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1、露天矿境界设计,武汉科技大学 资源与环境工程学院 叶义成 027-62118612 13554277834 E-mail : ,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法 1 确定露天矿最小底宽 2 选取露天矿最终边坡角 3 确定露天矿开采深度 4 绘制露天矿底部周界 5 绘制露天矿开采终了平面图,露天开采境界的确定方法,1 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。 采用铁路运输时，露天矿的最小底宽为,露天开采境界的确定方法,式中：Bmin露天矿最小底宽
2、，m； Rwh挖掘机机体回转半径，m； T铁道线路宽度，m； hL挖掘机机体底盘高度，m； e挖掘机机体、边坡及车辆三者间的安全距离， e=1.01.5m； 露天矿最下一个台阶的坡面角，()。,当采用汽车运输时，采用回返式调车时，其底宽为: Bmin=2(Rcmin+0.5bc+e) 若采用折返式调车，则 Bmin=Rcmin+0.5bc+2e+0.5lc 式中：Rcmin汽车最小转弯半径，m； bc汽车宽度，m； e汽车距边坡的安全距离，m； lc汽车长度，m。,露天开采境界的确定方法,在确定露天开采境界时： 若矿体厚度小于最小底宽,底平面按最小底宽绘制； 若矿体厚度比最小底宽大得不多，底平
3、面可以矿体厚度为界； 若矿体厚度远大于最小底宽，通常按最小底宽作图，并按下列因素确定露天矿底的位置： （1）使境界内的可采矿量最大而剥岩量最小； （2）使可采矿量最可靠，通常露天矿底宜置于矿体中间，以避免地质作图误差所造成的影响； （3）根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高； （4）根据岩石的物理力学性质调整露天矿底位置，使边坡稳固且穿爆方便。,露天开采境界的确定方法,2 选取露天矿最终边坡角 露天矿的最终边坡角，对剥采比有很大的影响。 随着开采深度增加和边坡角的减小，所需的剥岩量会急剧增加，因此从经济效果考虑。希望边坡角尽可能大； 然而，也不能盲目追求陡边坡而造成滑坡事故隐患。 因此，选择
4、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。,露天开采境界的确定方法,矿山设计选取边坡角时，多采用类比法，即参照类似矿山的实际资料选取。工程地质条件复杂的矿山，在进行设计的同时，由研究部门通过系统的工程地质调查后，用计算方法确定。 所谓类比法，即设计部门根据工程实践，按照组成边坡岩体的地质条件、水文地质条件，边坡高度及其形状、存在年限等因素，由大量的统计资料和经验数表并结合设计者的经验选取边坡角的方法。,露天开采境界的确定方法,边坡角初选时的经验参考值,露天开采境界的确定方法,在设计中用类比法选取的边坡角，应满足矿山生产技术上的要求。为了保证矿山
5、正常生产，露天矿边坡通常由安全平台、清扫平台、运输平台及相应的坡面组成。,露天开采境界的确定方法,台阶坡面角参考资料,最终台阶坡面角与岩石性质，岩层的倾角、倾向、构造、节理，以及穿爆方法等因素有关。例如，当岩层倾角大于30，并且岩层层理较发育时，若选取的台阶坡面角大于岩层倾角，岩石容易滑落。这时应取台阶坡面角等于岩层倾角。,露天开采境界的确定方法,上述按安全条件和技术条件确定的最小边坡角，便是露天矿的最终边坡角。不过，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，以便充分采出下盘矿石。,露天开采境界的确定方法,3 确定露天矿开采深度 露天矿走向长度大时 第一步是在各地质
6、横剖面图上初步确定开采深度,(如下S4剖面)。,露天开采境界的确定方法,+100,+110,+120,+130,计算各开采深度的境界剥采比：,露天开采境界的确定方法,+120m：nj=V/A=4.6,+110m：nj=V/A=6.7,+100m：nj=V/A=7.4,将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，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。,露天开采境界的确定方法,107,至此，完成了一个地质横剖面图上露天开采理论深度的确定。按同样的方法，可将露天矿范围内所有横剖面图上的理论深度都确定下来。 应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的位置
7、不易确定，有时先按矿体厚度而不是最小底宽作图，然后继续向下无剥离采矿，直至最小底宽为止。这时，作为露天开采的最终深度，显然是最初确定的深度与无剥离开采深度之和。 若某矿有3个剖面S2 ，S4 ，S6 。S2的理论开采深度H2=124m，S6的理论开采深度H6=116m。为此有：H2=124m， H4=107m， H6=116m。,露天开采境界的确定方法,第二步在地质纵剖面图上调整露天矿底部标高 在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度后，由于各剖面的矿体厚度和地形变化不等，所得开采深度也不一。将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各点，得出一条不规则的折线。 为了便于开采和布置运
8、输线路，露天矿的底平面宜调整至同一标高。当矿体埋藏深度沿走向变比较大，而且长度又允许时，其底平面可调整成阶梯状。调整的原则是，使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本均衡，并让剥采比尽可能小。,露天开采境界的确定方法,所以最终开采底部水平为+110m。,露天开采境界的确定方法,也可以这样定最终开采底部水平为+115m。,露天开采境界的确定方法,也可以这样定最终开采底部水平为+110m。,露天开采境界的确定方法,甚至还可以定最终开采底部水平为+100m。,露天开采境界的确定方法,4 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，其步骤为：,露天开采境界的确定
9、方法,（1）按调整后的露天开采深度，绘制该水平的地质分层平面图； （2）在各横剖面、纵剖面、辅助割面图上，按所确定的露天开采深度绘出境界； （3）将各剖面图上露天矿底部周界投影到分层平面图上，连接各点，得出理论上的底部周界； （4）为了便于采掘运输，修整初步得出的理论周界。,修整底部周界的原则： 1) 底部周界要尽量平直，弯曲部分要满足运输设备对曲率半径的要求； 2) 露天矿底的长度应满足运输线路的要求，特别是采用铁路运输的矿山，其长度要保证列车正常出入工作面。,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,S4剖面图,纵投影图,露天开采境界的确定方法,+110m分层平面图,5 绘制露天矿开
10、采终了平面图 露天矿开采终了平面图的绘制方法是： （1）将上述露天矿底部周界绘在透明纸上。 （2）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。很明显，露天矿深部各台阶的坡底线在平面图上是闭合的。而处在地表以上的则不能闭合，但要使其末端与相同标高的地形等高线密接。 （3）在图上布置开拓运输线路。 （4）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。 （5）检查和修改上述露天开采境界。,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,某矿地形地质图,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法
11、,露天开采境界的确定方法,某矿+110m分层平面图,露天开采境界的确定方法,某矿+120m分层平面图,露天开采境界的确定方法,某矿+130m分层平面图,130,140,140,露天开采境界的确定方法,某矿+140m分层平面图,145,150,130,135,140,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法,某矿+160m分层平面图,160,170,露天开采境界的确定方法,某矿+170m分层平面图,170,180,露天开采境界的确定方法,某矿露天开采终了平面图,露天开采境界的确定方法,某矿最终开采境界横剖面图,-(1:1000),注意：需标对应坐标位置及坐标值,剖面图要与终了平面图对应,露天开采境界的确定方法,某矿最终开采境界纵剖面图,-(1:1000),注意：需标对应坐标位置及坐标值,剖面图要与终了平面图对应,露天开采境界的确定方法,境界内矿岩量表,这里np=1.58t/tnjh=7t/t，设计境界合理。,露天开采境界的确定方法,采场设计参数表,露天开采境界的确定方法,露天开采境界的确定方法 1 确定露天矿最小底宽 2 选取露天矿最终边坡角 3 确定露天矿开采深度 4 绘制露天矿底部周界 5 绘制露天矿开采终了平面图,
