露天开采境界的确定方法

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。

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。

露天开采境界确定方法
露天开采境界确定方法是一种采矿作业中的重要方法，用于指导
露天开采作业的进行。

目前，由于技术进步、露天采矿范围的扩大，
露天开采境界确定的规则日益复杂。

本文从三个方面重点阐述了露天
开采境界确定方法。

首先，在确定露天开采境界之前，必须弄清楚当前露天开采活动
正在开展的矿区的类型，以及经营范围大小，并划定出其区域范围。

通常情况下，按照矿石的自然更新率、采矿现有的技术能力等因素，
将整个矿区分割成一系列较小的矿区。

其次，通过现场测量、影像分析以及GPS定位等技术，确定每个
矿区的边界位置，并将其定义出来，以便在日后的管理和开采中使用。

最后，通过监测和分析，对矿山环境进行不断研究，形成一套针
对不同风险级别的管理措施，以确保露天开采作业的安全稳定。

总之，露天开采境界确定方法是露天开采作业中的重要方法，可
以有效地指导和管理露天开采作业，为实现安全、有效的露天采矿作
业提供强有力的保障。

nj
Cd a b
2）露天开采法采出的煤的成本与售价相等
nj
CL a b
3 确定开采境界的原则
境界剥采比不大于经济合理剥采比
nk<=nj
平均剥采比不大于经济合理剥采比
np<=nj
生产剥采比不大于经济合理剥采比
ns<=nj
境界剥采比不大于经济合理剥采比
实质：要求邻近露天开采境界的那层矿岩露天开采成
2 剥采比
剥采比：开采单位煤量所须剥离的岩石量。 m3/t 平均剥采比：露天开采境界内，全部岩石量与采出
煤量之比。 境界剥采比:当露天开采境界做少量变化(扩大或减
少△h )所引起的岩土量与煤量变化之比值。 生产剥采比:露天矿某一生产时期剥离的岩土量与采
出煤量之比。 经济合理剥采比：是指经济上允许的最大剥岩量与
比值V/P 确定露天矿场底宽 确定最终帮坡角 计算任何深度V P值
5 确定开采境界的步骤
3）V/P=CL-ａ/ｂ的深度 4）各断面合理深度进行调整 5）绘出处最终开采位置平面图
练习
已知某矿区地下开采单位煤量成本为A，露天开采 时纯采煤单位成本与剥离单位成本比为1：2，总单 位成本为地下开采时的75%，目前煤的售价为露天 开采单位总成本的2倍，试计算： 1）根据露天地下开采单位煤量成本相等，确定允 许的经济剥采比。 2）根据露天开采法采出煤的成本与售价相等，确 定允许的经济剥采比。
可采煤量之比。
平均剥平采均比剥的采含比义的含义
V
地表
C
DLeabharlann PAVB
np P
境界(瞬境间界)剥剥采采比比的含含义义
C'
C
地表
Vk
D D'

2018年10月12日
矿物资源工程专业主干课程
第 十 一 章
一、剥采比的概念
如图所示。
剥采比：每开采单位矿石量所需要剥离的岩石量。
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
露 3 3 3 天 计量单位用m /m 或 m /t或t/t表示。 开 采 剥采比是一个重要的 境 界 技术经济指标，关系到采 出矿石量、岩土剥离量以 及矿山的生产规模、服务 年限、生产成本等。
KL、KD —— 分别为露天开采和地下开采时每吨原矿的金 属产出率； n —— 剥采比； b —— 露天开采的剥离成本。
矿物资源工程专业主干课程
2018年10月12日
满足这一条件的经济合理剥采比为： 第 十 一 章 露 天 开 采 境 界
n jh
KL
DD b KD
DL
根据矿山实际条件，有的只计算到精矿的金属成 本，有的计算到冶炼后的金属成本。这这时就相应考虑
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
选矿回收率、贫化率及冶炼回收率等指标。
2018年10月12日
矿物资源工程专业主干课程
3、储量盈利比较法 以矿石的工业储量作为计算的基础，使露天开采出 第 来的矿石盈利等于地下开采出来的矿石盈利。 十 即： 1 一 U L nb U D 章
比较法
金属成本比较法
储量盈利比较法 产值法
（用于尚未确定矿 床开采方式）
经 济 合 理 剥 采 比 的 确 定
价格法
最低利润法 回收投资法
矿物资源工程专业主干课程
（用于己确定为露 天开采）
2018年10月12日
五、经济合理剥采比的比较法
第 十 一 章 1、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。 露天开采的原矿成本由纯采矿成本和剥离成本两部

2.4 境界圈定
1)确定最小底宽 矿体厚度 ＜ 最小底宽，最小底宽； 矿体厚度 ＞ 最小底宽，矿体厚度； 矿体厚度＞＞最小底宽； “多采矿、采好矿、少剥岩”
第2章 境界
2.4 境界圈定
2)确定最终边坡角
(1)边坡稳定考虑； 类比法，参照类似矿山的实际资料选取； 由研究部门通过系统的工程地质调查后，按照组成 边帮的矿岩物理性质、地质构造、水文地质等因素 用计算方法确定
3)确定原则
某种剥采比不大于经济合理剥采比的原则进行圈定；
第2章 境界
2.2 确定境界原则
3)确定原则 (1)境界剥采比不大于经济合理剥采比；
露天境界边界层矿石 的露采费用不高于地 采费用； 整体矿床开采的总体经济效益最佳的含义；
第2章 境界
2.2 确定境界原则
3)确定原则 (1)境界剥采比不大于经济合理剥采比；
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法；
A.单一有用成分矿床
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法；
A.单一有用成分矿床
第2章 境界
2.3 经济合理剥采比
1)比较法 (3)储量盈利比较法； B.多种有用成分矿床
一种是每种成分逐个计算方法； 二种把所有成分折合成一种主要成分来计算；
第2章 境界
2.4 境界圈定
2)确定最终边坡角 (3)缓倾斜矿体的最终边坡角；
边坡角大于矿体倾角，最 终边坡角应按矿体倾角布 臵，充分采出下盘矿石。
第2章 境界
2.4 境界圈定
3)确定开采深度 (1)境界剥采比的计算方法；
V n J lim H 0 A
第2章 境界

露天矿开采境界设计露天矿开采境界设计 (surface mining limits design)由露天矿采场底部平面、四周边帮和地表平面限定的可采空间的露天采矿工程设计。

它直接影响矿山生产能力、服务年限、开拓运输方式和矿山经济效益。

设计主要内容包括：剥采比计算、露天矿开采境界深度确定、采场边坡稳定性分析、采场边帮构成要素确定和露天矿开采境界圈定等。

剥采比计算剥采比是露天开采需剥离的废石量与采出的矿石量之比。

单位为t／t 或m3／m3。

按其作用不同，分为经济合理剥采比、境界剥采比、平均剥采比、分层剥采比和生产剥采比。

经济合理剥采比分摊到单位矿石的经济上允许的剥离量。

是确定露天开采境界设计深度的主要技术经济指标。

计算方法有原矿成本比较法、精矿成本比较法、盈利比较法和价格法。

世界各国采用的方法不尽相同。

美国露天矿开采境界设计采用价格法，计算时考虑了盈利指标。

前苏联采用露天开采与地下开采的精矿成本比较法。

选取矿石采选成本时，考虑了基建投资因素。

中国冶金露天矿开采境界设计常采用盈利比较法，即以露天开采和地下开采相同矿石储量获得的盈利相等为计算基础：N j = (Al- Ad) / bA l = Pl- alA d = Pd- ad式中Nj 为经济合理剥采比，t／t；Al，Ad分别为露天开采和地下开采单位矿石加工成精矿获得的盈利，元／t；b为剥离成本，元／t；Pl Pd分别为露天开采和地下开采的精矿价格，元／t；al为露天开采的精矿成本(不含剥离成本)，元／t；ad为地下开采的精矿成本，元／t。

中国冶金露天矿设计采用的经济合理剥采比数值，按矿岩体积计算，铁矿、锰矿、有色金属矿为5～10，冶金辅助原料矿为1～1．5，铝土矿、粘土矿为13～16。

境界剥采比 又称增量剥采比。

当露天开采境界延深深度为h 时，其周界增加的废石量△V 与增加的矿石量△Q 之比(图1a)。

用境界剥采比N k 在地质横剖面图上计算开采境界深度。

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。

n'b
D' uD
于是可得经济合理剥采比为：
nJ' H
r b
(uL
D'
' L
uD )
7.2.3 盈亏平衡法
盈亏平衡法合用于矿床单一露采旳情形。该措施要 求露采旳矿产品成本不得超出其销售价格，或者不
允许单位工业储量旳露采最终盈利不大于零，以确 保矿山不亏损。即
L' uL
L'
r
n'b
0
于是可得经济合理剥采比：
（3）生产剥采比不不小于经济合理剥采比原则
生产剥采比能够反应露天矿生产旳实际剥采比。所 以按nS≤nJH原则拟定开采境界，能够使露天矿任何 生产时期旳经济效果都不劣于地下开采。该原则中 旳生产剥采比，能够是均衡生产剥采比，也能够是 未均衡旳生产剥采比即时间剥采比。
按该原则圈定旳露天开采境界比按nP≤nJH原则圈定 旳小，而较按nJ≤nJH原则圈定旳大。所以，随之而 来旳初始剥离量和基建投资也较大。另外，因为生 产剥采比旳概念不易明确界定，加之它与采深旳关 系较为复杂而不易把握，因而该原则相应旳设计措 施旳可操作性较差。鉴于上述原因，这个原则极少 采用。
a
n' r
b
CD
于是可得：
n'
r b
(CD
a)
则经济合理剥采比即为 上式旳最大值，即
n' JH
r b
(CD
a)
（2）精矿成本比较法
该措施是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露 天矿旳精矿成本不不小于地采精矿成本。即
DL
n'b
DD
K L rK L
KD
于是可得精矿经济合理剥采比：

1露天开采1.1境界的确定1.1.1确定露天开采境界的确定应下列原则：1 应以“基础储量”为基础，并应充分利用资源。

2 露天采矿场的最终边坡应满足边坡稳定的要求。

3 露天境界底平台尺寸应满足铲装和运输设备要求。

4 中型以上露天矿境界宜采用计算机软件圈定。

1.1.2露天矿分期开采境界的确定应符合下列规定：1 采用分期开采的矿山，一期开采年限不宜小于10年。

2 分期开采过渡期间不宜使矿山减产或出现剥离洪峰。

一期宜为二期扩帮提供技术条件。

3 临时边帮上的安全平台宽度不应小于15m；采用陡帮扩帮作业时，在临时边帮上，每隔60~90m高度应布置一个宽度不小于20m的接滚石平台。

1.1.3露天采矿场最终边坡构成要素应符合下列规定：1 露天矿最终边坡应由台阶高度、台阶坡面角和安全平台、清扫平台、运输平台等要素所构成。

2 平台上设置排水沟时，其宽度应满足排水沟的设置要求。

3 最终台阶宜施行并段，并段台阶数不宜超过3个。

4 安全平台宽度不宜小于5m。

5 清扫平台宽度应满足清扫设备作业要求。

1.2采掘要素1.2.1台阶高度的确定应符合下列规定：1 需穿爆的矿（岩），台阶高度不应超过挖掘机最大挖掘高度的1.5倍。

2 不需穿爆的矿（岩），台阶高度不应超过挖掘机的最大挖掘高度。

1.2.2工作台阶坡面角可根据岩体结构面产状、岩体力学性质及水文地质特征通过计算确定，也可按围岩强度指标和围岩完整性特征通过类比法选取。

1.2.3最小工作平台宽度应按爆堆宽度、装载和运输设备所需宽度、动力管线布置方式，以及采剥作业的安全宽度等计算确定，也可按表7.2.3选取。

表7.2.3 最小工作平台宽度注：1 表中数值采用铁路运输时取上限，采用汽车环形运输时取下限；2 表内数值加上铁路中心线间距为双线运输时最小工作平台宽度。

1.2.4挖掘机最小工作线长度应满足挖掘机的正常作业和运输设备调车要求。

挖掘机最小工作线长度宜按表7.2.4选取。

表7.2.4 挖掘机最小工作线长度1.2.5段沟、出入沟及运输堑沟的沟底宽度应根据运输方式、掘进设备型号、岩石性质确定。

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。

c
d
第三步：将个地质勘探线剖面图上的地面界线点 投影到带有底部周界的平面图上，再一 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。
第四步：为了确定矿体端部的开采境界线需要切割出若干 个端部辅助剖面图。在各端部助剖面图上，依据端部境 界帮坡角确定出地表开采境界点,如图14-8。将该点投 影到水平剖面图上。连接各辅助剖面的地表境界点。即 形成端部开采境界。
lw rw Ri l0 r0
第三步：量取境界左帮线与底线左半段穿越的各矿石块的线段长 度；再量取境界右帮线与底线右半段穿越的各矿石块的线段长 度。用公式分别计算左右帮的瞬时剥采比。
ga
l
oi
g oi
l0
第四步：计算左右边帮平均品位，依据品位-剥采比关系图，读 取左右帮的经济合理剥采比； 第五步：如果计算的左右边帮的境界剥采比大于经济合理剥采比， 则重新确定境界位置，直到左右帮上的境界剥采比足够接近左 右帮的经济合理剥采比。 注意矿石段的品位为线段的平均品位。 3、最终境界底与一个边帮位于矿体 如图14-17。 这种最终境界的设计方法与最终境界底位于矿石中类似。
高度 I' 地表地形线
I
水平距离
第五步：在水平平面图上，根据确定出的地表境界内所 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Ri 。如图14-8
L SO SO2 1 Ri SO SO2 1
第六步：若Ri ≈ Rb ,则水平极为该地质剖面图上最佳的 开采深度；否则，重复第三步到第五步， 试算其他深 度方案，直到Ri ≈ Rb 成立。
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。

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。

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。

四、境界剥采比的计算方法
图 1－8 确定nj的线段比法
以上是以简单理想矿体为计算基础，若矿体复杂些如图1 －8，境界剥采比的计
算步骤如下：
首要确定露天矿底的延深方向，也就是将本水平露天矿底的坡底线与上水平的下
盘坡底线相连，得CC0。以此为基准线，依次从a、e、f、g、h、d作CC0的平行线，
交bc的延长线于a1、e1、f1、g1、h1、d1。这时，深度H的境界剥采比：
深，当两者成本相等时作为露采极限。此时：
∆A.aγ＋∆V.b＝∆A.CDγ
V
γ
A ＝ b （CD－ a） （1－12）
式中 ∆V——露天开采境延深后所增加岩石量，m3；
∆A——露天开采境延深后所增加矿石量，m3；
三、确定露天开采境界原则
其余符号意义同前。等式的左端为境界剥采比，右端
为经济合理剥采比，即：
露天矿山境界剥采比的计算方法
一、剥采比
二、经济合理剥采比的确定
三、确定露天开采境界原则
四、境界剥采比的计算方法
一、剥采比
1、平均剥采比（图1-1a）是指露天开采境界内总的岩石
量与总矿石量之比，即：
=
式中


np——平均剥采比，m3／m3或吨/吨
m3／吨；
Vp——境界内总岩石量，m3或吨；
Ap——境界总矿石量，m3或吨。
（1－1）
一、剥采比
2、分层剥采比（图1-1b）是指境界内某一水平分层的岩
石量与矿石量之比，即：
Vf
nf
Af
式中
（1－2）

nf——分层剥采比；
Vf——水平分层岩石量，m3或吨；
Af——境界内水平分层的矿石量，m3或吨。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
露天开采境界设计规范
1 最终边坡要素的确定，应符合下列规定：（1）台阶高度的确定应符合下表1 的规定；表1 台阶高度矿岩性质采掘作业方式台阶高度m 松软的岩土机械铲装不爆破不大于机械的最大挖掘高度坚硬稳固的矿岩爆破不大于机械的最大挖掘高度的1.5 倍砂状的矿岩人工开采不大于1.8 松软的矿岩不大于3.0 坚硬稳固的矿岩不大于6.0 注：挖掘机或装载机铲装时，爆堆高度不应大于机械最大挖掘高度的1.5 倍。

（2）台阶坡面角宜按表
2 的规
定选取；表2 台阶坡面角普氏系数f 14～8 7～3 2～1 台阶坡面角（&deg;）75～70 65～60 60～45 注：表中取值可根据节理、裂隙和层理等发育条件及逆边坡方向或顺边坡方向进行调整。

（3）安全平台宽度不应小于3m；最终台阶并
段时，可不设安全平台；（4）每隔2 个～3 个安全平台应设一个清扫平台。

人工清扫时，清扫平台宽度不应小于6m；机械清扫时，清扫平台宽度应按设备
要求确定，但不应小于8m；（5）露天矿最终边坡采用多台阶并段时，并段数不应大于3 个。

2 经济合理剥采比的确定方法，应符合下列规定：（1）经济合理剥采比宜采用盈利比较法计算；（2）当矿石价值不高，地下开采有盈利时，可采用成本比较法计算；（3）只适宜露天开采的矿床，可采用价格法计
算经济剥采比。

3 露天开采境界的圈定，应符合下列规定：（1）境界剥采比。

露天矿的边坡组成
a
b c d β h1 h2 h3 h4 β－最终边坡角，度； n－台阶数目； h－台阶高度，m； α －台阶坡面角，度； a－安全平台宽度，m； b－清扫平台宽度，m； c－水平运输平台宽度，m； d－倾斜运输平台宽度，m； n1、n2、n3、n4－分别为安全平台、清 扫平台、水平运输平台和倾斜运输平 台数目。 n1

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。
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；
P0——原矿的价格，元/t； δ——利润率 。
2.3 基本原理
地表 C' C b
D
W dW 矿体 A A' O
t
H
dO
B
dH
B' 45o
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，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， 也就找到了最终境界。
六、若Ri Rb，则Hi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。 试算其它深度方案，直至验 算成功。