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。

开采深度应是最初确定深度与无剥离开采深度之和。

（2）在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。

在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度后，由于各剖面的矿体厚度和地形变化不等，所得开采深度也不一。

将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各点，得出一条不规则的折线（图1－13中的虚线）。

图1 －13 在地质纵断面图上调整露天矿底平面标高
——矿体界线；-------调整前的开采深度；___ 调整后的开采深度
为了便于开采和布置运输线路，露天矿的底平面宜调整至同一标高。

当矿体埋藏深度沿走向变化较大，而且长度又允许时，其底平面可调整成阶梯状。

调整的原则是，使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本均衡；并让剥采比尽可能小。

图1－14的实线便是调整后的设计深度。

图1－14 在地质纵剖面图上调整露天底平面标高
2、短露天矿开采深度的确定
图1－15 短露天矿开采深度的确定
a－平面图；b―第Ⅳ勘探线剖面图；c―1－1‘辅助剖面图
对于走向短的露天矿，需要充分考虑端帮剥离岩石量的影响。

在确定开采深度时，用平面图把露天矿作为一个整体来考虑，其具体步骤如下：
（1）根据矿体形状和己确定的经济合理剥采比，选定几个可能的深度方案H1、H2、H3……等；
（2）针对每一个深度方案，在相应的分层平面图上，按选定的最小底宽并参照矿体形状，绘出该水平的底部周界D（图1－15a）；
（3）在同一分层平面图上，进一步确定露天矿地表周界L及边坡上矿岩接触线的垂直投影在各横剖面图及纵剖面图上，按选定的边坡角作边坡线（图1－15b），找出每条边坡线与地形及矿岩接触线交点，然后投影到分层平面图上（图上的a、b、c、f点）。

在没有剖面的地方，则在分层平面图上，选有代表性的各点作垂直于底部周界的辅助剖面（图1－15c 的1－1‘），然后在辅助剖面图上绘出边坡线，找出它与地形线及矿岩接触线的交点，再投影到分层平面图上。

最后，将上述横剖面、纵剖面、辅助剖面的投影点连接，即得露天矿地表周界和边坡面上矿岩接触线的垂直投影；
（4）按平面图法计算各深度方案的境界剥采比nj.1、nj.2、nj.3、……；
（5）绘制境界剥采比nj随深度H变化的关系曲线，在曲线上找出境界剥采比nj等于绍济合理剥采比njh的深度。

这一深度就是露天矿的合理开采深度。

（四）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，如图1－16所示，其步骤为：
图1－16 底部周界的确定
Ⅰ~Ⅸ剖面线；------ 理论周界；———最终设计周界（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（图1－16上的虚线）；
（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，如图1－16的实线所示。

（五）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（图1－17）。

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。

当开采方案简单或设计技术成熟时，上述2、3、4步可以合并，亦即绘出露天矿底部周界后，根据选定的开拓运输方式及出入沟口位置，自里向外绘出各个台阶的平台和坡面，
一次绘出露天矿开采终了平面图。

图1－17 初步圈定的露天矿开采终了平面图
（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。