大纲要求
授课学时：2学时；
第十章露天最终开采境界确定
主要内容是：最终开采境界确定概述，最终开采境界确定的手工方法。价值模型。最终境界设计的计算机优化方法。
重点、难点：重点内容：最终开采境界确定的手工方法。最终开采境界确定的计算机辅助设计。
难点：最终开采境界确定的手工方法。
山东理工大学教案
第1次课教学课型：理论课□实验课□习题课□实践课□技能课□其它□
主要教学内容（注明：*重点#难点）：
教学目的要求：
教学方法和教学手段：
以讲授为主，采用多媒体辅助教学。
讨论、思考题、作业：
思考题：
参考资料：
《采矿学》王青等编冶金工业出版社
《采矿设计手册》中国建筑工业出版社
《金属矿山》、《有色金属》等期刊
第十四章最终开采境界的确定
第一节概述
地质储量并不都将被开采利用。由于受到技术条件的制约和出于经济上的考虑，一般只有一部分地质储量的开采是技术上可行和经济上合理的，这部分储量称为开采储量。圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界，它是预计在矿山开采结束时的采场大小和形状。图14-1是某矿山最终开采境界的平面投影图。
露天开采过程是一个使矿区内原始地貌连续发生变形的过程。在开采过程中，或是山包消失，或是形成深度和广度不断增加的坑体（即采场）。采场的边坡必须能够在较长的时期内保持稳定，不发生滑坡。为满足边坡稳定性要求，边坡坡面与水平面的夹角（即最终帮坡角）不能超过某一最大值（一般在35o~55o之间，具体值需根据岩体的稳定性确定）。最终帮坡角对最终境界形态的约束是确定最终境界时需要考虑的几何约束。
图14-1最终境界平面投影
第二节最终境界设计的手工法
一基本原理
图14-3是理想矿体的横剖面图，矿体与围岩之间有清晰的界线，矿体厚度为t ，倾角为450，矿体延深到很深。假设上、下盘最终帮坡角为450。那么，在该断面上最终开采境界应该多大为好呢？由于矿体倾角与最终帮坡角相等，矿岩下盘界线显然是剖面上最终境界的一个帮。若矿体的水平厚度b 满足布置铲运设备所要求的最小工作宽度，最终境界底宽应该是b 。在深度为H 的水平上作一水平线与矿体上、下盘界线分别相交于A 、B 点，从A 点向上以450角（帮坡角）作直线与地表相交于C 点，如图14-4所示，CABD 组成一个最终开采境界。境界内岩石总量为W ，矿石总量为O ，W 与O 之比称为平均剥采比，用R a 表示。
(14-1)
R W
O a
如果境界深度增加dH ，境界变为C'A'B'D （图14-5），境界内岩石量增加dW （即C'A'AC 部分），矿石量增加dO （即ABB'A'部分）。dW 与dO 之比称为瞬间剥采比或境界剥采比，用R i 表示。
(14-2)
R dW dO i =当dH 趋于无穷小时，dW 与dO 之比趋于线段CA 与线段AB 的长度之比，即
(14-3)
R C A
AB i =设矿山企业的最终产品为精矿，矿体的地质品位为g 。，精矿品位为g p ，其售价为q ；单位剥岩成本为C w ，单位采矿成本为C m ，单位选矿成本为C p ，采选综合回收率为r 。那么不考虑矿石的贫化时，采出增量dW 和dO 带来的利润增值（dP ）的计算如下：
(14-4)
dP dO g rq g C dW C dO C dO o p w m p =---或(14-5)
dP dO g rq g C R C C o p w i m p =--+(
)从上式可以看出，利润增量随瞬时剥采比的增加而减小（因为需要花费更多的剥岩费用）。从图14-5可知，对于给定的dH ，dO 不变（因为矿体厚度不变），dW 随着深度H 的增加而增加。也就是说，瞬时剥采比随境界深度而增加。因此利润增量dP/dO 随境界深度的增加而减
小。只要利润增量大于零，那么就应开采dW 和dO ，因为这样会使总利润P 增加。当利润增加为零时，总利润达到最大值，这时的境界为最佳境界。利润增量为零时的瞬时剥采比称为盈亏平衡剥采比(breakeven stripping ratio)或经济合理剥采比，用R b 表示。
(14-6)
R g rq g C C C b o p m p w =-+()因此，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，根据式（14-3）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，就找到了最终境界。这就是手工法境界设计的基本原理。
从式（14-6）可知，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。式(14-6)不是计算经济合理剥采比的通用公式，而是简化了的示意性公式。最终产品和成本构成不同，计算经济合理剥采比的公式也不同，必须根据矿山的具体情况进行计算。总的原则是在计算中应包括从开采到最终产品加工整个过程与产量有关的成本和损失、贫化等参数。
下面是手工法基本原理在不同情况下的应用。
二应用线段比法与面积比法确定最终开采境界
对于走向较长且厚度较小的矿体，设计方法通常为：在地质横剖面图上运用线段比或面积比法依次确定出各剖面位置上的最佳开采深度，然后在矿体的纵断面图上对各剖面最佳开采深度进行综合均衡，确定出最终开采境界。
（一）面积比法确定长矿体的合理开采深度
如图14-6
所示，面积比法的设计步骤如下：
图14-6地质横剖面面积比法确定合理开采深度示意图
第一步：根据开采与运输设备的规格、边帮岩体的稳定性及其力学性
质选定最终开采境界的最小底宽（B min ）及上下盘最终帮坡角
α、β；
第二步：在每一地质横剖面图上确定出若干深度方案，当矿体形态简
单时可少取一些深度方案，否则，应在境界剥采比变化大的地方多增加一些深度方案；
第三步：对于某一剖面上的深度方案H i (参见图14-6），在H i 水平处以
选定的最小底宽确定出该开采深度的境界底线位置ab ，分别从a 、b 两点以上下盘境界帮坡角α、β做出上下盘边坡线bc 、ad ，假设bc 线交矿体上盘界线于e 点；
第四步：从H i 水平开始向上减少△H 高度（△H 通常取作一个开采台
阶的高度），在H i-1水平处以同样的方法作出开采境界线c'b'a'd'，c'b'交矿体上盘界线于e'点；
第五步：利用求积仪求出自H i-1水平降深到H i 水平后所需开采的岩石
面积△W 与可能采出的矿石面积△O ，其中△W 为岩石多边形cc'e'e 与dd'a'a 的面积之和，△O 为矿石多边形e'b'a'abe 的面积；
第六步：求算H i 开采深度的境界剥采比R i ：R i =△W/△O ；第七步：若R i ≈R b ，则H i 水平即为该地质横剖面图上最佳的开采境界深度；否则，重复第三至第六步，试算其它深度方案，直至第七步验算成功。
（二）地质横剖面线段比法确定长矿体的合理开采深度
地质横剖面上的线段比法是面积比法的一种简化形式，当矿体走向较长，且矿体形态变化不大时，可运用线段比法来代替面积比法，这样既可保证设计工作具有一定的精度，又免除了运用求积仪求算面积的繁琐工作。如图14-7所示，具体的设计步骤如下：
第一步：根据开采设备规模、岩体的稳定性及力学性质选定开采境界
的最小底宽（B min ）及上下盘最终帮坡角α、β；
第二步：在每一地质横剖面图上结合矿体的赋存形态确定出若干个开
采深度方案；
第三步：对于某一剖面上的深度方案H i (参见图14-7)，在H i 水平处
以选定的最小底宽B min 和上下盘最终帮坡角α、β作出H i 水平的开采境界线cbad ；
第四步：从H i 水平向上升高△H ，在H i -△H 水平处以选定的最小底
宽B min 和上下盘最终帮坡角α、β作境界c'b'a'd'；
第五步：从c 点与d 点分别作aa'的平行线交H i 水平线于g 与f 两点；第六步：计算H i 水平的境界剥采比R i ：；
R gb af
eb ba i =++第七步：若R i R b ，则H i 为该剖面上最佳开采水平；否则，再重复
上述各步骤试算其它的深度方案。
（三）水平剖面面积法确定短矿体的开采深度
对于走向短的矿体，其端部的岩石量对境界剥采比影响很大，此时水平剖面图能较好地反映矿体的赋存特点和形态，所以宜采用水平剖面面积法确定短露天矿的最佳开采深度，具体的确定步骤如下：
第一步：选择几个深度方案，基于地质勘探线剖面图绘制出每一深度方案所在水平处的平面图(图14-8）；
第二步：在各开采深度的平面图上，依据矿体形态、运输设备的要求确定出该水平境界底平面的周界，再根据该水平境界底平面与
境界帮坡角确定出各地质勘探线剖面图上的相应开采境界(如
图14-9所示）；
第三步：将各地质勘探线剖面图上的地面境界点投影到带有底部周界的平面图上，再依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所示）；
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。如图14-10所示，在各辅助剖面上，依据端部境界帮坡
角确定出地表开采境界点（图中m点），将该点投影到水平
剖面图上，依次连接各辅助剖面的地表境界点，即形成了端部
开采境界(如图14-8所示）；
第五步：在水平平面图上，根据确定出的地表开采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R i：
第六步：若R i R b，则该开采深度为最佳开采深度；否则，重复以上各步，试算其它的开采深度方案。
（四）最终开采境界的审核
基于上述方法确定出各地质剖面上的开采深度或底部周界后，即可进一步圈定出最终开采境界。具体做法如下：
1、调整最终开采底平面标高：
采用平面面积法确定出的短矿体开采的底平面标高一般不需另行调整，但对采用地质横剖面法确定出的长矿体开采深度需要进行纵向底平面标高的调整，具体步骤为：
第一步：将在各地质横剖面上确定出的最佳开采深度投影到矿体的纵断面图上（图14-11），连接各开采深度点得到露天矿纵剖断
图上的理论开采深度；
第二步：调整纵断面上的理论开采深度。调整时依据的原则：当纵断面上的各理论开采深度点相差不大时，露天矿底可设计为同
一标高；当矿体埋藏深度沿矿体走向变化较大时，露天矿底
平面可调整成阶梯形。调整时可按纵断面图调整后底平面标
高线上部增加的面积总和与下部减少的面积总和近似相等来
衡量。调整后，最终境界内的平均剥采比应小于经济合理剥
采比，最终开采境界底平面的纵向长度应满足最短的运输线
路的长度要求。
图14-11在地质纵断面图上调整露天矿底平面标高
2、圈定最终开采境界的底部周界
如图14-12所示，具体的圈定步骤如下：
第一步：按调整后的开采境界底平面水平绘制地质分层平面图；
第二步：按调整后开采境界底平面标高修正各地质横剖面图上的各开采境界，并将修正后的各开采底平面界线点投影到地质分层平
面图上，分别连接各界线点得到理论底部周界；
第三步：修正理论底部周界，修正原则：底部周界要平直，弯曲部分要满足运输设备最小转弯半径的要求，底部周界的纵向长度要
满足设置运输线路的要求。
三应用品位-剥采比关系设计最终境界
线段投影法与面积投影法适用于矿体产状较为规则、品位变化较小、而且矿岩界线较为清晰的矿床，在我国的铁矿设计中最为常用。因为盈亏平衡剥采比是地质品位的函数，当矿床的地质品位变化大时（如贵重金属与有色金属矿床），境界线的位置不同，其穿越的矿体品位有较大的差别。这种情况下，就不应采用一成不变的盈亏平衡剥采比进行境界设计，而应采用与境界线穿越的矿体部位的品位所对应的盈亏平衡剥采比。品位和盈亏平衡剥采比的关系可由式（14-6）（或与之类似的公式）求出。在实践中为方便起见，常常将这一关系式绘成直线（图14-13）。从经济意义上讲，这一直线表明了具有某一品位的矿石可以“支持”的剥岩量。下面介绍不同情况下利用品位-盈亏平衡剥
采比直线在剖面上设计最终境界的方法。
（一）横剖面和纵剖面上的最终境界设计
横剖面和纵剖面分别指垂直于矿体走向和平行于矿体走向的剖面。图14-14中，aa'、bb'、cc'、dd'和ee'是横剖面线，AA'是纵剖面线。这两种剖面上的最终境界设计方法相同。
1、最终境界底位于岩石中
图14-15所示是一矿床模型剖面示意图，图中矿体被分为一定尺寸的小块。每块的品位已应用第十三章中讲的方法求出，并标于每一块中。矿体下面为废石，并已知最终境界的深度为矿体下端与岩石的交界线所在的深度，即境界底位于岩石中。这时，剖面上境界的确定就是确定上下盘境界线的位置。以上盘（左）境界线为例，具体步骤如下：
第一步：在上盘猜测位置根据上盘帮坡角（β）画一直线aa'，在图上量取岩石段a'e的长度l w和矿石段ea的长度l o，根据下式计算
境界所在位置的瞬时剥采比：
γγ
式中，w和o分别为岩石和矿石的体重。
第二步：量取矿石段ea 穿过每一矿石块的线段长度l o i
（∑l oi =l o ），并根据下式计算矿石段的平均品位：
（14-8）
g l g l a oi oi o =∑式中，g oi 为矿石段穿过的第i 块矿石的品位。
第三步：从品位－剥采比关系图上根据g a 读取盈亏平衡剥采比R b 。如
果R i 约等于R b ，aa'即为左帮境界线；否则，进行下一步；
第四步：将境界线移至另一位置（bb',cc',......），重复以上各步骤，直到
R i R b 为止。
利用同样的方法，可以确定右帮的境界线的位置。最后应对最终境界的底宽进行检查，如底宽小于最小底宽应作适当调整，使之等于最小底宽。
2、最终境界底位于矿石中
图14-16所示是最终境界底位于矿石中的情形。这种情况下，境界的深度也需确定。境界线上的岩石剥离费用不仅得到两帮上的矿石带来的收入的支持，而且也得到境界底上矿石收入的支持。所以在计算瞬时剥采比和平均品位时应考虑境界底线穿过的矿石段。具体步骤如下：
第一步：在一透明纸上，根据上下盘帮坡角（β和α)和最小底宽(B min )
画出与矿床模型剖面图等比例的境界剖面，将之覆于模型剖面图的一个猜测位置；
第二步：量取左边帮线的岩石段长度l w 和矿石段长度l o ，l o 包括境界底
线的一半。同理，量取右边帮线上的矿岩线段长度，右边帮的矿石段长度包括境界底线的另一半。应用式(14-7）分别计算左右帮的瞬时剥采比；
第三步：量取境界左端线与底线左半段穿越的各个矿石块的长度；再量
取境界右帮线与底线右半段穿越的各个矿石段的长度。应用式（14-8）分别计算左右帮矿石段的平均品位。
第四步：依据平均品位从品位－剥采比关系图上分别读取左右帮的盈
亏平衡剥采比。
第五步：移动境界位置，重复上述步骤，直到左右帮上的瞬时剥采比
足够接近左右帮的盈亏平衡剥采比为止。
3、最终境界底与一个帮位于矿体中
图14-17所示是最终境界底与下盘边帮位于矿体中的情形。由于矿体下盘与围岩的交界线之倾角小于或等于最大下盘帮坡角，境界下盘边帮与下盘矿岩交界线重合。因此，下盘境界帮线的位置已定，只需要确定上盘境界线与底线的位置。这种情况下的境界确定步骤与前面讲述过的步骤相同，只是在计算上盘帮线穿越的矿石段的长度和平均品位时，应包括境界底线长度及其穿越的矿块的品位。
（二）径向剖面上的境界设计
最终境界是三维的，纵向和横向剖面上的境界线还不足以构成三维境界。要想控制最终境界在三维空间的形态，还需要在矿体两端的径向剖面上确定境界的位置与形态。图14-14中o-1、o-2、o-3和o-4为径向剖面线。
在径向剖面上确定最终境界的基本原理与在纵、横剖面图上相同，只是在计算瞬时剥采比时应考虑径向剖面的特点。在平面投影图上，每一横（或纵）剖面的影响范围是以剖面线为中线向两侧各延伸1/2剖面间距的范围（基本上是长方体）。径向剖面的影响范围是以剖面线为中线的扇形棱体。图14－18a是矿体及最终境界与地表的交线的平面投影图。将径向剖面o-2影响扇区抽出并放大，其立体图如图14-18b 所示。境界在o-2剖面影响扇区内的真实瞬时剥采比是该区境界坡面与岩石及矿石的相交面积之比B/A。但当在径向剖面上进行设计时，象在纵、横剖面上一样，只能量取剖面上的境界线穿越矿石与岩石的
线段长度，即剖面图14-18c上的l w和l o。l w/lo称为径向剖面上的表观瞬时剥采比，记为R ai。通过简单的三角函数推导，可以得到真实瞬时剥采比R i与表观瞬时剥采比R ai之间的关系如下：
R i=(R ai+1)2-1(14-9)
式（14-9）留给读者自己推导。
图14-18径向剖面瞬间剥采比计算示意图
[提示：B与A之比等于其在平面的投影（图14-18d）的比值，即B/A＝B'/A']
因此在径向剖面上确定最终境界时，与在横剖面上一样，首先选一猜测位置，然后量取矿石段与岩石段长度，计算平均品位与表观瞬时剥采比，根据式（14-9）将表观瞬时剥采比换算为真实瞬时剥采比，然后将真实瞬时剥采比与依据平均品位从品位－盈亏平衡剥采比关系图上读取的盈亏平衡剥采比进行比较，若两者不等，移动境界线位置，重复计算，直到二者基本相等为止。
（三）最终境界核定及矿量、品位计算
确定了各种剖面上的境界线后，就可以将它们连接起来求得完整
的最终开采境界。然而，在大多数的情况下，各剖面上的境界有一定程度的差异（有时差异很大）：有的剖面上的境界较宽，而有的剖面上的境界则较窄；一些剖面上的境界较浅，而另一些剖面上的境界则较深。因此在连接时需要视情况做某些调整，这种调整称为光滑处理。连接各剖面上的境界线求出完整最终境界这一过程很难以较为通用的步骤给出，实践经验起着重要作用。读者可参照前面线段和面积投影法中最终境界的核定步骤。
最终境界内的开采矿量为各剖面影响体的矿量之和，开采矿量的平均品位等于各剖面上矿石平均品位的加权平均值。这里不作详细介绍。
（四）特例
以瞬时剥采比和盈亏平衡剥采比相等为准则的手工法进行最终境界设计时可能出现这样的情况，即在一定的矿体形态和品位分布情况下，在某一剖面上可能出现两个以上满足设计准则的境界线位置。如图14-19所示，矿体上部和下部较肥大，中间出现细腰，在位置1和位置2上的瞬时剥采比都约等于盈亏平衡剥采比，而在两位置之间瞬时剥采比大于盈亏平衡剥采比。这种情况出现时该采用哪个境界呢？这一问题做为思考题留给读者。
设计最终境界的手工方法实质上是一种试错法。在矿体形态复杂、品位变化大的矿床中，仅确定一个剖面上的境界常常需要重复多次，工作量大，耗时费力。而且由于在不同矿床类型的地质条件下，往往需要在具体方法和步骤上做具体处理，很难编制一套较为通用的设计步骤。因此，手工方法的计算机化较为困难，即使针对具体情况编写的计算机程序，使用起来也并不减少多少工作量，设计结果也并不比手工法优越。手工法的优点是它对使用者的知识结构和水平要求低，容易被现场工程技术人员理解和接受。
第三节最终开采境界的计算机优化方法
建立了矿床价值模型，矿床中每一模块的净值变为已知。那么，确定最终开采境界就变成一个在满足几何约束（即最大允许帮坡角）条件下找出使总开采价值达到最大的模块集合的问题。本节介绍求解这一问题的浮锥法与LG图论法。
一浮锥法
图14－20a是一个二维价值模型的示意图，图中每一模块中的数值为模块的净价值。除地表的模块外，由于几何约束条件的存在，要开采某一模块，就必须采出以该模块为顶点、以最大允许帮坡角为锥面倾角的倒锥内的所有模块。以图14－20a中第二行第四列上的模块（记为B2,4）为例，如果左右帮最大允许帮坡角均为45，且模块为正方形，那么B2,4的开采只有当B1,3、B1,4和B1,5全被采出后才能实现。因此，在确定是否开采某一模块时，首先要看该块的净价值是否是正值，若该块的净价值为负，那么最好不预开采，因为它的开采会减少境界的总值。但有时为了开采负块下面的正块，不得不将负块开采。另一方面，开采一个正块不一定能使境界的总价值增加，因为以该正块为顶点的倒锥中的负块很可能抵销正块的开采价值。因此，在考察是否开采某一块时，必须将倒锥的顶点置于该块的中心，以锥体的净价值（即落在锥体内包括顶点块的所有块的净价值之和）做为根据。这就是浮锥法的基本原理。以图14－20a为初始价值模型，浮锥法的算法步骤如下：
第一步：将位于地表的正模块B1,6采出。由于地表模块没有其它模块覆盖，不需使用倒锥。开采B1,6后，价值模型变为图14－20b；
第二步：将倒锥的顶点从左至右依次置于第二层的正块上，找出落在锥内的模块并计算锥体价值。若锥体价值大于或等于零，则
将锥体内的所有模块采出；否则，将倒锥的顶点“浮动”到下一
正块。以B2,4为顶点的锥体价值为+1，将锥体内的模块采去后，
价值模型变为图14-20c。以B2,5为顶点的锥体只包含B2,5一
块，将其采去后，模型如图14-20d所示。
第三步：逐层向下重复第二步，直至所有价值大于（或等于）零的锥体全部被采出。从图14－20d可以看出，以B3,3为顶点的锥
体价值为-1，故不予采出。以B3,4为顶点的锥体价值为0，采
去后得图14－20e。这时以B3,3为顶点的锥体价值变为+2，开
采后得图14-20f。虽然B3,5为正块，但其锥体价值为-1，
故不予采出。
将浮锥法用于图14-20a所示的价值模型得到的最终开采境界由上述过程中所有被采出的块组成(图14-20g)，若按照此境界进行开采，开采终了的采场现状如图14-20f所示。境界总价值为+6。若岩石与矿石比重相等，境界平均剥采为7:5=1.4。虽然在这一简单算例中，应用浮锥法确实得到总价值为最大的最终开采境界，但该方法是“准优化”算法，在某些情况下不能求出最佳境界，下面是两个反例。
[反例一]遗漏盈利块集合
当倒锥的顶点位于某一正块时，锥体价值若为正数是由于锥中正块的价值足以抵销锥中负块的价值的结果，换言之，负块得以开采是由于正块的“支持”。当位于两个正块的锥体有重叠部分时，单独考察任一锥体时，锥体的价值可能为负；但当考察二锥的联合体时，联合体的总价值为正。结果浮锥法遗漏了本可带来盈利的块的集合。图14-21即为这种情形。根据前面的浮锥法，结论是最终境界只包括B1,2一个块，因为以B3,3、B3,4和B3,5为顶点的锥体价值均为负数。但当考察三个锥体的联合体或三者中任意二者的联合体时，联合体的价值为正数。所以最佳开采境界应为粗黑线所圈定的块的集合，总开采价值为+6。
[反例二]开采非盈利块集合
位于某一正块的锥体值为正，可能是由于锥体内其它未被开采的正块的作用。如图14－22所示，在考察B2,2和B2,4时，两锥均为负值，故不予开采。当倒锥顶点移到B3,3时，锥体值为+2。结果浮锥法给出的境界为图14-22b所示块的集合，境界总值为+2。因此，浮锥法使境界包容了本不应该采的、具有负值的模块集合（即B2,3和B3,3）。本例中的最优境界应是图14－22c，其总价值为+3。
一些研究者对浮锥法进行了改进，试图克服上述问题。如Lemieux 浮锥法和Dowd浮锥法。改进浮锥法的基本思路是对锥体重叠部分进行某种处理，这里不予详细介绍，有兴趣的读者请参考书后的有关参考文献。
以上对于浮锥法的讨论是在二维空间进行的。在三维空间，浮锥法的基本方法和步骤与在二维空间相同，只是锥体变为三维锥体，确定落于锥体之内的模块转为复杂、费时。图14－23a是一个三维倒锥体示意图，将这样一个倒锥体的顶点置于价值模型中的正块时，找出落于其内的所有块在算法上较为困难。
一个便于计算机编程、且较为节省计算时间的方法是“预制”一个足够大的“锥壳模板”。如图14－23b所示，三维锥壳在X-Y面上的投影被离散化为与价值模型中模块的X、Y方向上尺寸相等的二维网格，网格内的数字表示锥壳在网格中心的X、Y坐标处距离顶点的垂直高度，这一高度不等于锥壳的真实高度，而是与真实高度最接近的台阶高度（台阶高度等于模型中的模块高度）的整数倍。模板的中心点与锥体的顶点相对应，其高度为0；其余点的高度均为正整数。例如，
图14－23b中第6行第9列网格中的数字“4”表示锥壳在该点距顶点的高度为4个台阶。锥壳模板在编程中可用一个二维数组表示。
图14-23三维倒锥体与锥壳模板
有了预制的锥壳模板，在应用浮锥法时，将模板的中心网格置于模型中的正块B o上，如果B o上方某一模块B i的台阶水平与B o所在水
平的高差大于或等于与该模块的X、Y坐标相同的模板网格上的高度值,则模块B i落在以B o为顶点的倒锥体内；否则落在倒锥体外。例如，在图14-24中，锥顶模块是第i水平的一个正块，上一个水平（i+1）上标有Y的那一块落于锥体内，因为该块所对应模板网格上的高度值为1，而两个水平的高度差也为1；i+1水平上标有N的那一块落于锥体外，因为两水平的高度差小于这一块所对应的模板上的高度值。同理，i+2水平上标有Y的那一块落在锥体内，而标有N的那块落在锥体外。
应用锥壳模板不仅便于计算机编程，而且便于处理在不同方位具有不同帮坡角的情况。因为不论帮坡角如何变化，锥壳在模板某一网格上距顶点的准确垂直高度很容易用三角函数算出，求出准确高度后，将其用最接近的台阶高度的整数倍代替即可。
最终境界的设计往往是在矿山投产前完成的，而最终境界的形成是在矿山开采十几年或几十年后。从本章的内容可知，最终境界是各生产工序的成本和产品价格的函数。在市场经济条件下，由于技术的进步、市场行情的变化等因素，矿山的生产成本和产品销售价格在矿山开采寿命期内会发生很大变化。因此，在矿山投产前设计的最优境界方案，在矿山开采一定时期后可能不再是最优方案，甚至可能是经济上很不合理的方案。鉴于此，在进行可行性研究和初步设计时，往往要针对不同的成本和产品价格设计出多个境界方案，用以分析最终境界随这些参数变化的灵敏度。同时，在矿山开采过程中，每隔几年应用当时的经济技术参数对最终境界进行重新优化是非常必要的。
绪论 一、采矿学的研究范畴 1、采矿学的定义： 是研究在一定技术经济条件下,以一定的规模安全、经济、高效地开发自然矿产资源,同时维护采矿空间平衡和系统平衡的一门学科。 2、采矿学研究的意义或使命: 由于地壳演变过程中所形成的矿产资源具有不可再生性的特点,因此矿床开采是一次性完成的,不管资源多么丰富,储量多么大,总有开采完的那一天,在人类科学技术发展能够达到寻找出新的替代能源之前,我们只能研究如何采取措施最大限度的延长现有资源的使用寿命,如何保护好我们赖以生存的资源与环境等,不仅仅是我们这一代，两代人发展,还关系到我们的子孙后代的发展大计，这也正是我们国家为什么要把实现可持续发展定为基本国策的原因，通过采矿学的研究学习，我们可了解到节约资源与安全生产的重要性,取得经济效益与保护环境的相辅相成而非对立的关系，更好地为国民经济建设提供矿产资源; （1)国民经济建设需要大量的自然矿产资源,据统计80%以上的原材料源于矿产资源的开采。 （２)经过了很多年的开采有些资源呈现枯竭趋势(耗竭性)、我国人口众多，人均资源占有量低，２0１0年前我国四十种主要矿物将有２０种出现短缺 (3）矿山安全生产形势严俊，各类矿山安全事故频发。 （4)矿业开发带来的环境负效应:废石堆、尾矿库、露天坑、地下水等，有的地方对环境的破坏相当严重。 (5)经济效益是保证企业健康发展的前提,也才能使企业良性发展，但是绝对不能片面追求经济效益,而冒险蛮干,不遵守经济发展规律。 3、采矿学研究范畴包括三个层面：即两个平衡,合理的工程与工艺,设备设计参数选择； ３.1 采矿生产的两个平衡:空间的平衡、生产系统的平衡 (1）空间平衡: A、地下矿工作面、采空区稳定；（不出现冒顶、透水等) B、露天矿不滑坡；(边坡稳定,不会出现大的边坡坍塌移动） C、通道准备始终保持超前于开采;（开拓、采准、切割、回采) (２)生产系统平衡:各生产系统间合理匹配(采矿、运输、提升、通风、排水、压气、供水、供电、通讯等各系统）。 3．2 采用合理的工程与工艺安全、高效、经济 采用合理开拓方式(平硐、竖井、斜井等）,地下采矿方法(崩落法，地表是否允许陷落?空场法空区如何处理？露天采用什么穿孔、爆破、采装、运输、排土工艺比较合适等？) 3.3设备设计参数选择:型号、数量,匹配问题,(凿岩,运输,提升设备装备等的选择设计,地下以及露天工艺参数的选择设计等) 二、矿业工程技术发展历程 贯穿于采矿技术发展历史的主线是采矿方法的演变和采矿手段的进步。从石器时代原始的手工开采，发展到后来的爆破破岩、机械钻具，高效采装、运输;到今天的大规模的现代化开采;采矿技术发展基本体现在效率提高、劳动条件改善、生产的科学性等方面。 在漫长的人类长河中，人类的采矿实践也经历了由手工到机械，由低级到高级，开采规模越来越大,生产技
一、判断题（对的打√错的打×，每小题1分，共10分） 1.主井采用斜井，副井采用立井的综合开拓是目前大型矿井普遍采用的开拓方式。（√） 2.区段分层平巷的水平式布置一般适用于倾角较大的煤层。（√） 3.为了减少煤柱损失和煤体自燃威胁，我们一般把阶段运输大巷布置在煤层中。（×） 4. 采区下部车场在煤层倾角大时，材料车场多采用顶板绕道布置方式。（√） 5. 区段巷道采用沿空掘巷布置方式，相邻工作面必须及时进行回采。（×） 6. 我国煤矿采区的开采顺序目前主要是采用前进式开采。（√） 7. 采煤机双向割煤，为强化工作面顶板管理，多采用中部斜切进刀。（×） 8. 矿井主要运输大巷布置在煤层中，有利于控制大巷方向与坡度。（×） 9. 在采区每个区段内只能布置一个采煤工作面。（×） 10.随着高产高效综采的发展，采区准备方式逐步向单层化和全煤巷化发展。（√） 11. 采区中部车场斜面线路二次回转后，为了防止翻车应将线路外轨抬高。（×） 12. 当井田范围确定时,矿井生产能力大,其服务年限则比较小。（√） 13.煤层之间的开采顺序一般采用自下而上逐次开采的上行开采顺序。（×） 14.轨道上（下）山采用串车提升时，要求上山坡度小于25°。（√） 15.采煤机正常工作时，一般其前滚筒沿底板割煤，后滚筒沿顶板割煤。（×） 16.采煤工作面的平行作业各工序在空间上不需要保持距离。（×） 17. 工作面顶板破碎，单体支架支护选用错梁式布置较合适。( √) 18.双运输机低位放顶煤支架主要特点是放煤效果好，采出率高，有利于降尘。（√） 19.划分井田时，尽可能利用自然条件作为井田边界。（√） 20. 厚煤层分层开采，倾角较大时分层平巷多采用垂直布置。(×) 21、矿井轨道转弯时，为保持车辆运行平稳需抬高外轨。( √ ) 22、采区中部车场斜面线路二次回转后，为了防止翻车应将线路外轨抬高。（×） 23、单体支护工作面放顶，回柱顺序一般采用由下而上进行。（√） 24、在设计矿井时,一般地说,矿井的生产能力越大,服务年限越长。( √ ) 25、顶板穿岩斜井一般使用于开采斜角较大的煤层。（×） 26、厚煤层分层同采，需要在每一个区段或分带布置运输集中巷和回风集中巷。( √ ) 27、运输大巷的方向应与煤层走向大体一致，当受到地质构造影响时，应设法使大巷尽量取直。(√ ) 28、运输大巷坡度应根据其运输方式而定，一般取0.3%~0.5%（√）
中国矿业大学《采矿学》复试题库 《采矿学》题库一 一、解释名词（10分） 开采水平与辅助水平下山开采与主要下山开采 采煤方法与采煤工艺倾斜分层采煤法与长壁放顶煤采煤法 DK615-4-12与DX918-5-2019 二、回答问题并画图（15分） 某普采工作面采用单滚筒采煤机破煤和装煤，单体液压支柱配合金属铰接顶梁支护顶板，正悬臂齐梁直线柱布置，三、四排控顶，梁长与截深相等，采煤机采用单向截割方式。 说明该工作面正生产期间的工艺过程； 说明采煤机单向割煤方式的适用条件； 画示意图说明普采工作面单滚筒采煤机端部斜切进刀过程。 三、画图并回答问题（25分） 以下（一）、（二）两题任选一题： （一）某采区开采缓倾斜近距离煤层两层，上部的M1煤层为中厚煤层，下部的M2煤层是围岩稳定的薄煤层，该采区在走向方向上足够长，沿倾斜划分为四个区段，为该采区服务的运输大巷布置在M2煤层底板岩层中，回风大巷位置或采区风井位置自定。 1、说明该采区巷道布置方案； 2、画出采区联合布置的平面图和剖面图，平面图上要反映出第一区
段M1煤层正在生产时的工作面和相应的回采巷道，并在相应位置处设置风门和风窗； 3、图中用数字标出采区生产时必须开掘的巷道，图外用文字解释数字代表的巷道名称； 说明采区运煤、通风和运料系统。 （二）某带区倾斜长度足够长，该带区开采近距离中厚煤层两层，M1煤层在上，M2煤层在下。阶段运输大巷和回风大巷均布置在开采水平附近，运输大巷布置M2煤层底板岩层中，回风大巷布置M2煤层中，两大巷间的水平投影距离在30m左右。 1、说明该带区巷道布置方案； 2、用双线画出该联合布置带区的平面图和剖面图，平面图要上反映出一个或两个同时开采的倾斜长壁工作面及相应巷道，在相应位置处设置风门或风窗； 3、图中用数字标出带区生产时必须开掘的巷道，图外用文字解释数字代表的巷道名称； 4、说明带区运煤、通风和运料系统。 四、回答问题（20分） 试分析确定采煤工作面长度的主要影响因素（要求给出必须用的计算公式）。 五、回答问题（10分） 试述走向长壁综采工作面的区段运输平巷和回风平巷的布置特点。 六、画图并回答问题（10分）
采矿学复习资料 注：该资料题型分类并非十分合理，仅供参考；由于时间仓促，加上作者水平有限，错误和疏漏之处在所难免，若同学们发现有错误或是不妥之处，望及时指正以使大家共同提高，谢谢！ 一、名词解释 采煤方法：采煤工艺与回采巷道布置及其在时间上、空间上的相互配合。 采煤工艺：采煤工作面各工序所用方法、设备及其在时间上、空间上的相互配合。 煤田（coal field）：同一地质时期形成，并大致连续发育的含煤岩系分布区。 矿区（mining area）：统一规划和开发的煤田或其一部分。 井田（矿田）：划归一个矿井开采的一部分煤田或全部煤田。 矿井生产能力：矿井设计生产能力，万t /a。设计中规定矿井在单位时间（年）内采出的煤炭和其它矿产品的数量。 矿井井型：按矿井设计年生产能力大小划分的矿井类型。 大型矿井：120、150、180、240万t/a 300、400、500、600万t/a及以上； 中型矿井：45、60、90万t/a； 小型矿井：30万t/a以下。 阶段（horizon）：沿一定标高划分的一部分井田。 水平（level ）：常指某一标高的水平面。 开采水平：简称水平，运输大巷及井底车场所在的位置及所服务的开采范围； 广义的水平：布置大巷的某一标高的水平面； 采区：阶段或开采水平内沿走向被划分为具有独立生产系统开采块段。 采煤循环：采煤工作面完成落煤、装煤运煤、支护和处理采空区的周而复始的过程。（P133）循环方式：循环进度与昼夜循环数的总称 作业方式：采煤工作面一昼夜内采煤班和准备班的配合方式 正规循环：在规定的时间内保质保量地完成了循环作业图中规定任务的循环 及时支护：采煤机割煤后，先移架，后推移输送机。（P139） 滞后支护：采煤机割煤后，先推移输送机，后移架。（P139） 开机率：采煤机实际运转的时间占可利用的采煤作业时间的百分比。（P166） 倾斜分层：将厚煤层分成若干与煤层层面相平行的分层，然后逐层开采。工作面沿走向或倾向推进； 分层同采：在同一区段范围内，上、下分层工作面错开一定距离同时采煤，称：“分层同采”分层分采：在同一区段范围内，采完一个分层后再采下一个分层称“分层分采”。（P220）人工假顶的分类：竹笆假顶、金属网假顶、塑料假顶。（P222） 顶煤破碎过程：初始破坏区；破坏发展区；裂隙发育区；垮落破碎区。 顶煤冒放性的影响因素：煤层赋存条件、煤层厚度、工作面条件。（P234）放煤步距（循环放煤步距）在工作面推进方向上，前后两次放顶煤之间工作面推进的距离。（P236） 椭球体放矿理论：椭球体放矿理论认为：矿石在采场破碎后，是按近似椭球体形状向下自然流动下来的，即原来所占的空间形状为一个旋转椭球体； 放矿椭球体：放矿过程形成的椭球体叫放出椭球体。 松动椭球体：停止扩展而最终形成的椭球体叫松动椭球体（P235） 多轮、分段、顺序、等量放煤：采面分2 3段，段内同时开启两个相邻放煤口，每次放1/2
名词解释 放顶煤开采开采水平大型矿井阶段分层同采分层分采滞后支护沿空掘巷沿空留巷开拓煤量采区车场井底车场及时支护DX—924—5—1513矿井生产能力煤田井田准备方式 填空 1、在T = Z k /（A×K）的关系式中，T代表矿井服务年限，Z k代表矿井可采储量，A代表????????????????????，K代表储量备用系数。 2、在缓倾斜煤层中的长壁工作面，炮采工艺方式是指采用爆破落煤、????????????????????装煤和人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤及单体支柱支护的采煤工艺方式。 3、斜井开拓条件下，当煤层或岩层的倾角与斜井的倾角不一致时，斜井布置可以采用穿层斜井，煤层倾角较小时可以采用沿煤层顶板穿层斜井，煤层倾角较大时可以采用???????????????????????斜井。 4、井底车场内用于排水的副井主要硐室是?????????????????????????。 5、运输大巷采用轨道和矿车运输时，根据矿车的卸载方式（法）不同，分???????????????矿车和底卸式矿车两种。 6、采区下部车场按装车站位置不同，分大巷装车式、???????????????????装车式和绕道装车式下部车场三种类型。 7、在采用多井筒分区域开拓方式的特大型矿井中，各分区域都布置有辅助井筒，这些辅助井筒担任各分区域的进风、回风和辅助提升任务，而各分区域生产的煤由???????????????????????集中提升或运出。 8、根据滚筒采煤机在长壁工作面进刀的位置不同，斜切进刀分为在工作面端
部斜切进刀和在工作面???????????????????斜切进刀两种。 9、当前开采技术条件下，从经济上合理和技术上先进考虑，开采急倾斜3m～5m左右的厚煤层多采用???????????????????????????采煤法。 10、运输大巷的断面要满足运输、通风、???????????????????????和铺设管线的需要，符合《煤矿安全规程》的规定。 11、在缓倾斜煤层中的长壁工作面，炮采工艺方式是指采用????????????????????落煤、爆破装煤和人工装煤、可弯曲刮板输送机运煤及单体支柱支护的采煤工艺方式。 12、空重车线与主要运输巷道垂直时，立井采用箕斗提升、大巷采用矿车运输的环行井底车场称为立井???????????????????????环行井底车场。 13、在Z k =（Z g－P）C的关系式中，Z k代表矿井可采储量，Z g代表工业储量，P代表永久煤柱损失量，C代表?????????????????。 14、??????????????????是井田范围内已开掘的开拓巷道所圈定的尚未采出的可采储量。 15、在T = Z k /（A×K）的关系式中，T代表矿井服务年限，Z k代表矿井可采储量，A代表矿井生产能力，K代表储量备用系数，K的取值范围为??????????????????。 16、主立井多用箕斗提升煤炭，副立井多用??????????????????升降人员、材料和设备。 17、井底车场内用于固定箱式矿车卸煤的主井硐室被称为???????????????硐室。 18、根据综采放顶煤工作面液压支架配套的刮板输送机台数和放煤口位置不
采矿专业学习材料 1、根据《水泥原料矿山管理规定》，矿山开采矿量服务年限大于半年，准备矿量大于 1 年，开拓矿量大于 2 年。 2、露天矿矿山工程包括剥离工程和采矿工程。 3、挖掘机或装载机铲装时，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的 1.5 倍。 4、两台以上的挖掘机在同一平台上作业时，汽车运输时挖掘机的间 距应不小于其最大挖掘半径的 1.5 倍，且应不小于 50 米。 5、爆破设计人员应持有爆破工程技术人员安全作业证，并只能从事作业证上规定的级别、范围内的爆破工程设计。 6、爆破工地可能遇到的外来电有静电、杂散电、感应电和雷电。 7、爆破作用指数∩为爆破漏斗半径与最小抵抗线之比，运用这一概念可将爆破分为①松动爆破，作用指数0.4＜∩＜0.75，②减弱抛掷爆破，爆破作用指数为0.75＜n ＜1 ，③标准抛掷爆破，爆破作用 指数n=1 ，④加强抛掷爆破，作用指数为3＞n＞1 。 8、矿体按形状可以分为层状矿体、脉状矿体、块状矿体。 9、石灰石原料基本分析项目一般为CaO、MgO ，硅质原料基本分析项目一般为SiO2、Al2O3、Fe2O3。 10、长远采剥进度计划一般以年为单位编制，规定每年采出的矿岩量，年末工作线推进位置，采剥设备的布置等，矿山的长远采剥进度 一般编制五年即可。 11、露天矿在生产过程中的三个主要矿山工程为掘沟、剥离、采矿。 12、按行走方式，装载机分为履带式和轮胎式。 13、根据起爆药包在炮孔中安置的位置不同，有三种不同的起爆方式：
第一种是反向起爆；第二种是正向起爆；第三种是多点起爆。14、炸药爆炸必须具备的三个基本要素是：变化过程放出大量热、变化过程必须是高速的、变化过程能产生大量气体。 15、塑料导爆管的引爆方法有：击发抢引爆、雷管引爆、导爆索引爆。 16、对爆破作用有影响的岩体结构构造主要有断层、层理、节理、裂隙、褶皱、溶洞、破碎带等。 17、岩石从成因上分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。石灰石属于沉积岩，其最大的特点是具有层理构造。 18、矿体的产状主要用走向、倾角、倾向来表示。 19、大型露天石灰石矿山一般采用自上而下台阶式的开采方法。 20、矿山爆破方法分为浅孔爆破、中深孔爆破和硐室爆破三种。 21、化学爆炸三要素可燃物、氧化剂、点火源 22、露天矿正常作业要求划分一定高度的水平分层，此分层叫台阶（台段）。 23、石灰石属于哪类岩石沉积岩。 24、爆破震动速度不仅与地质因素、单段最大药量等因素有关，还与 炸药类型有关。 25、矿山建设工程的安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。 26、为保持采场最终边坡的稳定性和阻截滚石下落而设置的平台叫 保安平台。 27、炸药感度的含义 答：炸药在外界能量的作用下，发生爆炸反应的难易程度。 28、可采矿量的含义 答：指在准备矿量中，上个台阶坡底线向外留出采矿设备占用的最小
河南理工大学采矿学复习资料 第一章 1.煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区称煤田。 2.矿区；统一规划和开发的煤田或其一部分。 3.井田：划给一个矿井（露天矿）开采的那一部分煤田称井田或矿田。 4.矿田的范围：指井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。 6矿山井巷可分为：直立、水平、倾向巷道。 7.直立巷道有：立井、暗立井、溜井。 水平巷道：平硐、大巷、平巷、石门。 倾向巷道：斜井、暗斜井、上、下山斜巷。 8.一个阶段：是在煤田范围内，沿着煤层的倾向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分，每个长条部分称为一个阶段。 9.阶段内再划分：采区、分段、带区式。 10..开采水平：通常将设有井底车场、阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为“开采水平”，简称“水平”。 阶段与水平的区别：阶段表示井田的一部分，水平是指布置大巷的某一高标水平面。广义的水平不仅表示一个水平面，同时也是指一个范围，即包括所服务的相应阶段。 11.矿井主要生产系统：运煤、通风、运料排矸、排水系统。 第二章 1.采煤方法：采煤系统与采煤工艺的综合及其在时空的配合。 2.采煤系统：掘进、回采在时空上的配合。 3.采煤工艺：各种工序在时空上的配合。 4．回采工作面：在采场内进行的煤壁。 回采工作：在采场内，为采煤所进行的破、装、运、支助等工作。 采场：用来直接采取大量煤炭的场所。 5.分层采煤法：倾斜、水平、斜切分层。 第三章 1.长壁采煤工作面的采煤工艺：炮采、普采、综采。 炮采：爆破采煤工艺。普采：普通机械化采煤工艺。综采：综合机械化采煤工艺。 2.爆破采煤工艺包括：打眼、放炮落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、移置输送机、人工支护和回柱放顶等主要工序。 3.爆破落煤：由打眼、装药、填炮泥、联线及放炮等工序组成。 要求保证规定进度，工作面平直，不留顶煤和底煤，不破坏顶板，和不崩倒支柱和不崩翻工作面输送机，尽量降低炸药和雷管的消耗。 4.炮眼布置有：单排眼、双排眼、三排眼。 5.炮采工作面的支护：金属摩擦支柱、铰接顶梁、单体液压支柱、丛柱、密柱支护、木垛、斜撑支架、切顶墩柱。 6.最大控顶距：指工作面推进一次或两次后，工作空间达到允许的最大宽度。 最小控顶距：使工作空间只保留回采所要求的最小宽度。 最大控顶距与最小控顶距之差称放顶步距。 7.采煤机的位置及旋转方向：当我们面向回风平巷站在工作面时，若煤壁在右手侧，则为右工作面，反之为做工作面。右工作面的单滚筒采煤机安装左螺旋滚筒，割煤时滚筒逆时针旋转。左工作面与之相反。
专业采矿词汇 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
采矿工程专业英语词汇手册 （Glossary of Special English in Mining Engineering ） 采矿工程专业内部讲义 二零零七年三月 Content Chapter 3 .1 Mining method
mining method 采矿方法；mining operation 采矿作业；transportation 运输；ventilation 通风； ground control 顶板管理；the cost of per ton of coal 吨煤成本； recovery 回采率； subside v. subsidence n.地表沉陷； subsidence control 地表沉陷控制 cover 覆盖层； overburden 上覆地层；immediate roof 直接顶； floor 底板； dip （Pitch）倾角；hardness 硬度； strength 强度； cleavage 解理；gas，methane 瓦斯 daily operation 日常工作single operation 单一工序unit operation 单元作业auxiliary operation辅助作业cutting n. 切割，掏槽；blasting n. 爆破 loading n. 装煤 haul v. 运输，搬运 drainage n.排水 power n. 动力 power Supply 动力供应 communication n. 通讯lighting n.照明。 disruption in production 停产； reduction in production 减产； compromise 折衷 room and pillar 房柱式
基础知识 煤层分类 按厚度分类: 薄煤层---煤层厚度在1、3m 以下;小于0、8m 常称为极薄煤层; 中厚煤层---煤层厚度1、3～3、5m; 厚煤层---煤层厚度大于3、5m 。 按倾角分类: 缓倾斜煤层---倾角在25°以下;小于8°也称近水平煤层; 倾斜煤层---倾角25～45°;35～45°常称为大倾角煤层; 急倾斜煤层---倾角45°以上。 煤层分类目的: 煤层厚度、倾角变化影响采准巷道布置,采煤方法、采掘与运输设备等选择。 矿区内井田间划分(井田境界划分) 井田划分:结合煤田赋存条件、地质构造,当时开采技术经济条件等确定井田走向、倾向边界,即井田境界。 具体内容: ①井田走向、倾向边界位置; ②井田沿煤层走向长度、倾斜方向水平投影宽度(倾向宽度); ③ 井田水平投影面积 人为划分井田 (1)倾斜方向 a 、垂直划分 当煤层倾角较小,特别就是近水平煤层时,用一铅垂剖面来划分井田之间的深部、浅部边界。 b 、水平划分 倾斜或急倾斜煤层中,常以煤田内主采煤层底板等高线为依据的某一水平面作为划分井田之间的深、浅境界。 c 、按煤组划分(倾斜划分) 煤层赋存很浅,煤组之间的间隔距离较大,将不同煤组划归不同矿井开采。 (2)走向方向 一般采用铅垂剖面划分方法。 阶段、采区、区段 阶段范围内,沿走向把阶段划分为若干块段,每一块段称为采区。采区倾斜长度等于阶段斜长。采区内沿倾斜方向再划分为区段。 矿山巷道分类 ????????????????????? ????????→→采煤工作面分带区段盘区采煤工作面分带分段区段采区阶段（水平）井田（矿井）煤田（矿区）
1 —立井; 2 —斜井; 3 —平硐; 4 —暗立井; 5 —溜井; 6 —石门; 7 —煤门; 8 —溜煤眼; 9 —上山; 10 —下山; 11 —小井; 12—岩石平巷; 13 —煤层平巷; 14 —暗斜井。 立井——又称竖井,为直接与地面相通的直立巷道。专门或主要用于提升煤炭的称为主立井,主要用做提升矸石、下放设备材料、升降人员等辅助提升工作的称为副立井。 暗立井——又称盲竖井、盲立井。为不与地面直接相通的直立巷道。用途同立井。专门用来溜放煤炭的暗立井,称为溜井;位于采区内部,高度、直径都较小的溜井称为溜煤眼。 平硐——直接与地面相通的水平巷道。其作用类似于立井, 分主平硐、辅助平硐、回风平硐等。 平巷/大巷——与地面不直接相通且长轴方向与煤层走向平行的水平巷道。布置在煤层内的称为煤层平巷,布置在岩石中的称为岩石平巷。为全阶段服务的平巷称为大巷,如运输大巷、回风大巷。直接为回采工作面服务的煤层平巷,称为工作面运输平巷(工作面运输顺槽)或工作面回风平巷(工作面回风顺槽)。 石门/煤门——与地面不直接相通的水平巷道,其长轴线与煤层走向垂直或斜交的平巷称为石门。为全阶段服务的石门称为主要石门,为采区服务的称为采区石门,为区段(采煤工作面)服务的称为区段石门;在厚煤层内,与煤层走向垂直或斜交的水平巷道,称为煤门。 斜井——与地面直接相通的倾斜巷道。斜井作用与立井、平硐相同。不与地面直接相通的斜井称为暗斜井或盲斜井,其作用与暗立井相同。 采区(盘区)上山、下山——不与地面直接相通仅服务于一个采区(盘区)的倾斜巷道,也称为采区上山或采区下山。上山用于开采一个开采水平以上的煤炭(上山阶段),下山则用于开采一个开采水平以下的煤炭(下山阶段)。安装输送机的上(下)山称为运输上(下)山;安设轨道进行辅助运输的称为轨道上(下)山;另有通风、行人上(下)山。 集中上(下)山——不与地面直接相通且为一个阶段或两个以上采区服务的倾斜巷道。 斜巷——不直通地面长度较短的倾斜巷道。 硐室——空间三个轴线长度相差不大,又不直通地面的地下巷道。例如:绞车房、调度室、炸药库、水仓等巷道分类 开拓巷道——为全矿或某一开采水平服务的巷道,包括与采区联系的联络巷。(10~30a或以上) 准备巷道——为某一采区服务的巷道,包括同区段联系的联络巷。( 3~5a) 回采巷道——为某一采煤工作面服务的巷道。(0、5~1、0a 采区储量计算 矿井可采储量
北京科技大学采矿工程专业考研经验贴 一、报考北科的理由 采矿工程是相对较为小众的专业，所以考研的院校选择也相对较为固定，较好一些的金属矿院校无非有江西理工大学、昆明理工大学、太原理工大学等，985、211的研究金属矿院校更是少之又少，仅有武汉理工、北京科技、东北大学、中南大学等。我自身选北科的理由很简单，一是学校相对较好，二是地理位置优势明显。 二、初试备考总结 考试科目英语一。数学二。政治。地质学或者岩石力学。 我选择的是北京科技大学采矿工程方向，就是大家理解的学硕。北京科技大学的学硕叫做采矿工程，专硕叫做矿业工程，学硕一般招生30人左右（包括保研的人数），专硕一般招生60人左右，学硕和专硕在近几年初试时只有英语是不一样的，学硕考的是英语一，专硕考的是英语二。 学采矿的同学百分之99.9的都是男生，因此整体上英语不好就可以的到解释了。在报考研究生时，很多人会选择报考专硕，专硕初试英语试题相对较为简单一些。对于北京科技大学我们专业的同学来说，报考专硕的更是多，一是专硕初试英语简单，二是北京科技大学学硕不能调剂专硕，北科的复试有相对较晚，为了保险起见大多数同学都会选择报考矿业工程。这在某些年份就会出现学硕比专硕还容易上的情况（只要分数过线就上）。 就个人来说，因为初试是考英语一，所以备考时我将大量的时间花在了数学和英语上，而且事实证明这是正确的。 三、各科备考经验 1.数学（二）：自己看的是汤家凤老师的课程，考试上课严谨、风趣、易懂，我周边也有很多同学选择了张宇的资料说也很好用。 2.政治：前期用的是任燕翔和蒋中挺的，因为是基础知识，个人觉用谁的都差不多，还有就是要重视选择题。后期一定要用肖秀荣的，不多说真的好用。 3.专业课：起初专业课无从下手，很是迷茫在学长的推荐下报了新祥旭专业课一对一辅导。所以渐渐地自己学起来没有那么吃力，对学习有了一个明确的方向。资料方面我选择的地质学基础，在网上可以买历年真题还有专业课老师提供的资料笔记等，真题真的很关键，考试时至少有一半是出自于真题。还有就是教材，考试的大数题目的答案是教材的原话。 四、专业课复习经验 专业课采矿工程和矿业工程都是一样的，我们可以选择地质学或者岩石力学，这两门课的选择其实差异性不大，根据自身的喜好和擅长程度来选就行了。 着重讲解《地质学》（冶金工业出版社）的复习历程。备研书本上的全部内容就是《地质学》书上的第一大部分，地质学基础知识，也就是前六章的内容。前六章的内容基本没有什么重要章节和不重要章节，基本上章章重要节节关键，这就要我们花大力气去记忆，而且看书记忆时要仔细不要遗漏掉任何一段话。 专业课的复习不像数学需要天天以题目充实，也不像政治越在后面时间花的就越多，我们专业课的复习是在不占用过多公共课时间的前提下进行的。像是利用早读时间，或者饭后时间，再或者睡前时间这些零碎的时间就能复习。 复习时间线 1、在七八月份暑假期间将专业课本烂熟在心，每一个知识点都做到心中有数，并且做到每天有学习，不断的在脑中将各各知识点重复。
北京科技大学矿业工程(专业学位)专业-854选矿学考研复习全书-真题-大纲-华文考研 报考北京科技大学矿业工程(专业学位)专业考研专业课资料的重要性根据考研网的统计，87.3%以上报考北京科技大学矿业工程(专业学位)专业考研成功的考生，尤其是那些跨学校的考研人，他们大多都在第一时间获取了北京科技大学矿业工程(专业学位)专业考研专业课指定的教材和非指定的北京科技大学矿业工程(专业学位)专业内部权威复习资料，精准确定专业课考核范围和考点重点，才确保了自己的专业课高分，进而才才最后考研成功的。如果咱们仔细的研究下问题的本质，不难发现因为非统考专业课的真题均是由北京科技大学矿业工程(专业学位)专业自主命题和阅卷，对于跨校考研同学而言，初试和复试命题的重点、考点、范围、趋势、规律和阅卷的方式等关键信息都是很难获取的。所以第一时间获取了北京科技大学矿业工程(专业学位)专业考研专业课指定的教材和非指定的北京科技大学矿业工程(专业学位)专业内部权威复习资料的考生，就占得了专业课复习的先机。专业课得高分便不难理解。 那么怎么样才能顺利的考入北京科技大学矿业工程(专业学位)专业呢？为了有把握的的取得专业课的高分，确保考研专业课真正意义上的成功，考研专业课复习的首要工作便是全面搜集北京科技大学矿业工程(专业学位)专业的内部权威专业课资料和考研信息，建议大家做到以下两点： 1、快速消除跨学校考研的信息方面的劣势。这要求大家查询好考研的招生信息，给大家推 https://www.doczj.com/doc/a913324856.html,/shop/ 2、确定最合适的考研专业课复习资料，明确专业课的复习方法策略，并且制定详细的复习计划，并且将复习计划较好的贯彻执行。 北京科技大学854选矿学从基础到强化考研复习全书包括两部分。第一部分：北京科技大学854选矿学考研复习重点讲义。由考研网请北京科技大学矿业工程(专业学位)专业的多名研究生参与编写（均为考研网的考研高分学员），重点参考了北京科技大学矿业工程(专业学位)专业854选矿学历年真题，并找北京科技大学矿业工程(专业学位)专业最权威的导师咨询考点范围。本讲义内容详细，重要内容进行重点分析讲解，全面涵盖北京科技大学矿业工程(专业学位)专业研的重点难点考点，知识体系清晰，知识点讲解分析到位，可以确保包含80%的考试范围。第二部分：北京科技大学854选矿学考研内部重点模拟题三套。北京科技大学854选矿学内部重点模拟题为考研网独家资料，由考研网请北京科技大学矿业工程(专业学位)专业权威导师编写，重点参考了北京科技大学854选矿学历年真题、北京科技大学
采矿学复习题答案 Prepared on 24 November 2020
《采矿学》复习题 教材《采矿学》编者：杜计平 1、按煤层倾角大小煤层可分为哪几类按煤层厚度分为又分为哪几类 答：①近水平煤层<8度；缓倾斜煤层8~25度；倾斜煤层25~45度；急倾斜煤层>45度。②按煤层厚度分为：薄煤层<；中厚煤层~；厚煤层>。 2、井田开拓方式按井硐形式不同分为哪几类 答：分为立井方式，斜井方式，平硐方式和综合方式。 3、移架方式有几种 答：分为单架依次顺序式，分组交错式和成组整体顺序式。 4、采区上山布置类型有哪些 答：有双煤上山，一煤一岩上山，双岩上山，双岩一煤上山和三岩上山。 5、区段集中平巷与分层区段平巷的联络方式有几种说明各适用条件 答：①采用石门联系，适用于倾角大于15°~20°的煤层。②用斜巷联系，适用于倾角小于15°；层间距较大的煤层。③用立眼联系，适用于近水平煤层。 6、简述矿井巷道按其作用和服务范围分为哪几类说明各类巷道的含义并各举三例说明。 答：①开拓巷道：为全矿井、阶段、多个采区服务的巷道，如井底车场、阶段运输石门、运输大巷。②准备巷道：为一个采区或多个采区服务的巷道，如采区运输石门、采区上下山、采区车场。③回采巷道：仅为一个采区工作面服务的巷道，如开切眼、区段运输（回风）巷等 7、按装车地点不同，采区下部车场分为哪些 答：分为大巷装车式，石门装车式和绕道装车式。
8、采区下部车场绕道车场类型分哪几种 9、采区、盘区或带区开采顺序有几种并说明其含义及特点 1）采区、盘区或带区前进式开采：自井筒或主平硐附近向井田边界方向依次开采各采区、盘区或带区的开采顺序称为采区、盘区或带区前进式开采顺序。前进式开采特点：有利减少矿井建设的初期工程量和初期投资，缩短建井期，使矿井能够尽快投产。采掘相互5 有一定的影响，大巷维护困难，维护费用较高；风量有一定泄漏。 2）采区、盘区或带区前进式开采：后退式开采：自井田边界向井筒或主平硐方向依次开采各采区、盘区或带区的开采顺序称为采区、盘区或带区后退式开采顺序。后退式开采特点便于大巷维护，减少漏风，避免采掘干扰，矿井建设的初期工程量和初期投资大，建井期长。回收大巷煤柱考虑，采用后退式有利。 10、钻眼爆破参数有哪些 答：炮眼排列、炮眼角度、炮眼深度、炮眼装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。 11．厚煤层倾斜分层开采时，各分层平巷的相互位置主要有几种说明各适用条件 答：①水平式布置，适用于倾角大于20°～25°，②倾斜式布置，适用于倾角小于15°～20°，③垂直式布置，适用于倾角小于8°～10°。 12．《煤炭工业技术政策》中如何规定采区采出率、工作面采出率 答：⑴规定厚煤层不低于；中厚煤层不低于；薄煤层不低于. ⑵规定厚煤层不低于；中厚煤层不低于；薄煤层不低于. 13．煤层群开采时区段集中平巷的布置方式主要有几种
第一章 1、井田：井田――划分给一个矿井或露天矿开采的那一部分煤田叫做井田。 2、矿井设计生产能力：矿井设计生产能力是指设计中规定的矿井在单位时间内采出的煤炭数量，以“Mt/a”表示。 3、井型：矿井井型是根据矿井设计生产能力不同而划分的矿井类型。 4、阶段：阶段是在井田范围内平行走向按一定标高划分的一部分井田。 5、开采水平：通常将布置有井底车场和阶段运输大巷、并且担负全阶段运输任务的水平称为“开采水平”，也简称为“水平”。 6、采区：在阶段内沿走向把阶段划分为若干具有独立生产系统的开采块段，每一开采块段称为一个采区。 7、带区：由相邻较近的若干分带组成，并具有独立生产系统的开采区域。 8、盘区：在近水平煤层条件下，由于井田沿倾斜的高差较小，局部范围内煤层的走向又变化较大，井田很难以一定的标高划分为若干阶段，而将井田直接划分为盘区。 9、矿井生产系统的组成 矿井生产系统是由完成特定功能的设施、设备、构筑物、线路和井巷的总称，由矿井的运煤、通风、运料、排矸、、排水、动力供应、通讯、监测等子系统组成。 第二章 1、简述三种采煤工艺 由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。 我国长壁工作面的采煤工艺主要有爆破采煤工艺、普通机械化采煤工艺和综合机械化采煤工艺三种。 （1）爆破采煤工艺： 爆破采煤工艺是用爆破方法破煤和装煤、输送机运煤和单体支柱支护顶板的采煤工艺，简称为“炮采”。 工艺过程：钻眼、爆破落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、推移输送机、支护、回柱放顶等主要工序。 特点是：爆破落煤，爆破及人工装煤，机械运煤。爆破采煤的工艺过程包括钻眼、爆破落煤和装煤、人工装煤、刮板输送机运煤、推移输送机、支护、回柱放顶等主要工序。爆破落煤的过程是：工人用煤电钻在煤壁上钻出1~3排、深度1.0~1.5m的炮眼，然后向炮眼内装炸药、雷管和填塞炮泥封孔，放炮工用起爆器引爆。 装煤：爆破装煤，爆破前，可弯曲刮板输送机在悬臂支架的掩护下靠近煤壁，爆破后，一部分煤进入刮板输送机的自装范围，自装率可达35%以上。 人工装煤机械装煤 （2）普通机械化采煤工艺： 普通机械化采煤工艺是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤、单体支柱支护顶板的采煤工艺，简称“普采”。其特点是用采煤机或刨煤机完成落煤和装煤工序，支护和处理采空区工序与炮采相同，仍需要人工来完成。普采又分为单一长壁普通机械化采煤和分层长壁普通机械化采煤两种。 （3）综合机械化采煤工艺： 综合机械化采煤工艺是用机械方法破煤和装煤、输送机运煤和自移式液压支架支护顶板
西安建筑科技大学 2020年攻读硕士学位研究生招生考试试题(答案书写在本试题纸上无效。考试结束后本试题纸须附在答题纸内交回)共2页考试科目:（829）采矿学 一、名词解释（共10题，每题3分，共30分） 1、露天开采境界 2、生产剥采比 3、最小工作平盘宽度 4、出入沟 5、最终边坡面 6、主运输阶段 7、矿块底部结构 8、主要开拓巷道 9、矿石贫化率 10、矿石稳固性 二、简答题（共5题，每题8分，共40分） 1、上向水平分层充填与下向水平分层充填采矿法在分层回采中铺设底板的作用有何不同？ 2、露天矿采装工作面包括哪些主要参数？ 3、请说明露天矿生产剥采比的变化规律，剥采比高峰期一般发生在哪个阶段？ 4、什么是连接平台？设置连接平台的目的是什么？ 5、地下矿山常见的联合开拓方法有哪些?什么情况下适合采用联合开拓法？ 三、论述题（共2题，每题10分，共20分） 1、什么是露天矿陡帮开采？其作业形式可分为哪几种？ 2、试述无底柱分段崩落法的覆盖岩层的作用、要求和形成方法。 四、识图题（共2题，每题10 分，共20 分） 1、下图为露天矿汽车运输的最小工作平盘宽度示意图。 请列出汽车运输时最小工作平盘宽度(B min)的计算公式，并注明各参数含义。 2、请标注下图中数字和字母代表的含义并给图命名。 五、计算题（共1题，每题20分，共20分） 1、已知某露天矿矿体水平厚度M=100m，最小工作平盘宽度为30m，挖掘机采矿平均生产能力为 20万吨/年，工作线由上盘向下盘推进，工作线长度为600m，汽车－挖掘机要求采区长度≥150m， 试计算该露天矿可能达到的生产能力。 六、综合应用题（共1题，每题20分，共20分） 1、某矿体埋深在地表以下300米左右，地表较为平坦，矿体倾向正北，倾角平均为70°，走向长 2000米，倾斜延深200米左右，厚度1.5-3米，矿石稳固，顶底板围岩都坚硬稳固，不透水，矿石和 围岩难氧化自燃。（1）根据上述条件，请选择合适开拓方案，并说明理由；（2）根据上述条件， 请选择合理采矿方案，并说明理由；（3）试问阶段巷道布置方式？并简述矿石运搬过程。 第1页，共4页第2页，共4页
采矿工程专业英语词汇手册（Glossary of Special English in Mining Engineering ） 采矿工程专业内部讲义 二零零七年三月 Content Chapter 3 .1 Mining method (1) Chapter 3 .2 Mine Preplanning (1) Chapter 3.3 Mine development (3) Chapter 4.1 W alling system introduction (3) Chapter 4.2 Ground control (4) Chapter 4 .3 Roof support system (5) Chapter 4.4 Longwall coal-getting machine (5) Chapter 4.5 Conveying system (6) Chapter 4.6 V entilation system (7) Chapter 5 Pillar system (8) Chapter 6 Roadway excavation and support (9) Chapter 7 Novel mining methods (13)
Chapter 3 .1 Mining method mining method 采矿方法； mining operation 采矿作业；transportation 运输； ventilation 通风； ground control 顶板管理； the cost of per ton of coal 吨煤成本；recovery 回采率； subside v. subsidence n.地表沉陷；subsidence control 地表沉陷控制cover 覆盖层； overburden 上覆地层； immediate roof 直接顶； floor 底板； dip （Pitch）倾角； hardness 硬度； strength 强度； cleavage 解理； gas，methane 瓦斯 daily operation 日常工作 single operation 单一工序 unit operation 单元作业 auxiliary operation辅助作业 cutting n. 切割，掏槽； blasting n. 爆破 loading n. 装煤 haul v. 运输，搬运 drainage n.排水 power n. 动力power Supply 动力供应communication n. 通讯lighting n.照明。 disruption in production 停产；reduction in production 减产；compromise 折衷 room and pillar 房柱式 by far 到目前为止 i n common with … 和…一样underground mining 井工开采outcrop 露头，露出地面的岩层；crosscut 联络巷、石门； drift 平硐； entry 平巷； development stage 开拓阶段；production stage 生产阶段； face 工作面。 continuous miner 连续采煤机；haulage capacity 运输能力； main entry 主巷。 barrier pillar 隔离煤柱； butt entry 区段平巷； property line 矿井边界线。shearer 滚筒采煤机 planer，Plow 刨煤机 surface mining 露天开采 auger mining 螺旋钻开采 rapid excavation 快速掘进hydraulic mining 水力采矿underground gasification 地下气化ocean mining 海洋采矿 Chapter 3 .2 Mine Preplanning Hercules【希、罗神】赫尔克里斯, 大力神--> Herculean, adj. 力气极大的；需要大力气的。herculean effort 巨大的努力inadequacy n.不足，缺乏。transportation facility 运输设备inflationary adj. 通货膨胀的,通货膨胀引起的<--inflation n.胀大, 通货膨胀, (物价)暴涨<--inflate v 膨胀，充气。