cha13露天矿采剥方法及生产能力.ppt

2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,1,第十三章露天采剥方法及生产能力,第十三章露天矿采剥方法及生产能力,,,,,,第一节露天矿采剥方法第二节露天矿生产剥采比及其均衡第三节露天矿生产能力第四节露天矿生产采剥进度计划的编制,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,2,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿采剥方法,,,,,,,第一节露天矿采剥方法,露天矿的采剥方法就是研究露天开采中的采准、剥离和采矿工程的开采程序以及它们之间的时空关系。,一、露天矿采剥方法⒈工作线纵向布置的采剥方法露天矿的采剥工作线沿矿体走向布置，垂直矿体走向移动.如图131所示。,图13l纵向采剥方法,纵向采剥时，开段沟一般沿矿体走向布置。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,3,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿采剥方法,,,,,,,※优点⑴有利于发挥设备效率，同时工作的台阶数可以减少。⑵有利于减少矿石的损失、贫化和剔除走向夹石。,※缺点⑴在一定的矿山技术条件下，矿岩的内部运距较大;⑵当工作线从下盘向上盘推进时，损失和贫化较大，基建剥岩量较大。,⒉工作线横向布置的采剥方法露天矿采剥工作线垂直矿体走向布置，沿矿体走向移动。如图132所示。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,4,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿采剥方法,,,,,,图132横向采剥方法1矿体；2露天开采境界,开段沟可以布置在境界中的任何一个地方，并垂直矿体走向开挖，形成初始工作线，然后从一端向另一端，或从中间向两端推进。,※优点在一定的矿山技术条件下可以减少露天矿的基建工程量，减少采场内部运距和掘沟工程量等。,※缺点⑴采矿作业台阶多，生产能力较小；⑵生产组织和管理比较复杂。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,5,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿采剥方法,,,,,,,⒊工作线扇形布置的采剥方法露天矿的工作线围绕某个点，通常是沟道线路与工作面线路的连接点移动。如图133所示。,图133螺旋坑线扇形采剥方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,6,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿采剥方法,,,,,,,⒋工作线环形布置的采剥方法采场的工作线向四周发展。当开采凹陷露天矿时，工作线自里向外扩展。如图134a所示。,当开采孤立山峰型露天矿时，工作线自外向里发展。如图134b所示。,图134环形采剥方法,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,7,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,第二节露天矿生产剥采比及其均衡,生产剥采比ns指露天矿生产期间，在某一生产时期内所采出来的岩石量Vs与矿石量As之比。即nsVs/As,一、生产剥采比的影响因素,※矿体埋藏条件矿体形状、倾角、覆盖岩土厚度、地形条件等。※开采技术条件工作帮坡角、露天采场开拓沟道的位置、沟道坡度、沟道延深方向等。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,8,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⒈工作帮坡角如图1310所示。,图1310工作帮、工作帮坡面和工作帮坡角,生产剥采比,工作平盘宽度不同，工作帮坡角也不同，故工作帮坡角之大小一定程度上说明了工作帮台阶推进的状况。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,9,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,某露天矿矿体赋存情况和采场境界如横剖面图1311所示。,图1311工作帮坡角不变时剥采工程发展程序及剥离量的变化,按某一固定的工作帮坡角生产时，开采延深到各水平的工作帮推进位置如图中一组平行的斜线所示，每延深一个水平所采的矿石量、剥离量及剥采比如图1312中的曲线所示。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,10,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,图1312剥采工程延深一个台阶所采的矿石量、剥离量和生产剥采比,※工作帮坡角不变时，生产剥采比随着矿山工程的延深而不断增大，达到一个最大值后逐渐减小。这个最大值期间叫剥离洪峰或称剥采比高峰期。,※工作帮坡角不同，生产剥采比也是变化的。如图1313所示。,图1313分别按15及30生产时工作帮发展到出现剥离洪峰的相应位置,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,11,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,分别计算出两种情况不同开采深度下的生产剥采比，并把它们的变化分别绘成曲线，如图1314所示。,图1314分别按15及30生产时生产剥采比的变化及其与分层剥采比、境界剥采比的对比,无论工作帮坡角是15还是30，生产剥采比的变化都是由小到大，再由大变小。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,12,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⒉露天开拓沟道的位置图1315表示一个开采急倾斜矿体的凹陷露天矿。,图1315四种开拓方案生产剥采比的比较,,,,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,13,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,图1316四种方案的生产剥采比和基建工程量,分别将各方案延深到各个水平的矿岩量及生产剥采比、基建工程累计量，绘成曲线，如图1316所示。,※各个方案的沟道位置不同，生产剥采比也不同。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,14,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⒊沟道坡度,开拓沟道的纵坡也会对生产剥采比产生影响。如图1317a所示。,图1317不同纵坡i值的VfH曲线图,露天矿各种不同开采深度时的采出量见图1317b。,※剥离洪峰值相同，但其洪峰值出现的开采深度却相差很大。,※在一殷情况下不采用大坡度的沟道。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,15,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,二、生产剥采比的均衡,露天矿的矿岩产量与生产剥采比有如下关系A1nsAK式中A露天矿的矿岩总量；AK露天矿的矿石产量；ns生产剥采比t。可见A、AK与ns之间相互影响。,这就要求调整生产剥采比，使其在该时期内也相对稳定，称此工作为生产剥采比的均衡。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,16,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,露天采场有两种极限工作状态，如图1318所示,图1318露天矿的两种极限工作状态,为了保证露天矿的正常工作，其工作帮坡角值应在0和Bmin之间，而生产剥采比的均衡方案，就在0～Bmin之间选择。,均衡生产剥采比的方案很多，在选择方案时，应使均衡生产剥采比有利于降低生产剥采比的洪峰值，使露天矿的剥岩和矿石生产趋稳定。,生产剥采比均衡的方法有较多，合理选用。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,17,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,第三节露天矿生产能力,露天矿生产能力，用矿石生产能力AK每年采出的矿石量和矿岩生产能力A即每年采剥总量两种指标来表示。,它们之间有如下关系AAKnsAKAK1ns上式说明露天矿的矿石产量在生产剥采比一定的情况下，应有足够的矿岩采剥量来保证。,一、按经济合理条件验证生产能力根据露天矿的合理服务年限来验证。,AK,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,18,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,露天矿的合理服务年限应与其主要设备的磨损时间相适应。影响露天矿合理服务年限的因素很多。,二、按采矿技术条件验证生产能力⒈按可能布置的挖掘机工作面数目验证生产能力,计算可能布置的采矿工作面数，首先要确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数NWK，然后计算可能同时采矿的台阶数NK。露天矿可能的生产能力AK为AKNWKNKQWK式中QWK采矿挖掘机平均生产能力.,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,19,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⒉按矿山工程延深速度验证生产能力通常用工作线水平推进速度和矿山工程延深速度两个指标来表示开采强度。显然开采强度越高，采出的矿石也越多。,露天矿按延深速度可能达到的生产能力用下式计算,确定矿山工程延深速度的方法很多，既可以在横剖面图上确定，也可以在平面图上确定，还可以根据类似矿山和经验数据确定。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,20,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,三、露天矿两级矿量,两级矿量的贮备包括开拓矿量和备采矿量。⒈备采矿量的设置方法,⑴宽度法实质是增加工作平盘的宽度，当上部台阶因故不能生产时，下部台阶还可继续作业，并且不破坏上部台阶的正常工作条件。,图1319宽度法备采矿量,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,21,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⑵长度法备采矿量设在最小工作平盘以内，如图所示。此时为了不破坏上部台阶的正常工作条件，只能开采一个爆破进尺W。,图1320长度法备采矿量,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,22,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,,⑶深度法工作帮自然延深到最小坑底直径为50～200m时所包含的矿量，是不需再往外剥岩即可采出来的矿量。如图所示。,图1321深度法备采矿量,O基建刹岩量I矿第一年的采矿量Ⅱ矿第二年的采矿量I岩第一年的剥岩量Bmin最小坑底宽度φ1剥岩帮坡角,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,23,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⒉贮备矿量周期性波动所有的贮备矿量都是周期性波动的。开拓矿量指开拓工程和主要运输枢纽已经完成，具备了采准工作的条件，并形成了完整运输系统的最下一个台阶底部标高以上的矿量。如图所示。,图1322宽度法贮备矿量周期性波动,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,24,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,备采矿量它是开拓矿量的一部分，在台阶上矿体的上面和侧面已被揭露出来的最小工作平盘宽度以外的台阶矿量的总和。如图所示。,⒊贮备矿量的保有时间①开拓矿量1～2年；②备采矿量l～3个月。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,25,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,第四节露天矿采剥进度计划的编制,露天矿采剥进度计划是用图和表表示露天矿工程发展的具体时间、空间与数量关系的矿山建设与生产计划。,采剥进度计划可以分为两种⑴设计中按年编制的露天矿采剥进度计划（长远计划）。⑵生产矿山编制的年、季、月采剥计划（生产作业计划）。,一、编制露天矿采剥进度计划的要求,二、露天矿采剥进度计划的内容⑴采剥进度计划表。⑵具有年末位置线的分层平面图。,2020年10月26日,矿物资源工程专业主干课程,26,第十三章露天采剥方法及生产能力露天矿生产采剥比及其均衡,,,,,,,⑶露天采矿场年末开采综合平面图。,⑷产量逐年发展图表。,图1323某矿-l0m水平分层平面图,图1324某矿年末露天采场综合平面图,