露天開采程序及開拓運輸系統(tǒng)

1、露天開采程序及開拓運輸系統(tǒng)露天開采程序及開拓運輸系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 慨慨 述述 露天礦山作業(yè)的特點是：除了必須注意選擇和除了必須注意選擇和確定生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和設備的類型、規(guī)格及數(shù)量之外，確定生產(chǎn)工藝系統(tǒng)和設備的類型、規(guī)格及數(shù)量之外，還應十分重視露天礦開采程序和建立有效的開拓運還應十分重視露天礦開采程序和建立有效的開拓運輸系統(tǒng)。輸系統(tǒng)。 露天礦從建礦至開采終了，一般要經(jīng)歷：(1)(1)基建投產(chǎn)；基建投產(chǎn)；(2)(2)達到產(chǎn)量；達到產(chǎn)量；(3)(3)剝離洪峰；剝離洪峰；(4)(4)減產(chǎn)采完等各個階段。減產(chǎn)采完等各個階段。 如圖所示露天煤礦，其開采境界為ORQ，沿煤層底板延深一側(cè)推進，在這個過程中，各

2、工作臺階可利用采掘運輸設備實現(xiàn)不斷地沿AB方向推推進進和沿底板CD方向延深延深。 沿煤層底板延深一側(cè)推進開采程序示意圖沿煤層底板延深一側(cè)推進開采程序示意圖 使用同樣的工藝設備也可實現(xiàn)礦山工程沿煤層沿煤層頂板向下延深頂板向下延深，這時露天礦同時存在兩個各向一側(cè)各向一側(cè)推進的工作幫，一為剝離一為采煤。推進的工作幫，一為剝離一為采煤。 沿煤層頂板延深兩側(cè)推進開采程序示意圖沿煤層頂板延深兩側(cè)推進開采程序示意圖 若開采范圍ORQ的深度較大，可以先開采OMN范圍，使前期經(jīng)濟效果較好。 用單斗鏟和汽車運輸工藝，不僅可以先在OMN范圍按照AC及BD等位置所構(gòu)成的從底板向頂板推進的程序發(fā)展，甚至可以在OMN范圍

3、內(nèi)先采ODE部分，再采DMNE部分。（分期開采程序分期開采程序） 分期開采示意圖分期開采示意圖 在一定礦山條件下，采用同一種工藝，可以有在一定礦山條件下，采用同一種工藝，可以有不同的開采程序；若用不同的工藝，則可出現(xiàn)較多不同的開采程序；若用不同的工藝，則可出現(xiàn)較多的開采程序。由此可見，當?shù)V山的地形埋藏條件和的開采程序。由此可見，當?shù)V山的地形埋藏條件和技術條件變化，則可以出現(xiàn)更多的開采程序。不同技術條件變化，則可以出現(xiàn)更多的開采程序。不同的開采程序，其開采經(jīng)濟效果不同。的開采程序，其開采經(jīng)濟效果不同。它應與工藝方式的選擇結(jié)合起來考慮，恰當安排礦山工程在礦山工程在時間時間和空間上和空間上的發(fā)展程序

4、的發(fā)展程序，并建立有效的開拓運輸和平面布置系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮設備效能，達到經(jīng)濟有效地開發(fā)礦山的目的。 露天礦山的共同點：（1）平面布置（2）運輸線路（3）排土場（4）地面生產(chǎn)系統(tǒng)海洲露天煤礦平面圖概概 述述一、露天礦場：一、露天礦場：幫：非工作幫工作幫端幫底：深部水平 組成：形狀：長、方、圓，長可達數(shù) 公里，深可達幾百米。工程量：一個露天礦的工程總量一般可達數(shù)千萬m3乃至數(shù)億m3。二、開采程序內(nèi)容：二、開采程序內(nèi)容： 臺階的劃分； 首采位置的選擇； 工作幫的推進； 采區(qū)長度的確定； 剝采工程的延深程度。第二節(jié)第二節(jié) 露天開采程序露天開采程序 露天礦開采程序系指在采場內(nèi)進行剝離巖石和采出礦石的程

5、序。露天礦一般均劃分為若干個臺階進行開采，每個臺階的開采程序為：(1)(1)開掘出入溝開掘出入溝( (一般為傾斜的一般為傾斜的) )；(2)(2)開掘開掘開段溝開段溝( (一般為水平的一般為水平的) )；(3)(3)進行擴幫。進行擴幫。對于一個臺階開采全過程來說，開掘出入溝稱為開拓工程開拓工程，開掘開段溝稱為準備準備工程工程，進行擴幫稱為回采工程回采工程。 三、相鄰兩個臺階的開采順序三、相鄰兩個臺階的開采順序1、挖出入溝(傾斜溝)-滿足限坡及出入臺階要求;2、挖開段溝(水平溝)-滿足運輸設備的站坪要求;3、擴幫-實現(xiàn)臺階的正常采掘;4、開挖下水平的出入溝,循環(huán)重復 ;固定坑線條件下的新水平準備

6、程序固定坑線條件下的新水平準備程序固定坑線條件下的新水平準備程序固定坑線條件下的新水平準備程序一、臺階劃分及采掘程序一、臺階劃分及采掘程序 露天礦一般劃分成若干臺階進行開采露天礦一般劃分成若干臺階進行開采。臺階高度在保證安全作業(yè)的條件下高一些為好，有利于發(fā)揮設備效率。通常按水平通常按水平分層方式劃分臺階分層方式劃分臺階。為了便于選采與提高設備效率，盡可能不把礦石和土巖、表土與基巖、軟巖與硬巖劃分在一個臺階內(nèi)。 當?shù)V體傾角較小(一般小于10)，為便于礦、巖分采，在條件許可時，可以沿礦層傾斜方向?qū)ε_階進行傾斜分層。傾斜分層。傾斜分層與水平分層傾斜分層與水平分層 臺階通常劃分成具有一定寬度的采掘帶采

7、掘帶進行開采。采掘帶一般沿臺階工作線平行(縱向)布置。當用汽車運輸時，根據(jù)需要也可與工作線垂直(橫向)布置。 采掘帶布置采掘帶布置a縱向布置；b橫向布置 開段溝位置開段溝位置的選擇很重要，為了減少基建工程量(盡早見礦)和初期剝采比，并使剝離量與采礦量的比例較為均衡，一般緩傾斜礦層的開段溝可設于底板，而急傾斜礦層可設于頂板。開段溝布置的方向與礦體形狀及采用的運輸方式有關。 開段溝的長度開段溝的長度主要與境界尺寸、采用運輸方式、產(chǎn)量要求等因素有關。 當露天礦走向長度較大露天礦走向長度較大時，常采用分區(qū)開采方式，也可相應減少開段溝長度，以縮短運距，提高設備利用率，減少基建工程量及初期生產(chǎn)剝采比等。

8、二、工作幫及其推進二、工作幫及其推進 露天采場內(nèi)工作臺階組成的工作幫坡角與臺階高度h，平盤寬度B及臺階坡面角有關。 一個采場可以有一個工作幫，也可以有兩個工作幫，甚至三個工作幫 2112arctancotninniiihBh三、新水平延深方向及程序三、新水平延深方向及程序- 傾斜或急傾斜礦層開采時，要求不斷向下延深建立新的開采臺階，才能使露天礦連續(xù)而均衡地完成產(chǎn)量。剝、采工程延剝、采工程延深方向是指相鄰兩個水平深方向是指相鄰兩個水平( (臺階臺階) )開段溝位置的錯動方向。開段溝位置的錯動方向。 延深方向延深方向延深方向:相鄰兩個臺階開段溝同側(cè)坡底線的連線方向。延深角:延深方向與工作線推進方向

9、之間的夾角，用表示。剝采工程延深方向(山坡部分) 初期隨著地形變化初期隨著地形變化, ,后期后期則隨著境界變化則隨著境界變化 新水平的掘溝延深必須在上一臺階擴幫到一定位置時才能進行。因此，在一定的礦山條件下，推幫速度必須與延推幫速度必須與延深速度相適應深速度相適應，這就使剝離與采礦在數(shù)量上也有一定的比值這就使剝離與采礦在數(shù)量上也有一定的比值關系關系。為使擴幫與延深速度的配合滿足采礦產(chǎn)量的要求，必須研究新水平開拓準備的合理程序，即在一定的礦山埋藏條件和工藝設備條件下，對掘溝與擴幫工程的穿爆、采掘、運輸、供電、排水等主要及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)在時間與空間上的緊密配合，進行最有利的協(xié)調(diào)安排。 不同的延深方向

10、，要求適應的推幫與延深速度相配合，不同的延深方向，要求適應的推幫與延深速度相配合，因此產(chǎn)生的剝采比例關系也不同因此產(chǎn)生的剝采比例關系也不同。當延深方向改變時，剝采比例關系也要改變，這將對露天礦在開采技術條件和經(jīng)濟效果上產(chǎn)生很大影響。四、影響露天礦開采程序的因素四、影響露天礦開采程序的因素 在露天礦的設計和生產(chǎn)中，確定合理的開采程序是一項重要而復雜的任務。它受礦床賦存條件、礦床賦存條件、開采境界尺寸、工藝設備類型、開拓運輸系統(tǒng)、生開采境界尺寸、工藝設備類型、開拓運輸系統(tǒng)、生產(chǎn)能力和建設速度的要求以及對礦石質(zhì)量的要求產(chǎn)能力和建設速度的要求以及對礦石質(zhì)量的要求等多種因素影響。 確定開采程序往往要與采

11、用的工藝方式和開拓運輸系統(tǒng)結(jié)合起來考慮，有時要列出多個可行方案進行綜合比較才能抉擇。第三節(jié)第三節(jié) 露天開拓運輸系統(tǒng)露天開拓運輸系統(tǒng)一、概念及其分類一、概念及其分類 采用工藝設備對露天礦田進行開采，把臺階上的礦、巖采掘下來，運往指定地點，為此，除各臺階應有各自的線路系統(tǒng)之外，除各臺階應有各自的線路系統(tǒng)之外，還要建立各臺階通往地面還要建立各臺階通往地面(包括排土場、選煤廠及其他地面生產(chǎn)系統(tǒng))的運輸干線系統(tǒng)的運輸干線系統(tǒng)。鋪設干線需開掘坑道開掘坑道(包括露天坑道或地下井巷坑道)系統(tǒng)系統(tǒng)，而坑道與線路密不可分，統(tǒng)稱坑線系統(tǒng)坑線系統(tǒng)。 開辟坑道系統(tǒng)，以建立地面通向各開采臺階開辟坑道系統(tǒng)，以建立地面通向各

12、開采臺階(工作水平工作水平)或各或各開采臺階之間的運輸通路，稱為開采臺階之間的運輸通路，稱為開拓運輸系統(tǒng)開拓運輸系統(tǒng)。其目的是保證露天礦的正常生產(chǎn)運輸聯(lián)系，并及時準備出新的開采水平。開拓坑道系統(tǒng)與運輸干線系統(tǒng)往往是一致的，因此，常稱之為開拓坑道系統(tǒng)與運輸干線系統(tǒng)往往是一致的，因此，常稱之為開拓運輸系統(tǒng)。開拓運輸系統(tǒng)。 建立有效和合理的開拓運輸系統(tǒng)是很重要的，因為通過開拓運輸系統(tǒng)的合理布局，就有可能實現(xiàn)實現(xiàn)較為有利的開采程序，縮短運距和減少運輸設備數(shù)較為有利的開采程序，縮短運距和減少運輸設備數(shù)量，并降低運輸成本量，并降低運輸成本。另一方面，還由于開拓運輸開拓運輸系統(tǒng)一經(jīng)建成就較難改造系統(tǒng)一經(jīng)建成

13、就較難改造(改造該系統(tǒng)要引起減產(chǎn)或停產(chǎn))。 區(qū)分露天礦開拓運輸系統(tǒng)的主要依據(jù)是露天礦區(qū)分露天礦開拓運輸系統(tǒng)的主要依據(jù)是露天礦的基本運輸方式的基本運輸方式，進一步區(qū)分該系統(tǒng)的特點要利用區(qū)分該系統(tǒng)的特點要利用坑道形式，坑線位置和坑線的數(shù)量、平面形狀及其坑道形式，坑線位置和坑線的數(shù)量、平面形狀及其固定性固定性等特征等特征。 類 別主要特征一般特征l. 鐵 路2.公 路3.膠帶輸送機道4.提升機道5.溜 道(1)采用露天坑道或地下坑道(2)坑線設置在露天采場境界內(nèi)部或外部，設置于境界的頂幫、底幫或端幫(1)坑線服務水平數(shù)及每個水平溝道數(shù)(單溝、組溝、總溝、對(雙)溝)(2)坑線平面形狀(直進、折(回)

14、返、螺旋)(3)坑線固定性(固定及移動)6.聯(lián) 合幾種運輸方式、坑道形態(tài)及坑線特征的聯(lián)合開拓運輸系統(tǒng)分類表開拓運輸系統(tǒng)分類表 注；溜道是利用重力溜放礦巖的運輸?shù)缆?包括露天明溜槽及地下溜井)的統(tǒng)稱。它存在的坡度一般較斜坡提升機道還要大 二、鐵道運輸開拓系統(tǒng)二、鐵道運輸開拓系統(tǒng) 鐵道開拓運輸系統(tǒng)在我國露天礦山中有最廣泛應用。下圖為我國許多露天礦采用的開拓坑線系統(tǒng)的典型縱斷面透視圖。 從地表至第一水平的坑線AB位于露天礦的境界以外，稱為外部溝外部溝(外部坑線外部坑線)；坑線從B點往下直至坑底均位于露天礦境界內(nèi)，稱為內(nèi)部溝內(nèi)部溝(內(nèi)部坑線內(nèi)部坑線)。 設于非工作幫上的坑線稱為固定坑線。固定坑線。固定

15、坑線在生產(chǎn)中不需定期移設，線路質(zhì)量較好，但要求在設計之前礦床的埋藏條件、水文和工程地質(zhì)條件清楚，以便能夠確定最終的邊幫位置。開拓坑線置于工作幫上，稱為移動坑線。移動坑線。移動坑線有許多優(yōu)點，如能適應開采境界的改變；減少運距；有利于新水平準備；減少基建工程量和便于礦巖分采等。 三、汽車運輸開拓系統(tǒng)三、汽車運輸開拓系統(tǒng) 采用汽車運輸時，開拓坑線的基本特征同鐵道坑線相似。唯因公路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，故坑線布置較鐵道時靈活得多公路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，故坑線布置較鐵道時靈活得多。汽車運輸時坑線的平面形狀可為直進，回返及螺旋形式直進，回返及螺旋形式。一般可多設出入多設出入溝，以便實現(xiàn)分散、近距排土。溝，以

16、便實現(xiàn)分散、近距排土。在汽車運輸條件下，移動坑線的缺點已不顯著，故實踐中移動坑線有較多的使用。由于汽車運輸時開拓坑線的靈活性，汽車坑線可以較好的滿足有利的開采程序，加速汽車坑線可以較好的滿足有利的開采程序，加速新水平開拓準備、礦巖分采和露天礦深部開采時的需要。新水平開拓準備、礦巖分采和露天礦深部開采時的需要。四、膠帶輸送機開拓系統(tǒng)四、膠帶輸送機開拓系統(tǒng) 在緩傾斜軟巖露天礦采用連續(xù)工藝時，帶式輸送機開拓系統(tǒng)比較單一。在深露天礦時，因帶式輸送機允許坡度較陡，在在邊幫上設置邊幫上設置較為方便，與提升機有相似之處。 對于礦、巖硬度大的露天礦，為了加大開采強度和提高工效，在條件適宜時可以采用單斗鏟單斗鏟

17、破碎裝置破碎裝置膠帶的半連續(xù)膠帶的半連續(xù)工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)。 采用單斗鏟和汽車運輸半固定破碎裝置膠帶運輸?shù)陌脒B續(xù)工藝的露天礦，當最終邊幫角較大，且非工作幫有汽車運輸坑線，為減少開拓工程費用，避免兩種運輸干線交叉，可將將帶式運輸機放在斜井內(nèi)。帶式運輸機放在斜井內(nèi)。這樣，還可以在地下坑道內(nèi)設置半固在地下坑道內(nèi)設置半固定破碎設備，并可利用溜井儲礦定破碎設備，并可利用溜井儲礦，也能減輕氣候?qū)竭\輸機的不利影響。 五、提升機開拓運輸系統(tǒng)五、提升機開拓運輸系統(tǒng) 露天礦使用提升設備(包括箕斗及串車)實際上是聯(lián)合運聯(lián)合運輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，利用較陡的提升機道克服高差，建立工作水提升機道克服高差，建立工

18、作水平與地面的運輸聯(lián)系。平與地面的運輸聯(lián)系。 采剝總量較少，平面尺寸不大卻相對較深的小型礦山，地面及坑內(nèi)均采用窄軌運輸?shù)拇囆逼戮頁P開拓運輸系統(tǒng)。 提升機道開拓運輸系統(tǒng)與鐵道、公路系統(tǒng)的坑線特征比較，一般平面形狀均為簡單直線狀，溝道不會引起補充擴幫工程量。溝道可設于非工作幫的最有利的位置或端幫，以使溝道固定，根據(jù)需要，可設置多個溝道。 六、溜道開拓運輸系統(tǒng)六、溜道開拓運輸系統(tǒng) 對高而陡的山坡露天礦，為了節(jié)約基建投資和降低運輸費用，或由于技術上的原因，常用放礦溜道作為中間環(huán)節(jié)建立開拓運輸系統(tǒng)。 溜井主要是溜放礦石的，而巖石從采場直接運至附近的山坡排棄。在采場內(nèi)，用汽車或窄軌設備將礦石運至卸礦平臺

19、向溜井翻卸，在下部通過漏口裝車，經(jīng)平硐運往地面卸載點。平硐內(nèi)的運輸方式根據(jù)運量及運距，可用汽車、膠帶、準軌和窄軌運輸?shù)取?對溜井平硐開拓運輸系統(tǒng)的設計，主要是確定該系統(tǒng)中溜井位置(在境界內(nèi)部或外部)、數(shù)目(集中布置或分散布置)、溜井結(jié)構(gòu)參數(shù)和防止堵塞及跑礦措施以及平硐的位置與標高等。 七、聯(lián)合運輸開拓系統(tǒng)七、聯(lián)合運輸開拓系統(tǒng) 當開采某些特殊條件的露天礦田，如高而陡的復雜山坡地形，或高差大的深凹露天礦，或深度不大的凹陷露天礦其下部境界范圍窄小，或因邊坡不穩(wěn)定等，從技術和經(jīng)濟效果考慮，常常采用兩種或多種運輸(提升)設備。 聯(lián)合的方式可以是兩種以上設備同時應用于采場內(nèi)運送不同位置或不同品種的物料，這

20、時兩套開拓運輸系統(tǒng)可以互不相干，屬于并聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)。也可以是在同一時聞和空間范圍內(nèi)為了運送相同的物料而接力作業(yè)，屬于串聯(lián)系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)。八、開拓運輸系統(tǒng)的合理確定八、開拓運輸系統(tǒng)的合理確定 開拓運輸系統(tǒng)的形成是實現(xiàn)工藝過程和工程發(fā)展的必開拓運輸系統(tǒng)的形成是實現(xiàn)工藝過程和工程發(fā)展的必要手段和前提要手段和前提，它把兩者緊密地聯(lián)系起來，直接影響到露直接影響到露天礦的基建工程量、產(chǎn)量規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦巖產(chǎn)量均衡天礦的基建工程量、產(chǎn)量規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦巖產(chǎn)量均衡性、生產(chǎn)可靠性及工藝設備的效率和數(shù)量性、生產(chǎn)可靠性及工藝設備的效率和數(shù)量等。 選擇確定開拓運輸系統(tǒng)的主要原則主要原則應和選擇生產(chǎn)工藝應和選擇生產(chǎn)

21、工藝系統(tǒng)以及開采程序結(jié)合起來，使能適應礦山自然地質(zhì)條件，系統(tǒng)以及開采程序結(jié)合起來，使能適應礦山自然地質(zhì)條件，達到生產(chǎn)技術可靠和綜合經(jīng)濟效果良好達到生產(chǎn)技術可靠和綜合經(jīng)濟效果良好。 具體要求具體要求是在可能條件下采用先進技術裝備，使生產(chǎn)在可能條件下采用先進技術裝備，使生產(chǎn)可靠；滿足國家對礦石產(chǎn)量及質(zhì)量需要；基建期短，達產(chǎn)可靠；滿足國家對礦石產(chǎn)量及質(zhì)量需要；基建期短，達產(chǎn)快；投資少、成本低及工效高；充分利用地下資源快；投資少、成本低及工效高；充分利用地下資源等。 影響確定開拓運輸系統(tǒng)的主要因素影響確定開拓運輸系統(tǒng)的主要因素： 自然條件自然條件 包括地形，氣候、礦體埋藏條件(傾角、厚度、層數(shù)、構(gòu)造、

22、覆蓋層厚度及礦體形狀等)、巖石性質(zhì)、水文及工程地質(zhì)條件、礦床勘探程度及儲量發(fā)展遠景等； 開采技術條件開采技術條件 包括露天開采境界尺寸、生產(chǎn)規(guī)模、工藝設備類型、開采程序、總平面布置及建礦前開采情況等； 經(jīng)濟因素經(jīng)濟因素 包括國家有關技術、經(jīng)濟政策，設備材料的供應條件，對建設速度和礦石質(zhì)量的要求及開采年限等。 應注意因地制宜，針對具體礦山條件，在全面考慮各項因素的基礎上抓住其中最主要的因素，從技術可能和經(jīng)濟合理兩個主要方面對各種可行方案進行篩選和對比，綜合權衡做出決定。第五章第五章 露天開采規(guī)模及礦石質(zhì)量露天開采規(guī)模及礦石質(zhì)量 第一節(jié)第一節(jié) 露天開采境界露天開采境界一、概述一、概述 一個礦床，在

23、探明其賦存條件、礦石數(shù)量和質(zhì)量等情況后，首先遇到的問題是采用露天還是地下方法開采。一般說來，影響影響開采方法選擇的主要因素是礦床的賦存條件開采方法選擇的主要因素是礦床的賦存條件。對露天開采有利的礦床賦存條件是覆蓋層薄、礦層傾角小和厚度大；其他如礦層賦存不穩(wěn)定、礦石易自燃、歷史上已被地下方法開采過的礦床等均不利于采用地下開采法。反之，礦床位于高產(chǎn)農(nóng)業(yè)區(qū)和其上有河流及重要設施時，則可能限制了采用露天開采法?？傊?，應進行分析、比較，以取得礦床開采最好的經(jīng)濟效果。 對采用露天開采的礦床，還要確定其開采的合理范圍。如圖，假定煤層厚度不變則在一定臺階高度h下，每一水平的采出煤量為Pi，采出P1所需的剝離量

24、為V1，采出P2所需的剝離量為V2，直至第i水平為Pi與Vi。從直觀即可看出，在m、h不變時，各水平采煤量Pi值變化不大，Vi值則隨著深度H的增加和邊幫角的減小而增加。 iioPVbaC從經(jīng)濟上分析，露天開采的范圍(深度)必然有一經(jīng)濟上的限度，即： CoPiaPi+bVi 或 一個采完的露天礦場呈一個大凹坑。露天露天開采的境界開采的境界或范圍是由由深度、底的周界深度、底的周界( (長度長度l l和寬度和寬度b)b)、最終邊幫角、最終邊幫角( (底幫底幫、頂幫、頂幫、端幫、端幫)三個要素組成。三個要素組成。二、露天開采合理深度確定的原則二、露天開采合理深度確定的原則1、剝采比、剝采比 露天開采與

25、地下開采的重要區(qū)別，就是除了采出礦石外，還要剝離大量的巖石，且剝離量往往多于礦石量。我們把這兩者的比值，稱作剝采比剝采比(n)，其單位可為 m3/m3、m3/t 或 t/t 。 在露天礦的生產(chǎn)及設計中，從不同的角度反映剝采之間的數(shù)量關系，有不同的剝采比。（1）生產(chǎn)剝采比）生產(chǎn)剝采比ns 它是相鄰臺階在開拓準備過程中，一個延深周期內(nèi)各個臺階向外推幫采出的礦、巖量的比值。（2）平均剝采比）平均剝采比np 在露天開采境界范圍內(nèi)礦、巖總量的比值。 （3）境界剝采比）境界剝采比nK 它是露天開采深度增加h和和 后所引起的剝離量增加值與礦石量增加值之比。2、經(jīng)濟合理剝采比、經(jīng)濟合理剝采比nj 是指在現(xiàn)有的

26、開采技術和費用指標條件下，經(jīng)濟上有利的剝離量與采出礦量的允許最大比值。 , nbaCL0CCL元/m3（元/t）, 0baCnjm3 /m3（ m3 /t） 確定露天開采深度，實質(zhì)上就是對剝采比的大小加以控制，使其不超過經(jīng)濟合理界限nj值。nsnj；npnj；nknj。目前廣泛應用的是nknj的原則 三、確定露天開采境界的方法步驟三、確定露天開采境界的方法步驟 按照境界剝采比不超過經(jīng)濟合理剝采比的原則圈定露天開采合理深度的方法步驟如下：1、確定經(jīng)濟合理剝采比的有關費用參數(shù)： (1) 確定Co值要用地下開采成本或售價。 (2) a、b值與工藝方式、開采程序及開拓運輸系統(tǒng)等有密切關系。實際上，a、

27、b值還與開采深度有關。若剝離物內(nèi)有順便采出的有益礦物，還要考慮它的價值可以抵消一部分剝離費用而將nj公式表現(xiàn)形式加以改變。a、b值還應考慮技術進步與設備更新的因素。 (3) 確定：baCnoj2、在斷面圖上確定Vi及Pi值。為此必須確定以下參數(shù)： (1)選取露天礦底寬一般它與所采用的工藝方式有關，其最小值等于開段溝寬度； (2)選取露天礦最終邊坡角； (3)根據(jù)露天礦底寬、最終邊坡角及臺階高度確定斷面上的Vi值，Pi值與礦體厚度及臺階高度有關。Pi值還應考慮露天開采的原礦采出率； (4)在斷面圖上計算出不同深度的nKi=Vi/Pi值。3、確定斷面圖上nKi=nj的合理開采深度；4、確定露天礦各

28、個地質(zhì)斷面圖上的合理開采深度；5、將各斷面圖上的合理開采深度的標高加以調(diào)整，并使露天礦的底平面長度及寬度能滿足開拓坑線布置的要求(這與擬定采用的運輸方式有關)。至此，可得到初定開采境界；6、在露天礦初定境界的邊幫上設置選定的開拓坑線(這往往使傾斜、急傾斜或近水平礦層的最終邊幫角減緩，引起補充擴幫量)，所形成的露天礦最終開采空間范圍，稱為最終開采境界。 四、露天礦分區(qū)開采與分期開采四、露天礦分區(qū)開采與分期開采 當圈定的露天開采范圍很大時，為了減少初期投資和降低初期開采的礦石成本，可以在最終境界范圍內(nèi)再擇優(yōu)劃出近期開采的較小范圍(或稱小境界)，供先期建設與開采，然后再擴采剩下的部分，這種措施稱為分

29、區(qū)或分期開采。 面積大的近水平或緩傾斜礦床，一般要進行分區(qū)開采 ，首采區(qū)的范圍應該考慮能滿足國家對礦石產(chǎn)量與質(zhì)量的要求；有一定的服務年限；有利于采用合理的工藝方式、開采程序及相應的開拓運輸系統(tǒng)；減少外部排土量并利于向續(xù)采區(qū)段過渡。 對于允許開采深度大的傾斜與急傾斜礦床，為使初期投資小及開采成本低，一般采用沿深度分期開采 第二節(jié)第二節(jié) 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 露天礦采出一定數(shù)量礦石的同時要求剝離相應數(shù)量的巖石。露天礦的生產(chǎn)能力一般系指單位時間露天礦的生產(chǎn)能力一般系指單位時間(如年、月、日、班)內(nèi)采內(nèi)采出的礦石出的礦石(煤煤)量量，一般均按年產(chǎn)量Ap(噸/年或m3/年)計算。相應的年剝離量AB(噸/年或

30、m3/年)決定于生產(chǎn)剝采比值。因此，露天礦的開采規(guī)模露天礦的開采規(guī)模（礦巖生產(chǎn)能力或稱年采剝總量）（礦巖生產(chǎn)能力或稱年采剝總量）為： A = AP + AB = (1+ns)AP，t/a 或 m3/a 這項指標，對露天礦所需設備、人員、投資影響巨大，也決定著礦石(煤)的開采成本及工效。 一、剝采比的變化及生產(chǎn)剝采比的均衡一、剝采比的變化及生產(chǎn)剝采比的均衡 1、剝采比的變化規(guī)律 一個露天礦從開始建礦到開采終了要經(jīng)歷幾個階段，當工作幫坡角不變時，由始至終臺階數(shù)目的變化規(guī)律是：由少變多，由少變多，再減少再減少，如果煤層厚度不變，則剝采比變化的規(guī)律也是：由小變由小變大，再變小大，再變小。這個規(guī)律是一般

31、傾斜礦床共有的，對于水平礦床，若礦層厚度和地形變化不大時，剝采比的變化幅度則很小。 2、剝采比變化產(chǎn)生的影響 年剝離量AB及年采剝總量A大幅度變化；設備數(shù)量和職工人數(shù)也要變化；露天礦的組織管理復雜；設備、資金和勞動力也得不到合理利用；甚至造成企業(yè)虧損。3、均衡生產(chǎn)剝采比及目的 在確定開采境界以后，就要在露天礦開采范圍內(nèi)劃分為數(shù)個生產(chǎn)發(fā)展階段(例如若干個臺階為一個階段)，按照各階段的平均生產(chǎn)剝采比進行生產(chǎn)。分階段確定的平均生產(chǎn)剝采比稱為均衡生產(chǎn)剝采比。 生產(chǎn)剝采比均衡的目的是使露天礦在一定生產(chǎn)時期內(nèi)的設備、人員保持相對穩(wěn)定。4、均衡生產(chǎn)剝采比的措施 改變臺階工作平盤寬度； 改變開段溝的位置及其長

32、度； 改變工作幫的結(jié)構(gòu)及推進方式； 調(diào)整新水平延深方向及程序。 二、露天礦生產(chǎn)能力二、露天礦生產(chǎn)能力 露天礦礦石(煤)的生產(chǎn)能力(或稱產(chǎn)量)主要是根據(jù)國家需要、開采技術條件和經(jīng)濟合理性等因來綜合確定。1.1.按開采技術條件確定露天礦生產(chǎn)能力按開采技術條件確定露天礦生產(chǎn)能力 在一定的礦床埋藏條件下，從技術上確定生產(chǎn)能力主從技術上確定生產(chǎn)能力主要是受要是受新水平延深速度新水平延深速度( (即開段溝的下降速度即開段溝的下降速度) ) 、工作幫工作幫推進速度推進速度( (即臺階工作線擴幫速度即臺階工作線擴幫速度) )和和運輸系統(tǒng)的能力運輸系統(tǒng)的能力的的限制限制。 （1 1）對于傾斜和急傾斜礦體，必須不

33、斷地進行新水平延深工作。）對于傾斜和急傾斜礦體，必須不斷地進行新水平延深工作。 從上個開段溝掘完到本水平開段溝掘完，所花費的時間T(年)，稱為延深一個臺階(水平)的時間（新水平準備時間）（新水平準備時間）。按延深速度確定可能有的生產(chǎn)能力為： 新水平延深速度主要與選用的采、運設備類型和對新水平延深程序在時間與空間上緊密配合的合理安排有關。新水平延深速度可以按每年下降深度計算，即：TPAp1 t/a ThV延m/a （2 2）對于近水平或緩傾斜礦床，露天礦正常生產(chǎn)后基本上不存）對于近水平或緩傾斜礦床，露天礦正常生產(chǎn)后基本上不存在向下延深的問題，而要求在臺階上不斷地擴幫推進。在向下延深的問題，而要求

34、在臺階上不斷地擴幫推進。 其推進速度以V推表示(m/a)，采礦臺階走向長度為L(m)，采礦臺階高度即為礦層厚度m(m)，礦石容重為(kN/m3)，原礦采出率為K()，則可能達到的礦石生產(chǎn)能力為： KVmLAP推2 t/a 工作線推進速度決定于在每個剝離與采礦臺階上所設置的采掘設備的數(shù)量。 2 2經(jīng)濟因素對確定生產(chǎn)能力的影響經(jīng)濟因素對確定生產(chǎn)能力的影響當露天開采境界圈定后，可供開采的礦石儲量是一定的，如果生產(chǎn)能力確定得大，則礦山壽命短，否則就長。 礦 型設計生產(chǎn)能力（Mt/a）設計服務年限（a）不少于新建露天煤礦改建擴建露天煤礦 大 型1035304103020中 型142015小 型11010

35、服務年限固定建筑物與結(jié)構(gòu)物的投資、礦石用戶(加工、冶煉、發(fā)電廠等)存在年限、單位生產(chǎn)能力(年產(chǎn)每噸礦或每噸礦巖)的投資、生產(chǎn)成本和勞動生產(chǎn)率。露天煤礦設計服務年限露天煤礦設計服務年限 影響確定生產(chǎn)能力的因素較多，對于新設計露天礦，應首先考慮滿足國家需要和經(jīng)濟合理的要求，再首先考慮滿足國家需要和經(jīng)濟合理的要求，再從技術條件加以驗算，采取相應措施，使之達到需要從技術條件加以驗算，采取相應措施，使之達到需要的生產(chǎn)能力的生產(chǎn)能力。若所采取的措施其代價巨大，則應將要求的產(chǎn)量降低，達到技術上可能和經(jīng)濟上合理。對于生產(chǎn)露天礦，一般產(chǎn)量已定，只是在剝采比增加較多，設備不足或國家要求產(chǎn)量增加的情況下，才從技術條件的各個方面加以驗算，采取有效措施，達到預定要求的生產(chǎn)能力。 第三節(jié)第三節(jié) 礦石的損失與貧化礦石的損失與貧化 一、損失與貧化的計算一、損失與貧化的計算 （1）礦石的損失）礦石的損失礦石的損失礦石的損失，是指殘留于采場內(nèi)未被采出的礦石(煤)，以及采出后在采