cha11露天开采境界.ppt

2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,第十一章露天开采境界,第十一章露天开采境界,,,,,,第一节经济合理剥采比的确定第二节确定露天开采境界的原则第三节境界剥采比的计算方法第四节露天开采境界的确定方法,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,教学主要内容与要求一、理解和掌握下列主要内容1、剥采比的概念；2、经济合理剥采比的确定；3、确定露天开采境界的原则；4、境界剥采比的计算方法；5、露天开采境界的确定方法。二、一般掌握露天开采境界的组成、意义及影响因素。,第十一章露天开采境界,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,◆露天开采境界指露天矿开采终了时或某一时期所形成的空间轮廓。如图所示。,露天开采境界的范围由露天采矿场的地表境界、底部境界和四周边坡组成。,露天开采境界的范围大小相应地确定露天矿的可采矿量和剥离量，它对矿山的生产规模、服务年限、基建投资、达产时间、设备数量、矿山人员、矿山成本等一系列技术经济指标都有密切关系。,第十一章露天开采境界,图11－1某矿露天矿坑,图11－2露天采场构成要素,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,一、剥采比的概念如图所示。,图113露天开采境界对矿岩量的影响,剥采比每开采单位矿石量所需要剥离的岩石量。计量单位用m3/m3或m3/t或t/t表示。,第一节经济合理剥采比的确定,剥采比是一个重要的技术经济指标，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。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,二、剥采比的表示方法1、平均剥采比指露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比值。如图所示。,图114各种剥采比a平均剥采比b分层剥采比,2、分层剥采比指露天开采境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比。如图所示。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,⒊生产剥采比指露天矿某一时期内所剥离的岩石量与所采出的矿石量之比。如图所示。,图115各种剥采比c生产剥采比d境界剥采比,⒋境界剥采比指露天开采境界增加单位深度所引起的岩石增量与矿石增量之比。如图所示。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,三、剥采比应用时几个问题1、关于“储量剥比”与“原矿剥采比”★储量剥采比直接根据地质勘探报告所提供的矿石量和岩石量计算剥采比。★原矿剥采比根据开采过程中矿石损失、贫化所得出的矿石量和岩石量计算剥采比。两者是不同，前者用在设计矿山中而后者多用在己生产的矿山中。,2、剥采比是变化的。设计中圈定的露天开采境界只是在一定时期、一定条件下的合理境界。,3、剥采比是一个重要的技术经济指标，要合理。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,四、经济合理剥采比的确定1、概念指露天开采单位矿石量在经济上允许的最大剥岩量。,2、确定方法的种类,（用于尚未确定矿床开采方式）,（用于己确定为露天开采）,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,五、经济合理剥采比的比较法,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分组成。即,CL＝γa＋nb,式中，CL露天开采的原矿成本，元/m3；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；n剥采比，m3/m3。,,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,,露天开采的基本要求是CL≤CD式中CD地下开采的原矿成本，元/t。,满足这一条件的经济合理剥采比为,※影响成本变化的因素是多方面，应结合矿床条件综合考虑。※应注意运输费、排水费的差别和进行必要的修正。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,2、金属成本比较法用选矿或冶炼后产品的金属量作为计算的基础，使露天开采后经选、冶所得产品的金属成本等于地下开采产品的金属成本。,即,,式中DL、DD分别为露天开采和地下开采时每吨原矿所分摊的采矿、选矿、冶炼生产成本；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。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,满足这一条件的经济合理剥采比为,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。这这时就相应考虑选矿回收率、贫化率及冶炼回收率等指标。,第十一章露天开采境界经济合理剥采比的确定,2020年10月26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，使露天开采出来的矿石盈利等于地下开采出来的矿石盈利。即,式中，UL，UD分别为露天开采和地下开采时每吨工业储量所获得的利润。,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经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,4、价格法露天开采的单位产品成本不高于产品的销售价格。即,式中，P0表示原矿的价格,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经济合理剥采比的确定,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,,一、境界剥采比不大于经济合理剥采比※使紧邻露天开采境界那层矿岩的开采成本不大于地下开采成本；※能使整个矿床开采的总经济效果成本或盈利最佳。,图115露天开采境界对矿岩量的影响,第十一章露天开采境界确定露天开采境界的原则,,第二节确定露天开采境界的原则,露天开采境界的确定，实质上是对剥采比大小的控制，使之不超过经济合理剥采比。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,第十一章露天开采境界确定露天开采境界的原则,图116nj≤njh原则的含义图117nj≤njh原则的实质,作为划分露天和地下开采界限的这一临界条件为△Aaγ△Vb△ACDγ式中△A露天开采境界延深后所增加的矿石量；△V露天开采境界延深后所增加的岩石量。,等式的左端是境界剥采比，右端是经济合理剥采比.,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,二、平均剥采比不大干经济合理剩采比,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。如图所示。,图118nj≤njh原则的实质,第十一章露天开采境界确定露天开采境界的原则,,上式的左端是平均剥采比，右端是经济合理剥采比，即,nj≤njh,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,,三、最大生产剥采比不大于经济合理剥采比,露天矿任一生产时期按正常工作帮坡角进行生产时，其生产成本不超过地下开采成本或允许成本。,四、根据矿石的需要量和勘探程度确定开采境界剥离量小而储量大的低价矿床，有时要根据对矿石的需要量或勘探程度来确定露天开采境界。,第十一章露天开采境界确定露天开采境界的原则,nsman≤njh,,ns＝,露天矿某一时期内所剥离的岩石量与所采出的矿石量之比值，即,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,第三节境界剥采比的计算方法,第十一章露天开采境界境界剥采比的计算方法,nj＝△V/△A式中nj境界剥采比，△V露天开采境界延深单位深度所增加的岩石量；△A露天开采境界延深单位深度所增加的矿石量。,确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,一、用地质横剖面图计算境界剥采比横剖面图法常用于走向长度较大且厚度变化较小的倾斜、急倾斜矿体。,⒈面积比法如图所示。,图119面积比法,首先，绘出深度H的开采境界abcd,再绘出深度为⊿H的开采境界a1b1c.1d1,第十一章露天开采境界境界剥采比的计算方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,其次，用求积仪分别求出三个四边形a1b1ba、b1c1cb及dcc1d1的面积Sl、S2及S3,则深度H的境界剥采比为,⒉线段比法如图所示。,图1110线段比法的原理,根据简单的几何关系，有境界剥采比,第十一章露天开采境界境界剥采比的计算方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,当△H→0时，则境界剥采比nj，可用线段gbch与bc的比值来确定。即,二、用平面图计算境界剥采比平面图法,适用于走向长度小的短露天矿。如图所示。,图1111平面图法,abcd表示露天开采境界，在深度为H的分层平面图上，绘出露天矿底平面周界bb’cc’。,第十一章露天开采境界境界剥采比的计算方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,将露天矿地表周界和边坡面与分支矿体的交面ef垂直投影到平面图，计算S1、S2、S3的面积。,然后用面积比法计算境界剥采比，即,第十一章露天开采境界境界剥采比的计算方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,第四节露天开采境界的确定方法,确定露天矿底平面的最小底宽Bmin、底平面的位置、露天矿最终边坡角、开采深度、底部周界和开采终了平面范围。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,一、露天矿底平面的位置,按下列因素确定其位置⑴可采矿量最大而剥岩量最小；⑵露天矿底宜置于矿体中间；⑶根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高；⑷使边坡稳固且穿爆方便。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,二、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。,若采用汽车运输时，底宽应满足汽车调车要求。※当采用回返式调车时，其底宽为Bmin2Rcmin0.5bce※当采用折返式调车，其底宽为BminRcmin0.5bc2e0.5lc,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,当矿体厚度m＜Bmin时，取Bmin为底平面的最小宽度；当m＞Bmin时，取m为底平面的最小宽度；当m＞＞Bmin时，取Bmin为底平面的最小宽度；,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,三、选取露天矿最终边坡角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。,图1112露天矿的边坡组成,露天矿最终边坡角可用类比法或计算方法，目前，己研制出相关的数学模型和电算程序。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,对缓倾斜矿体来说，若边坡角大于矿体倾角，则最终边坡角应沿矿体下盘布置。,图1113缓倾斜矿体下盘的边坡角,四、确定露天矿开采深度,⒈长露天矿开采深度的确定首先是在各地质横剖面图上初步确定开采深度。如图所示。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,首先，在各横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案。,图1114长露天矿开采深度的确定,图1115境界剥采比与深度的关系曲线,其次，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。如图所示。,再画出代表经济合理剥采比的水平线，两线交点的横坐标Hj，就是所要求的开采深度。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,⑵在地质纵剖面图上调整露天矿底部标高将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各点，在地质纵剖面图上调整露天矿底平面标高。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,五、绘制露天矿底部周界调整后的开采深度往往不再是最初方案的深度，因此需要重新绘制底部周界，如图所示。,图1116底部周界的确定---理论周界；设计周界，F1、F2断层,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,六、绘制露天矿开采终了平面图,⑴将上述露天矿底部周界绘在透明纸上；,⑵将透明纸覆于地形图上，然后按边坡组成要素，从底部周界开始，由里向外依次绘出各个台阶的坡底线。,⑶在图上布置开拓运输线路；,⑷在底部周界开始，由里向外依次绘出各个台阶的坡面和平台。,⑸检查和修改上述露天开采境界。,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,图1116初步的露天矿开采终了平面图,图1117露天矿开采终了平面图,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,图1117露天矿开采终了平面图,第十一章露天开采境界露天开采境界的确定方,图上需要表达的主要内容1、台阶要素；2、台阶坡底线与坡顶线与地形等高线产状一致；3、开拓工程与运输线路的布置。,