孔网度大，已知的地质信息满足不了这种区域划分的要求。
这时，可以将矿床看成是由两种不同的矿化作用形成的：样品中占绝大多数的“正常样品”可以看作是由主体矿化作用产生的样本空间；极值样品是由次矿化作用产生的样本空间。
然后利用统计学方法计算出空间任一点属于每一类矿化作用的概率，再根据这些概率计算矿床的品位与矿量。
这一方法超出了本书的范畴，有兴趣的读者可参阅Journel(1988)和Parker等人(1979)的论文。
第三节取样数据的统计学分析对取样数据进行上述的预处理以后，做一些统计学分析可以提供不少有关矿床的有用信息。
因此统计学分析常常是取样数据分析的第一步。
对数据进行统计学分析的主要目的是确定：(1)品位的统计分布规律及其特征值；(2)品位变化程度；(3)样品是否属于不同的样本空间；(4)根据样品的分布特征，初步估计矿床的平均品位以及对于给定边界品位的矿量和矿石平均品位。
一、取样品位的统计分布规律为了确定取样品位的统计分布规律，首先将取样品位值绘成如图1-6所示的直方图。
图中横轴为品位，竖轴为落入每一品位段的样品数占样品总数的百分比。
从直方图的轮廓线形状可以看出品位大体上属于何种分布；从直方图在横轴方向的分散程度可看出取样品位的变化程度。
图1-6给出的是几种常见的品位分布情况。
图(a)是一品位变化程度中等的正态分布，这样的分布在矿体厚大的层状或块状的硫化类矿床（如铜矿）中最为常见；图(b)是一品位变化小的正态分布，常见于铁、镁等矿床；图(c)是一对数正态分布（即品位的对数值服从正态分布），品位变化大，此类分布常见于钼、锡、钨以及贵重金属（如金、铂）矿床；图(d)是一“双态”分布，即分布曲线是由两个不同分布组成的，说明样品来源于不同的样本空间。