露天开采境界一
露天开采境界(露天采矿学-设计原理)
露天采矿学----设计原理第十六章露天开采境界16.1 概述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-露天采矿学发展情况: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 vn p=(3/m T ) 从露天境界内,采出的岩量与以采出的矿量之比。
设:n ηl ----原矿采出系数;η----有用矿物采出系数; ρ----岩石的混入率; n ηl =η(1+ρ)(2)境界剥采比: kk kv n p =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 lv 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)边邦境界剥采比:露天矿保持最终帮坡角不变延伸单位深度时,从其一邦增加采出的岩量与其矿量之比。
kA kA kA v n p =kB kB kBv n p =(4) 生产剥采比:TT Tv 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: 2max 2T v n p = 最大生产时期的平均剥采比(6)初始剥采比: 00123v 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。
露天开采境界确定方法
露天开采境界确定方法
露天开采境界确定方法是一种采矿作业中的重要方法,用于指导
露天开采作业的进行。
目前,由于技术进步、露天采矿范围的扩大,
露天开采境界确定的规则日益复杂。
本文从三个方面重点阐述了露天
开采境界确定方法。
首先,在确定露天开采境界之前,必须弄清楚当前露天开采活动
正在开展的矿区的类型,以及经营范围大小,并划定出其区域范围。
通常情况下,按照矿石的自然更新率、采矿现有的技术能力等因素,
将整个矿区分割成一系列较小的矿区。
其次,通过现场测量、影像分析以及GPS定位等技术,确定每个
矿区的边界位置,并将其定义出来,以便在日后的管理和开采中使用。
最后,通过监测和分析,对矿山环境进行不断研究,形成一套针
对不同风险级别的管理措施,以确保露天开采作业的安全稳定。
总之,露天开采境界确定方法是露天开采作业中的重要方法,可
以有效地指导和管理露天开采作业,为实现安全、有效的露天采矿作
业提供强有力的保障。
露天开采 露天矿开采境界
nj
Cd a b
2)露天开采法采出的煤的成本与售价相等
nj
CL a b
3 确定开采境界的原则
境界剥采比不大于经济合理剥采比
nk<=nj
平均剥采比不大于经济合理剥采比
np<=nj
生产剥采比不大于经济合理剥采比
ns<=nj
境界剥采比不大于经济合理剥采比
实质:要求邻近露天开采境界的那层矿岩露天开采成
2 剥采比
剥采比:开采单位煤量所须剥离的岩石量。 m3/t 平均剥采比:露天开采境界内,全部岩石量与采出
煤量之比。 境界剥采比:当露天开采境界做少量变化(扩大或减
少△h )所引起的岩土量与煤量变化之比值。 生产剥采比:露天矿某一生产时期剥离的岩土量与采
出煤量之比。 经济合理剥采比:是指经济上允许的最大剥岩量与
比值V/P 确定露天矿场底宽 确定最终帮坡角 计算任何深度V P值
5 确定开采境界的步骤
3)V/P=CL-a/b的深度 4)各断面合理深度进行调整 5)绘出处最终开采位置平面图
练习
已知某矿区地下开采单位煤量成本为A,露天开采 时纯采煤单位成本与剥离单位成本比为1:2,总单 位成本为地下开采时的75%,目前煤的售价为露天 开采单位总成本的2倍,试计算: 1)根据露天地下开采单位煤量成本相等,确定允 许的经济剥采比。 2)根据露天开采法采出煤的成本与售价相等,确 定允许的经济剥采比。
可采煤量之比。
平均剥平采均比剥的采含比义的含义
V
地表
C
DLeabharlann PAVB
np P
境界(瞬境间界)剥剥采采比比的含含义义
C'
C
地表
Vk
D D'
cha11露天开采境界详解
2018年10月12日
矿物资源工程专业主干课程
第 十 一 章
一、剥采比的概念
如图所示。
剥采比:每开采单位矿石量所需要剥离的岩石量。
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
露 3 3 3 天 计量单位用m /m 或 m /t或t/t表示。 开 采 剥采比是一个重要的 境 界 技术经济指标,关系到采 出矿石量、岩土剥离量以 及矿山的生产规模、服务 年限、生产成本等。
KL、KD —— 分别为露天开采和地下开采时每吨原矿的金 属产出率; n —— 剥采比; b —— 露天开采的剥离成本。
矿物资源工程专业主干课程
2018年10月12日
满足这一条件的经济合理剥采比为: 第 十 一 章 露 天 开 采 境 界
n jh
KL
DD b KD
DL
根据矿山实际条件,有的只计算到精矿的金属成 本,有的计算到冶炼后的金属成本。这这时就相应考虑
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
选矿回收率、贫化率及冶炼回收率等指标。
2018年10月12日
矿物资源工程专业主干课程
3、储量盈利比较法 以矿石的工业储量作为计算的基础,使露天开采出 第 来的矿石盈利等于地下开采出来的矿石盈利。 十 即: 1 一 U L nb U D 章
比较法
金属成本比较法
储量盈利比较法 产值法
(用于尚未确定矿 床开采方式)
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
价格法
最低利润法 回收投资法
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(用于己确定为露 天开采)
2018年10月12日
五、经济合理剥采比的比较法
第 十 一 章 1、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。 露天开采的原矿成本由纯采矿成本和剥离成本两部
3-2 露天开采设计 境界
1)确定最小底宽 矿体厚度 < 最小底宽,最小底宽; 矿体厚度 > 最小底宽,矿体厚度; 矿体厚度>>最小底宽; “多采矿、采好矿、少剥岩”
第2章 境界
2.4 境界圈定
2)确定最终边坡角
(1)边坡稳定考虑; 类比法,参照类似矿山的实际资料选取; 由研究部门通过系统的工程地质调查后,按照组成 边帮的矿岩物理性质、地质构造、水文地质等因素 用计算方法确定
3)确定原则
某种剥采比不大于经济合理剥采比的原则进行圈定;
第2章 境界
2.2 确定境界原则
3)确定原则 (1)境界剥采比不大于经济合理剥采比;
露天境界边界层矿石 的露采费用不高于地 采费用; 整体矿床开采的总体经济效益最佳的含义;
第2章 境界
2.2 确定境界原则
3)确定原则 (1)境界剥采比不大于经济合理剥采比;
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法;
A.单一有用成分矿床
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法;
A.单一有用成分矿床
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法; B.多种有用成分矿床
一种是每种成分逐个计算方法; 二种把所有成分折合成一种主要成分来计算;
第2章 境界
2.4 境界圈定
2)确定最终边坡角 (3)缓倾斜矿体的最终边坡角;
边坡角大于矿体倾角,最 终边坡角应按矿体倾角布 臵,充分采出下盘矿石。
第2章 境界
2.4 境界圈定
3)确定开采深度 (1)境界剥采比的计算方法;
V n J lim H 0 A
第2章 境界
露天开采境界 资料
露天矿开采境界设计露天矿开采境界设计 (surface mining limits design)由露天矿采场底部平面、四周边帮和地表平面限定的可采空间的露天采矿工程设计。
它直接影响矿山生产能力、服务年限、开拓运输方式和矿山经济效益。
设计主要内容包括:剥采比计算、露天矿开采境界深度确定、采场边坡稳定性分析、采场边帮构成要素确定和露天矿开采境界圈定等。
剥采比计算剥采比是露天开采需剥离的废石量与采出的矿石量之比。
单位为t/t 或m3/m3。
按其作用不同,分为经济合理剥采比、境界剥采比、平均剥采比、分层剥采比和生产剥采比。
经济合理剥采比分摊到单位矿石的经济上允许的剥离量。
是确定露天开采境界设计深度的主要技术经济指标。
计算方法有原矿成本比较法、精矿成本比较法、盈利比较法和价格法。
世界各国采用的方法不尽相同。
美国露天矿开采境界设计采用价格法,计算时考虑了盈利指标。
前苏联采用露天开采与地下开采的精矿成本比较法。
选取矿石采选成本时,考虑了基建投资因素。
中国冶金露天矿开采境界设计常采用盈利比较法,即以露天开采和地下开采相同矿石储量获得的盈利相等为计算基础:N j = (Al- Ad) / bA l = Pl- alA d = Pd- ad式中Nj 为经济合理剥采比,t/t;Al,Ad分别为露天开采和地下开采单位矿石加工成精矿获得的盈利,元/t;b为剥离成本,元/t;Pl Pd分别为露天开采和地下开采的精矿价格,元/t;al为露天开采的精矿成本(不含剥离成本),元/t;ad为地下开采的精矿成本,元/t。
中国冶金露天矿设计采用的经济合理剥采比数值,按矿岩体积计算,铁矿、锰矿、有色金属矿为5~10,冶金辅助原料矿为1~1.5,铝土矿、粘土矿为13~16。
境界剥采比 又称增量剥采比。
当露天开采境界延深深度为h 时,其周界增加的废石量△V 与增加的矿石量△Q 之比(图1a)。
用境界剥采比N k 在地质横剖面图上计算开采境界深度。
露天开采境界的确定方法
五、露天开采境界的确定方法(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。
目前我国绝大多数矿山以自卸汽车运输为主,故只介绍汽车运输最小底宽的计算。
若采用折反式调车,则:Bmin=Rcmin+0.5bc+2e+0.5 lc (1-18)式中Rcmin——汽车最小转变半径;米;Bc——汽车宽度,米;e——汽车距边坡的安全距离,米;lc——汽车长度,米。
若采用回返式调车,则:Bmin=2(Rcmin+0.5bc+e)(1-19)在确定开采境界时,若矿体厚度小于最小底宽,底平面按最小底宽绘制;若矿体厚度大于最小底宽不多,则以矿体厚度为最低水平底宽;若矿体宽度远大于最小底宽,露天矿底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。
(二)选取露天矿边坡角最终边坡角的选取,对剥岩量影响很大。
在保证边坡稳定的前提下,边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边坡角选取。
类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的最小边坡角值。
(三)确定露天开采深度1、长露天矿开采深度的确定露天矿走向长度大时,首先在各地质横断面图上初定开采深度,然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。
(1)在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。
首先,在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案(图1-11)。
依据前面选定的最小底宽和边坡角,绘制开采境界图。
其次,针对各开采深度方案,用面积比法或线段比法计算其境界剥采比。
最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线,与经济合理剥采比的水平线的交点深度,就是所要求的开采深度。
图1-11 长露天矿开采深度的确定图1-12 厚矿体的无剥离开采H1-最初确定的开采深度;H2-无剥离开采的深度H3-最终的露天开采深度至此,完成了一个地质横断面图上露天开采理论深度的确定。
按同样的方法,可将露天矿床范围内所有横断面图上的理论深度都确定下来。
应当指出,在确定厚矿体的开采深度时,鉴于露天矿底的位置不易确定,有时按矿体厚度而不是最小底宽作图(图1-12 ),然后继续向下无剥岩采矿,直至最小底宽为止。
第11讲 露天开采境界
1.内容提要本节将介绍露天开采境界的组成及影响因素,几种常用剥采比的定义,确定经济合理剥采比的方法,境界剥采比的计算方法,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。
2.概述——露天开采境界的组成及其影响因素㈠露天开采境界的组成及其影响因素露天开采境界是指露天矿开采终了(或某一时期)所形成的采场空间边界。
它由露天采场的地表境界(可以理解为“边界”)、底部境界和周围边坡组成。
露天开采境界设计就是要合理地确定露天矿的底部周界、最终边坡和开采深度。
由于矿床埋藏条件不同,在确定矿床开发方式时可能遇到下列三种情况:①矿床全部宜用地下开采;②矿床上部宜用露天开采而下部宜用地下开采。
矿体延伸较深或覆盖层厚度变化较大,只能用露天开采方法开采其部分储量,仍有相当大部分储量需用地下开采。
③用露天开采的矿床。
属这类矿床的有:上部覆盖岩层厚度不大,埋藏浅的水平或缓倾斜矿床;在圈定的境界外尚有少部分储量,不值得再用地下开采时,可扩大开采境界,将这部分储量用露天法采出;在圈定的境界外尚有相当大部分储量暂不宜用地下开采。
对于后两种情况,需要确定露天开采的合理界限,即露天开采境界。
限定露天开采境界的几何要素有:露天矿底平面的位置和形状、最终边坡角及开采深度。
合理确定露天开采境界极为重要。
露天开采境界的大小,将决定了露天矿的可开采工业储量和剥离岩石量,并将影响露天矿场内的矿岩量、露天矿的生产规模及服务年限、基建工程量、设备选型、劳动定员、成本等主要技术经济指标。
因此,合理确定露天开采境界,是露天矿设计的一项重要工作,这不仅是一个技术问题,也是一个经济问题。
影响露天开采境界的因素很多,归纳起来有以下几个方面:⑴自然因素包括矿体埋藏条件(如,矿体的产状,地质构造,矿石质量及其变化情况等)、矿床勘探程度及储量等级、矿石和围岩的物理力学性质、工程地质条件与水文地质条件、矿区地形及地物分布情况(如,河流、地面建筑物及厂房)等。
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。
一建矿业实务记忆口诀
一建矿业实务记忆口诀
1. 地下水类型:上层滞水、潜水、承压水;按埋藏条件:包气带水、潜水、承压水;按矿化程度分:淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。
记忆口诀:上学前搞(5个字代表:上层滞水、潜水、承压水、包气带水、潜水)一(1个字代表:淡水)单挑卤(3个字代表:盐水、卤水)。
2. 直接顶稳定性分级:一级特别稳定、二级稳定、三级中等稳定、四级不稳定。
记忆口诀:稳定直接一(1个字代表:特)二(2个字代表:稳)三(3个字代表:中)四(4个字代表:不)。
3. 露天开采境界:垂直境界、水平境界、最终边坡。
记忆口诀:手机充值(3个字代表:垂直境界)后,水平解封(4个字代表:水平境界)了,最终刷(3个字代表:最终边坡)评。
4. 地下气矿开采技术条件比较表里有个表格,要记住哪些适合采用单纯排水降压开采,哪些适合采用带压开采。
记忆口诀:带压开采要慎重,适合采用就几种,三软煤层不适宜,有疑积水须禁忌。
另外中硬覆岩也注意,采空水域莫逾越。
超过一缓二近三。
记忆口诀解释:
“带压开采要慎重”代表有底板等高承压水时带压开采要慎重;“适合采用就几种”代表适合采用就几种排水降压开采方式;“三软煤层不适宜”代表三软煤层不宜采用带压开采;“有疑积水须禁忌”代表有疑似积水时要禁忌;“另外中硬覆岩也注意”代表中硬覆岩地带压开采也要注意;“采空水域莫逾越”代表采空水区域不要超过;“超过一缓二近三”具体参考表格,说的是不同的导水裂隙带高度超过煤层采出厚度的倍数不同而采取不同的措施。
矿山露天开采(1)
开采方法
△山坡露天矿, 当矿体倾向与山坡方向一 致时, 一般采用在矿场表层逐层开掘单壁沟, 自上而下, 由里而外的采掘顺序进行开采;
△凹陷露天矿, 由上而下进行掘沟、剥 离和采矿工作。
矿山露天开采(1)
露天开采工艺
采剥工程的工艺概括为: 穿孔——爆破——采装——运输
矿山露天开采(1)
矿山露天开采(1)
人工开采工作阶段坡面角
矿岩性质 松软的岩石 较稳固的岩石 坚硬稳固的岩石
工作阶段坡面角 不大于矿岩的自然安息角
不大于50° 不大于80°
矿山露天开采(1)
2.最终边坡角
影响边坡稳定的主要因素有岩石性质、 地质构造、水文地质条件、开采深度、边 坡存在期限。中小矿山的边坡角可参考下 列数值:
矿山露天开采(1)
第二讲 露天开采境界
露天开采境界确定的主要内容有: 确定 合理的开采深度,确定露天矿场底部平面 周界,确定露天边坡角。
影响露天开采境界的因素有: ⑴自然因素 ⑵经济因素 ⑶限制因素
矿山露天开采(1)
一、台阶高度的确定
确定台阶高度时应考虑下列影响因素: 1.矿岩的埋藏条件和岩性 2.穿孔工作的要求 3.采掘工作的要求
二、穿孔作业及安全要求
1.穿孔作业设备 露天矿穿孔设备按其穿孔深度分为浅孔凿岩 设备和深孔凿岩设备。 ★浅孔凿岩设备主要有凿岩机和凿岩台车。 ★深孔凿岩设备主要有牙轮钻机、潜孔钻机、 钢绳冲击式钻机。 2.穿孔作业安全技术
(见P122-123)
矿山露天开采(1)
三、爆破工作及安全要求
露天矿山的爆破方法有: 浅孔爆破法、 深孔爆破法、硐室爆破法、药壶爆破法、 裸露爆破法及其其他爆破方法。
矿山露天开采(1)
露天开采境界设计规范
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
露天开采境界设计规范
1 最终边坡要素的确定,应符合下列规定:(1)台阶高度的确定应符合下表1 的规定;表1 台阶高度矿岩性质采掘作业方式台阶高度m 松软的岩土机械铲装不爆破不大于机械的最大挖掘高度坚硬稳固的矿岩爆破不大于机械的最大挖掘高度的1.5 倍砂状的矿岩人工开采不大于1.8 松软的矿岩不大于3.0 坚硬稳固的矿岩不大于6.0 注:挖掘机或装载机铲装时,爆堆高度不应大于机械最大挖掘高度的1.5 倍。
(2)台阶坡面角宜按表
2 的规
定选取;表2 台阶坡面角普氏系数f 14~8 7~3 2~1 台阶坡面角(°)75~70 65~60 60~45 注:表中取值可根据节理、裂隙和层理等发育条件及逆边坡方向或顺边坡方向进行调整。
(3)安全平台宽度不应小于3m;最终台阶并
段时,可不设安全平台;(4)每隔2 个~3 个安全平台应设一个清扫平台。
人工清扫时,清扫平台宽度不应小于6m;机械清扫时,清扫平台宽度应按设备
要求确定,但不应小于8m;(5)露天矿最终边坡采用多台阶并段时,并段数不应大于3 个。
2 经济合理剥采比的确定方法,应符合下列规定:(1)经济合理剥采比宜采用盈利比较法计算;(2)当矿石价值不高,地下开采有盈利时,可采用成本比较法计算;(3)只适宜露天开采的矿床,可采用价格法计
算经济剥采比。
3 露天开采境界的圈定,应符合下列规定:(1)境界剥采比。
露天开采境界的原则和方法研究
露天开采境界的原则和方法研究摘要:露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作业。
露天矿最终边坡角、开采境界底部宽度及底部位置、开采境界深度对露天矿的生产安全与经济效果都有很大影响。
本文在总结露天开采特点的基础上,对露天开采境界的原则和方法进行了详细研究论述,分析了影响露天开采境界的几个要素及其确定方法。
最后对确定露天开采境界的步骤进行了研究。
文章为露天开采境界的确定和优化提供了理论依据。
关键词:露天开采;开采境界;开采方法;境界优化1 露天开采的特点露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作业。
露天开采的特点是:采出矿石需将矿体周围的岩石及覆盖岩层剥掉,通过露天运输通道或地下井巷把矿石或岩石运至地表。
这种开采方法广泛用于开采金属矿、冶金辅助原料、建筑材料、化工原料及煤等矿床。
基于露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业,与地下开采比较,它有如下特点:(1)相对讲,开采空间受限较小,有利于采用大型机械化设备。
机械化、自动化水平较高,可提高矿山开采强度和矿石产量。
(2)劳动生产率高。
(3)开采成本低,使大规模开采低品位矿石成为可能(4)矿石损失贫化小,有利于地下矿产资源的回收。
(5)基建时间短,年产吨矿石的基建投资比地下开采低。
(6)对于高温易燃矿体的开采,露天开采也较地下开采较为安全。
(7)劳动条件较好,工作也较安全。
(8)露天开采过程中可产生较大粉尘,自卸汽车运行中可排放废气,爆破后的岩石因含有害成分对与之接触的大气、水和土壤有一定程度的污染。
(9)把大量剥离岩、土排弃到排土场,排土场占地面较大占用山地和农田且局部恶化生态环境。
(10)遇冰雪、暴雨等天气,对露天开采有一定影响。
开采境界的圈定是露天矿山开采设计的基础,也是矿床经济、安全、高效开发的前提。
长期以来,各国矿业领域专家学者对开采境界优化问题做了持续的研究和探索,获得了众多研究成果。
然而,由于露采矿山面对的是复杂多变的地质岩体、无序的品位分布以及多变的经济参数等一系列非线性动态问题,最优境界的确定显得尤其困难。
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2013-1-9
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
1. 开采境界的意义、组成及影响因素
2013-1-9
3
金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
1. 开采境界的意义、组成及影响因素 矿床开采设计的三种情况: (1)地下开采 (2)露天地下联合开采 (3)露天开采
露天开采境界对矿山生产的重要影响: (1) 生产规模和服务年限(∵ 境界→采剥总量) (2) 基建投资,投产、达产时间 (3) 影响矿山经济指标 -设备数量、矿山人员、矿石成本 (4) 开采境界位置和演化→采剥程序/生产能力/基 建工程量→总体经济效果
2013-1-9 10
金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
3. 确定露天开采境界的方法和步骤
最终边坡角对露天矿的影响: 生产安全;经济效果 要求:同时满足 安全稳定条件 边坡岩体性质→边坡稳定性分析→边坡角 参照类似矿山选取 开采技术条件 边坡构成要素→非工作台阶宽度
2013-1-9
11
金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
1. 开采境界的意义、组成及影响因素 影响露天开采境界确定的因素(三个方面): (1)自然因素 矿床埋藏条件,矿床勘探程度,储量等级,矿岩性 质,工程地质,水文地质,矿区地形(河流/湖泊) (2)经济因素 矿石质量与价值,原矿与精矿成本与价格,基建投 资与建设期限,资金的时间效应,国家/地区的经 济发展方向 (3)技术组织因素 开采技术水平与发展进步趋势(露天-地下),装备 水平,矿山附近交通条件,建构筑物设施,制约与 促进其应用推广的技术组织条件 2013-1-9 5
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤-附录
(2) 绘制露天矿开采终了平面 露天矿开采终了平面图的绘制方法是: 1) 将上述露天矿底部周界绘在透明纸上。 2) 将透明纸覆于地形图上,然后按边坡组成要素,从底部周 界开始,由里向外依次给出各个台阶的坡底线 很明显,露天矿深部各台阶的坡底线在平面图上是闭合的,而 处在地表以上的则不能闭合,但要便其末端与相同标高的地形等 高线密接。 3) 在图上布置开拓运输线路。 4) 从底部周界开始,由里向外依次绘出各个台阶的坡面和平台。 绘制时,要注意倾斜运输道和各台阶的连接。 在圈定各个水平时,应经常用地质横、纵剖面图和分层平面图 校核矿体边界,以使在圈定的范围内矿石量多而剥岩量少 此外,各水平的周界还要满足运输工作的要求。
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
(5)经济合理剥采比 露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量 意义:理论极限值,是露天开采境界设计的主要依据 确定方法:比较法,价格法 (6)储量剥采比 露天开采境界内依据地质勘探报告所计算的岩石量和 矿石量之比 意义:用于设计计算,依据地质资料确定 (7)原矿剥采比 同一露天开采境界内考虑开采损失和贫化后得出剥离 岩石量与采出矿石量之比 意义:用于方便生产统计
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (1) 最终边坡角的选取
a b c
h1
h2
h3 h4
13
d
β
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (2) 确定露天矿最小底宽和位置 最小底宽基本要求: 满足采运设备正常运行和安全作业; 使矿石量最大,废石量最小 不小于开段沟底宽 公路运输:Bmin≥30m,铁路运输:Bmin≥40m 露天矿底的位置: 应设置于使平均剥采比最小的位置
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (3) 绘制露天矿开采终了平面图
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最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (4) 露天开采境界设计的一般步骤
1)确定nj=njh; 2)确定Bmin,γ,β; 3)确定H(在横断面图上,一般用作图法); 4)调整矿体底部开采标高(纵断面图); 5)修正H(横断面图); 6)确定底部周界(平面图); 7)修正Bmin(横断面图); 8)绘制平台(横断面图); 9)投影平台(平面图); 10)开拓系统定线/布线/移线(平面图); 11)修正平台(横断面图); 12)计算/列出有关参数/技术指标表。
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
2. 剥采比的概念 露天开采境界的相对性与变化性
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
3. 确定露天开采境界的方法和步骤 前提:露天矿主要的生产设备、生产工艺及参数、露 天矿采剥程序、开拓运输方式、线路参数等已 初步拟定; 因矿床赋存条件不同而异 原则: nj≤njh 案例:倾斜/急倾斜矿床 步骤: (1) 最终边坡角的选取; (2) 确定露天矿最小底宽和位置; (3) 确定露天矿开采深度; (4) 绘制露天矿底部周界; (5) 绘制露天矿开采终了平面图
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
(3)生产剥采比 露天矿投产后某一生产时期的剥岩量与采矿量之比 意义:理论分析的参照指标,可以作为计算平均剥采 比和估算均衡生产剥采比的基础数据 (4)境界剥采比 假设露天开采境界的最终边坡角与底部宽度固定不变, 其深度由H -△H延伸到H,△H →0时境界内的岩石增量 与矿石增量之比的极限 意义:是一种边界值,设计中用于露天开采境界的 经济分析
3. 确定露天开采境界的方法和步骤 (1) 最终边坡角的选取 h1 a 类比法确定最终边坡角: h2 b 安全平台:a≥2m h3 c 清扫平台:b 按清扫设备确定 d h4 隔2~3台阶设置一个 β 运输平台:依据线路布置和数目、设备类型和数量
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤-附录
5) 检查和修改上述露天开采境界。 由于在绘图过程中,原定的露天开采境界常受开拓运输线路 影响而有变动 因而需要重新计算其境界剥采比和平均剥采比,检查它们是 否合理 假如差别太大,就要重新确定境界 此外,上述境界还要根据具体条件进行修改。例如,当境界 内有高山峻岭时,为了大幅度减小剥采比,就需要避开高山部 位; 又如,当境界外所剩矿量不多,若全都采出所增加的剥采比 又不大,则宜扩大境界,全部用露天开采。
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
谢谢大家!
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤-附录
(1) 绘制露天矿底部周界 无论是长露天矿还是短露天矿,调整后的开采深度往往不再 是最初方案的深度,需要重新绘制底部周界,其步骤为: 1)按调整后的露天开采深度,绘制该水平的地质分层平面图; 2)在各横剖面、纵剖面、辅助剖面图上,按所确定的露天开 采深度绘出境界; 3)将各剖面图上露天矿底部周界投影到分层平面图上,连接 各点,得出理论上的底部周界; 4)为了便于采掘运输,初步得出的理论周界,尚需进一步修 整,修整的原则是: ① 底部周界要尽量平直,弯曲部分要满足运输设备对曲率半 径的要求; ② 露天矿底的长度应满足运输线路的要求,特别是采用铁路 运输的矿山,其长度要保证列车正常出入工作面。 这样得出的底部周界,就是最终的设计周界
金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
第1章 最终开采境界
本章主要内容
1. 露天开采境界定义及其确定/计算 2. 剥采比
3. 确定露天开采境界的方法和步骤
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
1. 开采境界的意义、组成及影响因素 意义:露天开采终了时(或某一时期)所形成的空 间轮廓/空间边界 组成:露天采场地表境界、底部周界、四周边坡
金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
2. 剥采比的概念 剥采比:开采单位矿石量所需剥离的岩石量
剥离岩石量 剥采比 n :1 采出矿石量
单 位:m3/m3,t/t (1)平均剥采比 露天开采境界内总的岩石量与总矿石量之比 意义:总体经济效果标志,设计参照指标衡量设计指标 (2)分层剥采比 露天开采境界内某一个水平分层岩石量与矿石量之比 意义:理论分析的参照指标,可以作为计算平均剥采 比和估算均衡生产剥采比的基础数据
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (2) 确定露天矿最小底宽和位置
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金属矿床露天开采 • 第1章 最终开采境界
6. 确定露天开采境界的方法和步骤 (2) 确定露天矿最小底宽和位置
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