第6章_露天开采境界(采矿学)(下)-12级使用

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（3）影响露天开采境界的因素
影响露天开采境界的因素很多，可归为三大类：

1）自然因素 包括矿体赋存条件（如矿体形态、大小、厚度、倾角等）， 矿床勘探程度及储量级别，矿石和围岩的物理力学性质， 工程地质和水文地质条件，矿区地形地貌。

2）经济因素 包括矿石的质量和价值，原矿和精矿成本及售价，基建投 资和建设期限，国家及地区经济发展的方针及政策。
★若最终产品为精矿（或其它矿产品），并允许 L

D 则

U L K L PL DL U D K D PD DD
式中：
PL
PD ─ 分别为露采和地采的精矿销售价格，元/t；
─ 分别为露采和地采的精矿品位。 21 ─ 分别为露采和地采原矿的精矿产出率。
L D
KL KD
评价：
' n n 1 / 1; 可得：
n n 1 1
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ §6.2
经济合理剥采比的确定
§6.2.1 比较法
一 原矿成本比较法 二 精矿成本比较法 三 储量盈利比较法 四 盈亏平衡法 五 各种方法的相互关系及适用条件 §6.2.2 价格法
经济合理剥采比，是露天开采设计中确定露天矿最终境界
矿床，特别是资源稀缺和矿产品价值很高的矿床；
（2）产品价格与价值背离不大和价格基本稳定时； （3）由于本法所需数据较多，宜在矿床勘探程度较好和矿石
加工试验资料比较详细可靠的条件下采用，故多用于可行性
研究和初步设计阶段以及现有生产的矿山中。
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四 盈亏平衡法
盈亏平衡法适用于矿床采用单一露天开采的情况。这时， 要求露采的矿产品成本不得超过其销售价格，或者说，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：
（1） 平均剥采比
（2） 分层剥采比 （3） 生产剥采比* （4） 境界剥采比*
（5） 经济合理剥采比*
（6） 储量剥采比和原矿剥采比

一 露天开采境界的组成、意义及影响因素

（1） 组成：

指露天矿开采终了时(或某—时期)所形成的空间边界。它由露 天采场的地表境界、底部境界和周围边坡组成。
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（2） 意义：
D nJH ＝ (U L UD) b
L
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★若矿山企业的最终产品为原矿，并允许 L

D 则：

U L PL a
式中：PL

U D PD CD


PD ─ 分别为露采和地采的原矿销售价格，元/t；
─ 分别为露采和地采的原矿品位。
L D

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（3）生产剥采比
nS
指露天矿某一时期内所剥离的岩石量与所采出的矿石量之比 值。
Vs ns As
ns——生产剥采比，m3/m3或m3/t、t/t； Vs——某一生产时期内所剥离的岩石量，m3或t；
As——某一生产时期内所采出的矿石量，m3或t。
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（4） 境界剥采比
nJ
指露天开采境界增加单位深度所引起的岩石增量与矿石增量 之比值。是露天开采境界的一种边际值，在设计中常用于露
的重要依据。 目前关于经济合理剥采比的确定方法很多，但归纳起来主 要分两大类：比较法、价格法
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比较法：旨在分别用露采和地采两种开采方式对同一地段 单位数量的原矿进行开采时经济效益的比较，确定经济合理剥 采比，以划定在经济上最有利的露天开采和地下开采的分界线。 常用方法有：
原矿成本比较法、 精矿成本比较法、 储量盈利比较法、 盈亏平衡法
考虑了露天开采与地下开采回收率差别不大而贫化率差别较大的情况。
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三 储量盈利比较法 计算原理：以单位工业储量作为计算基础，使露采方式条
件下的吨矿储量盈利不小于地采方式条件下的吨矿储量盈利。
L U L L

n

b D U D
UL、UD——分别为露采和地采时每吨原矿所获得的盈利 （不包括露采剥岩成本），元/t。 其他符号意义同前。 其经济合理剥采比为:
b CD

b
CD——地下开采的原矿成本，元/t 由上式可得：
n

CD a

b
令上述不等式右边算式为：nJH 即为经济合理剥采比。 大剥采比，即经济合理剥采比。
CD a
nJH 表示每吨原矿的露采成本不大于地采成本时允许的最
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前式是矿山设计中常用的一个基本计算式，关键是正确
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（2） 分层剥采比
nF
指露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比值。
分层剥采比可以作为参照指标用于理论分析，是计算平均剥 采比和估算均衡生产剥采比的基础数据。
VF nF AF
nF——分层剥采比，m3/m3或m3/t、t/t； VF——露天开采境界内水平分层的岩石量，m3或t； AF——露天开采境界内水平分层的矿石量，m3或t。
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储量剥采比n和原矿剥采比n′的互相换算： 依据实际贫化率 、实际回收率 、和视在回收率 ' 的定义，有
0 0
A1 A0
A A0 1
'
由于在露天开采境界内开采前后的矿岩总量是相等的，所 以：
V A V0 A0
abcd
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露天矿设计和生产中常用的几种剥采比： （1）平均剥采比 指露天境界内，岩石总量与矿石总量之比值。反映露天矿的
nP
总体经济效果，在设计中常作为参照指标，用来衡量设计的
质量。
VP nP AP
np——平均剥采比，m3/m3或m3/t、t/t； Vp——露天开采境界内的岩石量，m3或t； Ap——露天开采境界内的矿石量，m3或t。

3）技术组织因素 包括露天开采与地下开采的技术水平、装备水平和发展趋 势、以及制约和促进其应用推广的技术与组织条件。
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二 剥采比的概念
剥采比 n：每开采单位矿石量所需剥离的岩石量。
（1） 平均剥采比nP （2） 分层剥采比nF （3） 生产剥采比nS （4） 境界剥采比nJ （5） 经济合理剥采比nJH 随着露天开采境界由 扩展到 abcd ，可采的矿 石量从A1增加到A1+A2，但需要剥离的岩石量也从V1增大到 V1+V2。因此，露天开采境界的确定，与剥岩量和可采矿量联系 在一起，也就是与剥采比有关。剥采比有经济和变化属性。

当露天矿最终境界一经确定，就相应地确定了露天矿 的可采矿量和剥岩量；
露天矿最终开采境界对矿山的生产规模和服务年限有 重大影响，而且境界的大小还往往与矿山的基建投资、 投产与达产时间、设备数量、矿山人员定编和采矿成 本等一系列技术经济指标有密切关系。


因此，合理地确定露天开采境界，是露天矿设计的一 项重要工作。
第6章 露天开采境界

§6.1 概述


§6.2 经济合理剥采比的确定
§6.3 境界剥采比的计算方法 §6.4 确定露天开采境界的原则 §6.5 露天开采境界的确定方法与步骤 §6.6 最终境界设计的计算机优化方法
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§6.1 概述
一 二 露天开采境界的组成、意义及影响因素 剥采比的概念
L ' D '
L ' D '
PL ' PD '
D ' r r [( PL ' a) ( PD ' C D )] (CD a) b L ' b
因此，在上述条件下只需露天开采的原矿成本不大于 地下开采，就可以充分保证单位工业储量的露天开采最终 盈利不小于地下开采盈利。
0 (1 )
经济合理剥采比：
nJH

0 1 L L L DD DL b 0 1 D D D
βL = βD 。
ε —— 选矿回收率；β ——精矿品位;
储量盈利比较法比起精矿成本比较法来说，又前进了
一步，它全面地考虑了露天开采和地下开采两者在损失和 贫化的差异。 精矿成本比较法适用于露天开采与地下开采两者回收 率差别不大而贫化率差别较大的情况。
通常情况下，三种比较法的计算结果中，储量盈利比
较法所得的经济合理剥采比最大。
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从理论上讲，储量盈利比较法是—个最合理的nJH计算方法， 不过，在实际应用时却有如下的缺点： （1）要求基础数据多，且数据来源不尽可靠，计算较繁琐； （2）受产品价格的影响，目前某些金属产品的价格背离实际 的价值，为计算带来困难。 储量盈利比较法的适用条件： （1）露天开采和地下开采的回收率和贫化率都有显著差别的
CL a
n

b
CL—露天开采的原矿成本，元/t； a—露天开采的纯采矿成本，元/t； b—露天开采的剥离成本，元/m3； γ—矿石容重，t/m3；
n′—原矿剥采比，m3/m3。
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原矿成本比较法的原理：将原矿的地采成本作为露采成 本的上限，并以此为依据来确定经济合理剥采比，即：
a
n

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若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同
L ' K L D ' K D
L D
/ L ' K L / K D D
n
' JH
PL PD
r D ' r KL [(K L PL DL ) ( K D PD D D )] ( DD DL ) b L ' b KD
DL、DD——分别为露采和地采时每吨原矿所分摊的采矿和 选矿生产成本，元/t； KL、KD——分别为露天开采和地下开采时每吨原矿的精矿 产出率，t/t。 其他符号意义同前。
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由此可得经济合理剥采比： nJH
∵ 原矿的精矿产出率为：
∵ 采出原矿品位为：

KL
b KD (
DD DL )
K /
价格法：用于那些能够明显判定在经济上和技术上只能采 用露天开采的矿床，没有必要和地下开采进行比较，而只需要 另行选择适当的最低价格或允许的最高成本的矿产品作比较的 基础，来计算经济合理剥采比。
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§6.2.1
比较法
一 原矿成本比较法（产品成本比较法） 露天开采的原矿成本由纯采矿成本和分摊的剥离成本两部 分组成，即
n L U L L b 0

由此可得经济合理剥采比：
nJH U L b
与储量盈利比较法一样，单位工业储量的盈利可以计算 到原矿，也可以计算到精矿。
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五 各种方法的相互关系及适用条件
假设露采和地采单位工业储量所获得原矿的数量和质量 均相同，在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比 较法。
它是一个理论上的极限值，是确定露天矿最终境界的重
要技术经济依据。 （6） 储量剥采比n和原矿剥采比n′
储量剥采比n：是露天开采境界内依据地质勘探报告所计算的 岩石量与矿石储量之比，即： n V A ； 0 0 原矿剥采比n′：是同一范围内考虑开采损失和贫化后得出的 剥离岩石量与采出原矿量之比，即： n' V ' A' 。
选取CD、a和b值。
优点：原矿成本比较法计算简单，要求的基础数据少，数 据来源也比较方便。（实际中基础数据精确确定也不易！） 缺点：该法没有考虑露天开采和地下开采两者在损失、贫 化技术经济指标上的差别。实际上，露天开采的损失、贫化小 于地下开采，因而反映到经济上也较前者具有一定的优越性。 这对于价值较高的有色、稀有金属矿来说显得尤为重要。 原矿成本比较法适用条件： 原矿成本比较法确定经济合理剥采比通常适用于露采和
采矿学(下)
Mining Science and Technology
6 露天开采境界
主要介绍：
露天开采境界的组成及影响因素； 确定露天开采境界的常用原则； 工程中确定露天开采境界的基本方法和步骤； 几种常用剥采比的定义； 最终境界设计的计算机优化方法。 确定经济合理剥采比的方法； 境界剥采比的计算方法；
天开采境界的经济分析。
V nJ A
nJ—境界剥采比，m3/m3或m3/t、t/t； ΔA—露天开采境界延深单位深度所增加的矿石量，m3或t； ΔV—露天开采境界延深单位深度所增加的岩石量，m3或t。
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（5） 经济合理剥采比 n
JH
指露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量。单位与
上述各种剥采比相一致。
地采的损失率、废石混入率相差不大、矿石价值不高且地下
开采有盈利的情况。
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二 精矿成本比较法
以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露采的精矿成本不 大于地采精矿成本，确定经济合理剥采比。该方法考虑了露天 与地下开采在贫化率上的差别，即（以吨精矿的成本考虑）
1 nb 1 1 DL DD KL KL KD