第一章 确定开采境界

露天开采考试复习试题名词解释工作帮：是指由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。

非工作帮:是指由非工作台阶组成的采场边帮顶帮：露天开采境界位于矿床上盘一侧的边坡面称为顶帮底帮：露天开采境界位于矿床下盘一侧的边坡面端帮：位于矿床两端的边坡面最终帮坡面:通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面,非工作帮坡面位于最终境界时称为最终帮坡面。

最终帮坡角：露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角工作平盘:在开采台阶上进行采掘运输作业的平台露天采场：开采所形成的系统、台阶和露天沟道总称为露天采矿场山坡露天矿：位于露天采场地表最终境界封闭圈以上的露天矿称为山坡露天矿强闭包：设r C是盈闭包s C的任意子闭包，若ω（r C)≤ω（s C），则s C称为强闭包技术境界：以固定边坡角的斜面作为边坡面的境界称为技术境界。

可爆性：岩石可爆性(爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度，它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现可挖性:岩石的可挖性是指岩石可挖掘的特性,它是一个受多因素影响的岩石铲挖阻力的总概念复垦率:复垦后可被利用的土地数量与被矿山占用和破坏的土地数量的比值，用百分数表示.露天矿生产能力：是指在具体矿床地质、工艺设备、开拓方法和采剥方法条件下，露天矿在单位时间内的矿石开采量和矿岩剥采总量。

第一章1请问露天开采有哪些特点?答：优点：A矿山生产能力大；B机械化程度高;C安全和劳动条件好；D矿石损失贫化小;E开采成本低;F基建期短缺点：A对矿床埋藏条件要求严格,合理的开采深度较浅；B占用土地多C受气候条件影响大；D破坏环境第二章1。

简述露天采矿设计程序1)初步确定露天开采境界2)初步确定矿山生产能力3)初步确定矿山总图布置及外部运输4)初步确定开拓运输方式及运装设备类型5)具体进行开拓运输布线6)修改调整并确定露天开采境界7)编制采掘进度计划,验证生产能力8)确定采掘设备数量及工艺参数9)具体进行总图布置及外部运输2。

可采矿量之比，即利润增量为零时的瞬时剥采比，也 称为盈亏平衡剥采比(breakeven stripping ratio)
gorq (Cm C p ) gp Rb Cw
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。

2 最终开采境界设计的手工方法
剥采比的概念 经济合理剥采比确定的其它方法 基本原理 最终开采境界设计的原则 最终开采境界设计的手工方法 最终开采境界的审核

2.1 剥采比的概念

境界剥采比：是指露天开采增加单位深度后所
引起岩石增量与矿石增量之比，也称为瞬间剥 采比。 平均剥采比：是指露天开采境界内总的岩石量 与总的矿石量之比。 生产剥采比：是指露天矿某一生产时期内所剥 离的岩石量与所采的矿石量之比。 分层剥采比：是指露天开采境界内某一水平分 层的岩石量与矿石量之比。
2.2 经济合理剥采比确定的其它方法
原矿成本比较法 价格法 金属成本比较法 储量盈利比较法

原矿成本比较法
用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地 下开采成本。
n jh
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离）， 元/t； b——露天开采的剥离成本，元/m3； γ——矿石容重，t/m3； CD——地下开采的原矿成本，元/t。
根据对矿石的需要量和勘探程度确定境界
(C D a)
b
关键是正确选取CD、a和b值。在矿山设计中，这几个数 据一般以邻近地区类似矿山的成本指标为基础。 应用条件：露采和地采的回收率和贫化率差别不大时； 粗略计算时。
价格法
露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。

三、应用品位-剥采比关系设计最终境界 经济合理剥采比与矿石品位密切相关，矿体品位变 化较大时，则应该考虑用品位-剥采比关系设计最终境 界。
矿体的地质品位是不断变化，如图14-15， 如果境界剥采比Ri和经济合理剥采比（盈亏平衡剥采 比）Rb相等，则此时的境 界剥采比即为最终境界剥采 g0 r q 比。 (Cm C p )
第二节 最终境界设计的手工法
一、基本原理 剥采比：剥离的岩石总量与采出的矿石总量之比。 Stripping ratio 平均剥采比：最终开采境界ABCD内岩石总量W(waste)与 矿石总量O (ore)之比，如图14-4。 用Ra 表示。Average stripping ratio
W Ra O
第七步：若Ri ≈ Rb ,则Hi 水平极为该地质剖面图上最 佳的开采深度；否则，重复第三步到第六步， 试算其 他深度方案，直 到Ri ≈ Rb 成立。
地质横剖面上的线段比是面积比的一种简单形式。 矿体走向较长，且矿体形态变化不大时，可运用 线段比来代替面积比，这样既可保证具有一定的精 度，又免除了求积仪就算面积的繁琐工作。
二、应用线段比法与面积比法确定最终开采境界 （一）地质横剖面面积比法确定长矿体的合理开采深度 第一步： 根据矿岩稳固程度与设备技术要求确定最终开采境 界的最小底宽Bmin及上下盘最终边坡角α 、β 。 第二步：在每一个地质横剖面图上确定出若干深度方案。 第三步： 对于某一剖面上的深度方案Hi，如图14-6，在Hi 水 平处选定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。
（四）最终开采境界的审核 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。对于采用地质横剖面法确定出的长矿体开采深度， 需要进行纵向的平面标高的调整。 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 断面上，如图14-11，连接各开采深度点，得到露天矿纵剖面图 上的理论开采深度。 第二步： 调整纵段面上的理论开采深度。调整后的最终境界内的平均 剥采比应小于经济合理剥采比，境界底平面的纵向长度应满足 最小运输线路的长度要求。

第一章概述1、矿山位置、企业性质和隶属关系矿区位于某县矿山属股份制私有企业，矿区经国土资源部门以拍卖形式获得采矿权。

图1矿区交通位置图2、矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况2.1矿山范围平面面积m2，开采标高。

采矿区范围拐点坐标见表一。

表1矿区拐点坐标一览表2.2矿产资源赋存据《普通建筑石料矿区普查地质报告》尚未考虑最终边坡上台阶的设置情况，估算的矿石量为万吨。

经计算，剔除预留边坡占有的资源量，实际可采矿石量约万吨。

开采技术条件根据矿区地形地貌，防止大暴雨期间小流域山洪暴发对矿山造成的危害，矿山最低开采标高为+36m。

剥采比：剥离物（覆盖层，风化基岩，夹石等）与矿石量之体积比较小。

采场最终边坡角53O采场最终底盘最小宽度不小于40m。

开采台阶高度16m。

开采台阶坡面角70O最终边坡台阶坡面角63O中深孔爆破安全距离不小于200m。

浅孔爆破安全距离不小于300m。

2.3工程地质矿区位于丘陵区，山体自然坡度一般15～40O。

地表土体（残坡积层）厚度不大，一般为0.5～2m，强风化层厚度不大，为2～3.5m。

基岩岩性为流纹质含角砾晶屑玻屑凝灰岩，矿区内见一条岩脉，位于矿区中部。

岩脉宽度10m，在采坑内出露，露头长度约80m，估计延伸长约190m，岩性为肉红色霏细斑岩，含有少量石英斑晶。

位于矿区中部波状弯曲延伸，总体走向80O，近直立。

区内节理裂隙发育一般，见一条南北走向的断裂（F1），位于矿区中部。

断裂破碎带宽度为1m，延伸长约35m，破碎带中的岩石风化强烈。

断面产状为83∠85。

围岩是强风化—中风化流纹质晶屑玻屑凝灰岩。

断裂破碎带中有泉水渗出，水量微弱。

水文地质条件简单，地表植被覆盖率约30%。

自然斜坡基本稳定。

采矿区范围开采标高+112～+36m。

矿区出露的凝灰岩具块状构造，产状稳定；基岩风化程度由地表向下为强风化—中风化，强风化层较薄，以中风化岩为主；节理、裂隙发育一般，岩石硬度中等；地表残坡积层厚度不大，地下水贫乏。

、
概 况
‘
。
白音文德尔格煤矿地处蒙古 国南部 ， 为高原型丘 陵地貌 。该 矿 区位 于那 林 苏 海 含 煤 盆 地 的 西部 ， 从 晚 二叠纪到早 中生代期间， 板块 内部发生 凹陷 ， 在那林苏 海地区， 被认 为是 一个 前 陆 型沉 积 盆地 ， 蒙 古 南 部 和 中 国北 部 出现 延伸 构造 和 沉积 。晚二 叠 纪 和 三叠 纪沉 积 物 大部 分来 自原 来 火 山弧 的上 升 区 域 ， 在 地 表 风 化 作 用 的影响下 沉 积到 内陆 盆地 中 ， 在 条 件温 暖 、 湿 润 的沼 泽地区， 如： 奥沃陶勒盖 、 察冈陶勒盖、 塔班陶勒盖等地 积 聚了 巨厚 的晚二叠 纪 的煤层 。 蒙古 南部 在 中生 代 侏 罗 纪一早 白垩 纪 燕 山期 ， 地 层褶皱隆起 ， 形成一系列 断陷盆地， 地壳收缩 ， 地貌上 表现为山脉 ， 盆地相问排列 ， 在这一地 区许多正断层被 激活形成逆 向断层。控制 了露天煤矿 的出露 ， 沿构造 方 向呈线 性 分 布 。之 后 ， 在各 个 断 陷 盆 地 中 沉 积 了 晚 白垩纪 红色 碎 屑 岩 沉 积 ， 和 下 覆 的侏 罗 纪 地 层 呈 角 度 不 整合 关 系。在 该 区分 布 广 大 ， 以 盛 产 恐 龙 化 石 而 闻 名 于世 。这 之后 ， 是整 个 蒙古 高 原 不 断隆 升 ， 风 化剥 蚀 的时期 ， 有少量的早第三纪红层和第三纪、 第 四纪松散 沉 积物 沉积 。勘查 区 内 以褶 皱 构 造 为 主 ， 断 裂 构 造 发 育。 二、 最 终 帮坡角 的确 定 根 据本 矿 田岩 性 ， 参 考 本 区 已经 开 采 的露 天 煤 矿 及 地质 报告 对 于最 终 帮 坡 角 的陈 述 ， 本 方 案 综 合 确 定 露天矿最终帮坡角为 ３ ８ 。 。但对于煤层底板倾角大于 ３ ８ 。 的４ ３ 。 ～ ４ ６ 。 部位 ， 本 方案 仍 以煤 层 底 板倾 角作 为最 终帮 坡角 ， 即最终 开采境 界不 破煤 层底板 。 三、 露天 矿开 采境界 的确 定 根据 已经 建 立 的 地 质 模 型 ， 统 计 了勘 探 区 内的 煤 层顶 板上 覆剥 离物 厚度 及垂 直剥 采 比分 布情 况 。 露天 矿开 采境 界 的确定 主要 根 据矿 田的 某一 境 界 垂直境界剥采 比等值线来确定露天矿深部 境界 ， 再依 据深部境界按照最终帮坡角反推至地表确定露天矿地 表境界的方法。为使露天矿 开采境 界更 加合理化 ， 对 确定露天矿开采境界的剥采 比方案进行 比选 ， 依据专 家 审查 意见 ， 共提 出以下 两 种前 提 、 五个 方 案 。 由于矿 区 内勘 探级别 的限制 ， 在 现有 条 件 下 ， 首采 区至 三 采 区

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。

露天采矿学露天开采_考试复习试题（DOC）露天开采考试复习试题名词说明工作帮：是指由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。

非工作帮：是指由非工作台阶组成的采场边帮顶帮：露天开采境界位于矿床上盘一侧的边坡面称为顶帮底帮：露天开采境界位于矿床下盘一侧的边坡面端帮：位于矿床两端的边坡面最终帮坡面：通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时称为最终帮坡面。

最终帮坡角：露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角工作平盘：在开采台阶上进行采掘运输作业的平台露天采场：开采所形成的系统、台阶和露天沟道总称为露天采矿场山坡露天矿：位于露天采场地表最终境界封闭圈以上的露天矿称为山坡露天矿强闭包：设rC 是盈闭包s C 的随意子闭包，若（rC ）（s C ），则s C 称为强闭包技术境界：以固定边坡角的斜面作为边坡面的境界称为技术境界。

可爆性：岩石可爆性（爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用下发生破裂的难易程度，它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现可挖性:岩石的可挖性是指岩石可挖掘的特性，它是一个受多因素影响的岩石铲挖阻力的总概念复垦率:复垦后可被利用的土地数量与被矿山占用和破坏的土地数量的比值，用百分数表示。

露天矿生产实力：是指在详细矿床地质、工艺设备、开拓方法和采剥方法条件下，露天矿在单位时间内的矿石开采量和矿岩剥采总量。

第一章 1 请问露天开采有哪些特点？答：优点：A 矿山生产实力大；B 机械化程度高；C 平安和劳动条件好；D 矿石损失贫化小；E 开采成本低；F 基建期短缺点：A 对矿床埋藏条件要求严格，合理的开采深度较浅；B 占用土地多C 受气候条件影响大；D 破坏环境其次章 1.简述露天采矿设计程序 1) 初步确定露天开采境界 2) 初步确定矿山生产实力 3) 初步确定矿山总图布置及外部运输 4) 初步确定开拓运输方式及运装设备类型 5) 详细进行开拓运输布线 6) 修改调整并确定露天开采境界 7) 编制采掘进度安排，验证生产实力 8) 确定采掘设备数量及工艺参数 9) 详细进行总图布置及外部运输 2.露天矿生产过程中的三个重要工程是什么？答：掘沟、剥离、采矿 3.露天开采程序是怎样的？答：1、地面打算；2、矿区防水与排水；3、矿山基建；4、日常生产；5、地表复原。

五、露天开采境界的确定方法（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。

目前我国绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小底宽的计算。

若采用折反式调车，则：Bmin＝Rcmin＋0.5bc＋2e＋0.5 lc （1－18）式中Rcmin——汽车最小转变半径；米；Bc——汽车宽度，米；e——汽车距边坡的安全距离，米；lc——汽车长度，米。

若采用回返式调车，则：Bmin＝2（Rcmin＋0.5bc＋e）（1－19）在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。

（二）选取露天矿边坡角最终边坡角的选取，对剥岩量影响很大。

在保证边坡稳定的前提下，边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边坡角选取。

类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的最小边坡角值。

（三）确定露天开采深度1、长露天矿开采深度的确定露天矿走向长度大时，首先在各地质横断面图上初定开采深度，然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。

（1）在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。

首先，在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案（图1－11）。

依据前面选定的最小底宽和边坡角，绘制开采境界图。

其次，针对各开采深度方案，用面积比法或线段比法计算其境界剥采比。

最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，与经济合理剥采比的水平线的交点深度，就是所要求的开采深度。

图1－11 长露天矿开采深度的确定图1－12 厚矿体的无剥离开采H1－最初确定的开采深度；H2－无剥离开采的深度H3－最终的露天开采深度至此，完成了一个地质横断面图上露天开采理论深度的确定。

按同样的方法，可将露天矿床范围内所有横断面图上的理论深度都确定下来。

应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的位置不易确定，有时按矿体厚度而不是最小底宽作图（图1－12 ），然后继续向下无剥岩采矿，直至最小底宽为止。

目录第一章概述........................................................... 3.1、................................................................. 矿山位置、企业性质和隶属关系 (3)2、................................................................. 矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况.. (4)2.1矿山范围.................................................... 4.2.2矿产资源赋存................................................. 4.2.3工程地质.................................................... 5.3、................................................................. 矿山现状、特点及存在的主要问题. (6)第二章编制依据........................................................ 6.1、编制依据的文件（批准书、委托书、协议等）； (6)2、................................................................. 编制依据的地质资料及有关矿山安全的基础资料. (6)3、................................................................. 编制依据的法规、规程、标准及技术规范. (7)第三章开采方案........................................................ 8.1、................................................................. 确定开采境界、开采规模和服务年限.. (8)1.1露天开采境界 ................................................... 8.1.2开采规模、服务年限 (9)2、矿床开拓、开采方式92.1矿床开拓.................................................... 9.2.2开采方式................................................... 1.03、采场及工业广场布置103.1采场布置................................................... 1.03.2工业广场布置................................................................ .1 .14、露天开采124.1露天采场最终边坡要素 (12)4.2开采顺序和推进方式 (13)4.3工作台阶要素............................................... 1.34.4开采工艺和爆破方案 (14)4.5运输系统 (21)5、供电、供水、压气、通讯 (24)5.1供电 (24)5.2供水 (25)5.3压气 (25)5.4通讯 (25)5.5供油 (25)6、主要设备 (26)第四章危害安全生产因素分析 (27)1、自然危害因素分析 (27)1.1矿区地质 (27)1.2矿床地质 (29)1.3水文地质条件 (30)1.4工程地质条件 (31)1.5内因火灾倾向 (31)1.6有毒有害物质 (31)1.7其他自然危害因素 (32)2、生产过程危害因素 (32)3、附属设施（炸药库、尾矿库、废石场等）危害因素分析 (33)第一章概述1、矿山位置、企业性质和隶属关系矿区位于广西省北海市XX县XX乡XX村侧XX米处，属XX 村管辖。

采矿学教学课件
——金属矿床露天开采
最终开采境界的确定
概述 最终开采境界设计的手工方法 价值模型 最终开采境界设计的计算机优化方法
1 概述
地质储量：根据地质钻探资料，运用地质统计 学方法等估算出来的矿物含量。
开采储量：技术上可行、经济上合理的地质储 量。
最终开采境界：圈定开采储量的三维几何体。 由底部周界、最终帮坡角、开采深度决定。
原矿成本比较法
用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地 下开采成本。n jh来自(CD a)b
式中，a——露天开采的纯采矿成本（不包括剥离）， 元/t；
b——露天开采的剥离成本，元/m3；
γ——矿石容重，t/m3；
CD——地下开采的原矿成本，元/t。
关键是正确选取CD、a和b值。在矿山设计中，这几个数 据一般以邻近地区类似矿山的成本指标为基础。
应用：国内外普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。 缺陷：只是概略的研究整个矿床的开采效果，并未细致
分析露天开采各过程的经济状态。 对于某些不连续的矿床，这个原则有时不适用。在这 种情况下，境界剥采比符合要求，但它的初期剥岩量 及平均剥采比都很大，在经济上明显不合理
平均剥采比不大于经济合理剥采比
实质：这一原则是针对露天开采境界内的全部矿岩量而
言，它要求用露天开采的平均经济效果（成本或盈利） 不劣于用地下开采。
应用或算：不该作连境为续界n的内j<矿的=n体平JH原，均则当剥的用采补比nj<充，=n。看JH即它确对是定于否出某满境些足界覆n后p<盖，=层n还JH很要原厚核则。
对于某些贵重的有色、稀有金属矿床或中小型矿山， 为了尽量采用露天开采以减少矿石的损失贫化，设计 中有时运用这个原则来确定境界，借此扩大露天开采 矿量。

魏家峁露天矿简介魏家峁露天煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗东部，魏家峁露天煤矿是魏家峁煤电一体化项目的两个子项之一，该露天矿田储量丰富，资源可靠，煤质为低硫高热值长焰煤，电煤市场条件明确，开发条件优越，适宜开发大型露天煤矿。

该矿一期规模6Ｍt/a，二期规模12Ｍt/a，配套电厂分别为4×600ＭＷ和8×600ＭＷ。

（一）露天矿特点：1、魏家峁露天矿是国内地形条件较复杂的露天煤矿。

黄土高原冲沟多、梁峁多。

设计根据上、下部不同的开采条件和开采对象，选择了不同的开采工艺。

2、魏家峁露天矿是目前国内剥采比较大的露天煤矿，毛煤平均剥采比为7.20m3/t，设计选择其中较小者做首采区（剥采比6.29m3/t）。

3、剥离物中黄土（在上部）最多，占57％。

设计选择适宜的开采设备（如汽车选大厢斗）。

4、煤层结构、构造简单，为单一的近水平的厚煤层，且赋存稳定。

设计对其上覆岩层选择了适合的开采工艺（倒堆工艺）。

煤比重1.49。

5、在天然冲沟上布置首采区、拉沟位置和排土场，同时也在天然冲沟上布设坝系工程防洪，效益风险共存，设计以工程治理方式确保露天矿生产安全。

6、魏家峁露天煤矿是魏家峁煤电一体化项目，电厂是煤矿的用户，主要目标市场明确，煤矿是电厂原（燃）料生产车间，用户可靠。

引言露天开采是指搬移土岩（剥离物）及采出矿石的总称。

搬移土岩的生产过程称剥离，开采矿石的生产过程称采矿。

露天开采的主要优点是：1、矿山生产能力大。

有的露天煤矿，年产煤量可达3000—5000万t，总剥岩量可达1亿到3亿t。

2、劳动生产率高。

国外有的露天煤矿，劳动生产率可达50～120t／人工，我国正在设计中的大型露天煤矿预计可达70t／人工。

3、成本较低。

露天开采的成本和剥采比、工艺、矿岩运距有密切联系。

只要剥采比不超过矿床赋存条件、矿物品位和工艺系统所要求的水平，露天开采成本一般可比地下开采低三分之一到二分之一。

4、安全程度高，劳动条件好。

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。

Rb gp Cw
g0 — 矿体的地质品位; gp — 精矿品位； q — 销售价格； Cw — 单位剥岩成本； Cm — 单位采矿成本； Cp — 单位选矿成本； r — 采选综合回收率。 通常，经济合理剥采比Rb可通过公式求出。 g0 r q (Cm C p ) gp Rb Cw
公式可以得出，品位越高，经济合理剥采比 就 越大。 如图14-13所示。相应的境界剥采比也就增加。 (一）横剖面与纵剖面上的最终境界设计
1、最终境界底位于岩石中的最终境界设计如图14-15： 第一步： 在上盘猜想的位置根据上盘帮坡角（β ）画一条直 线α α ’， 在图上量取岩石段 α ’e 的长度lW 和矿 石段ea的长度l0, 计算瞬时剥采比Ri。 r0和rw分别为矿石和岩石的体 积质量
（三）水平剖面面积法确定短矿体的开采深度 第一步：选择几个开采的深度方案，基于地质勘 探线剖面图绘制 出每一个深度方案所在 水平的平面图。如图14-8。 第二步：在各个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 界的平面的周界，再根据该水平境界的 底面与境界帮坡角确定出各地质勘探线剖面图上的相应地表开采 a b 境界。
2、境界底位于矿石中的最终境界设计 如图14-16，计算方法与前面一样， 第一步：根据上下盘帮坡角（α ，β ）和最小底 宽 Bmin，画出矿床模型剖面图的境界剖 面， 第二步：量取左边帮线岩石长度L w，和矿石段 长度L o， L o包括境界底线的一半，同样，量取右边帮线的岩石 长度L w，和矿石段长度L o， L o包括境界底线的一 半用。公式计算瞬时境界剥采比Ri 。
境界剥采比(瞬时剥采比）： 如果境界深度增加dH，境界变为A’ B’C’D’，境 界内岩石增加dW, 矿石增量为dO, 则dW与dO之比为。 用Ri 表示。Stripping ratio of increasing unit depth , 如图14-5所示。

第一章概述1、矿山位置、企业性质和隶属关系矿区位于某县矿山属股份制私有企业，矿区经国土资源部门以拍卖形式获得采矿权.图1 矿区交通位置图2、矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况2.1矿山范围平面面积m2,开采标高。

采矿区范围拐点坐标见表一。

表1 矿区拐点坐标一览表2.2矿产资源赋存据《普通建筑石料矿区普查地质报告》尚未考虑最终边坡上台阶的设置情况，估算的矿石量为万吨。

经计算，剔除预留边坡占有的资源量,实际可采矿石量约万吨.开采技术条件根据矿区地形地貌，防止大暴雨期间小流域山洪暴发对矿山造成的危害，矿山最低开采标高为+36m。

剥采比:剥离物(覆盖层，风化基岩,夹石等）与矿石量之体积比较小。

采场最终边坡角53 O采场最终底盘最小宽度不小于40m。

开采台阶高度16m.开采台阶坡面角70O最终边坡台阶坡面角63 O中深孔爆破安全距离不小于200m.浅孔爆破安全距离不小于300m。

2.3工程地质矿区位于丘陵区，山体自然坡度一般15～40O.地表土体（残坡积层)厚度不大，一般为0.5～2m，强风化层厚度不大，为2～3.5 m.基岩岩性为流纹质含角砾晶屑玻屑凝灰岩,矿区内见一条岩脉，位于矿区中部。

岩脉宽度10 m，在采坑内出露，露头长度约80 m，估计延伸长约190 m,岩性为肉红色霏细斑岩,含有少量石英斑晶。

位于矿区中部波状弯曲延伸，总体走向80O,近直立。

区内节理裂隙发育一般，见一条南北走向的断裂（F1)，位于矿区中部。

断裂破碎带宽度为1m，延伸长约35 m，破碎带中的岩石风化强烈。

断面产状为83∠85.围岩是强风化-中风化流纹质晶屑玻屑凝灰岩.断裂破碎带中有泉水渗出,水量微弱。

水文地质条件简单,地表植被覆盖率约30%。

自然斜坡基本稳定。

采矿区范围开采标高+112～+36m.矿区出露的凝灰岩具块状构造，产状稳定；基岩风化程度由地表向下为强风化—中风化，强风化层较薄,以中风化岩为主；节理、裂隙发育一般，岩石硬度中等;地表残坡积层厚度不大，地下水贫乏。

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。

露天开采境界确定方法露天开采工程是采矿工程中重要的组成部分，它涉及到资源部署、矿山赋能、开拓形状和尺度、矿山操作、矿产资源的长期收益与否等多个环节，它的安全性和经济性关系到矿山的整体质量和稳定性。

因此，进行有效的露天开采境界确定，具有重要的现实意义。

首先，必须对开采境界的基本概念进行界定，以便明确露天采矿可能涉及的范围和规模。

露天开采境界定义为：露天开采境界是指为了确保露天采矿安全运行和有效操作而进行的系统范围定义。

也就是说，露天开采境界确定基于现行的露天开采工艺，对用于开采的组合和设备、工艺设计、安全管理等等进行系统定义。

其次，应该明确露天开采境界确定的原则，以便建立一套完善的管理机制。

一般而言，露天开采境界确定的原则是以矿山安全、实用及节约为基础的，不仅要考虑到资源的收益性，还要考虑矿山安全、采矿规模及可行性等。

此外，在进行露天开采境界确定的过程中，还要遵循“节约利用、精细管理”的原则，以保证矿山开采的可行性。

再者，实施露天开采境界确定必须包括以下基本步骤：（1）现场勘探，了解和评估矿山状况及其开采条件；（2）对露天开采的设备、工艺设计以及安全管理的可行性进行评估；（3）确定有效的采矿范围和规模，并结合实践经验定期进行评估；（4）编制采矿历史记录，保持材料完整性。

最后，要建立完善的采矿境界管理体制。

基本上，管理体系应该包括四个层面：（1）原则层：确定采矿境界确定的基本原则和指导思想；（2）方针层：确定实施采矿境界确定的政策与措施；（3）管理层：制定具体的管理办法，具体的监督措施以及开采境界的定期监督；（4）审计层：对实施采矿境界确定的结果进行审计，确保采矿境界的安全。

总之，要进行有效的露天开采境界确定，必须从理论层面和实践层面考虑到各种因素，以确保采矿安全和可持续发展，特别是要建立起一套完善的露天开采境界确定机制，使其适应不断变化的环境状况。

采用有效的管理机制可以提高采矿效率，并有助于环境保护、资源挖掘和安全操作等方面的可持续发展。

第一章概述1、矿山位置、企业性质和隶属关系矿区位于某县矿山属股份制私有企业，矿区经国土资源部门以拍卖形式获得采矿权。

图1矿区交通位置图2、矿山范围、矿产资源赋存、工程地质等情况2.1矿山范围平面面积m2，开采标高。

采矿区范围拐点坐标见表一。

表1矿区拐点坐标一览表2.2矿产资源赋存据《普通建筑石料矿区普查地质报告》尚未考虑最终边坡上台阶的设置情况，估算的矿石量为万吨。

经计算，剔除预留边坡占有的资源量，实际可采矿石量约万吨。

开采技术条件根据矿区地形地貌，防止大暴雨期间小流域山洪暴发对矿山造成的危害，矿山最低开采标高为+36m。

剥采比：剥离物（覆盖层，风化基岩，夹石等）与矿石量之体积比较小。

采场最终边坡角53O采场最终底盘最小宽度不小于40m。

开采台阶高度16m。

开采台阶坡面角70O最终边坡台阶坡面角63O中深孔爆破安全距离不小于200m。

浅孔爆破安全距离不小于300m。

2.3工程地质矿区位于丘陵区，山体自然坡度一般15～40O。

地表土体（残坡积层）厚度不大，一般为0.5～2m，强风化层厚度不大，为2～3.5m。

基岩岩性为流纹质含角砾晶屑玻屑凝灰岩，矿区内见一条岩脉，位于矿区中部。

岩脉宽度10m，在采坑内出露，露头长度约80m，估计延伸长约190m，岩性为肉红色霏细斑岩，含有少量石英斑晶。

位于矿区中部波状弯曲延伸，总体走向80O，近直立。

区内节理裂隙发育一般，见一条南北走向的断裂（F1），位于矿区中部。

断裂破碎带宽度为1m，延伸长约35m，破碎带中的岩石风化强烈。

断面产状为83∠85。

围岩是强风化—中风化流纹质晶屑玻屑凝灰岩。

断裂破碎带中有泉水渗出，水量微弱。

水文地质条件简单，地表植被覆盖率约30%。

自然斜坡基本稳定。

采矿区范围开采标高+112～+36m。

矿区出露的凝灰岩具块状构造，产状稳定；基岩风化程度由地表向下为强风化—中风化，强风化层较薄，以中风化岩为主；节理、裂隙发育一般，岩石硬度中等；地表残坡积层厚度不大，地下水贫乏。