露天开采设计

• 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：
r b KL (K DD DL ) D
' D ' L
(K D P D CD )

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 uD 0 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 ' D r r ' L b b L L D
经济合理剥采比
储量剥采比
nJH
原矿剥采比
n
'
V' A'
几个概念术语
• 实际贫化率

• 实际回收率
0 ' 0 "
• 视在回收率

'
A A0
'

1
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
优化方法
开采境界、设备配比、采掘进度计划编制等。
总图 布置
开拓
开采 境界
生产 能力
外部 运输设备 选型进度 计划采剥设备 工艺参数
程序（步骤）
设计的基础资料
地质勘察报告及附图（保有资源量）
地形测绘资料
工程地质资料 水源资料
气象资料
矿区经济地理资料 建筑材料资料
设备资料
矿区现状
补充
资源总量：可开发的资源总量，包括二级边界品位； 保有储量：可开发的工业品位的总量； 基础储量：可开发的工业品位和一级边界品位； 资源量： 包括矿区外围附近的边界品位。
' L L '
于是可得经济合理剥采比：
' L r
n
' JH
uL
r b
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：
(u
u ) u
7.2.5 其他计算方法
7.3 境界剥采比的计算方法
• 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。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。
u
' L L
' L
r
nb u
'
' D ' L
' D D
于是可得经济合理剥采比为：
n
' JH

r b
(u L
uD )
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
u nb 0
• （2）平均剥采比不大于经济合理剥采比原则 • 对于露天开采境界内的全部矿岩量，这一原则要 求露天开采的总体经济效果不劣于地下开采。如 下图所示，设abcd是露天开采境界，境界内矿石 量为A、岩石量为V，根据原矿成本比较法可得：
Ara Vb ArCD
V A
(CD a)
r b
• 上式的左端是平均剥采比，右端是经济合理剥采 比。 可以证明，平均剥采比不大于经济合理剥 采比原则的技术经济目标是：在满足露采的平均 经济效果不劣于地采的条件下，使划归露天开采 境界的矿石储量最大。由于这一原则是采用算术 平均的方法，因此难免会使露天开采某些时期的 经济效果劣于地下开采。 • nP≤nJH原则可以与nJ≤nJH原则合用。对于某些 覆盖层很厚或不连续的矿体，按nJ≤nJH原则圈出 开采境界后，还要核算该境界内的平均剥采比， 看它是否满足nP≤nJH原则。此外，对于某些贵重 或稀有矿物的高价值矿床或小型矿山，为了尽量 采用露天开采以减少矿石的贫化损失，可以运用 这个原则来确定开采境界，借以扩大露天开采范 围。
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：
CL a b
n' r
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
n JH (CD a)
' r b
安全稳定条件是指根据边坡岩体的性质，通过稳定性分析 计算，确定能保证边坡稳定的边坡倾角。在境界设计阶段，一 般是参照类似矿山实践资料选取稳定的边坡角，并用已有资料 对其稳定性进行初步分析和简要计算。 关于开采技术条件，是指按边坡的构成要素确定最终边坡 角。露天矿最终边坡由最终台阶，即非工作台阶组成（下图所 示），其水平部分，即最终平台，按作用不同分为安全平台、 清扫平台和运输平台。
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
设计储量：是矿产储量分类中，探明程度较高、可作为大中型矿山企业 设计和建设投资依据的储量。小型矿山初步设计要求332级储量占到 总的保有储量的30%
。
几个相关问题
矿山建设外部条件 总图运输 “三通一平”
总出入沟位置的选择 配比问题
矿山设备选型 技术经济
财务现金流量表
12章 境界圈定
概述
• （1）境界剥采比不大于经济合理剥采比原 则 • （2）平均剥采比不大于经济合理剥采比原 则 • （3）生产剥采比不大于经济合理剥采比原 则
• （1）境界剥采比不大于经济合理剥采比原则 • 该原则的实质是，露天开采境界向下延深时，露 采的边际经济效益不劣于地采经济效益。该原则 的技术经济目标是使整个矿床的开采盈利最大。
• 由此可得到岩石增量于矿石增量之比值：
• 当ΔH
0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。
确定露天开采境界得方法和步骤
确定露天开采境界是在露天矿主要的生产设备、生产 工艺及工艺参数、露天矿采剥程序、开拓运输方式、线路 参数等初步拟定以后进行的。 确定露天开采境界的方法，根据矿床的赋存条件不同 而异。下面仅以倾斜和急倾斜矿床为对象，介绍设计中广 泛应用的按nP≤nJH原则确定露天开采境界的方法和步骤。
• 深度H的境界剥采比为：
' nJ
• 于是可得储量境界剥采比和原矿境界剥采比分别为：
(cot cot ) H nJ m (cot cot ) H m ' nJ 1 m '
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。
• （3）生产剥采比不大于经济合理剥采比原则 • 生产剥采比可以反映露天矿生产的实际剥采比。因 此按nS≤nJH原则确定开采境界，可以使露天矿任何 生产时期的经济效果都不劣于地下开采。该原则中 的生产剥采比，可以是均衡生产剥采比，也可以是 未均衡的生产剥采比即时间剥采比。 • 按该原则圈定的露天开采境界比按nP≤nJH原则圈定 的小，而较按nJ≤nJH原则圈定的大。因此，随之而 来的初始剥离量和基建投资也较大。另外，由于生 产剥采比的概念不易明确界定，加之它与采深的关 系较为复杂而不易把握，因而该原则相应的设计方 法的可操作性较差。鉴于上述原因，这个原则很少 采用。
• 假设有最大埋深为H0的规则矿床，其横断面如下 图所示。矿床上部和下部分别采用露天开采和地 下开采，其开采盈利可以表示为露天开采境界深 度H的函数u（H），即：
• 令du/dH=0，可以获得使u(H)达到最大值的露天开采 境界最佳深度，并由此可以得出开采境界最佳深度所 对应的技术经济条件：
• 目前，国内外普遍运用nJ≤nJH原则来圈定 露天开采境界。但是，对于某些覆盖层较 厚或不连续的矿体，这一原则不适用。如 下图所示的矿体，abcd是按这一原则确定 的露天开采境界，但其平均剥采比大于经 济合理剥采比，这意味着该境界在经济上 明显不合理。