露天采礦課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書模板

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課程名稱：露天礦開采

開采深度的方法為方案－分析法，具體操作步驟如下：1、在地質(zhì)橫斷面圖上初步擬定開采深度2、在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底部標(biāo)高3.3.2.1地質(zhì)橫斷面圖上初步擬定開采深度⑴初擬深度的方法在橫斷面圖上確定露天開采合理深度有方案分析法、分析法、圖解法，但常用是方案分析法和圖解法。在各橫斷面上，根據(jù)已確定的最終邊坡角和底寬，選擇適當(dāng)?shù)牡撞课恢米鞒鋈舾蓚€不同深度的開采境界方案。當(dāng)?shù)V體埋藏條件簡單時，開采深度方案可少取一些；礦體形態(tài)繁雜時，開采深度方案應(yīng)多取一些，并且必需包括礦體水平厚度由明顯變化的深度。⑵開采境界深度的設(shè)計(jì)計(jì)算用線段比法計(jì)算各深度方案的境界剝采比。將各方案的境界剝采比與開采深度的關(guān)系繪成曲線，再繪出表示經(jīng)濟(jì)合理剝采比的水平線，兩線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)Hj就是所尋求的理論開采深度。（見圖露天礦開采深度設(shè)計(jì)計(jì)算橫斷面圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）-16-

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課程名稱：露天礦開采3.3.2.2地質(zhì)橫斷面圖上調(diào)整開采境界底部標(biāo)高由于各橫斷面上的礦體厚度和地面標(biāo)高不同相應(yīng)的理論開采深度也不同。將這些開采深度投影到地質(zhì)縱斷面圖上，連接各一點(diǎn)得到一條不規(guī)則的折線，如下圖所示，即理論上的露天礦底，為了便于開采和布設(shè)運(yùn)輸線路，露天礦底應(yīng)設(shè)計(jì)成平面。因此，底部在縱斷面圖上應(yīng)調(diào)整為同一標(biāo)高的水平線或由數(shù)段不同標(biāo)高的水平折線連成的階梯形折線。調(diào)整的原則是使劃入和劃出開采境界的礦巖量基本平衡。3.4露天礦開采境界的圈定3.4.1繪制露天礦底部周界根據(jù)設(shè)計(jì)開采深度和底部寬度，確定露天礦底平面，并繪制底部周界，如下圖所示。繪制步驟為：1、按調(diào)整后的露天礦底部標(biāo)高，繪制該水平的地質(zhì)分層平面圖2、在各橫斷面、縱斷面、輔助斷面圖上，按確定的設(shè)計(jì)開采深度，繪制露天開采境界。3、將各斷面圖上的露天礦底部位置（底部兩側(cè)的端點(diǎn)）分別投影到分層平面圖上，依次連接各點(diǎn)，得出理論上的底部周界（下圖中的虛線）。4、為了能正常進(jìn)行采裝和運(yùn)輸工作，初步得出的理論周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要盡量平直，彎曲部位的曲率半徑要適應(yīng)運(yùn)輸設(shè)備的技-17-

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術(shù)性能；底部長度應(yīng)保證運(yùn)輸?shù)缆返恼咕€符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3.4.2繪制露天礦開采境界平面圖3.4.3繪制露天礦采掘終了平面圖3.5繪制露天礦開采境界斷面圖3.5.1繪制露天礦開采境界橫斷面圖3.5.2繪制露天礦開采境界縱斷面圖3.6露天礦開采境界技術(shù)參數(shù)露天礦開采境界技術(shù)參數(shù)序號1.2.名稱開采境界長度地表的底部的開采境界寬度地表的數(shù)值序號4.5.名稱地面標(biāo)高最高的最低的采場底部標(biāo)高最高的數(shù)值-18-

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課程名稱：露天礦開采3.底部的最終邊坡角頂、底幫兩端幫6.最低的開采境界深度最大的最小的4露天礦開拓運(yùn)輸系統(tǒng)4.1露天礦開拓的目的和重要性開拓地面到露天采場各個工作水平以及個工作水平之間的礦巖運(yùn)輸通道和新的工作水平建立采礦點(diǎn)、受礦點(diǎn)、廢石場、工業(yè)場地之間的運(yùn)輸聯(lián)系，保證礦山持續(xù)生產(chǎn)。4.2開拓運(yùn)輸方案的提出與選擇4.2.1露天礦開拓方式分類序號123456784.2.2影響露天礦開拓方式的因素1、自然條件：包括地形、氣候、礦體埋藏條件（礦體傾角、埋藏深度、層數(shù)、構(gòu)造、覆蓋層厚度，礦體形狀及分布狀況）、礦巖性質(zhì)、水文及工程地質(zhì)條-19-

開拓方式（溝道形式）馬路運(yùn)輸開拓鐵路運(yùn)輸開拓運(yùn)輸機(jī)道開拓平硐溜道開拓斜坡道開拓索道開拓桅桿起重機(jī)開拓聯(lián)合開拓運(yùn)輸設(shè)備動力設(shè)備承載設(shè)備備注美式蘇式德式意式自卸汽車、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)內(nèi)燃電力機(jī)車電動機(jī)重力電動卷揚(yáng)機(jī)電動機(jī)電動機(jī)礦車膠帶箕斗、串車索斗鋼繩、鋼網(wǎng)武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

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件、礦巖價值。若礦區(qū)顯山坡地形，比高較大，礦床賦存于地表水平以上，礦巖較穩(wěn)固，應(yīng)優(yōu)先考慮和采用平硐溜井開拓，若地形比高較小，坡度較緩，礦床平面尺寸較大，廢石場較遠(yuǎn)時，應(yīng)采用以鐵路為主的開拓系統(tǒng)。2、露天礦生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力的大小對選擇開拓類型和設(shè)備起重要作用，生產(chǎn)能力大時可考慮準(zhǔn)軌鐵路運(yùn)輸、大型膠帶運(yùn)輸、大型汽車運(yùn)輸，生產(chǎn)能力小時可考慮一般的汽車運(yùn)輸，多軌運(yùn)輸，斜坡提升等開拓方式。3、基建工程量和基建期限：礦山建設(shè)要求較急或急傾斜、下盤剝巖量很大時，可考慮靠近礦體布置移動坑線開拓，能顯著的縮短建設(shè)期限和減少初始基建工程量。4、資金和設(shè)備的供應(yīng)條件：現(xiàn)代化露天礦應(yīng)盡可能的采用先進(jìn)設(shè)備，但要考慮資金和設(shè)備供應(yīng)的可能。5、礦床勘探程度及礦石儲量的發(fā)展遠(yuǎn)景：對于深部勘探程度不夠的礦床，或遠(yuǎn)景存量較多時，露天采場的開采境界還可能發(fā)生變化，宜采用移動坑線開拓。總之，決定露天礦開拓方式時應(yīng)因地制宜，針對礦山具體條件，即要綜合考慮各種因素，又要抓住主要影響因素進(jìn)行合理選擇。4.2.3開拓運(yùn)輸方案的提出與選擇1、確保礦山生產(chǎn)的可靠性和合理性；2、減少基建工程量和投資，施工便利，做到早投產(chǎn)和早達(dá)產(chǎn)；3、礦石損失、貧化?。?、少占土地，充分利用地下礦產(chǎn)資源；5、生產(chǎn)工藝簡單可靠，設(shè)備選擇因地制宜；6、生產(chǎn)成本低。此外，還要執(zhí)行我國礦山建設(shè)的有關(guān)政策和相關(guān)行業(yè)法規(guī)，結(jié)合我國國情，因地制宜。4.3開拓運(yùn)輸系統(tǒng)4.3.1礦山馬路分類礦用運(yùn)輸馬路尋常具有斷面形狀繁雜、線路坡度大、曲線半徑小、運(yùn)量和行駛車輛重量大、相對服務(wù)年限短等特點(diǎn)。因此，要求馬路結(jié)構(gòu)簡單，并具有相-20-

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1.總論1.1課程設(shè)計(jì)概述1.1.1課程設(shè)計(jì)題目1.1.2設(shè)計(jì)初始條件1.1.3要求完成的主要任務(wù)1.2設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.2設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則1.3設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容簡述2.礦區(qū)概況2.1礦區(qū)地質(zhì)簡介2.1.1地層2.1.2構(gòu)造2.1.2巖漿巖2.2礦床地質(zhì)2.2.1礦體特征2.2.2礦石特征2.3礦床開采技術(shù)條件2.3.1礦巖物理力學(xué)性質(zhì)2.3.2水文地質(zhì)條件2.3.3工程地質(zhì)條件3露天礦開采境界3.1露天礦開采境界的設(shè)計(jì)原則3.1.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比3.1.1.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比的概念3.1.1.2經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定方法3.1.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.1.2.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其評價-1-

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3.1.2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的適用條件3.1.2.3課程設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.1.3境界剝采比3.2露天礦開采境界要素3.2.1開采境界最終邊坡角及邊坡結(jié)構(gòu)3.2.1.1最終邊坡角3.2.1.2最終邊坡結(jié)構(gòu)3.2.2開采境界底部寬度及底部位置3.3開采境界深度3.3.1確定開采境界深度的原理3.3.2確定開采境界深度的方法(方案－分析法)3.3.2.1地質(zhì)橫斷面圖上初步擬定開采深度3.3.2.2地質(zhì)橫斷面圖上調(diào)整開采境界底部標(biāo)高3.4露天礦開采境界的圈定3.4.1繪制露天礦底部周界3.4.2繪制露天礦開采境界平面圖3.4.3繪制露天礦采掘終了平面圖3.5繪制露天礦開采境界斷面圖3.5.1繪制露天礦開采境界橫斷面圖3.5.2繪制露天礦開采境界縱斷面圖3.6露天礦開采境界技術(shù)參數(shù)4露天礦開拓運(yùn)輸系統(tǒng)4.1露天礦開拓的目的和重要性4.2開拓運(yùn)輸方案的提出與選擇4.2.1露天礦開拓方式分類4.2.2影響露天礦開拓方式的因素4.2.3開拓運(yùn)輸方案的提出與選擇4.3開拓運(yùn)輸系統(tǒng)-2-

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4.3.1露天礦山道路分類4.3.2露天礦山道路技術(shù)等級4.3.3開拓運(yùn)輸系統(tǒng)4.3.3.1受礦點(diǎn)、出入溝位置及標(biāo)高4.3.3.2坑線布置形式4.3.3.3運(yùn)輸干線路段參數(shù)5.小結(jié)-3-

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1.總論1.1課程設(shè)計(jì)概述1.1.1課程設(shè)計(jì)題目露天礦開采境界設(shè)計(jì)1.1.2設(shè)計(jì)初始條件1.最終臺階高10m，最終臺階坡面角65°，露天礦采礦場最小底寬16m，最終邊幫角45°，經(jīng)濟(jì)合理剝采比6m3/m3。2.開拓運(yùn)輸?shù)缆凡捎芒蠹壍V山馬路，道路路基寬度8m。1.1.3要求完成的主要任務(wù)1.設(shè)計(jì)任務(wù)：確定露天礦開采境界深度，底部位置及周界，確定露天采場最終邊幫結(jié)構(gòu)，并繪制開采境界平面圖，露天礦開拓運(yùn)輸?shù)缆范ň€，繪制露天礦開采終了平面圖，繪制露天礦開采境界橫縱面圖，編寫課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。2.設(shè)計(jì)成果：課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，相像形開采境界設(shè)計(jì)橫斷面圖（4#圖紙3張），開采境界深度設(shè)計(jì)計(jì)算橫斷面圖、縱斷面圖（4#圖紙3張，3#圖紙1張），露天礦開采境界平面圖（3#圖紙一張），露天礦開采終了平面圖（3#圖紙一張），露天礦開采境界斷面圖（4#圖紙3張），露天礦開采境界縱斷面圖（3#圖紙一張）1.2設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則1.2.1設(shè)計(jì)依據(jù)⑴課程設(shè)計(jì)任務(wù)書⑵礦床地質(zhì)資料a.地質(zhì)地形（平面）圖1張（3#圖紙）b.地質(zhì)橫斷面圖3張（4#圖紙）1.2.2設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則⑴露天礦開采境界按境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)⑵露天礦采用馬路運(yùn)輸開拓，開拓系統(tǒng)路線按Ⅲ級礦用運(yùn)輸馬路設(shè)計(jì)1.3設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容簡述-4-

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設(shè)計(jì)方案：礦床擬用露天開采，繪定其1：1000的地址剖面圖三張及相應(yīng)礦區(qū)地形圖一張，設(shè)臺階高度為10M，從+900往上、下劃分，露天采場最小底寬16m，采用汽車運(yùn)輸，路基寬8m，最小轉(zhuǎn)彎半徑15m，連接平臺40m，限制坡度10%，最終的臺階坡面角65°，穩(wěn)定的最終幫坡角小于等于45°，經(jīng)濟(jì)合理剝采比6m3/m3設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.用橫坡面面積比法計(jì)算各水平境界剝采比，繪成曲線，按n<n的原則分別確定三個橫剖面的合理開采深度；2.縱剖面上調(diào)整露天礦底平面標(biāo)高；3.繪制露天礦底部周界。由于未給出各水平分層平面圖，底部周界在Ⅰ線以西及Ⅲ線以東均按該水平礦體水平厚度的一半估計(jì)走向延續(xù)長度，以圈定兩端的底部周界；4.按前述邊坡角和段坡角的限制，設(shè)計(jì)邊坡組成及最終平臺寬度；5.初步圈定露天開采終了平面圖；6.選擇出入溝口位置并布置開拓運(yùn)輸系統(tǒng)，這里假定工業(yè)廠場位于平面圖幅的左下方，標(biāo)高+900米；7.繪制終了平面圖，并將境界投影到三個橫剖面圖上；8.計(jì)算布置了開拓運(yùn)輸系統(tǒng)后的最終邊坡角。頂?shù)讕蛢啥烁饕粋€；9.設(shè)計(jì)山坡部分的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。畫出馬路中心線、轉(zhuǎn)點(diǎn)、圓曲線起終點(diǎn)、標(biāo)注有關(guān)參數(shù)，計(jì)算并標(biāo)注沿線各段坡度和設(shè)計(jì)高程；10.計(jì)算礦巖量。-5-

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2.礦區(qū)概況本次課程設(shè)計(jì)的鐵礦礦區(qū)屬麻城市木子店鎮(zhèn)管轄，大地構(gòu)造位置位于秦嶺褶皺系（Ⅰ級）桐柏－大別隆起帶東段南翼羅田褶皺束西緣。鐵礦體賦存于下元古界大別山（巖）群（Dbc）中。地質(zhì)詳查工作在礦區(qū)內(nèi)圈定的磁鐵礦礦體受地層層位控制，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，出露地表。礦體形態(tài)較繁雜，呈似層狀產(chǎn)出，分支復(fù)合，上厚下薄，直至尖滅。礦區(qū)屬于亞熱帶大陸性潮濕氣候，年平均氣溫16－17°，歷年最高溫度41.5℃,最低溫度-15.3℃，年平均降雨量一般1156.1毫米，降雨集中在每年的4-7月，無霜期平均238天，結(jié)冰日平均46天。2.1礦區(qū)地質(zhì)簡介2.1.1地層礦區(qū)出露的地層為下元古界大別山（巖）群和新生界第四系全新統(tǒng)沖積層：礦區(qū)出露的地層主要產(chǎn)于白堊紀(jì)花崗巖中，出露不完整，主要巖性為墨云斜長片麻巖，黑云角閃斜長片麻巖，夾磁鐵石英巖及磁鐵角閃巖；區(qū)內(nèi)第四系全新統(tǒng)主要分布于溝谷兩側(cè)低洼或山坡平緩地帶，主要為沖積礫石、砂礫、砂土、亞砂土、亞粘土等，其厚度一般小于3-5米。2.1.2構(gòu)造(1)韌性剪切帶：位于礦區(qū)中東部，帶內(nèi)構(gòu)造混雜，眼球狀片麻巖，糜棱巖廣泛發(fā)育，伸展運(yùn)動，擠壓滾動現(xiàn)象明顯，并可見大小不一的無根褶皺等。(2)斷層：礦區(qū)西部有一較大的逆斷層，走向西南，傾角75°，寬度約為40m，錯位距離約15m，斷層內(nèi)可見棱狀，透鏡狀花崗巖脈，長英質(zhì)脈體穿插其中。2.1.2巖漿巖礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布約占75％，主要為中生代白堊紀(jì)早世和中元古代侵入巖。2.2礦床地質(zhì)礦區(qū)圈定的磁鐵礦礦體賦存于下元古界大別山（巖）群（Dbc）中。-6-

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2.2.1礦體特征礦體多呈似層狀，總體走向312°，傾向西南，平均傾角81°。沿走向揭露長度約為m，累計(jì)平均厚度約~m。礦體賦存于中元古代侵入巖窯棚崗單元（Pt2Y）角閃巖與大別山（巖）群（Dbc）黑云角閃斜長片麻巖接觸部位，呈分支復(fù)合長條狀產(chǎn)出，Ⅰ線至Ⅲ線由3支礦脈合并為1支礦脈，單支礦脈內(nèi)又可見1~3層夾石，厚約~m，巖性與圍巖巖性一致。礦體出露地表最大高標(biāo)953m，最低高標(biāo)900m；礦體最高標(biāo)高953m，最低標(biāo)高819m；礦體最大埋深m。2.2.2礦石特征礦石主要為塊狀，系紋狀磁鐵角閃巖，局部有少量的磁鐵黑云閃巖，礦石礦物均為磁鐵礦，脈石礦物主要為角閃石、透閃石、石英以及少量的黑云母、石榴子石、綠泥石、磷灰石等。礦石主要有用組分是鐵（TFe），鐵礦石中TFe品位39.00~41.00%，TFe平均品位40.00%。有害組分磷含量在0.054%，硫0.42%，均低于允許含量。礦石工業(yè)類型為磁鐵礦石。2.3礦床開采技術(shù)條件2.3.1水文地質(zhì)條件礦區(qū)為山嶺重丘地貌，地形起伏較大。礦區(qū)地勢呈東高西低趨勢，東北部山包高達(dá)975m，西南部山谷最低為888米，相對高差達(dá)87米。地形切割中等，溝谷較發(fā)育，自然坡度°~°。水量隨季節(jié)變化，自然排水通暢，自東向西順坡流入溝谷，入注礦區(qū)西部溪流中。礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡單。地下水為風(fēng)化型裂隙水，水量很??；礦體充水源為大氣降水，特別是暴雨時期降水量大。因此，礦山開采時，應(yīng)一方面做好境界限外的地表水疏排水通道，另一方面采用機(jī)械排水排除露天礦坑內(nèi)的積水，以免影響礦山安全生產(chǎn)。2.3.2工程地質(zhì)條件礦區(qū)巖土體工程地質(zhì)條件簡單，根據(jù)區(qū)內(nèi)巖性特征、巖石組合關(guān)系及巖石力學(xué)性質(zhì)共劃分為三個工程地質(zhì)巖組。即松軟土體工程地質(zhì)巖組、堅(jiān)硬半堅(jiān)硬變質(zhì)巖工程地質(zhì)巖組和堅(jiān)硬塊狀侵入巖工程地質(zhì)巖組。-7-

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礦區(qū)內(nèi)斷裂及構(gòu)造破碎帶規(guī)模小，未見深大斷裂，區(qū)內(nèi)巖塊體較為完整，穩(wěn)定性較好。從地表探槽和自然露頭可以看到，礦區(qū)巖層較為穩(wěn)定，未見明顯的滑坡現(xiàn)象。礦區(qū)構(gòu)造較簡單，結(jié)構(gòu)面主要為節(jié)理裂隙、片理、片麻理等，沒有明顯的柔弱層。工程地質(zhì)條件屬中等類型。-8-

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3露天礦開采境界3.1露天礦開采境界的設(shè)計(jì)原則1.境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)剝采比，即Nj≤Njh，在開采境界內(nèi)邊界層礦石的露天開采費(fèi)用低于或等于地下開采的費(fèi)用，使全礦床開采的總費(fèi)用最低或總盈利最大。2.平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)剝采比，即Np≤Njh。用露天開采境界內(nèi)全部儲存量的總費(fèi)用等于或小于用地下開采該部分儲量的總費(fèi)用。3.生產(chǎn)生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)剝采比，即Ns≤Nj。3.1.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比3.1.1.1經(jīng)濟(jì)合理剝采比的概念是指經(jīng)濟(jì)上允許的最大剝采比。經(jīng)濟(jì)合理剝采比是露天開采境界設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，其計(jì)算方法和運(yùn)用方法都因礦床開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)不同而異。3.1.1.2經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定方法我國關(guān)于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的計(jì)算方法，歸納起來主要有以下幾種：1.產(chǎn)品成本對比法（1）原礦成本對比法，以露天開采和地下開采單位礦石的成本相等為計(jì)算基礎(chǔ)。露天開采的原礦成本CL（元/t）包括采礦成本a（元/t）和所分?jǐn)偟膭冸x成本兩部分，即：CL?r?a?r?n??bCL?a?n?rb式中：b—露天開采的剝離成本，元/m3；r—礦石的體重，t/m3；n?—原礦剝采比，m3/m3。原礦成本對比法的原理是將原礦的地采成本CD（元/t）作為露采成本CL（元/t）的上限，并以此作為依據(jù)來確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比。即：a?n?rb?CDCL?CD-9-

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課程名稱：露天礦開采則：或：n??rb(CD?a)將上述不等式右邊算式的值計(jì)為n?JH，即：（2）精礦成本對比法這種方法的成本計(jì)算對象是精礦（或礦產(chǎn)品），基本要求是露采的精礦單位成本不得大于地采，即：DLKL?n?b?DDKDn??JH1rb(CD?a)?KL式中：DL、DD—分別是露采和地采每噸原礦所分?jǐn)偟牟傻V、選礦費(fèi)用，元/t；上式移項(xiàng)可得：n??r(KLDD?DL)n??JH2bKDr類似于原礦成本對比法，可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比：原礦的精礦產(chǎn)出率：式中：?—選礦回收率，%；?—精礦品位，%。原礦品位：將換算式：代入下式n??JH2bKD(KLDD?DL)K?????????0(1??)?????K????/??[?0(1??)?????]?/?rbKD(KLDD?DL)得到精礦成本對比法的計(jì)算公式：n??JH2?r???0(1??L)?????L??LD?D?DL?b???0(1??D)?????D??D?-10-

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課程名稱：露天礦開采2.盈利對比法該方法是將單位工業(yè)儲量的地下開采盈利uD(元/t)作為露天開采盈利uL(元/t)的下限，即：?uL??L??L?uDn?b??D?類似于產(chǎn)品成本對比法，其經(jīng)濟(jì)合理剝采比為：n??JH??Lb?(uL???DuD)3.價格法盈虧平衡法適用于礦床單一露采的情形。該方法要求露采的礦產(chǎn)品成本不得超過其銷售價格，或者不允許單位工業(yè)儲量的露采最終盈利小于零，以保證礦山不虧損。即由此可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比：?uL??L???n?b?0n??JH?buL3.1.1.3經(jīng)濟(jì)合理剝采比成本指標(biāo)的選取計(jì)算經(jīng)濟(jì)剝采比采用的成本指標(biāo)，一般以鄰近地區(qū)類似礦山的成本指標(biāo)為基礎(chǔ)。但影響成本變化的因素是多方面的，主要有：（1）礦巖性質(zhì)，水文地質(zhì)條件；（2）開采深度和礦巖運(yùn)輸距離；（3）礦山規(guī)模，采用的開采工藝和設(shè)備類型；（4）原材料消耗指標(biāo)，設(shè)備效率，勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)管理水平；（5）費(fèi)用的時間因素。3.1.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則露天開采境界的大小決定了露天礦采礦量和剝離量的多少。隨著露天開采境界的延深和擴(kuò)展，在采礦量增加的同時剝離量也大幅度增加，從而導(dǎo)致剝采比不斷增大。因此，露天開采境界的確定，實(shí)質(zhì)上是對剝采比的大小加以控制，使之不超過經(jīng)濟(jì)合理剝采比。-11-

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課程名稱：露天礦開采3.1.2.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其評價1、三種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則露天礦的剝采比有多種。因此，在控制哪一種剝采比這個問題上，存在大量不同觀點(diǎn)。在此，三種形成較早又具有代表性的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：（1）、境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則境界剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則即境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。該原則的實(shí)質(zhì)是，露天開采境界向下延深時，控制露采的邊際經(jīng)濟(jì)效益不劣于地采經(jīng)濟(jì)效益。對于覆蓋層不大的連續(xù)礦體，運(yùn)用該原則可使整個礦床的開采盈利達(dá)到最大。假設(shè)有最大埋深為H0的規(guī)矩礦床，其橫斷面如下圖所示。礦床上部和下部分別采用露天開采和地下開采，其開采盈利可以表示為露天開采境界深度H的函數(shù)u(H)，即：（2）、平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則這一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的實(shí)質(zhì)是，露天開采境界向下延深時，控制露天開采的總體經(jīng)濟(jì)效益不劣于地下開采。如下圖所示，設(shè)：abcd是露天開采境界、境界內(nèi)礦石量為A、巖石量為V；?L=?D、?L＝?D、?L?＝?D?。按平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，露天礦的采剝總成本應(yīng)滿足：Ara?Vb?ArCnP?VA?rbD(CD?a)?nJH（3）、生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則生產(chǎn)剝采比可以反映露天礦生產(chǎn)中實(shí)際發(fā)生的剝采比。因此按nS≤nJH-12-

準(zhǔn)則確定開采境界，可以使露天礦任何生產(chǎn)時期的經(jīng)濟(jì)效果都不劣于地下開采。武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

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該原則中的生產(chǎn)剝采比，可以是均衡生產(chǎn)剝采比，也可以是未均衡的生產(chǎn)剝采比即時間剝采比。2、三種準(zhǔn)則的評價（1）、境界剝采比設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的評價目前，國內(nèi)外手工設(shè)計(jì)普遍運(yùn)用nJ≤nJH準(zhǔn)則來圈定露天開采境界。但是，對于某些覆蓋層較厚或不連續(xù)的礦體，這一準(zhǔn)則不適用。如下圖所示的礦體，abcd是按這一準(zhǔn)則確定的露天開采境界，但其平均剝采比大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比，這意味著該境界在經(jīng)濟(jì)上明顯不合理。更翔實(shí)的理論研究說明，該準(zhǔn)則只是最優(yōu)開采境界的必要條件，而不是充分條件、更不是充分必要條件。（2）、平均剝采比設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的評價上式的左端是平均剝采比而右端是經(jīng)濟(jì)合理剝采比。這說明只要控制平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比，就能控制露天開采的總體經(jīng)濟(jì)效益不劣于地下開采。平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是：在滿足露采總體經(jīng)濟(jì)效果不劣于地采的條件下，使劃歸露天開采境界內(nèi)的礦石儲量最大。由于這一原則是采用算術(shù)平均的方法，因此難免會使露天開采在某些局部的經(jīng)濟(jì)效果劣于地下開采。（3）、生產(chǎn)剝采比設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的評價按生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則圈定的露天開采境界比按nj≤njh準(zhǔn)則圈定的小，而較按ns≤njh準(zhǔn)則圈定的大。因此，隨之而來的初-13-

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始剝離量和基建投資也較大。另外，由于生產(chǎn)剝采比的概念不易明確界定，加之它與采深的關(guān)系較為繁雜而不易把握，因而該準(zhǔn)則相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的可操作性較差。鑒于上述各種原因，這個原則很少采用。3.1.2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的適用條件（1）一般應(yīng)用Nj≤Njh原則確定露天開采境界（2）礦體不規(guī)矩，沿走向厚度變化大，上部覆蓋較厚可依照Np≤Njh原則確定境界，并用Ns≤Njh原則效驗(yàn)，必要時需進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)對比（3）對寶貴的有色或稀有金屬礦床，為減少資源浪費(fèi)，采用Np≤Njh（4）當(dāng)采用Nj≤Njh原則確定境界后，境界外余下的礦量不多，用地下開采這部分礦石經(jīng)濟(jì)效益較差時，應(yīng)考慮擴(kuò)大開采境界，將余下的礦量用露天開采。3.1.2.3課程設(shè)計(jì)采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.1.3境界剝采比境界剝采比的定義境界剝采比函數(shù)nJ?lim?V?A?V(H)?H?0nJ(H)?limnJ??H?0?A(H)境界剝采比近似計(jì)算3.2露天礦開采境界要素?V?A在橫斷面上，露天（礦）開采境界可用四個參數(shù)來描述：底部寬度（底寬）、最終邊坡角、底部橫向位置、開采深度（采深）上述四個參數(shù)只要其中有一個變化，開采境界的大小和形態(tài)就會隨之變化。在橫斷面上研究露天（礦）開采境界實(shí)質(zhì)上就是探討確定這四個參數(shù)的原則和方法。3.2.1開采境界最終邊坡角及邊坡結(jié)構(gòu)3.2.1.1最終邊坡角最終幫坡面與水平面的夾角，過小的邊坡角將增加剝巖量從而使剝采比增-14-

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加，從經(jīng)濟(jì)效果來考慮，希望邊坡角盡可能大，但過大的邊坡角將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，影響礦山的安全生產(chǎn)。3.2.1.2最終邊坡結(jié)構(gòu)露天礦最終邊坡由最終臺階，即非工作臺階組成（下圖所示），其水平部分，即最終平臺，按作用分安全平臺，清掃平臺和運(yùn)輸平臺。最終臺階坡面角α：最終邊坡角β：最終臺階坡面角a，安全平臺、清掃平臺、運(yùn)輸平臺和出人溝的寬度a、b、c和d，以及相應(yīng)平臺數(shù)n1、n2、n3和n4，臺階高度h等參數(shù)確定之后，符合開采技術(shù)條件的最終邊坡角β可用下式計(jì)算tg??nnn1n2n3n4?h/(?h?cota??a??b??c??d)1111113.2.2開采境界底部寬度及底部位置(1)底部寬度要求及數(shù)值露天礦的最小底寬，應(yīng)滿足采掘運(yùn)輸設(shè)備在底部正常運(yùn)行與安全作業(yè)的要求，一般不應(yīng)小于開段溝的底寬。(2)底部位置與相像形開采境界(特征和性質(zhì))露天礦的底部位置沿水平方向移動時，開采境界內(nèi)的礦巖量及平均剝采比也隨之變化。因此，在無其他特別要求的狀況下，露天礦底應(yīng)置于使平均剝采比最小的位置。(3)相像形開采境界的設(shè)計(jì)方法相像性境界是理論上滿足平均剝采比最小準(zhǔn)則的最優(yōu)底部位置，確鑿的說是境界底寬為零時在底部位置。（見相像性開采境界設(shè)計(jì)橫斷面圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）3.3開采境界深度3.3.1確定開采境界深度的原理實(shí)質(zhì)上是確定露天礦開采深度的理論依據(jù)3.3.2確定開采境界深度的方法(方案－分析法)確定露天開采境界的原則實(shí)質(zhì)上是確定露天礦開采深度的理論依據(jù)。確定-15-

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課程名稱：露天礦開采當(dāng)?shù)姆€(wěn)固和耐磨性。礦用運(yùn)輸馬路按用途可分為生產(chǎn)馬路和輔助馬路，前者主要是在開采過程中用作礦巖運(yùn)輸?shù)鸟R路。按礦用馬路性質(zhì)和所在位置的不同，可分為三類：1、運(yùn)輸干線從露天采場出入溝通往卸礦點(diǎn)和排土場的馬路；2、運(yùn)輸支線由各開采水平與采場運(yùn)輸干線相連接的道路，和由各排土水平與通往排土場的運(yùn)輸干線相連接的道路。3、輔助道路為通往分散布置的輔助性設(shè)施，如炸藥庫、變電站、水源地、檢修站、尾礦壩等，行駛一般載重汽車的道路。按服務(wù)年限，生產(chǎn)馬路又可以分為：1、固定馬路指采場出入溝及地表永久性馬路，其服務(wù)年限在3年以上；2、邊固定馬路指通往采場工作面和排土場作業(yè)線的馬路，其服務(wù)年限為1~3年；3、臨時性馬路指采掘工作面和排土線的馬路，它隨采掘工作線和排土線的推進(jìn)而不斷地移動，所以又稱為移動馬路。4.3.2礦山馬路技術(shù)等級⑴Ⅲ級礦山運(yùn)輸馬路技術(shù)指標(biāo)見表⑵礦山運(yùn)輸馬路坡長限制見表Ⅲ級礦用運(yùn)輸馬路技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目單向行車密度設(shè)計(jì)行車速度最小平曲線半徑不設(shè)超高的平曲線半徑最大縱向坡度平均縱向坡度緩和坡段坡度最小豎曲線半徑：凸型單位車/hKm/hMM%%%M數(shù)值<302012751063.5250備注困難的-21-

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課程名稱：露天礦開采凹型緩和坡段長度最大縱坡的坡段限制長度最小視距：停車會車4.3.3開拓運(yùn)輸系統(tǒng)4.3.3.1受礦點(diǎn)