2003采矿学试题(B)

2003采矿学试题(B)及答案
2003.06.25
一、简答题（13小题，每小题4分，其中第7小题7分，共55分）
1．什么是境界剥采比？什么是经济合理剥采比？（4）
答：当境界深度增加dH时，境界内岩石增量与矿石增量的比值，称之为瞬间剥采比或境界剥采比(1)。

在一定深度范围内，随着开采深度的增加，利润增量逐渐减小，但还是大于零，这样会使总利润增加(1)。

当利润增量为零时，总利润达到最大值(1)，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或经济合理剥采比(1)。

2．用面积比法设计露天开采境界时，第一步骤做什么？(4)
答：根据开采与运输设备的规格(1)、边帮岩体的稳定性(1)及其力学性质(1)，选定最终开采境界的最小底宽及上下盘最终帮坡角(1)。

3．什么是价值块状模型？它有什么用途？(4)
答：价值块状模型即将要圈定的矿体及围岩划分成若干个立方块，每一块的特征值是假设将其采出并处理后能够带来的经济净价值。

块的净价值是根据块中所含可利用矿物的品位、开采与处理中各道工序的成本及产品价格计算的(2)。

价值块状模型是最终开采境界的计算机优化设计和开采计划优化的基础(2)。

4．什么是最小沟底宽度？其值取决于哪些因素？(4)
答：最小沟底宽度是满足采运设备基本的作业空间要求的宽度(2)，其值取决于电铲的作业技术规格、采装方式与汽车的调车方式(2)。

5．什么是组合台阶？采用组合台阶开采有何好处？(4)
答：组合台阶是将若干个（一般4个左右）台阶组成一组，划归一台采掘设备开采(1)。

这组台阶称为一个组合单元。

在组合单元中，任一时间只有一个台阶处于工作状态，保持正常的工作平盘宽度，其他台阶处于待采状态，只保持安全平台宽度(1)。

采用组合台阶开采是提高工作帮坡角的有效方法(2)。

6．确定边界品位常用的方法有哪两种？二者有什么差别？(4)
答：一是盈亏平衡品位法，二是最大现值法（Lane法）。

(1)
以盈亏平衡品位作为边界品位进行矿岩划分时，只要开采与加工一个单元地段能带来盈利，就将其作为矿石开采。

这样划分的结果是使总盈利达到最大(1)。

因此，盈亏平衡品位的计算实质上是从静态经济观点进行经济评价的(1)。

而最大现值法，考虑到了资金的时间价值（即同样数额的盈利在当前和几年后具有不同的经济效益），是动态经济评价指标(1)。

7．手工法编制露天矿采掘进度计划需要的基础资料主要有哪些？(7)
答：手工法编制露天矿采掘进度计划需要的基础资料主要有：
（1）地表地形图。

图上绘有矿区地形等高线和主要地貌特征。

(1)
（2）台阶分层平面图。

图上绘有每一个台阶水平的地质界线（包括矿岩界线）和最终境
界线。

(1)
（3）分层矿岩量表。

表中列出每一台阶水平在最终境界线内的矿石和岩石量。

(1)
（4）开采要素。

包括台阶高度、采掘带宽度、采区长度和最小工作平盘宽度、运输道路要素（宽度和坡度）等。

(1)
（5）台阶推进方式、采场延深方式、掘沟几何要素及新水平准备时间。

(1)
（6）挖掘机数量及其生产能力。

(1)
（7）选厂生产能力、入选品位及其他。

(1)
8．为什么说露天矿床开拓设计是露天开采设计中带有全局性的大问题？(4)
答：其一方面受所圈定露天开采境界的影响(1)，另一方面影响着基建工程量、基建投资和基建时间(1)，影响着矿山生产能力、矿石损失和贫化、生产的可靠性与均衡性以及生产成本(1)。

开拓系统一旦形成，若再想改造，则会严重地影响生产，造成很大的经济损失(1)。

因此说露天矿床开拓设计是露天开采设计中带有全局性的大问题。

9．汽车运输开拓有哪些优缺点？(4)
答：优点：与铁路运输开拓相比，汽车运输开拓抗线形式较为简单，开拓坑线展线较短，对地形的适应能力强，爬坡能力大，机动灵活，适于采用移动坑线，可设置多个出入口进行分散运输，适于强化开采。

(2)
缺点：吨公里运输费用高，设备维修复杂，需要熟练工人数量多，油料能源消耗量大，运行过程中产生的废气和扬尘污染大气。

(2)
10．采用平硐溜井开拓方式时，如何选择溜井的位置？(4)
答：溜井位置的选择应根据矿床的埋藏地点(1)，以采场和平硐的运输功最小、平硐长度小以及平硐口至选矿厂的距离最短为原则(1)。

溜井应布置在稳定性好的岩层中，应避开断层和破碎带，使溜井系统位于地质条件好的地层中(1)。

平硐的顶板至采场的最终底部开采标高应保持最小安全距离，一般不能小于20m(1)。

11．露天采矿中常用的控制爆破有哪些？各用于什么情况？(4)
答：露天矿山常用的控制爆破有：预裂爆破、缓冲爆破和光面爆破。

（1）
适用情况：
预裂爆破：适用于靠帮或并段时；(1)
缓冲爆破：位于预裂孔和主生产炮孔之间的一排炮孔为缓冲孔，缓冲孔与预裂孔同时起爆，或略迟于预裂孔起爆；(1)
光面爆破：在靠帮或并段的位置线、出入沟的两侧边界线上时使用。

（1）
12．提高挖掘机生产能力的途径有哪些？(4)
答：（1）结合矿山的设计生产能力，合理地选择挖掘机的类型与技术规格。

（1）
（2）优化爆破设计，改善爆破质量，以提高挖掘机采装效率与满斗系数。

（1）
（3）通过技术培训，提高挖掘机操纵人员的工作水平和熟练程度，以提高挖掘机的工作效率与生产能力。

（1）
（4）合理选择挖掘机的采装方式与运输设备的供车方式，以缩短挖掘机工作循环时间。

（1）
13．露天矿排岩技术与废石场治理方面的发展趋势主要表现在哪几个方面？(1)
答：（1）采用高效率的排岩工艺与排岩设备，提高排岩强度；(1)
（2）提高堆置高度，增加废石场单位面积的排岩容量，提高废石场的利用率，减少废石场的占地面积；(2)
（3）适时进行废石场的复垦，减少废石场对生态环境的污染。

(1)
二、绘出露天采场水平投影与剖面示意图，并解释出入沟、最终边帮和工作台阶的概念？（假设台阶高度为12m，台阶坡面角70º，安全平台宽5m，运输道路宽12m，道路坡度8%）（15）答：绘出采场正确的水平投影图（7分）；绘出采场剖面示意图（4分）。

出入沟：为了开采一个台阶并将采出的矿岩运出采场，需要在本台阶及其上部各台阶修筑至少一条具有一定坡度的运输通道，称为斜坡道或出入沟。

（2分）
最终边帮：推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面称为最终边帮。

（1分）
工作台阶：正在开采的台阶叫做工作台阶。

（1分）
三、试论述金属矿床开采的爆破生产工艺环节在整个生产过程中所起的作用（10分）。

答：金属矿床开采的生产工艺过程一般为：穿孔、爆破、铲装、运输与排岩，各工序环节相互衔接、相互影响、相互制约，构成了露天开采的最基本生产周期（2分）。

爆破是露天开采的一个重要工序。

通过爆破作业，将整体矿岩进行破碎及松动，形成一
定形状的爆堆，为后续的采装作业提供工作条件（2分）。

因此，爆破工作质量、爆破效果的好坏，直接影响着后续采装作业的生产效率与采装作业成本（2分）。

爆破参数设计不理想会产生较差的爆破效果，产生根底和较多的大块，铲车将无法进行正常的采装作业，生产效率大大降低（2分），从而增加生产成本，减小经济效益（2分）。

因此，爆破生产工艺是露天开采的一个非常重要的工艺环节。

四、计算题（20分）
. 1．已知某一个露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为40m，工作帮坡角15°，由上盘向下盘推进；工作线长度为1000m,采区长度为200m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力3000万吨是否可行。

(10分)
解：每个台阶可同时布置的挖掘机数为：
N
s
=L
b
÷L
c
=1000÷200=5(台)（2）
可同时采矿的台阶数为：
N
b
=B÷（1-tanθ×cotγ）÷（W+H×cotα）（3）
N
b
=150÷(1-tan15°×cot70°)÷(40+12×cot75°)=3.846(个)（2）
露天矿可能达到的生产能力为：
Pa=N
s
×N
b
×q=5×3.846×180=3461.4（万吨/a）>3000万吨/a（2）, 可行（1）。

2．下图为一个二维矿床价值模型，假定其中每一单元块为一正方形，最终境界帮坡角为45°（10分）。

（1）试用浮锥法确定最终开采境界（要求画出确定过程）；（7）
（2）计算最终境界总价值（3）。

答：（1）利用浮锥法确定最终开采境界过程如下：
（到少画出上述图中的四个，错一处扣1分。

最后两个要求必须画出，错一个扣两分）
（2）最终境界的总价值为：
(-2-1+3+2-1+1-2)+(-2+3+4+2-2)+(4+5+4)+(4)=+22 （计算结果正确得3分，计算结果错误得0分）。