露天采矿学

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 v

n 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： k

k k

v 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 l

v 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 kB

v n p =

(4) 生产剥采比：T

T T

v 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： 2

max 2

T v n p = 最大生产时期的平均剥采比

(6)初始剥采比： 0

0123

v 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。

(7)经济剥采比：由经济因素确定的最大合理剥采比。它以国家的方针政策、经级状况而不能，至少限制露天成本等于井工成本 c l ----露天成本； c D ----井工成本； l D c c ≤ a----露天纯采矿成本；

b----露天纯剥离成本； 0l j c a n b c =+⇒

D j c a

n b

-=

当露天开采矿石成本等于地下成本时，得到的最大剥采比称为露天开采经济合理剥采比。

1-2露天开采境界及其煤田的划分

1露天开采境界及其确定境界的重要性（意义、目的）。 2煤田的划分：（影响煤田划分的因素）

1露天开采境界及其确定境界的重要性

（1） 露天开采境界：（1）露天矿底周界；（2）地表境界；（3）合理开采深

度；（4）最终帮坡角。（它们的约束因素） 反映露天矿的几何形状、轮廓。

底周界

地表境界

（2） 确定境界的重要性

① 直接影响着露天矿的规模、露天矿的基建工程量、基建投资。 ② 影响露天矿的服务年限（包括投产、达产），影响着露天矿的成本、赢利劳动生产率、有用矿物的合理利用、设备的选型及其配套等。 境界的确定是在煤田划分的基础上确定的。

2影响煤田划分的因素：

（1）无限煤田——范围广、储量大的煤田。（例：阜新煤田、义马煤田、抚顺煤田）

（2）影响煤田划分的因素：

①自然条件、地形、地物（河流山川、草原、牧场、农田、城市、居民、断层等）。

霍林河煤田划分情况:

霍林河煤田分区情况

十七

煤层

南区

中区

北区

松软

中硬

陇海铁路

南露天

北露天

义马露天矿

②地质剥采比影响煤田的划分：

土

煤

砂

煤

每个钻孔都有一个地质剥采比

地质剥采比等直线图——把各个钻孔（有相同的地质剥采比）连接起来而绘成的图形。

划分煤田后，境界剥采比不能太大，应满足经济效果的要求。

③勘探程度影响煤田的划分：

勘探程度对矿床地质了解的清楚程度，为了达到清楚准确，分为三级：

A级 B级 C级

（红色）（蓝色）（黄色）

最清楚次之最次、

设计时，煤层露天部分至少是A级，如不是A级称露头控制不足，需要重新勘探。

对于露天开采设计这一点是很重要的，必须弄清楚

④矿床赋存情况及矿岩物理力学性质影响煤田的划分

煤层底板等高线的影响

Π

Ι坚硬

缓倾

坚硬

松软

ΙΠ

矿岩物理力学性质的影响Ι#适合轮斗—胶带,Π#适合单斗—铁道

⑤生产能力影响煤田的划分

划分验算能否满足生产能力的要求，如果不满足需进行调整

Ⅲ

Ι

Π

⑥总平面布置（反映着采场、排土场、工业广场、地面设施的相互

位置及其关系）影响煤田的划分。

影响煤田划分的因素很多，在划分时不要划分的太零碎，要考虑生产能力，资源的利用等。

16-3 确定露天开采境界的原则及理论基础

露天矿不同的境界有不同的投资经济效果，确定境界应以投资的经济效果最优为原则。

衡量露天矿的经济指标：成本，盈利，劳动成产率，