第2章 露天开采境界.pdf

2009-11-41 第1章 最终开采境界第1章 最终开采境界 本章主要内容本章主要内容 1.1. 露天开采境界定义及其确定/计算露天开采境界定义及其确定/计算 2.2. 剥采比剥采比 3.3. 经济合理剥采比及其确定经济合理剥采比及其确定 4.4. 露天开采境界构成要素及其确定露天开采境界构成要素及其确定 5.5. 露天矿开采终了平面图的绘制露天矿开采终了平面图的绘制 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-42 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 1. 开采境界的意义、组成及影响因素1. 开采境界的意义、组成及影响因素 意义意义露天开采露天开采终了终了时或时或某一时期某一时期所形成的空 间轮廓/空间边界 所形成的空 间轮廓/空间边界 组成组成露天采场地表境界、底部周界、四周边坡露天采场地表境界、底部周界、四周边坡 2009-11-43 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 1. 开采境界的意义、组成及影响因素1. 开采境界的意义、组成及影响因素 2009-11-44 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 1. 开采境界的意义、组成及影响因素1. 开采境界的意义、组成及影响因素 矿床开采设计的三种情况矿床开采设计的三种情况 1地下开采 2露天地下联合开采 3露天开采1地下开采 2露天地下联合开采 3露天开采 露天开采境界对矿山生产的重要影响露天开采境界对矿山生产的重要影响 1 生产规模和服务年限∵ 境界→采剥总量1 生产规模和服务年限∵ 境界→采剥总量 2 基建投资，投产、达产时间2 基建投资，投产、达产时间 3 影响矿山经济指标3 影响矿山经济指标 －设备数量、矿山人员、矿石成本－设备数量、矿山人员、矿石成本 4 开采境界位置和演化→采剥程序/生产能力/基4 开采境界位置和演化→采剥程序/生产能力/基 建工程量→总体经济效果建工程量→总体经济效果 2009-11-45 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 1. 开采境界的意义、组成及影响因素1. 开采境界的意义、组成及影响因素 影响露天开采境界确定的因素三个方面影响露天开采境界确定的因素三个方面 1自然因素1自然因素 矿床埋藏条件，矿床勘探程度，储量等级，矿岩性 质，工程地质，水文地质，矿区地形河流/湖泊 矿床埋藏条件，矿床勘探程度，储量等级，矿岩性 质，工程地质，水文地质，矿区地形河流/湖泊 2经济因素2经济因素 矿石质量与价值，原矿与精矿成本与价格，基建投 资与建设期限，资金的时间效应，国家/地区的经 济发展方向 矿石质量与价值，原矿与精矿成本与价格，基建投 资与建设期限，资金的时间效应，国家/地区的经 济发展方向 3技术组织因素3技术组织因素 开采技术水平与发展进步趋势露天－地下，装备 水平，矿山附近交通条件，建构筑物设施，制约与 促进其应用推广的技术组织条件 开采技术水平与发展进步趋势露天－地下，装备 水平，矿山附近交通条件，建构筑物设施，制约与 促进其应用推广的技术组织条件 2009-11-46 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 剥采比剥采比开采单位矿石量所需剥离的岩石量开采单位矿石量所需剥离的岩石量 单位单位m m3 3/m/m3 3，t/t 1平均剥采比 ，t/t 1平均剥采比 露天开采境界内总的岩 石量与总矿石量之比，即 露天开采境界内总的岩 石量与总矿石量之比，即 意义意义总体经济效果标志,设计参照指标衡量设计指标总体经济效果标志,设计参照指标衡量设计指标 1n 采出矿石量 剥离岩石量 剥采比 采出矿石量 剥离岩石量 剥采比 p p p A V n p A p V 2009-11-47 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 2分层剥采比2分层剥采比 露天开采境界内某一个水平分层岩石量与矿石量之比， 即 露天开采境界内某一个水平分层岩石量与矿石量之比， 即 意义意义理论分析的参照指标，可以作为计算平均剥采比 和估算均衡生产剥采比的基础数据 理论分析的参照指标，可以作为计算平均剥采比 和估算均衡生产剥采比的基础数据 f f f A V n f A f V h 2009-11-48 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 3生产剥采比3生产剥采比 露天矿投产后某一生产时期的剥岩量与采矿量之比， 即 露天矿投产后某一生产时期的剥岩量与采矿量之比， 即 意义意义理论分析的参照指标，可以作为计算平均剥采比 和估算均衡生产剥采比的基础数据 理论分析的参照指标，可以作为计算平均剥采比 和估算均衡生产剥采比的基础数据 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 s s s A V n s A s V h 2009-11-49 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 4境界剥采比4境界剥采比 假设露天开采境界的最终边坡角与底部宽度固定不 变，其深度由 假设露天开采境界的最终边坡角与底部宽度固定不 变，其深度由H - -△△H延伸到延伸到H，，△△H →→0时境界内的岩石 增量与矿石增量之比的极限，即 时境界内的岩石 增量与矿石增量之比的极限，即 意义意义是一种边界值，设 计中用于露天开采境界的 经济分析 是一种边界值，设 计中用于露天开采境界的 经济分析 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 1 0 limn Δ Δ →Δ→ΔΔ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ H H j A V A V AΔ Δ VΔ Δ △△H H 2009-11-410 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 5经济合理剥采比5经济合理剥采比 露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量 意义意义理论极限值，是露天开采境界设计的主要依据理论极限值，是露天开采境界设计的主要依据 确定方法确定方法比较法，价格法比较法，价格法 6储量剥采比6储量剥采比 露天开采境界内依据地质勘探报告所计算的岩石量和 矿石量之比，即 露天开采境界内依据地质勘探报告所计算的岩石量和 矿石量之比，即 意义意义用于设计计算，依据地质资料确定用于设计计算，依据地质资料确定 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 0 0 n A V 2009-11-411 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 7原矿剥采比7原矿剥采比 同一露天开采境界内考虑开采损失和贫化后得出剥离 岩石量与采出矿石量之比，即 同一露天开采境界内考虑开采损失和贫化后得出剥离 岩石量与采出矿石量之比，即 意义意义用于方便生产统计用于方便生产统计 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 n A V 2009-11-412 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 储量剥采比与原矿剥采比关系储量剥采比与原矿剥采比关系 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 n A V 0 0 n A V 0 0 αααα α αα α ρ ρ − − − − 0 1 A A η η ρ ρ η η η η − − 1 0 A A 实际贫化率、实际回收率、视在回收率分别定义为 根据露天开采境界内开采前后矿岩总量相等，即 实际贫化率、实际回收率、视在回收率分别定义为 根据露天开采境界内开采前后矿岩总量相等，即 00 AVAV , 1 1 − − ∴∴ η η n n 11− − η ηnn 05. 195. 0 η η 2009-11-413 2. 剥采比的概念2. 剥采比的概念 露天开采境界的露天开采境界的相对性与变化性相对性与变化性 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 nj81，，2150360366m，，T27～～28 nj121，，22501000438m 2009-11-414 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 1矿床开采方式的选择1矿床开采方式的选择 只宜常用露天开采的矿床只宜常用露天开采的矿床 ①埋藏不深；②覆盖层薄/无覆盖层的厚大矿体；①埋藏不深；②覆盖层薄/无覆盖层的厚大矿体； ③矿产品的现行价格低于地下开采成本③矿产品的现行价格低于地下开采成本 技术上只能采取露天开采的矿床技术上只能采取露天开采的矿床 ①各类地表砂矿床；②高硫易燃矿床；①各类地表砂矿床；②高硫易燃矿床； ③矿岩松碎破裂并已产生移动的矿床；③矿岩松碎破裂并已产生移动的矿床； ④表土含泥过多的矿床；⑤涌水量特别大的矿床④表土含泥过多的矿床；⑤涌水量特别大的矿床 ⑥含放射性元素和氡的矿床；⑥含放射性元素和氡的矿床； ⑦对矿石分采、分运和配矿要求严格的矿床⑦对矿石分采、分运和配矿要求严格的矿床 对采用何种开采方式、露天-地下开采的经济合理性 尚难直观判断的矿床，需要利用 对采用何种开采方式、露天-地下开采的经济合理性 尚难直观判断的矿床，需要利用njh确定分界线。确定分界线。 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-415 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 成本较法 价格法 成本较法 价格法 原矿成本法原矿成本法－采矿成本－采矿成本 精矿成本法精矿成本法－采矿成本选矿成本－采矿成本选矿成本 冶炼成本法冶炼成本法 －采矿成本选矿成本冶炼成本－采矿成本选矿成本冶炼成本 njh确定确定 多种有用成分矿床经济合理剥采比的计算多种有用成分矿床经济合理剥采比的计算 ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ 2009-11-416 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅰ 原矿成本比较法Ⅰ 原矿成本比较法 计算基础计算基础原矿原矿 原理原理将原矿地采成本作为露采成本的上限将原矿地采成本作为露采成本的上限 露采成本露采成本 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 ;m/, 3 元元nbaC L γ γt /, 元元b n aCL γ γ 露天开采的基本条件露天开采的基本条件 DL CnbaC≤ ≤ γ γ DL Cb n aC≤≤ γ γ b aCD n jh − − ∴∴ γ γ 2009-11-417 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅰ 原矿成本比较法Ⅰ 原矿成本比较法 影响因素影响因素P138 优点优点方法最简单－基础数据少，数据来源方便方法最简单－基础数据少，数据来源方便 缺点缺点没有考虑矿石损失与贫化的影响没有考虑矿石损失与贫化的影响 适用条件适用条件矿石损失与贫化/废石混入率相当/不大，矿石损失与贫化/废石混入率相当/不大， 矿石不贵重，地下开采有盈利矿石不贵重，地下开采有盈利 应用情况应用情况 金属矿山/化学原料矿山建设前期金属矿山/化学原料矿山建设前期 非金属矿床开采设计、可行性研究非金属矿床开采设计、可行性研究 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-418 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅱ 精矿成本比较法Ⅱ 精矿成本比较法 计算基础计算基础精矿或矿产品精矿或矿产品 原理原理露采精矿成本不大于地采精矿成本露采精矿成本不大于地采精矿成本 成本关系成本关系 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 D D LL L K D K nb K D ≤≤ γ γ n jhLD D L DD K K b −−∴∴ γ γ 2009-11-419 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅱ 精矿成本比较法Ⅱ 精矿成本比较法 具体应用情况具体应用情况 计算到精矿金属成本－最常见计算到精矿金属成本－最常见 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ − − − ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ − − − ∴∴ LD DDD LLL DD bεραρα εραραγ εραρα εραραγ ] 1[ ] 1[ n 0 0 jh ,ε εα α Kρ ρα αρ ρα αα α 1 0 − − 计算到冶炼金属成本计算到冶炼金属成本ε εε εα α K ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ − − − ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ − − − ∴∴ LD DDDD LLLL DD b 0 0 jh ] 1[ ] 1[ n εεραρα εεραραγ εεραρα εεραραγ 2009-11-420 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅱ 精矿成本比较法Ⅱ 精矿成本比较法 影响因素影响因素贫化率数据获取的主观影响贫化率数据获取的主观影响 优点优点考虑了贫化率差别，体现露采优越性考虑了贫化率差别，体现露采优越性 缺点缺点没有考虑矿石损失的因素，没有考虑矿石损失的因素， 基础数据来源困难，计算繁琐基础数据来源困难，计算繁琐 适用条件适用条件 废石混入率相差较大废石混入率相差较大 矿石损失率接近/不大矿石损失率接近/不大 精矿成本低于市场价格/不贵重矿石精矿成本低于市场价格/不贵重矿石 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-421 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅲ 冶炼成本比较法Ⅲ 冶炼成本比较法 计算基础计算基础矿石工业储量矿石工业储量 原理原理以地采矿石盈利作为露采矿石盈利的下限以地采矿石盈利作为露采矿石盈利的下限 盈利关系盈利关系 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 DL U nb U≥−≥− γ γ n jhDL UU b −−∴∴ γ γ ][ LLDDDDLL DDKKP b ηηηηηηηη γ γ −−−− 2009-11-422 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅲ 冶炼成本比较法Ⅲ 冶炼成本比较法 优点优点考虑了矿石损失与贫化差别，考虑了矿石损失与贫化差别， 是最合理的计算方法是最合理的计算方法 缺点缺点基础数据繁多且来源不可靠，计算繁琐基础数据繁多且来源不可靠，计算繁琐 受到产品市场价格波动的影响受到产品市场价格波动的影响 适用条件适用条件矿石回收率与贫化率显著差别，矿石回收率与贫化率显著差别， 资源稀缺矿床和贵重矿石资源稀缺矿床和贵重矿石 品市场价格基本稳定矿产品品市场价格基本稳定矿产品 矿床开采的可行性研究和初步设计阶段矿床开采的可行性研究和初步设计阶段 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-423 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-424 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅳ 价格法Ⅳ 价格法 计算基础计算基础矿产品成本矿产品成本 原理原理露采单位产品成本不高于产品销售价格露采单位产品成本不高于产品销售价格 原矿成本-价格关系原矿成本-价格关系 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 n 0jh aP b −≤−≤ γ γ 原矿最低利润关系原矿最低利润关系 1 n 0 jh a P b − − ≤ ≤ δ δ γ γ 2009-11-425 3. 经济合理剥采比的确定3. 经济合理剥采比的确定 2确定经济合理剥采比的方法2确定经济合理剥采比的方法 Ⅳ 价格法Ⅳ 价格法 原矿回收投资关系原矿回收投资关系 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ −≤ ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ −≤] 1 [n 0jh a T e P b H H ψγψγ Ⅴ 多种有用成分矿床经济合理剥采比的计算Ⅴ 多种有用成分矿床经济合理剥采比的计算 请同学们自学该部分内容请同学们自学该部分内容 Ⅵ 请同学们检索国外经济合理剥采比的确定方法Ⅵ 请同学们检索国外经济合理剥采比的确定方法 2009-11-426 4. 确定露天开采境界原则 实质 4. 确定露天开采境界原则 实质控制剥采比的大小,使之不超过经济合理剥采比控制剥采比的大小,使之不超过经济合理剥采比 三个方面三个方面 境界剥采比，平均剥采比，生产剥采比境界剥采比，平均剥采比，生产剥采比 原则成立的假设条件原则成立的假设条件 ① 矿体规范；② 地形平整；③ 矿体连续① 矿体规范；② 地形平整；③ 矿体连续 原则Ⅰ原则Ⅰ nj≤≤njh 实质实质矿床开采成本最低， 总体经济效果最佳原则 矿床开采成本最低， 总体经济效果最佳原则 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 jhj n n − − ≤ Δ Δ ≤ Δ Δ b aC A V D γ γ 2009-11-427 4. 确定露天开采境界原则4. 确定露天开采境界原则 原则Ⅰ原则Ⅰ nj≤≤njh 优点优点整个矿床开采总体 经济效果最佳 广泛用于矿山设计 整个矿床开采总体 经济效果最佳 广泛用于矿山设计 缺点缺点不能保证过程中任 何时候的经济性好； 对不规整矿体，需要经 不能保证过程中任 何时候的经济性好； 对不规整矿体，需要经np≤≤njh校验以及做综合 技术经济比较 校验以及做综合 技术经济比较 说明说明①对特殊矿体豆状连续矿体/不连续矿体/断层 验证 ①对特殊矿体豆状连续矿体/不连续矿体/断层 验证np≤≤njh； ②该方法不能保证开采工程的最佳经济状态 ； ②该方法不能保证开采工程的最佳经济状态 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-428 4. 确定露天开采境界原则4. 确定露天开采境界原则 原则Ⅰ原则Ⅰ nj≤≤njh 说明说明③当境界剥采比与深度的关系呈上下波浪式变③当境界剥采比与深度的关系呈上下波浪式变 化时，应满足划分临界条件；化时，应满足划分临界条件； ④对有些矿体，还要从基建投资和投资时间效④对有些矿体，还要从基建投资和投资时间效 应上去分析；应上去分析； ⑤对露天开采境界下部储量不大且不能用地下⑤对露天开采境界下部储量不大且不能用地下 开采的矿体，应考虑扩大露天开采境界开采的矿体，应考虑扩大露天开采境界 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-429 4. 确定露天开采境界原则4. 确定露天开采境界原则 原则Ⅱ原则Ⅱ np≤≤njh 实质实质露天矿床开采盈利露天矿床开采盈利 最大原则最大原则 是比较粗略笼统的原则是比较粗略笼统的原则 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 jhp n n − − ≤≤ b aC A V D γ γ 优点优点可减少矿石损失和贫化特别贵重金属矿床；可减少矿石损失和贫化特别贵重金属矿床； 是算术平均值；是算术平均值； 反映了露采的起码要求；反映了露采的起码要求； 用于验证用于验证nj≤≤njh 2009-11-430 4. 确定露天开采境界原则4. 确定露天开采境界原则 原则Ⅱ原则Ⅱ np≤≤njh 缺点缺点没有考虑整个矿床开采的总经济效果和开采过没有考虑整个矿床开采的总经济效果和开采过 程中剥采比的变化；程中剥采比的变化； 是一个算术平均值，比较粗略、笼统；是一个算术平均值，比较粗略、笼统； 圈定境界偏大，增大剥离量和劣化经济指标圈定境界偏大，增大剥离量和劣化经济指标 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 对石灰石、白云石等剥离量很小、储量大的矿床对石灰石、白云石等剥离量很小、储量大的矿床 原则Ⅲ原则Ⅲ nsmax≤≤njh 实质实质节约额最高原则或开采费用最低原则节约额最高原则或开采费用最低原则 使用前提使用前提矿床上部采用露采，下部暂时不开采矿床上部采用露采，下部暂时不开采 优点优点保证开采过程中各个时期的保证开采过程中各个时期的ns不超标；不超标； 确定的开采境界较好反映露采的优越性确定的开采境界较好反映露采的优越性 缺点缺点没有考虑总经济效果；没有考虑总经济效果； nsmax很不确定，难以确定开采境界很不确定，难以确定开采境界 原则Ⅳ原则Ⅳ 根据生产能力要求和矿床勘探程度确定开采境界根据生产能力要求和矿床勘探程度确定开采境界 2009-11-431 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 地质横剖面图计算法 地质平面图计算法 地质横剖面图计算法 地质平面图计算法 面积比法 线段比法 面积比法 线段比法 nj计算计算 ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ 5. 境界剥采比的计算方法5. 境界剥采比的计算方法 长露天开采倾斜急倾斜矿床长露天开采倾斜急倾斜矿床 ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ Ⅰ 面积比法Ⅰ 面积比法步骤步骤 a b c da1 b1c1 d1 H △△Hh 2 31 j n S SS γγββ 短露天开采倾斜急倾斜矿床短露天开采倾斜急倾斜矿床 S2 S1 S3 2009-11-432 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 5. 境界不剥采比的计算方法5. 境界不剥采比的计算方法 Ⅱ 线段比法Ⅱ 线段比法步骤步骤 ①在各断面上做出①在各断面上做出H 深度的水平线； ②按底宽 深度的水平线； ②按底宽Bmin和最终 边坡角 和最终 边坡角γβγβ做边 坡线，分别交 于 做边 坡线，分别交 于a b c d ； ③通过 ； ③通过a e f d各点作延伸方向或矿体倾向的平行线， 交于 各点作延伸方向或矿体倾向的平行线， 交于gbch； ④令 ； ④令ΔΔH→→0计算境界剥采比计算境界剥采比 γγββ a b c d a1 b1c1 d1 H g hm ΔΔHh e f bc dfae j n bc chgb 2009-11-433 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 5. 境界不剥采比的计算方法5. 境界不剥采比的计算方法 Ⅱ 线段比法Ⅱ 线段比法步骤步骤 一般情况用线段比法计算境界剥采比。一般情况用线段比法计算境界剥采比。 bchgfe dhcgbfea 1111 111111 j n 2009-11-434 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 5. 境界不剥采比的计算方法5. 境界不剥采比的计算方法 Ⅲ 平面法计算境界剥采比Ⅲ 平面法计算境界剥采比步骤步骤 32 321 j n SS SSS − −− − 1 32 1 − − SS S Ⅰ－ ⅠⅠ－ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ S1 S2 S3 2009-11-435 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 前提前提露天矿主要的生产设备、生产工艺及参数、露 天矿采剥程序、开拓运输方式、线路参数等已 初步拟定； 因矿床赋存条件不同而异 露天矿主要的生产设备、生产工艺及参数、露 天矿采剥程序、开拓运输方式、线路参数等已 初步拟定； 因矿床赋存条件不同而异 原则原则 nj≤≤njh 案例案例倾斜/急倾斜矿床倾斜/急倾斜矿床 步骤步骤 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 11 最终边坡角的选取；最终边坡角的选取； 22 确定露天矿最小底宽和位置；确定露天矿最小底宽和位置； 33 确定露天矿开采深度；确定露天矿开采深度； 44 绘制露天矿底部周界；绘制露天矿底部周界； 55 绘制露天矿开采终了平面图绘制露天矿开采终了平面图 2009-11-436 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅰ 最终边坡角的选取Ⅰ 最终边坡角的选取 最终边坡角对露天矿的影响最终边坡角对露天矿的影响 生产安全；经济效果生产安全；经济效果 要求要求同时满足同时满足 安全稳定条件安全稳定条件 边坡岩体性质→边坡稳定性分析→边坡角边坡岩体性质→边坡稳定性分析→边坡角 参照类似矿山选取参照类似矿山选取 开采技术条件开采技术条件 边坡构成要素→非工作台阶宽度边坡构成要素→非工作台阶宽度 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-437 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅰ 最终边坡角的选取Ⅰ 最终边坡角的选取 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-438 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅰ 最终边坡角的选取Ⅰ 最终边坡角的选取 类比法类比法确定最终边坡角确定最终边坡角 安全平台安全平台a≥≥2m 清扫平台清扫平台b 按清扫设备确定 隔 按清扫设备确定 隔2～～3台阶设置一个台阶设置一个 运输平台运输平台依据线路布置和数目、设备类型和数量依据线路布置和数目、设备类型和数量 边坡角计算边坡角计算 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 a b c d ββ h1 h2 h3 h4 ∑∑∑∑∑ ∑ ∑∑∑∑∑ ∑ 4 1 3 1 2 1 1 11 1 cot tan nnnnn n dcbah h α β α β 1 321 nnnn 2009-11-439 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅰ 最终边坡角的选取Ⅰ 最终边坡角的选取 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 a b c d ββ h1 h2 h3 h4 2009-11-440 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置 最小底宽基本要求最小底宽基本要求 满足采运设备正常运行和安全作业；满足采运设备正常运行和安全作业； 使矿石量最大，废石量最小使矿石量最大，废石量最小 不小于开段沟底宽不小于开段沟底宽 公路运输公路运输Bmin≥≥30m，铁路运输，铁路运输Bmin≥≥40m 露天矿底的位置露天矿底的位置 应设置于使平均剥采比最小的位置应设置于使平均剥采比最小的位置 铁路运输时的最小底宽铁路运输时的最小底宽 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 α αcot32 minLwh heTRB− − m5 . 10 . 1 e 2009-11-441 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置 汽车运输时的最小底宽－回返式调车 折返式调车 确定 汽车运输时的最小底宽－回返式调车 折返式调车 确定Bmin应考虑三个问题 1 当矿体厚度 应考虑三个问题 1 当矿体厚度m＜＜Bmin时，取时，取Bmin； 当 ； 当m≈≈Bmin时，取时，取Bmin； 当 ； 当m＞＞Bmin时，取时，取Bmin或最小水平宽度； 2 底盘 或最小水平宽度； 2 底盘Bmin应位于矿体中间或高品位体中； 3 确保边坡最稳定 应位于矿体中间或高品位体中； 3 确保边坡最稳定 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 ccc lebRB5 . 025 . 0 minmin 5 . 02 minmin ebRB cc 2009-11-442 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-443 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置Ⅱ 确定露天矿最小底宽和位置 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-444 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 理论依据确定露天开采境界的原则 确定方法方案－分析法 长露天矿开采深度确定的具体步骤 1 在各地质横断面图上初步拟定开采深度，用线段 比/面积比法计算各深度方案的境界剥采比 2 在地质纵断面图上按划入和划出开采境界的矿岩 量基本平衡的原则调整露天矿底部标高到同一标 高 理论依据确定露天开采境界的原则 确定方法方案－分析法 长露天矿开采深度确定的具体步骤 1 在各地质横断面图上初步拟定开采深度，用线段 比/面积比法计算各深度方案的境界剥采比 2 在地质纵断面图上按划入和划出开采境界的矿岩 量基本平衡的原则调整露天矿底部标高到同一标 高 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-445 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 深度深度/mH1H2H3 njhnjh1njh2njh3 2009-11-446 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 n H O njh H1H2H3H4 2009-11-447 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 厚矿体的无剥离开采厚矿体的无剥离开采 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 H1 H H2 2009-11-448 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 在地质纵断面图上调整露天矿底部标高在地质纵断面图上调整露天矿底部标高 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 s2 ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧ m s1 调整原则 1.全境界内 调整原则 1.全境界内 njnjh； 2.增加的面 积与减少 的面积近 等； 3.底部要平 整 ； 2.增加的面 积与减少 的面积近 等； 3.底部要平 整 2009-11-449 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 短露天矿开采深度的确定－作平面图法短露天矿开采深度的确定－作平面图法 但要充分考虑端帮剥离岩石量的影响但要充分考虑端帮剥离岩石量的影响 1根据矿体形状和1根据矿体形状和njh，选定可能深度方案，，选定可能深度方案，Hi；； 2对于不同的2对于不同的Hi和和Bmin绘制底部周界；绘制底部周界； 3按3按αα，，ββ确定地表境界以及与矿岩界线交点，确定地表境界以及与矿岩界线交点， 并投影到响应深度平面图上；并投影到响应深度平面图上； 4计算各深度4计算各深度Hi的的nj；； 5绘制5绘制Hi－－nj曲线，确定曲线，确定Hnjnjh；； 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 2009-11-450 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅲ 确定露天矿开采深度Ⅲ 确定露天矿开采深度 短露天矿开采深度的确定－作图法短露天矿开采深度的确定－作图法见见P.157157 Ⅳ 绘制露天矿底部周界Ⅳ 绘制露天矿底部周界 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ 1′ ′ 1 2′ ′ 2 3′ ′ 3 4′ ′ 4 5′ ′ 5 6′ ′ 6 7′ ′ 7 8′ ′ 8 9′ ′ 9 2009-11-451 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开采境界的方法和步骤 Ⅴ 绘制露天矿开采终了平面图Ⅴ 绘制露天矿开采终了平面图 金属矿床露天开采金属矿床露天开采 第第1章 最终开采境界章 最终开采境界 初步圈定的露天开采终了平面图初步圈定的露天开采终了平面图 2009-11-452 6. 确定露天开采境界的方法和步骤6. 确定露天开