露天矿矿山工程和设计原理 19章

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二、算量
1、单斗-汽车、轮斗工艺和单斗-铁道工艺移动坑线用断面算量—长大露天
① 计算各个降深水平不同位置的断面面积； ② 确定影响距离； ③ 计算工程量；
④ 列表：各个断面工程量表和合计量表
⑤ 绘制n=f(p)曲线和v=f(p)曲线
影响距离:Ⅰ:0.5L1+L端1 Ⅱ:0.5(L1+L2) Ⅲ:0.5L1+L端2
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第19章 生产剥采比
第一节 基本概念
生产剥采比：露天矿在一定生产时期内剥离的岩石量与采出的矿石量之比。 单位：m3/t；t/t；m3/m3
vi ni Pi
1、理论生产剥采比:①自然生产剥采比:按照一定的工作帮推进方向、台阶高度、
最下工作盘宽度、开段沟长度、延深方向确定出的剥采比。 ②均衡生产剥采比:根据自然生产剥采比确定的一定时期内 不变的生产剥采比。
n
峰值小，维持时间长，人 员设备数量变化小
H
生产剥采比的急剧变化对矿山生产极为不利,应在一定时期内保持不变, 以维持露天矿人员设备的相对稳定。 表19-1 矿岩量计算表
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水 平 别 1
矿石 (万t)
土 (万 m3)
56.2
岩 (万 m3)
土岩合计 (万 m3)
图19-1 以超前剥离和滞后剥离降低剥离高峰示意图 ΔV1为超前剥离量,ΔV2为滞后剥离量
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途径:2、改变开段沟长度,实现调整n 铁道运输: 汽车运输:
Lmax(i)=该水平的走向长度 Lmin(i)=2Lc+h/i-hctgδ Lmax(i)=该水平的走向长度 Lmin(i)=基坑长度(200m左右)
二、确定生产剥采比的过程
1、确定V=f(p)和n=f(p)曲线 V=f(p)曲线:矿山工程按最小工作平盘宽度开采,每延深一个台 阶采出的矿石量与岩石量的累计关系曲线。
将表19-1所获得的累计岩石量,通过曲线形式表示(图19-6)所 i 得的曲线叫V=f(p)曲线,即矿岩关系曲线。 Pi 横坐标表示降深至某一水平的累计矿石量。 1 横坐标表示降深至某一水平的累计岩石量。 Vi V=f(p)曲线的斜率就是自然生产剥采比,若用坐标表示降深至 某一水平的自然生产剥采比,则可得n=f(P)曲线。
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②单斗-铁道工艺固定坑线宜在分层平面图上确定各水平的降深及扩帮位 位置（环线影响）（P138 图19-8）
图19-8 按B=Bmin推进，延深至—108，—120和—132水平时在—108 和—120分层平面图上的工作线推进位置
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取最大开段沟长与大于最小开段沟长两种条件,分别确定n并对比可得:
短开段沟的自然生产剥采比变化比较平缓,且V0小,即基建剥离量和投资少。 所以开段沟长度越短，对减低剥离洪峰期的生产剥采比越好。
左图19-5与图19-2(幻灯片P6)相比， 矿床条件相同，剥离洪峰下降，n变平缓。
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途径:3、改变开段沟位置和工作线推进方向 ①改变开段沟位置(如下图):
Ⅱ Ⅰ
Ⅱ Ⅰ
方案案Ⅱ对降低剥离洪峰及平缓 自然生产剥采比有较大变化，且可提 高矿石质量。
②改变工作线推进方向
方案案Ⅱ对降低剥离洪峰及平缓n 情况好。
Ⅰ
Ⅱ
缺点：矿岩混杂严重
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∞
3.10 3.90 6.64 6.86 5.27 4.36 3.30 2.72 2.29 1.22 0.19
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二、生产剥采比的调整(生产剥采比的均衡)
途径:1、改变平盘宽度,实现调整n 到界前:超前剥离-加大平盘宽度(B工前>Bmin) 到界后:滞后剥离-减小平盘宽度(Bmin≤B工后≤B工前)
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途径:4、分区(期)开采
Ⅱ Ⅰ Ⅱ
方案案Ⅱ对降低剥离洪峰及平缓自然生产剥 采比情况好，且运距短，可提前内排。
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第三节 生产剥采比的初步确定
一、确定生产剥采比的目的
为了安排生产和确定露天矿各时期的设备、人员的数量及辅助设备的 规模。(生产剥采比越大,意味着剥离工程量越大,露天矿的生产规模越大。)
图19-1 参数和程序一定时的开采程序图
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2、变化规律： 开始小→逐渐增加→峰值→逐渐变小 倾斜矿体:自然生产剥采比的峰值大,维持时间短,变化急剧
n
设备数量多，人员多，保 持时间短
H
水平或近水平矿体:自然生产剥采比的峰值小,维持时间长,变化平缓
56.2
累 土岩 (万 m3) 56.2
计 矿石 (万t)
生产剥 采比 m3/t ∞
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 合计 102.5 158.0 156.5 155.0 154.0 152.0 150.5 149.5 148.0 146.5 145.0 1617.5
176.8
303.0 367.9 415.3 121.6 14.5 248.4 624.9 941.1 812.4 662.2 496.0 408.0 237.9 178.4 28.0 4651.8
2、实际生产剥采比:生产露天矿生产过程中实际发生的剥采比。
月、季、年
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作用：①是决定露天矿剥离总量的重要因素-确定排土场建设和发展的重 要因素。 Vi=niPi ②是决定露天矿矿岩总生产规模的重要因素-确定设备、人员数量 及地面设施等的重要因素。A=Ap+nAp ③是评价设计方案的一项重要指标；n越小越好 ④是衡量生产露天矿某一生产时期难易程度的重要指标。n↑生产困难 一定的设计方案对应有特定的自然生产剥采比
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1 i
图19-6 生产剥采比和矿岩变化图
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2、确定均衡生产剥采比 ①目的:保持矿山在一定生产时期内的人员,设备相对稳定。 ②过程:在V=f(p)曲线上进行（图19-6）。 原则:a:尽量减少初期生产剥采比和基建工程量以减少初期生产成本; b:生产剥采比的变化宜逐步增加,然后逐步减少; c:最大发展时期nmax的服务时间不宜过短; d:各期n的维持时间宜在5-10年左右; e:均衡后的剥采曲线(折线)不得在v=f(p)曲线之下,要尽量 靠近v=f(p)曲线,以减少不不要的超前剥离量。 ③v=f(p)曲线的作用 a:从均衡后的v=f(p)曲线上可以看出矿山工程发展至某一水平位置时 岩石量的超前剥离情况(下为超前，上为滞后); b:从均衡后的v=f(p)曲线上可以直观看出n的变化趋势
l端1
Ⅰ
l1
Ⅱ
l2
Ⅲ
l端2
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Ⅰ—Ⅰ
3—1 3—2 2—1 1—1 2—2 3—3
1 2 3 P3,V3 4 5 6 7
2、用分层平面图算量(用求积仪)
降深水平 扩帮水平 1 矿
1 岩 矿
2 岩 矿
3 岩
…
扩帮合 计量
累计 量
（1-1） （2-1） （3-1）
176.8
317.5 616.3 1040.2 1062.7 812.4 662.2 496.0 408.0 237.9 178.4 28.0 6092.6
233.0
550.5 1166.8 2207.0 3269.7 4082.1 4744.3 5240.3 5648.3 5886.2 6064.6 6092.6 102.5 260.5 417.0 572.0 726.0 878.0 1028.5 1178.0 1326.0 1472.5 1617.5
2
3 … 降深合计量 P1 V1
（2-2） （3-2）
（3-3）
P2
V2
P3
V3
累计量
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第五节 减少初期生产剥采比和矿山基建工 程量的意义和措施
减少初期生产剥采比→就是减少初期生产成本,以便加速资金回收利用。 减少基建工程量→就是减少基建投资。 1、开段沟位置宜选择在接近矿体和设于矿体较厚,覆盖层较薄处。 2、开采境界宜由小到大,特别是当矿体延续较深,厚度较大,走向程度 大,储量大,服务年限较长。 3、缩短开段沟长度。
图19-6说明:ΔF1、ΔF3为超前剥离量，ΔF2为滞后剥离量。ab段 陡说明n大，bc段缓说明n小。
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第四节 v=f(p)和n=f(p)曲线的绘制
一、绘制降深至各个水平位置时各台阶的位置
采用分层平面图时,一般只画出台阶的坡底线。 1、基础条件:①开采终了平面图(全区开采)或分区(期)境界平面图 ②最小工作平盘宽度 ③开段沟长度 ④其他参数 Rmin α等 2、绘图一般要求（图19-1） ①轮斗-胶带工艺、单斗-汽车工艺和单斗-铁道工艺移动坑线可直接在断 面上确定各水平的降深及扩帮位置,而不画各个降深水平位置的平面图。 注意:a:轮斗-胶带工艺、单斗-汽车工艺和单斗-铁道工艺各断面相同(全区拉沟) b:单斗-汽车工艺各断面的降深可能是不同的(基坑)。
↓
工艺、程序、开拓
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第二节 生产剥采比的变化规律及调整
一、开采程序和开采参数不变情况下的自然生产剥采比变化规律
1、确定自然生产剥采比的条件(图19-1)： ①开采程序一定:台阶划分 首采区位置 推进方向 采区长度 延深程度等一定。 ②开采参数一定:台阶高度 平盘宽度(Bmin) 开段沟宽度 台阶坡面角等一定。