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1、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,2020/12/25,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,2020/12/25,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
2、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111某矿露天矿坑,图112露天采场构成要素,2020/12/25,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
3、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,2020/12/25,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,2020/12/25,矿物资源工程专业主干课程, 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)
4、生产剥采比 (d)境界剥采比, 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,2020/12/25,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
5、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,2020/12/25,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,2020/12/25,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 anb,式中，CL 露天开采的原矿成本，元/m3
6、； 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； 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,2020/12/25,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,2020/12/25,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
7、，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,2020/12/25,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,2020/12/2
8、5,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,2020/12/25,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,2020/12/25,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
9、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。,2020/12/25,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116 nj njh原则的含义 图117 nj 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: Aa + Vb= A CD 式中: A 露天开采境界延深后所增加的矿石量； V
10、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.,2020/12/25,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118 nj 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,2020/12/25,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
11、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,2020/12/25,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,2020/12/25,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)
12、常用于走向长度较大且厚度变化较小的倾斜、急倾 斜矿体。, 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,2020/12/25,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：, 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,2020/12/25,矿物资源工程专业主干课程,当H0时，则境界
13、剥采比nj，可用线段(gb+ch)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bbcc。,第十一章 露天开采境界 境界剥采比的计算方法,2020/12/25,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,2020/12/25,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
14、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： 可采矿量最大而剥岩量最小； 露天矿底宜置于矿体中间； 根据矿石品位分布，使采出的矿石质量最高； 使边坡稳固且穿爆方便。,2020/12/25,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 ： Bmin=2(Rcmin+0.5bc+e) 当采用折返
15、式调车，其底宽为 ： Bmin=Rcmin+0.5bc+2e+0.5lc,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mBmin时，取Bmin为底平面的最小宽 度；当mBmin时，取m为底平面的最小宽度； 当mBmin时，取Bmin为底平面的最小宽度；,2020/12/25,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
16、,2020/12/25,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, 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,2020/12/25,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,2020/12/25,矿物资源工程专业主干课程, 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
