最终开采境界的确定
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《采矿学Ⅱ》作业与思考题§1 绪论露天矿台阶及采场的构成要素有哪些?最终边帮上各种平台的作用是什么?什么叫最终边坡角、出入沟?绘图说明。
§2 露天开采采装工艺1. 露天开采对爆破工作有哪些要求?如何才能改善台阶爆破的破碎效果?2. 台阶工作面的参数有哪些?图示说明。
3. 为什么公路转弯时需要将曲线段加宽并设置超高横坡?长大坡段需要规定坡长限制,直线段和曲线段之间设置缓和曲线有何意义?4. 什么叫两级矿量?什么叫储备矿量?为什么要有相应的储备矿量?5. 阅读有关“露天矿山铲-车优化配置”学术论文4-6篇以上,然后撰写一800字以上的综述。
6. 阅读有关“露天矿山土地复垦”方面的学术论文4-6篇以上,然后撰写一800字以上的综述。
7. 某露天台阶爆破的台阶高度H=14m,底盘抵抗线W底=5m,孔距a=6m,排距b=5m,布置5排孔,单位体积岩石用药量(即单位炸药消耗量)k=0.49kg/m3,要求一次爆破方量为2.6万m3。
求总装药量及炮孔数。
8. 露天矿的边坡爆破,为什么要采用光面爆破或预裂爆破?光面爆破和预裂爆破主要区别是什么?主炮孔和光面孔在间距、装药量和装药结构方面有什么不同。
9. 如何衡量露天台阶爆破的爆破效果?为了改善露天台阶爆破效果,你认为可采取哪些技术措施?某次露天台阶爆破的后冲严重,你认为可能是哪些原因造成的?10. 如何合理选择排土场的位置?§3 最终开采境界的确定1. 什么叫露天开采境界?它由哪几部分组成?试述平均剥采比.分层剥采比.生产剥采比.境界剥采比.经济合理剥采比的含义,并用图示之。
2. 简述按境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境界的含义及其优、缺点?3. 为什么要合理确定露天矿最终边坡角?如何合理确定露天矿最终边坡角?4. 简述境界剥采比不大于经济合理剥采比来确定露天开采境界的实质,及其优、缺点。
5. 阅读有关“露天矿山最终边坡稳定性”方面的学术论文5-8篇以上,并撰写一篇800字以上的综述。
矿床开采工程作业解答1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。
3.最终边坡角:为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角(一般为35~550)。
4.剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比):境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。
(或盈亏平衡剥采比)8.确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法。
10.台阶:露天开采是从地表开始逐层向下进行的,每一水平分层称为一个台阶。
11.工作台阶:正在开采台阶。
12.最终边帮(非工作帮):工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟:为了运输矿岩,在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角。
15.台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度:本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲(挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台:在开采过程中,工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置,而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度(或采区宽度)。
21.台阶的采掘方向:挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向:台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度:指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
最终开采境界的确定第一节概述应用第一章中讲述的方法得到的矿物储量是地质储量,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o o某一最大值(一般在35 55 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。
从充分利用矿物的角度来看,最终开采境界应包括尽可能多的地质储量。
然而由于几何约束的存在,开采某部分的矿石必须在剥离该部分矿石上面一定范围内的岩石后才能实现(图14 - 2 )。
剥离岩石本身只能带来资金的消耗,不会带来经济收入。
因此,从经济角度来看,存在一个使矿山企业的总经济效益最佳的最终开采境界。
在具有竞争性的市场经济条件下,矿山企业与其它行业的企业一样,需要盈利才能维持和扩大再生产,追求最大的经济效益是市场经济条件下矿山企业的主要经营目标之一。
因此,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。
然而,最佳开采境界的确定并非易事,它要求设计者具有较强的理论基础和较丰富的实践经验。
最终开采境界的设计从方法与手段上经历了三个阶段。
手工设计阶段:这一阶段的设计以经济合理剥采比为基本准则,在垂直剖面图和分层平面图上进行手工设计和计算。
手工方法在西方国家已成为历史,在我国矿山和设计院仍在使用。
计算机辅助设计阶段:这一阶段在方法上与手工阶段基本相同,以计算机为手段,设计过程在计算机屏幕上或数字化仪上进行。
采矿工程知识问答1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界。
3.最终边坡角:为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角(一般为35~55°)。
4.剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比):境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。
(或盈亏平衡剥采比)8.确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法。
10.台阶:露天开采是从地表开始逐层向下进行的,每一水平分层称为一个台阶。
11.工作台阶:正在开采台阶。
12.最终边帮(非工作帮):工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟:为了运输矿岩,在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角。
15.台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度:本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲(挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台:在开采过程中,工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置,而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度(或采区宽度)。
21.台阶的采掘方向:挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向:台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度:指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
露天矿开采境界的确定方法和步骤露天开采境界设计广泛采用h j j n n •≤原则进行确定,其方法和步骤为: (1)确定露天开采深度1)长露天矿开采深度的确定:走向长度大的露天矿,应先在各地质横剖面图上初步确定开采深度,然后再用纵剖面图调整露天矿底部标高。
从各个地质横剖图上初步确定的露天开采深度,由于各横剖面上矿体厚度和地形条件不同,所得的深度也高低不一,投影到地质纵剖面图上,连接各有关点,得出将是一条不规则的折线。
为方便开采和布置运输线路,须将露天采场的底部调整为同一标高,在长度允许下,也可将底平面调整成阶梯状。
这种调整的原则是,使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本平衡,并使剥采比尽可能小。
2)短露天矿开采深度的确定:走向很短、深度和宽度相对较大的露天矿,必须考虑端帮扩帮的影响。
在剖面图上不能把开采深度直接确定下来,需用平面图法计算出境界剥采比再确定露天开采深度。
具体步骤是,把预计几个可能深度的境界剥采比分别算出后,选取境界剥采比等于经济合理剥采比的阶段做为露天采场的底,则其深度即为露天矿开采深度。
(2)确定露天矿底平面周界1) 露天矿底的宽度。
露天矿底宽可能大于或小于矿体的水平厚度,但必须满足最小宽度的要求。
确定原则是,保证在全部露天开采范围内,矿石的回来率最高,而剥离的岩石量最少。
露大矿底平面最小宽度应保证生产安全和采掘运输设备的正常工作。
从矿山采剥工程要求来看,它相当于开段沟的掘进宽度,取决于掘进方法及设备类型和规格,按工作安全条件要求,一般不小于20~30m 。
2) 绘制露天矿底平面周界。
露天矿底平面标高及端部位置确定后,即可绘制出底平面的理论周界,绘制的方法是,以地质纵断面图上已调整的露天矿底部标高为准,在各地质横断面图上绘出露天采场的境界,将各地质横断面图上露天矿底平面的两端边界投影到该标高的分层平面图上,连接各点,即可得出底平面的理论周界。
为了便于采掘运输,露天采矿场底平面应尽可能保持平直。
1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界.3.最终边坡角:为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角(一般为35~550)。
4.剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比):境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比。
7.经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。
(或盈亏平衡剥采比)8.确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比。
9.确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法.10.台阶:露天开采是从地表开始逐层向下进行的,每一水平分层称为一个台阶。
11.工作台阶:正在开采台阶。
12.最终边帮(非工作帮):工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面。
13.斜坡道或出入沟:为了运输矿岩,在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线.坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线。
台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角.15.台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度:本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲(挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台:在开采过程中,工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置,而是应留下一顶宽度.留下的这部分叫安全平台.19.安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度(或采区宽度)。
21.台阶的采掘方向:挖掘机沿采掘带前进的方向.22.台阶的推进方向:台阶向外扩展的方向。
23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度.24.最小工作平盘宽度:指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
它与设备尺寸、采掘方式、供车方式有关。
露天开采境界确定的手工方法目前,在我国的露天开采设计中,广泛采用n j≤n jh原则确定境界。
现将确定露天开采境界的步骤和作法分述于下。
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,保证矿山工程正常发展。
采用铁路运输时,露天矿的最小底宽为Bmin=2Rwh+T+3e-h L cotα (8-18)式中 Bmin一一露天矿最小底宽,m;Rwh——挖掘机机体回转半径,m;T一一铁道线路宽度,m;h L一一挖掘机机体底盘高度,m;e一一挖掘机机体、边披及车辆三者间的安全距离,e=1.0~1.5m;α一一露天矿最下一个台阶的坡面角,(°)。
当采用汽车运输时,底宽应满足汽车调车要求。
当采用回返式调车时,其底宽为Bmin=2(Rcmin+0.5b c+e) (8-19)若采用折返式调车,则Bmin=Rcmin十0.5b c十2e+0.5l e (8-20)式中Rmin——汽车最小转弯半径,m;b c——汽车宽度,m;e——汽车距边坡的安全距离,m;l c--汽车长度,m。
在确定露天开采境界时,若矿体厚度小于最小底宽,底平面按最小底宽绘制;若矿体厚度比最小底宽大得不多,底平面可以矿体厚度为界;若矿体厚度远大于最小底宽,通常按最小底宽作图,并按下列因素确定露天矿底的位置:(1)使境界内的可采矿量最大而剥岩量最小;(2)使可采矿量最可靠,通常露天矿底宜置于矿体中间,以避免地质作图误差所造成的影响;(3)根据矿石品位分布,使采出的矿石质量最高;(4)根据岩石的物理力学性质调整露天矿底位置,使边坡稳固且穿爆方便。
二)、选取露天矿最终边坡角露天矿的最终边坡角,对剥采比有很大的影响。
随着开采深度增加和边坡角的减小,所需的剥岩量会急剧增加,因此从经济效果考虑,希望边坡角尽可能大;然而,有不少矿山由于盲目追求陡边坡而造成滑坡事故,严重影响生产。
因此,选择时应同时考虑安全因素和经济因素,在保证露天矿安全前提下,最终边坡角尽可能大些,以减少剥离量。
平泉金矿露天开采境界确定【摘要】本文用数据论证的方法,论述平泉露天矿露天最终开采境界的确定理由。
【关键词】露天矿;最终开采境界;确定一、提出问题露天开采最终境界的确定,是每个露天开采的矿山首先要论证的问题,只有通过细致的计算比较才能确定最终开采境界。
平泉矿也是这样。
二、数据论证最终露天开采境界的确定需要用以下几个方法计算对比:1.用经济合理剥采比验证。
(1)露天开采经济合理剥采比的计算验证。
第一,经济合理剥采比的计算。
以原矿成本法计算经济合理剥采比nj,nj=■=■=5.4t/t。
式中:c为地下开采每吨矿石成本:45元/t,a为露天开采每吨矿石采矿费用:7元/t,b为露天开采每吨废石费用:7元/t。
第二,经济合理剥采比的应用。
除其计算原则为应用原则外,还有生产期间的生产剥采比不应大于经济合理剥采比,否则就坑内开采。
一般规律是境界内平均剥采比的1.2倍,即为正常年份的生产剥采比。
据此限定境界内平均剥采比为5.4÷12=4.5t/t。
(2)露天采场边坡参数的确定。
i号矿带(或称矿化蚀变带):金矿化主要产于蚀变花岗班岩体中上部,呈浸染状-细脉状分布,矿化带受f0、f2、f4构造破碎控制,矿化带宽度大于50m~300m,长度大于800m~100m,深度大于500m。
矿体的上下盘均为花岗班岩。
根据矿岩、物理机械性质,水文地质及矿山实例,比照确定以下参数:台阶坡面角70?;台阶高度10m;安全崖道宽3m;清扫平台宽度10m,每三个安全崖道留一个清扫平台;运输道宽度8m;运输道回头曲线半径20m;运输道纵坡10%,每一个台阶留一个长30m坡度为0%的缓坡段。
(3)境界圈定。
第一,约束条件。
除境界内平均剥采比不得大于4.5t/t外,还有沟内公路及沟内水系不能破坏,境界内的矿量应保证十年左右生产期限,基建剥离量尽量减少,露天采矿场底宽不应小于30m。
第二,圈定方法。
应用平面圈定法。
第三,露天采矿场深度(底)的确定。
1.技术上可行和经济上合理的开采地质储量,称为开采储量。
2.圈定开采储量的三维几何体称为最终开采境界.3.最终边坡角:为满足边坡稳定性要求,边坡坡面与水平面的夹角(一般为35~550)。
4.剥采比:剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。
5.平均剥采比:最终开采境界内岩石总量与矿石总量之比6.境界剥采比(瞬时剥采比):境界增加单位深度,境界内剥离的岩石增加与矿石增量之比.7.经济合理剥采比:利润增量为零时的境界剥采比称。
(或盈亏平衡剥采比)8.确定最终境界的准则:境界剥采比(瞬时剥采比)等于经济合理剥采比.9.确定最终开采境界的方法:线段比法与面积比法。
10.台阶:露天开采是从地表开始逐层向下进行的,每一水平分层称为一个台阶。
11.工作台阶:正在开采台阶。
12.最终边帮(非工作帮):工作线推到最终境界线的台阶所组成的空间曲面.13.斜坡道或出入沟:为了运输矿岩,在本台阶与上一个台阶之间修筑的具有一定坡度的运输道。
14.台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成.坡顶线:台阶坡面与台阶坡顶面的交线。
坡底线:台阶坡面与台阶坡底面的交线.台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角.15.台阶高度:台阶坡顶面与坡底面的垂直距离。
16.台阶宽度:本台阶的坡顶线与上一台阶的坡底线之间的距离。
17.露天矿采掘设备包括:牙轮钻、电铲(挖掘机)、汽车、火车等。
18.安全平台:在开采过程中,工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置,而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
19.安全平台的作用:收集上部台阶滑落的碎石和阻止大块岩石滚落。
20.爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度(或采区宽度).21.台阶的采掘方向:挖掘机沿采掘带前进的方向。
22.台阶的推进方向:台阶向外扩展的方向.23.工作平盘的宽度包括采区宽度和安全平台宽度。
24.最小工作平盘宽度:指刚好满足采运设备正常作业要求的工作平盘宽度。
它与设备尺寸、采掘方式、供车方式有关.25.安全挡墙:在工作平盘的外沿,随时堆筑的一道安全挡墙。