石墨矿露天开采的境界参数及分期建设的必要性
露天开采
露天开采一、最终开采境界的确定1、概述地质储量：根据地质钻探资料，运用地质统计学方法等估算出来的矿物含量。
开采储量：技术上可行、经济上合理的地质储量。
最终开采境界：圈定开采储量的三维几何体。
由底部周界、最终帮坡角、开采深度决定。
最终开采境界的确定是露天矿设计与规划中的一项十分重要的工作，既是技术决策，又是经济决策。
最终开采境界的设计方法与手段经历了三个阶段：手工设阶段、计算机辅助设计阶段、优化设计阶段。
（1）最终开采境界图（2）采矿与剥离关系示意图（3）最终开采境界的设计方法手工设计阶段：以经济合理剥采比为基本准则 。
计算机辅助设计阶段：方法与手工阶段基本相同，使用计算机、数字化仪、绘图仪等设备。
优化设计阶段：图论法和浮锥法。
2、最终开采境界设计的手工方法（1）剥采比的概念境界剥采比：是指露天开采增加单位深度后所引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥采比。
采剥并举剥离先行存在一个经济效益最佳的最终开采境界Ri=dw/dO平均剥采比：是指露天开采境界内总的岩石量与总的矿石量之比。
生产剥采比：是指露天矿某一生产时期内所剥离的岩石量与所采的矿石量之比。
分层剥采比：是指露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。
经济合理剥采比：是指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比，即利润增量为零时的瞬时剥采比，也称为盈亏平衡剥采比(breakeven stripping ratio) ；经济合理剥采比不依赖于境界的大小和几何形状，只依赖于回收率与成本、价格等技术经济参数，其值可以通过市场与成本分析得出。
（2）经济合理剥采比确定的其它方法①原矿成本比较法。
②价格法③金属成本比较法④储量盈利比较法（3）基本原理确定最终境界的准则是瞬时剥采比等于经济合理剥采比。
将境界位置上下移动，计算每次移动后的瞬时剥采比，直到它等于经济合理剥采比为止，也就找到了最终境界。
（4）最终开采境界设计的原则①境界剥采比不大于经济合理剥采比②平均剥采比不大于经济合理剥采比③生产剥采比不大于经济合理剥采比④根据对矿石的需要量和勘探程度确定境界（5）最终开采境界设计的手工方法①确定露天矿最小底宽②选取露天矿最终边坡角③地质横剖面面积比法确定合理开采深度；④地质横剖面线段比法确定长矿体的合理开采深度；⑤水平剖面面积法确定短矿体的开采深度（6）最终开采境界的审核①调整最终开采底平面标高②圈定最终开采境界的底部周界3、价值模型地质块状模型是矿物品位及有关地质特征在矿床中分布情况的离散化表述，主要用于储量计算和地质数据的计算机处理。
采矿基本知识--露天开采
采矿基本知识绪论1、露天开采：用一定的采掘运输设备在敞露的空间里从地表开始进行开采作业。
地下开采：从地下矿床的矿块里采出矿石的过程。
山坡露天矿：露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿凹陷露天矿：封闭圈以下为凹陷露天矿封闭圈：露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线，称为封闭圈。
露天采场：露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和，称为露天采场。
台阶：露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系。
在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状，每个阶梯就是一个台阶。
台阶的命名：通常以开采该台阶的下部平盘的标高表示，故常把台阶叫作xx 水平。
工作台阶：台阶是露天采场基本构成要素之一，进行采剥作业的台阶为工作台阶。
非工作台阶：暂不作业的台阶为非工作台阶。
爆破带：开采时，将工作台阶划分成若干个条带逐条顺次开采，称每一条带为爆破带。
采掘带：挖掘机一次挖掘的宽度为采掘带。
非工作帮：由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天采场的四周表面称作非工作帮。
底帮：位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮。
顶帮：位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮。
端帮：位于矿体两端的边帮叫做端帮。
最终边坡角：指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角，也称最终帮坡角或最终边帮角。
上部最终境界线：最终帮坡角与地面的交线为露天采场的上部最终境界线下部最终境界线：最终帮坡面与露天采场底平面的交线为下部最终境界线或称底部周界剥采比：剥离的岩石量与所采的矿石量之比，即每采一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥采比出人沟：是建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间倾斜的运输通路。
开段沟：是在每个水平上为开辟开采工作线面掘进的近似水平的沟道。
3、露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和，称为露天采场。
基本要素：非工作帮、工作帮、最终边坡角、工作帮坡角、上部最终境界线、下部最终境界线。
5、露天开采的基本内容是什么？露天开采通常包括：地面的场地准备、矿床的疏干和防排水、矿山基建及生产工作以及生产结束时地表的恢复利用等内容。
石墨矿石的开采和加工
干燥：将浮选 后的矿物干燥， 便于储存和运
输
煅烧：将干燥 后的矿物进行 高温煅烧，去 除杂质，提高
纯度
磨粉：将煅烧 后的矿物磨成 细粉，便于应
用
加工设备
破碎机：用于 破碎大块石墨
矿石
磨粉机：将破 碎后的矿石磨
成细粉
筛选机：将磨 粉后的矿石进 行筛选，分离
出合格产品
干燥机：将筛 选后的矿石进 行干燥处理， 便于储存和运
05
石墨矿石的开采和加工 的挑战与前景
当前面临的主要挑战
资源稀缺：石墨矿石资源 有限，开采难度大
环境污染：开采和加工过 程中产生的废气和废水对
环境造成污染
技术难题：开采和加工技 术落后，效率低下
市场竞争：全球市场竞争 激烈，需要不断提高产品
质量和降低成本
未来发展的趋势和机遇
随着科技的发展，石墨矿石的需求量将持续增加 开采和加工技术将不断进步，提高效率和降低成本 环保和可持续发展将成为未来发展的重要方向 国际合作与竞争将更加激烈，需要加强技术创新和产业链整合
应对挑战的策略和建议
提高开采效率：采用先进 的开采技术和设备，提高 开采效率，降低成本。
优化加工工艺：改进加工工 艺，提高产品质量，降低能 耗和污染。
加强环境保护：采取有效的 环境保护措施，减少对环境 的影响。
提高资源利用率：加强对石 墨矿石的综合利用，提高资 源利用率。
加强技术创新：加强技术创 新，研发新型石墨材料，拓 展应用领域。
钻探开采：适用于浅层矿床， 成本低，效率低
爆破开采：适用于坚硬矿床， 成本高，安全风险大
采矿流程
勘探和评估：确定石墨矿石的位置、质量 和储量
采矿许可：获得政府批准的采矿许可证
石墨的开采与利用
提纯方法：化学提纯法、物理提纯法等
石墨的利用
02
耐火材料
石墨在耐火材料中的应用：作为耐火材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能
石墨在耐火材料中的种类：包括石墨砖、石墨板、石墨管等
石墨在耐火材料中的制备方法：包括烧结法、压制法、熔融法等
石墨在耐火材料中的作用：提高耐火材料的耐高温性能，降低热膨胀系数，提高耐磨性和抗热震性
应用领域：电子设备、航空航天、能源环保、生物医药等
制备难点：如何提高石墨烯的质量和产量
应用前景：石墨烯被认为是未来最具潜力的新材料之一
石墨开采与利用中的问题
03
环境污染
石墨开采过程中产生的废气、废水、废渣等污染物
石墨加工过程中产生的粉尘、噪音等污染
石墨利用过程中产生的废气、废水、废渣等污染物
石墨开采与利用对生态环境的影响，如土地退化、水资源污染等
储能设备：石墨烯在储能设备中也有广泛的应用，如电池、超级电容器等。
环保领域：石墨烯在环保领域也有广泛的应用，如污水处理、空气净化等。
循环经济和可持续发展
石墨开采与利用的发展趋势：循环经济和可持续发展
循环经济的概念：通过减少资源消耗、降低废物产生、提高资源利用率来实现经济、社会和环境的协调发展
可持续发展的重要性：保障资源供应、保护环境、促进经济发展
安全问题
石墨开采过程中可能对地下水和土壤造成的污染
石墨加工过程中可能存在的安全隐患，如机械伤害、化学品泄漏等
开采过程中可能存在的安全隐患，如塌方、爆炸等
石墨粉尘对环境和人体健康的影响
资源枯竭问题
石墨资源有限，开采过度可能导致资源枯竭
开采过程中可能产生安全隐患，如矿难、职业病等
矿石露天开采境界和采掘要素规程
矿石露天开采境界和采掘要素规程第一节开采境界51．1.1确定露天开采境界，应以批准的工业储量为基础，远景储量只能作为矿山远景规划之用。
51.1.2大型露天矿开采境界，一般应建立矿床模型，利用计算确定最佳开采境界。
51.。
13当采用两个工作台阶并为一个非工作台阶，留有一个安全平台的边坡结构时，一般每隔1～2个安全平台，设置一个清扫平台，其宽度视采用的清扫设备而定。
51.1.4当安全平台与运输平台重合时，且运输平台宽度大于安全平台宽度时，可以不另设安全平台。
51.1.5当清扫平台遭到破坏时，应及时采取补救措施，确保其宽度始于清扫设备通行和正常作业。
51.1.6矿床储量大、开采年限很长时，为减少初期基建设资和早投产、早达产的目的，一般应分期开采。
采用分期开采时，第一期境界服务年限不应小于10年；矿山应尽可能实现稳步过渡。
51.1.7第一期开采的排土场和工业场地，一般应设置在露天开采的最终境界之外。
51.1.8采用分期开采的露天矿，为确保扩帮时下部作业平台的安全，在临时边帮上，每隔一定高度应设置一个接渣平台，其宽度由设计确定。
51.1.9分期开采的矿山，必须在第一期开采设计的同时作出详细的分期过渡的设计。
第二节采掘要素51.2.1工作台阶高度，应符合下列规定：人工开采时;1.无粘性的砂状矿岩，不大于1.9米；2.松软的矿岩，不大于3米；3.坚硬稳固的矿岩，不大于6米。
机械化开采时：1.不需爆破的松软矿岩，不得超过挖掘设备的最大挖掘高度；2.需要爆破的坚硬矿岩，不得大于挖掘设备最大挖掘高度的1.2倍。
51.2.2工作台阶坡面角，应符合下列规定：人工开采时：1.松软的矿岩，不大于该种矿岩的自然安息角；2.较稳固的矿岩，不大于60°；3.稳固的矿岩，不大于80°。
机械化开采时：1.不需爆破的矿岩，一般为挖掘设备的自然挖掘角；2.需要爆破的矿岩，为爆破作用形成的坡面角，一般为60°～70°。
露天采矿设计技术(p1-58)
2、大致了解破坏和影响矿体的地质构造特征；
3、大致确定矿石工业类型和品级；
4、用稀疏的勘探工程控制的储量；或虽用较密的工程控制，但由于矿体变化复杂或其它原因仍达不到C级储量要求的储量；或用物化探异常经过工程验证所计算的储量；以及由C级以上的储量块段外推或配合少量工程控制的储量。
特大型、大型矿山30-40%
中、小型矿山40-60%
（三）矿山建设投产的采矿生产准备矿量
1、投产时的采矿生产准备矿量的分级及保有期限应根据各个矿山所采用的开采方法、开拓方法、采矿方法及生产准备矿量准备工程量的大小和难易程度等条件，具体研究并计算确定。
2、露天矿山投产时的采矿生产准备矿量保有期限按投产后第一年的生产规模计算。
注：矿山类别的划分，按国家现行的矿山建设标准（见表2-2）
（二）矿床地质条件复杂、埋藏深需采用坑探验正获得工业储量或勘探程度不足又急需开采，且水文地质条件不复杂的矿床，在具有经矿产储量委员会批准的详查报告的基础上，经充分论证确定资源基本可靠，预期矿山开采经济效益良好，经工业主管部门批准，可采用探采结合的方式进行勘探和建设。
（一）矿山投产时的年产量与设计年产量的比例，应符合表2-4的规定。
投产时年产量的比例（%）表2-4
矿山类别
一类矿山
二类矿山
三类矿山
铜钼镍矿山
＞30
＞50
＞80
铅锌矿山
＞30
30-50
50-100
脉锡矿山
＞40
＞60
＞80
钨矿山
＞35
＞50
＞80
注：二、三类矿山生产能力大的取大值，反之取小值。
（二）露天生产储备矿量保有期（a）见表2-5
露天开采境界PPT课件
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• （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。
n u • 于是可得经济合理' 剥采比：r JH b L 第15页/共55页
7.2.4 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
• 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。
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• 实践经验表明，较窄的安全平台和清扫平台在邻近边坡爆破时常遭破坏，以致不能发挥应有的作用。因此， 近年来国内外不少矿山采用预裂爆破并段，即把2～3个台阶的坡面有控制地连成一体，然后设置一个宽度 达8～12m的清扫平台，以便能有效地发挥拦截和清扫落石的作用。如果边坡稳定性较差，要求的边坡角较 缓，则不宜并段。
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• （2）确定露天矿底部宽度和位置 • 露天矿的最小底宽，应满足采掘运输设备在底部正常运行与安全作业的要求，一般不应小于开段沟的底宽。 • 露天矿的底部位置沿水平方向移动时，开采境界内的矿岩量及平均剥采比也随之变化。因此，在无其他特
石墨矿一般工业指标
石墨矿一般工业指标作者：liangping1120发布时间：2010-8-25 15:33:53文章来源：中国-东盟矿产资源网石墨矿资源一、资源状况虽然众多国家都已发现石墨矿产，但具有一定规模可供工业利用的矿床并不多，相对集中分布于少数国家中。
晶质石墨矿主要蕴藏在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国，其中马达加斯加盛产大鳞片石墨，斯里兰卡盛产高品位的致密块状石墨；隐晶质石墨矿主要分布于印度、韩国、墨西哥和奥地利等国。
多数国家只产一种石墨，矿床规模以中、小型居多，只有中国等四五个国家晶质和隐晶质石墨都有产出，大型矿床较多。
据不完全统计，世界石墨储量约为15亿t，其中晶质石墨约5亿t。
由于石墨储量有的按矿物量统计，有的按矿石量统计，统计对象不同和数据来源的不一，各种储量统计数据出入较大，但许多资料都表明中国的石墨储量居世界第1位。
截至1996年底止：全国累计探明B+C+D级晶质石墨矿物储量17701万t和隐晶质石墨矿石储量4853万t，共计22554万t；历年已经消耗晶质石墨矿物储量394万t和隐晶质石墨矿石储量360万t，共计754万t；全国保有晶质石墨矿物储量17317万t和隐晶质石墨矿石储量4493万t，共计21810万t。
据有关资料综合估计，中国晶质石墨矿物资源量可达三四亿吨，隐晶质石墨矿石资源量近亿吨，总资源量近四五亿吨。
截至1996年底止，中国已发现石墨矿产地200多处，其中已探明储量的矿产地有106处，除福建省华安县福田和漳平县高山、河北省怀安县大岔沟3个小型隐晶质石墨矿的矿石储量已开采消耗完以外，保有储量的矿产地尚有103处，包括大型矿24处、中型矿45处、小型矿34处，矿床规模划分标准见表4.13.4。
其中：晶质石墨矿保有储量的矿产地有90处，包括大型矿23处、中型矿40处、小型矿27处；隐晶质石墨矿保有储量的矿产地有13处，包括大型矿1处、中型矿5处、小型矿7处。
表4.13.4中国石墨矿床规模划分标准保有储量的石墨矿产地分布于22个省、直辖市、自治区中，按保有储量的多少，晶质石墨矿依次分布于黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古、陕西、山西、云南、西藏、江西、湖北、吉林、甘肃、辽宁、海南、福建、河北、新疆、广东、安徽20个省、自治区；隐晶质石墨矿分布于湖南、吉林、广东、陕西、黑龙江、北京6个省、直辖市。
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石墨矿露天开采的境界参数及分期建设
的必要性
摘要：本文介绍了某石墨矿露天开采的境界参数，对矿区面积较大的矿山采用分期建设方式，进而解决企业前期基建投资大、征林征地困难的问题，同时还有利于企业降低开采成本。
关键词：露天开采；参数；分期建设
1概述
某石墨矿分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个矿段，其中Ⅰ号矿段为主要矿段，所包含的资源量占99.43%，赋存标高＋402米至＋150m，矿体大部分出露地表，埋藏浅，结合矿区矿体赋存条件、开采技术条件和经济合理剥采比，矿山适宜采用露天开采方式。
2露天开采境界圈定原则
（1）圈定的露天开采境界内采出的矿石有盈利。
（2）尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，充分利用资源，发挥露天开采的优越性。
（3）所圈定的露天采场的最终边坡角，小于边坡稳定所允许的角度，确保露天采场边坡的稳定，保证生产安全。
（4）矿山规模与矿山服务年限相适应的原则。
3分期建设
一、分期建设的必要性
考虑到I号矿段露天终了境界走向长约2550m，最宽处约670m，后期境界内
矿量较大，剥离量大，剥采比难均衡和均衡时间短；为降低矿山前期投资和成本，增强企业前期效益，使矿山形成滚动发展，尽快达到规模开采，以进一步降低开
采成本，减少投资，均衡生产剥采比，形成规模效益，设计推荐采用分期开采。
二、分期境界的确定
（1）分期原则
①前期境界内矿量应保有一定的生产年限；
②保持扩帮台阶宽度在50m以上，以利扩帮作业的正常进行；
③减少和避免四周扩帮，减少上下台阶作业的互相干扰；
④充分考虑前期开采境界与后期开采的关系，合理分期；
⑤圈定分期境界的边帮参数与后期境界边帮参数相同。
（2）分期结果
根据上述原则，结合矿体赋存条件，确定将I号矿段分两期进行开采，
16~28号勘探线间矿区中部地势较低处为一期开采境界，其余为二期开采境界。
4露天开采最终边坡要素及采出矿岩量
根据矿区边坡岩体稳定性分析，露天开采最终边坡要素的确定考虑了矿、岩
的物理机械性质、开采深度和开拓运输布置要求等条件。
本矿山为山坡+深凹露天矿，设计确定一期和二期露天开采境界均采用如下
边坡参数：
（1）台阶高度15m；
（2）终了台阶坡面角：70º；
（3）生产台阶坡面角：70º；
（4）平台宽度：8m；
（5）运输道路：宽度8m，纵坡限制坡度：8%-9%；纵坡限制坡长187.5 m；
（6）缓和段：上下两个运输道路之间设长60m（基建期40m）坡度为0%的缓和段。
根据上述确定的边坡参数所圈定的一期、二期露天开采最终境界结果详见下表。
一期、二期露天开采境界参数表
露天开采境界内矿岩量如下：
矿石量：34400494（m3）；89097278t，
岩石量：41788819（m3）；112829812t，
表土量：923918（m3）；1478269t。
Ⅰ号矿段露天开采境界内总矿岩量及详见下表。
Ⅰ号矿段露天采场境界内各阶段矿岩量表
注：全境界平均剥采比：1.24m³/m³；1.28t/t。
4结论
本矿山为新建矿山，经排基建进度计划，确定矿山基建期1年，露天采场基
建结束后， 330m以上台阶已达到一期最终境界，315m台台阶已经形成备采工作面。
根据矿床规模、开采条件、技术装备水平、市场需求等因素，拟定矿山一期、二期规模均为45万t矿/a，基建结束后，保有开拓矿量68.5万t，保有期1.5年；备采矿量68.5万t，保有期1.5年。
经上述比较，确定露天采场境界采用分期开采不但能够减少前期基建工程量，而且还能解决征林征地困难的问题，有利于企业降低开采成本。
参考文献：
[1]《石墨矿可行性研究报告》黑龙江省冶金设计规划院，2019
3。