露天开采境界(露天采矿学-设计原理)
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1.内容提要本节将介绍露天开采境界的组成及影响因素,几种常用剥采比的定义,确定经济合理剥采比的方法,境界剥采比的计算方法,确定露天开采境界的常用原则,工程中确定露天开采境界的基本方法和步骤。
2.概述——露天开采境界的组成及其影响因素㈠露天开采境界的组成及其影响因素露天开采境界是指露天矿开采终了(或某一时期)所形成的采场空间边界。
它由露天采场的地表境界(可以理解为“边界”)、底部境界和周围边坡组成。
露天开采境界设计就是要合理地确定露天矿的底部周界、最终边坡和开采深度。
由于矿床埋藏条件不同,在确定矿床开发方式时可能遇到下列三种情况:①矿床全部宜用地下开采;②矿床上部宜用露天开采而下部宜用地下开采。
矿体延伸较深或覆盖层厚度变化较大,只能用露天开采方法开采其部分储量,仍有相当大部分储量需用地下开采。
③用露天开采的矿床。
属这类矿床的有:上部覆盖岩层厚度不大,埋藏浅的水平或缓倾斜矿床;在圈定的境界外尚有少部分储量,不值得再用地下开采时,可扩大开采境界,将这部分储量用露天法采出;在圈定的境界外尚有相当大部分储量暂不宜用地下开采。
对于后两种情况,需要确定露天开采的合理界限,即露天开采境界。
限定露天开采境界的几何要素有:露天矿底平面的位置和形状、最终边坡角及开采深度。
合理确定露天开采境界极为重要。
露天开采境界的大小,将决定了露天矿的可开采工业储量和剥离岩石量,并将影响露天矿场内的矿岩量、露天矿的生产规模及服务年限、基建工程量、设备选型、劳动定员、成本等主要技术经济指标。
因此,合理确定露天开采境界,是露天矿设计的一项重要工作,这不仅是一个技术问题,也是一个经济问题。
影响露天开采境界的因素很多,归纳起来有以下几个方面:⑴自然因素包括矿体埋藏条件(如,矿体的产状,地质构造,矿石质量及其变化情况等)、矿床勘探程度及储量等级、矿石和围岩的物理力学性质、工程地质条件与水文地质条件、矿区地形及地物分布情况(如,河流、地面建筑物及厂房)等。
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。
露天开采境界:露天开采终了时形成的空间轮廓。
包括:地面境界AB 、边帮(AC,BD)、底部境界CD (地面境界是一封闭曲线)。
开采境界三要素:底部周界、最终边坡、开采深度作用:关系到露天矿的可采煤量、剥离岩量、生产能力、开采年限等主要技术经济指标,也影响到矿床开拓、运输的环节,最终影响到经济效果。
自然因素:包括矿床埋藏条件(如矿体形态、大小、厚度、倾角等)、矿石及围岩性质、地形,矿山附近的河流、湖泊、工程地质、矿石品位等。
技术组织因素:包括露天和地下开采的技术水平、装备水平,矿山附近的铁路、主要建筑物等对开采境界的影响。
经济因素:包括基建投资、基建时间和达产时间、开采成本和销售价格,开采过程中矿石的贫化和损失,以及国民经济的发展等。
边帮:由采场四周坡面及平台组合而成的表面总体。
工作帮GE 工作帮是由工作台阶组成的边帮,并随台阶的推进而向最终边帮 (非工作帮AG ,BF )靠近。
组合单元内的工作帮坡角一般定义为单元内最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线连成的斜面与水平面之间的夹角,计算公式为:θg式中,n 为组合单元中台阶的数目;Ws 为安全平台的宽度;W 为工作平盘宽度。
假设n=4,H=12m ,Ws=10m ,W=40m ,α=70。
,则求得 g =31.78。
工作帮坡角一般定义为最上一个工作台阶的坡顶线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角。
边帮角:工作边帮角φ 最终边帮角γ,β=-++arctg nH n W W nH tg s ()/2α4H Ws Wc W Ws Ws台阶—为了满足采掘需要而划分的具有一定高度的分层。
台阶通常以其下部平台的标高,命名为XX水平。
上部平盘1—台阶的上部水平面;下部平盘2—台阶的下部水平面;台阶坡面3—朝向采空区的台阶斜面;坡面角a—台阶坡面与下部水平面的夹角;坡顶线4—台阶坡面与上部水平面的交线;坡底线5—台阶坡面与下部平盘的交线;台阶高度h—上部平盘与下部平盘的垂直距离。
1、露天开采工艺:过程:穿孔—爆破—采装—运输—排卸工艺形式分为:间断式工艺,连续化工艺,半连续化工艺。
2、采掘进度计划的基本内容:露天矿采掘进度计划通常是以图表的形式来表示的。
它反映了矿山工程发展的时间、空间和采剥量三者应遵守的关系。
时间:露天矿建设起始时间,投产、达产时间,新水平投入生产的时间。
数量:基建工程量,逐年采掘的矿石量,剥离量,掘沟量,生产剥采比。
空间:各项工程的空间位置,各水平推进的超前关系,扩帮与延伸的关系。
3、采掘进度计划包括:①采掘进度计划表;②采掘水平分层平面图;③采矿场年末开采综合平面图;④产量逐年发展图表。
4、为什么要用境界剥采比不大于经济合理剥采比确定剥采关系?①基本含义是使紧邻露天开采境界那层矿岩的露天开采成本不大于地采成本或盈利不小于地采;②更深的含义是它使整个矿床开采的总经济效果最佳,而且使用起来方便,故普遍应用。
5、什么时候用比较法或价格法?①金属成本比较法:贫化率相差较大,而损失率接近,且精矿成本低于市场售价;②储量盈利比较法:回收率与贫化率有显著差别,稀有资源和矿产品价值很高地矿床;③价格法:只能用露天开采的矿床就不能用地下开采与之对比;④原矿成本比较法:露天开采和地下开采的矿石损失和贫化率相差不大,矿石不贵重,且地下开采有盈利等条件。
6、露天矿开采集境界组成三要素:采场底平面;露天矿边坡:开采深度。
7、平硐开拓法进行全面评价:特点:①借助开掘溜井和平硐来建立采场与地面的运输联系,只运送矿石,矿石靠自重运输;②只能作为运输的中间环节,不能独立完成露天矿的运输任务,需要有其他运输。
适用条件:适用于地形复杂,高差较大,坡度较慢,矿体在地面标高以上的露天矿。
优点:①缩短了运距,加速运输设备周期,可用少量运输设备完成大产量;②可以用地形高差,自重放矿,运营费用低;③减少了运输线路工程,基建投资少,基建时间短。
缺点:容易出现堵塞跄矿,井壁磨损,井底放矿粉尘严重,对要求一定块度而易粉碎的矿石,一般不宜采用。
tm ba C n D j /,3-=3 露天开采境界3.1经济合理剥采比3.1.1圈定境界的原则根据矿床的自身特点,开采境界的确定原则如下: (1)根据境界剥采比小于或等于经济合理剥采比确定境界,即j k n n ≤的原则;(2)东部境界与海新河的距离不小于200m 。
西部境界保证矿区铁路东岗站距采场边界安全距离不小于200m ;(3)露天矿正常开采时期的生产的成本一般不应超过地下开采生产成本或允许成本;(4)在经济因素的影响下,应尽可能多地圈定煤炭储量,以达到最大收益和最大程度地利用资源;(5)保证生产安全。
3.1.2经济合理剥采比露天开采境界的确定,实质上时剥采比大小的控制。
随着露天开采境界的延深和扩大,可采储量增加了,但剥离岩量也相应地增大。
合理的露天开采境界,就是指所控制点剥采比不超过经济上的合理的剥采比。
经济合理剥采比是露天矿最终境界的重要技术经济依据。
确定经济合理剥采比的方法有两类:一是比较法,即以露天开采和地下开采的经济效果作比较来计算;二是价格法,用露天开采成本和矿石价格作比较来计算。
抚顺煤田倾角30°~40°,属于倾斜煤田,上部煤层埋藏相对较浅,适宜露天开采,但随着开采深度的增加,剥离岩石量也不断增大,可利用地下开采。
因此,本设计选用露天开采和地下开采比较法来确定露天矿经济合理剥采比j n 。
(公式3.1) 式中:D C ——矿石地下开采成本,元/t ; a ——露天矿纯采矿成本,元/t ; b ——露天矿剥离成本,元/m 3;从抚顺东露天矿获得资料显示,矿石地下开采成本:305元/t ,露天矿纯采矿成本:30元/t ,露天矿剥离成本:40元/m 3。
计算可得:3.2境界的圈定tm n j /86.63=t m m CD m m m CD n yL yL H k /,3.1'/,'3330ηη*==→∆3.2.1确定合理的开采深度本设计中露天矿合理开采深度的确定选用方案分析法在地质图上确定,方法如下:(1)在地质剖面图上确定若干个境界深度方案,通过各深度绘出个方案底所在水平线,由于抚顺煤田埋藏条件较简单,故方案可少取一些。
露天采场(open pit)——曾称“露天矿场”、“露天掘场”。
具有完整的生产系统,进行露天开采的场所。
山坡露天矿(mountain surface mine)——在地表封闭圈以上进行露天开采的场所。
凹陷露天矿(pit mine)——在地表封闭圈以下进行露天开采的场所。
露天开采境界(pit limit)——露天采场开采结束时的空间轮廓。
【露天采场】边帮(pit slope)——又称“边坡”。
露天采场由台阶的坡面、倾斜坑线和平盘限定的表面总体及邻近岩体。
最终边帮(final pit slope)——露天采场开采结束时的边帮。
工作帮(working slope)——由正在开采的台阶部分组成的边帮。
非工作帮(non-working slope)——由已结束开采的台阶部分组成的边帮。
工作边帮面(working slope face)——通过工作帮最上台阶坡底线与最下台阶坡底线形成的假想平面。
非工作边帮面(non-working slope face)——通过非工作帮最上台阶坡底线与最下台阶坡底线形成的假想平面。
边帮角(slope angle)——又称“边坡角”。
边帮面与水平面的夹角。
【露天开采】底面(pit bottom)——露天采场的底部表面。
地表境界线(surface boundary line)——曾称“上部境界”。
露天开采最终边帮与地表的交线。
底部境界线(floor boundary line)——曾称“下部境界”。
露天开采最终边帮与底面的交线。
封闭圈(closed level)——地表境界线最低标高处的闭合形台阶坡底线。
底帮(foot slope)——位于露天采场矿体底板侧的边帮。
顶帮(top slope)——位于露天采场矿体顶板侧的边帮。
端帮(end slope)——位于露天采场矿体端部的边帮。
剥离(stripping)——在露天采场内采出剥离物的作业。
剥离物(overburden,spoil,waste)——曾称“废石”。
第一章矿体赋存条件 (2)1.1矿床地形 (2)第二章露天开采境界 (2)2.1 影响露天开采境界的主要因素 (2)2.2 确定露天开采境界的原则和方法依据 (3)2.2.1露天开采境界设计的考虑原则 (3)2.2.2确定露天矿境界的主要原则如下 (3)2.2.3露天矿境界确定的方法与原则 (4)2.3 确定境界所需的技术经济指标 (4)2.3.1经济合理剥采比的选定 (4)2.3.2露天矿的最小底宽 (4)2.3.3采场最终边坡角 (5)2.3.4台阶最终坡面角和台阶高度 (5)2.3.5安全平台和清扫平台及运输平台 (5)2.4 最终开采深度的确定 (6)2.4.1境界剥采比的计算 (6)2.4.2最终深度标高的确定 (7)2.4.3露天矿底部周界 (9)第三章露天矿爆破设计 (10)3.1 穿孔设备的选择 (10)3.2 爆破方法的选择 (11)3.3 爆破方法及爆破器材 (12)3.4 爆破参数的确定 (13)3.4.1孔距a和排距b (13)3.4.2填塞长度L2 (13)3.4.3 单孔装药量 (13)3.4.4 装药量验算 (13)第一章矿体赋存条件1.1矿床地形矿体多呈似层状,总体走向312°,倾向西南,平均倾角81°。
矿体赋存于角闪岩与黑云角闪斜长片麻岩接触部位,呈分支复合长条状产出;矿体出露地表最大标高953m,最低高标900m;矿体最高标高953m,最低标高819m;矿石主要有用组分是铁。
矿体赋存情况见下图所示。
图1-1 矿床地形图第二章露天开采境界2.1 影响露天开采境界的主要因素影响露天开采境界的因素有很多,归纳起来有以下三方面:1)自然因素。
包括矿体埋藏条件和矿体勘探程度及储量等级,矿石和围岩的物理力学性质及工程地质条件,矿区地形,水文地质条件。
2)经济因素。
包括矿石的质量和价值。
原矿和精矿的成本及价格。
基建投资和基建期限,国家及地区经济发展的方针及政策。
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 vn 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: kk kv 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 lv 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 kBv n p =(4) 生产剥采比:TT Tv 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: 2max 2T v n p = 最大生产时期的平均剥采比(6)初始剥采比: 00123v 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 an 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ΠΙ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ⅢΙΠ⑥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,投资回收期等。
综合上述指标确定境界较复杂,一般以其一目标为确定原则。
以某一境界露天矿开采的合理性为辅助原则。
1 n k =n j 的原则及其理论基础; 2 n p =n j 的原则及其理论基础; 3 n T =n j 的原则及其理论基础; 4 n T +n o =n j 的原则及其理论基础。
以下推导n νl ,n ν0=11 n k =n j 的原则及其理论基础;理论基础:露天开采边界层的成本或盈利等于井工边界层的成本或盈利。
b---露天剥离成本 元/m 3 a---露天纯采矿成本 元/m 3 Cp---井工开矿成本 元/m 3 ;k k k D v b p a p c +=k D k v c ap b -= k j n n =但本原则保证不了露天开采成本一定小于或等于井工开采的平均成本。
所以引出n p =n j 原则。
2 n p =n j 的原则及理论基础:理论基础——露天开采的平均成本或盈利等于井工开采的平均成本或盈利。
D vb pa c p +=D c a v p b -= p j n n =3 n T =n j 的原则及理论基础:理论基础——露天开采的生产成本和盈利,等于井工开采的成本或盈利。
本原则在考虑基建投资是不完善的,所以引出以下原则。
T T T D v b p a p c +=T D T v c a p b-= T j n n =4 n T +n o =n j 的原则及理论基础:理论基础——把基础工程量的投资摊到生产成本中去。
0T p n b n b a C ++= 0D T C a n n b-+= 0T j n n n += 在常规设计时,一般以n p =n j 为原则圈定露天开采境界,而用其它原则进行检验,因为n k =n j 的原则能满足成本最低、盈利最大。
条件假设:地形平坦、规则倾斜矿体,露天、井工联合开采。
联合开采成本最低,盈利最大设H η---露天、井工开采总成本()H f H η=2001()()()2H D D mx b H ctg ctg b m H x H H mC ηβγ=+++-+-()D H ctg ctg b ma mC ηβγ'=++-()0ctg ctg b ηβγ''=+> 存在极小值 令0η'= ()0D H ctg ctg b ma mC βγ++-= ()D C aH ctg ctg M b βγ-+=k j n n =得证设H S 为露天井工开采的总赢利 ()H S f H =c d ---露天采矿售价 元/m 3D d ---井工采矿售价 元/m 32001()()()()()2H l D D D S mx b H ctg ctg b m H x d a m H H d C βγ=--++--+-- ()()()H l D D S H ctg ctg b m d a m d C βγ'=-++---()0H S ctg ctg b βγ''=-+< 0H S '=()()()0l D D H ctg ctg b m d a m d C βγ-++---=()l D Dd a d C H ctg ctg m b βγ--++=k j n n =得证露天开采按k j n n =2001()()()()2Hl l S f H mx b H ctg ctg b m H x d a βγ==--++--()()Hl l S ctg ctg b m d a βγ'=-++-()0Hl S ctg ctg b βγ''=-+<()()0Hl l S ctg ctg b m d a βγ'=-++-=()ld aH ctg ctg m b βγ-+=k j n n =得证第四节 经济合理剥采比的确定1与井工相比较法2按露天采煤售价法3有附带矿场产品时j n 的确定4按投资经济效果折旧成本分析确定j n1与井工相比较法确定j nD j C a n b-= l j C a n b =+ l D C C = D C ---井工开采成本(元/m 3)→与露天矿 矿床地质赋予存条件相似的井工开采的成本a---纯采煤成本(元/m 3)b---纯剥离成本适应条件:矿石不贵重,且贫化损失不大时矿石贵重,且贫化损失较大时D j C a n b-=(m 3/m 3) ()()LD D j d a d C n b ---= (m 3/m 3) 2按露天采煤售价法,确定经济合理剥采比L j d a n b-= (m 3/m 3) 3有附带矿场产品时j n 的确定L j SL SL D C a n b k d C =+-=开采多种矿石时,确定经济合理剥采比是以一种矿石为主,其它矿石作为顺便采出,露天开采费用中可扣除顺便采出矿石的收益.SL k ---顺便采出的矿石与主要矿物之比SL d ---附带矿石的售价 元/m 3SL SL D j k b C a n b b-=+ (m 3/m 3)1i i n SL SL D j i k b C a n b b =-=+∑ (m 3/m 3) 4按投资经济效果折旧成本分析确定j n投资:K 元 T 年 f 利息 年产量A P21(1)()[1(1)(1)(1)]T T P L L K f A d C f f f -+=-+++++++(1)()(1)1TP L L T fK f A d C f +=-+- ()11(1)P L L TKf A d C f =--+ 1[1](1)L L P TKfd C A f =--+ 1[1](1)L L P TKfC d A f =--+ 1[1](1)j L P T Kf a n b d A f ∴+=--+1[1](1)L j P Td a Kf n b bA f -=--+ 经济合理剥采比随着国家经济状况发生变化第五节 境界剥采比n k 的确定四种方法: 1面积比法2投影线段比法 1 2 3是长露天矿境界剥采比的确定(4:1)≥ 3边邦线段比法4矿体投影面积比法 4是短露天境界剥采比的确定(4:1)< 1面积比法:在断面图上,确定H 以下深度的k n ,k n 等于保持最终邦坡角不变,矿山工程由H H延深致H深度时,增加采出的岩矿量面积之比露天矿底宽不等于矿床的底宽时露天矿底宽等于矿床底宽时露天矿底板作底邦时2按形成线段比法:断面图上确定H 深度狭的k n ,k n 等于岩 矿沿着投影基线(延深方向)在水平面上的投影线段之比.2211()()()()22v S H ctg ctg H H ctg ctg H ctg ctg H H ctg ctg γαγαβαβα=---+++ 21()()2HH ctg ctg H ctg ctg βγβγ=+-+ p S m H = ()v k p S H ctg ctg n S mβγ+== 0H →()k H ctg ctg n mβγ+= 3边邦线段比法在断面图上H 深度狭的k n ,k n 等于边邦上岩石线段与其边邦上矿石线段之比,根据线段比法: k AB n BC= ~ABD BEC k AB BD n BC BE ==4矿体投影面积比法(1)首先要求算某深度的k n(2)在纵横断面图上找矿岩和其边邦的交点(地表)(3)以其各交点向+1000水平作投影,将各相应的投影点连接起来,则得到岩矿投影面积令其S 为其岩矿矿体投影影响面积p S 为其矿的投影影响面积则:1k pS n S =- 1.6确定露天开采境界步骤及方法一倾斜 急倾斜矿床长露天矿开采境界确定步骤及方法(一)底宽 (二)最终帮坡角 (三)合理开采深度 (四)端邦的处理(五)底周界的圈定 (六)开采境界的确定及方法在确定境界前要首先定工艺类型、运轨类型、开拓、剥采程序等.然后分步进行(一) 底宽 以(1)保证人员设备的安全 (2)保证矿山工程要求 (3)经济合理的原则合理确定底宽1单斗电铲、铁道运轨平装车min 23k k B R e T h ctg α=++-k R ---电铲运转半径 m,e---电铲车辆边邦之间安全距离 m,T---车辆宽度 m,kh---电铲卸载高度 m, α台阶坡面角°.2铁道运轨上装车min 222k kB R e h ctgα=+-3汽车运轨时(1)迴返时min 22cB R e b=++ (2)折返时min 220.50.5c c B R e b l =+++保证经济上合理① 当min m B >时,按露天、地下盈利相等求底宽1()()D D l m d C B d a -=-()D D l m d C B d a -=-取:1min max{,}B B B =② 当min m B =时,取B=m③ 当min m B <时,取min B B =(二)最终帮坡角β、α的确定程序:①根据相似露天矿确定②然后校核修正③保证矿山工程的要求取:稳定边坡角与矿山工程要求的边坡角中小者为最终帮坡角.1111111n i i n nnn n i i i i i i i i i i h tg h ctg a b c d βα-=======++++∑∑∑∑∑∑ (三)合理开采深度的确定必须在底宽最终帮坡角确定后进行,在横断面图上确定露天开采深度的方法: 1分析法 2方案分析法 3图解法1分析法:由:()D C a H ctg ctg m bβγ-+= ()()D m C a H ctg ctg b βγ-∴=+ 2方案比较分析法:① 根据底宽、β、γ确定不同深度的边邦② 计算不同深度的k n③ 建立k n 与深度的关系.()k n f H =,画出曲线.④ ()k n f H =与()j n f H =相交,过其交点作垂线,则横轴上截距为该断面的合理深度H.3图解法:即直接在横断面图上,依据经济合理剥采比,确定露天开采的合理深度.一邦进行剥离其本质上是以原则:k j n n =i ij i iA B n B O =二邦进行剥离1分别在矿床顶底板地表线取i iji i i i j i iAC n C O B C n B D ==11i iA A BB 各点.2过11i iA AB B 分别作边邦最终帮坡角与其底板的交点分别为1C ,iD .3使:i ij i i AC n C O = i i j i iB C n B D = 步骤:(1)在顶、底板分别取A i 、B i 各点(2)通过A i 、B i 各点分别制作边邦交于顶底板C i 、D i 各点(3)分别延长A i C i 、B i D i 至O i 、O i ′,使之i ij i i AC n C O = i i j i iB C n B D = (4)连O i 及O i ′各点,相交于O 点,由点向上截取底宽作出边坡,则H 为所求合理采深.在地质纵断面图上确定露天矿坑底平面标高保证了断面图上的合理采深,不能保证整个露天矿的合理采深在地质纵断面图上确定露天矿坑底平面标高,保证了断面图上的合理采深,不能保证整个露天矿的合理采深.所以需将各断面进行调整.F F F F H H H H H H F HH 7654321地表51232436475合1max 0.50.522()che c c chn H h eb R l b e b R e b =--=+++=++53412min F F F F F ++--=(四)端邦的处理:原则:k j n n = 方法:方案分析法L kL3L 21Lspvs=f(L)Vk pS n S在纵断面图上:取位置1、2、3……,然后分别沿走向在垂直面投影,求出k n ,选出了若干端邦位置方案.各方案作出()k n f L =与()j n f L =的交点对应的L,即为合理的端邦位置.j k n n = (2)露天矿底周界的确定凋整原则:① 弯曲度应满足运输曲线半径的要求。