露天开采设计原理教案

课程名称：露天开采设计原理学时：28

教材：《露天采矿学》

教师姓名

第一章露天开采境界

§1.1 概述

主要内容：

1课程的名称及内容；

2学习方法；

3露天矿设计应遵循的原则；

4各种剥采比的概念。

1课程的名称及内容：

（1）名称-露天开采设计原理——露天采矿学（下）

发展情况：50年代：露天采矿工艺

矿山工程（剥离及掘沟）

设计原理

60年代：露天采矿工艺

开拓开采

设计原理

现代：工艺及工艺系统

剥采程序

设计原理

（2）内容：

工艺—研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。

工艺系统—研究各环节之间的配合，及构成可行的生产系统。

剥离程序—研究剥离和采矿时间和空间上关系

设计原理—除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外，还要研究它们之间的数值的制约关系，并把矿山与经济效益结合起来，以求得最佳设计，初步设计的方法步骤以及资料的处理。

2学习方法：

预习；听讲；复习；习题。

（工作前的预演，设计前的准备）

3露天矿设计应延续的原则：

(1)具体情况具体分析解决。（多种情况）

(2)经济效果为主，劳动生产力的效率为辅。（劳动力便宜的情况下） 4各种剥采比的概念

(1)平均剥采比：

P

V

n p =

，(3/m T ) 从露天境界内，采出的岩量与采出的矿量之比。 设：ηηl —原矿采出系数；

η—有用矿物采出系数； ρ—岩石的混入率； ηηl =η(1+ρ)

(2)境界剥采比：

k

k

k P V n =

露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。

(1)

k k l k k l

v p n p ηηηη++=

境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。

(3)边帮境界剥采比：

露天矿保持最终帮坡角不变延伸单位深度时，从其一帮增加采出的岩量与其矿量之比。

kA kA kA v n p =

kB kB kB

v n p =

(4)生产剥采比：

T

T T

v n p =

露天矿以其最大帮坡角生产时，延伸单位深度时增加的采出的岩量与其矿量之比（最大帮坡角=＞最小平盘宽度）。

(5)最大生产时期的剥采比：

2

max 2

T v n p =

最大生产时期的平均剥采比

(6)初始剥采比：

0123

v n p p p =

++

由其基建时期支付的剥离量与其境界内采出的矿量之比。 (7)经济剥采比：

由经济因素确定的最大合理剥采比。它以国家的方针政策、经级状况而不能，至少限制露天成本等于井工成本

c l —露天成本； c D —井工成本；l D c c ≤ a —露天纯采矿成本；

b —露天纯剥离成本；0l j

c a n b c =+⇒

D j c a

n b

-=

当露天开采矿石成本等于地下成本时，得到的最大剥采比称为露天开采经济合理剥采比。

§1-2露天开采境界及其煤田的划分

主要内容：

1露天开采境界及其确定境界的重要性（意义、目的）； 2煤田的划分：（影响煤田划分的因素）。

1露天开采境界及其确定境界的重要性

（1）露天开采境界：

②地表境界； ③合理开采深度；

（它们的约束因素）

反映露天矿的几何形状、轮廓。

底周界

地表境界

（2）确定境界的重要性

①直接影响着露天矿的规模、露天矿的基建工程量、基建投资；

②影响露天矿的服务年限（包括投产、达产），影响着露天矿的成本、赢利劳动生产率、

有用矿物的合理利用、设备的选型及其配套等。

境界的确定是在煤田划分的基础上确定的。 2影响煤田划分的因素：

（1）无限煤田——范围广、储量大的煤田。（例：阜新煤田、义马煤田、抚顺煤田） （2）影响煤田划分的因素：

①自然条件、地形、地物（河流、山川、草原、牧场、农田、城市、居民、断层等）。 例：霍林河煤田划分情况

霍林河煤田分区情况

十七

煤层

南区

中区

北区

松软

中硬

陇海铁路

南露天

北露天

义马露天矿

②地质剥采比影响煤田的划分：

煤

砂

煤

土

每个钻孔都有一个地质剥采比

地质剥采比等直线图——把各个钻孔（有相同的地质剥采比）连接起来而绘成的图形。划分煤田后，境界剥采比不能太大，应满足经济效果的要求。

③勘探程度影响煤田的划分：

勘探程度对矿床地质了解的清楚程度，为了达到清楚准确，分为三级：A级B级C级

（红色）（蓝色）（黄色）

最清楚次之最次

设计时，煤层露天部分至少是A级，如不是A级称露头控制不足，需要重新勘探。

对于露天开采设计这一点是很重要的，必须弄清楚

④矿床赋存情况及矿岩物理力学性质影响煤田的划分

煤层底板等高线的影响

Π

Ι坚硬

缓倾

坚硬

松软

ΙΠ

矿岩物理力学性质的影响Ι#适合轮斗—胶带，Π#适合单斗—铁道

⑤生产能力影响煤田的划分

划分验算能否满足生产能力的要求，如果不满足需进行调整

Ⅲ

Ι

Π

⑥总平面布置（反映着采场、排土场、工业广场、地面设施的相互位置及其关系）影响煤田的划分。

影响煤田划分的因素很多，在划分时不要划分的太零碎，要考虑生产能力，资源的利用等。