露天采矿学露天矿消费才干与采掘进度方案来自资料搜索网(3722) 海量资料下载 9.1 露天矿消费才干露天矿消费才干 l露天矿消费才干是露天矿设计中的一个重要参数消费才干的大小直接影响到矿山设备的选型和数量，工业场地建立的规模，矿山的定员，投资的大小，消费本钱的高低和矿山效力年限的长短等 l露天矿消费才干包括两个目的：矿石消费才干和矿岩消费才干露天矿所需的人员和设备等要按矿岩消费才干来计算矿岩消费才干与矿石消费才干可以经过消费剥采比进展换算： l露天矿的矿石消费才干应从市场或用户要求，技术上可行和经济上合理等方面予以综合思索，最后编制采掘进度方案，使之落实 9.1.1按需求量确定消费才干按需求量确定消费才干 l按需求量确定消费才干是将废品矿〔精矿〕的市场需求量换算成原矿产量，即：l换算Tj公式：l 废品矿需求量受许多要素的影响要抑制盲目消费，提高投资的经济效益，就必需对市场的需求量进展预测需求量要根据国内和国际历年供务虚际情况进展统计和分析，在此根底上预测未来的供求关系同时，还应对技术上的新成就如新资料替代等及时进展预测 9.1.2按采矿技术条件确定消费才按采矿技术条件确定消费才干干 l露天矿的消费才干经常遭到矿山详细的技术条件及技术程度的限制，因此，要从采矿技术条件方面研讨矿山能够到达的消费才干。
这可以从以下两个方面进展试算 l1〕按能够布置的发掘机任务面数确定消费才干l发掘机是露天矿的主要消费设备，每个采区任务线布置一个发掘机任务面发掘机选型后，露天矿的消费才干取决于能够布置的发掘机任务面数，其中能够布置的采矿任务面数决议了矿石消费才干 l首先确定一个采矿台阶能够布置的发掘机台数NW·K计算式为：l然后计算能够同时采矿的台阶数目对于较厚的倾斜矿体可根据以下图中的几何关系计算： l露天矿能够的消费才干为：l 2〕按矿山工程延深速度确定消费才干 l露天矿通常用任务线推进速度和矿山工程延深速度两个目的来表示开采强度对于程度和近程度矿体，除了基建时间以外，普通不存在延深的问题，此时露天矿的消费才干主要取决于任务线程度推进速度 l对于倾斜和急倾斜矿体，延深速度快意味着采矿量大，这时任务线程度推进速度与矿山工程延深速度之间要满足一定的关系l这一关系如以下图所示，即：l从上式可以看出，在φ、θ一定的情况下，欲加快延深速度，必需相应地加快程度推进速度，否那么将影响延深，出现采剥失调l程度推进对山坡露天矿〔 θ ＞900〕的延深制约较小，对凹陷露天矿〔 θ ＜900〕的制约较大。
l延深速度有两个概念，一个是矿山工程近深速度，另一个是采矿工程延深速度矿山工程延深速度是根据新程度的预备时间及其台阶高度，折合每年下降的进尺来计算采矿工程延深速度是指开采境界内每年采出矿体的垂直深度两者的几何关系及数值关系如上图〔a〕所示，即： l露天矿按延深速度能够到达的消费才干用下式计算：l从上两公式可以看出，消费才干与矿山工程延深速度成正比因此，按延深这度确定能够的消费才干可以归结为论证能够到达的延深速度在台阶高度不变时，矿山工程延深速度取决于新程度的预备时间新程度预备普通包括上一程度为保证新程度掘沟所需的扩帮工程及新程度出入沟、开段沟的掘沟工程完成这些工程所需时间即新程度预备时间，它随采用的设备及工艺方式、工程顺序等条件的不同而异 l设计中，新程度预备时间及矿山工程延深速度可以参照类似矿山的实践资料选取，也可以经过编制新程度预备的进度方案来确定下面以汽车运输为例阐明新程度预备时间确实定l某矿设计采用载重 68t的汽车运输，7.6m3发掘机采装，发掘机效率为 120～130万 m3/台年沿矿体上盘掘开段沟，向顶、底帮推进，挪动坑线推至底帮成固定坑线，出入沟纵坡为8％～10％，台阶高度12m，沟底宽度30m，最小任务平盘宽度50m。
新程度预备工程当开段沟掘进400m后，边掘开段沟，边向顶帮扩帮当扩帮宽度达71m后，又开场下一程度的掘沟任务工程布置情况见如下几个图片，各项工程的进度见课本表9-1 l从表9-1可以看出，新程度预备工程完成一个循环所需时间为7.6个月，台阶高度是12m，因此矿山工程延深速度为19m/a l对于采用大型采掘设备的现代露天矿，技术上能够到达的消费才干主要取决于矿山工程延深速度l因此，目前设计中通常根据计算的分层矿量和选定的矿山工程延深速度估算能够到达的消费才干 9.1.3按经济台理条件确定消费才按经济台理条件确定消费才干干 l对于技术上能够的消费才干，尚需按经济合理条件进展优化，以寻求经济上最正确的消费才干目前，国内主要是按矿山效力年限加以分析论证 l显然，露天矿合理的效力年限应与主要消费设备的寿命以及矿山工业构筑物、建筑物和后续工业设备的折旧年限相顺应假设效力年限过短，除采装运输设备及部分机具可折旧处置外，其他固定资产将提早报废，呵斥经济损失 l 露天开采境界内的矿石工业储量圈定后，原矿的消费才干决议了露天矿的效力年限，两者的关系是：l露天矿合理效力年限受诸多要素影响，尤其与矿山消费规模亲密相关。
国内矿山规模类型的划分见课本表9-2，普通矿山效力年限确实定可参考课本表9－3 l泰勒公式是反响矿石工业储量与矿山经济寿命之间合理关系的阅历公式，确定露天矿效力年限时可以参考l该公式可写作： 9.2 露天矿消费剥采比露天矿消费剥采比 l露天矿为了坚持一定的消费才干，经济、继续地开采境界内的矿石，就要合理地推进矿山工程通常，露天矿每个程度分层按先掘出人沟和开段沟再扩帮的程序进展开采l在开采时间和空间上，上部程度的矿山工程进展先于和超前下部程度；在工程方式和内容上，上一程度扩帮为下一程度掘沟提供条件，上部台阶普通是剥离台阶，而下部台阶普通是采矿台阶因此，上下台阶的时空超前关系，反映了剥离与采矿的时空超前关系l露天矿除基建时期大量剥离而不采矿或附带采出少量矿石外，正常消费时期都要一边剥离一边采矿，剥离任务必需超前采矿任务，这是一条不能违背的客观规律反映采剥关系的数量目的是消费剥采比和贮藏矿量 9.2.1 消费剥采比的变化规律消费剥采比的变化规律l露天开采过程中，任务帮的范围和位置随着矿山工程的进展不断变化，剥离岩石量和采出矿石量也相应变化从而使消费剥采比发生变化l1〕露天矿任务帮 l露天矿任务帮及其帮坡角φ与消费剥采比的变化有亲密联络。
现代露天矿，根据任务帮坡角的大小，可分为缓帮〔φ＝80～150〕和陡帮〔φ＝160～350〕两种开采方式 l缓帮开采的特点是，组成任务帮的任务台阶各自独立开采〔以下图所示〕 l因此，每个台阶必需保待正常或最小的任务平盘宽度缓帮开采的任务帮坡角可用下式计算：l 通常h和a是定值，因此φ随B变化当B＝Bmin时， φ = φ max；当单台阶逐个开采时φ= φmin=0由此可知，B值的改动可以调理φ l随着露天采矿技术的开展及大型设备的运用，出现了陡帮开采工艺，这种开采工艺普通用于剥离台阶陡帮开采可分为组合台阶开采和倾斜条带开采两种主要方式 l组合台阶开采是把采掘台阶分为假设干组，每组由3～6个台阶组成，其中包括一个作业台阶和假设于暂不作业台阶〔以下图所示〕作业台阶保管任务平盘宽度，其他台阶均保管平安平台宽度每组台阶普通只配一台发掘机，自上而下逐个台阶轮番作业，上一个台阶推进预定宽度后，设备转到下一台阶当一组中的一切台阶均推进到预定位置后，即完成一个开采循环，循环周期普通为3～5a l如上图所示，任务平台宽度Bp是扩帮宽度和平安平台宽度之和，该值不能小于最小任务平盘宽度l根据国内部分矿山的设计资料，Bp=40~60m。
平安平台宽度b以能截留大部分爆破滚碴为宜，普通为10～20m组合台阶任务帮坡角按下式确定： l倾斜条带开采〔如以下图所示〕是把剥岩帮划分为假设干倾斜条带，由里向外逐条带扩帮，各台阶从上而下尾随式开采尾随的任务平台长度根据运输方式和任务面运输线路的布置确定，普通为150～250m各台阶除正在作业的地段留有较宽的任务平台外，其他地段仅留平安平台即可每个台阶设一台发掘机，双侧进车时，可设置2台当每个台阶全长都推进预定宽度后，即完成一个循环周期，每个周期普通为1～3a l陡帮开采的主要优点是基建剥离量小、投产早、达产快、初期消费剥采比小此外，由于推迟了最终边帮岩体的暴露，有利于边帮的稳定与维护 l2〕消费剥采比的变化规律 l露天矿的采剥工程按一定的任务帮坡角开展时，消费剥采比通常是变化的下面以一个例如来研讨其变化规律 l 矿体赋存情况和开采境界如以下图所示采场沿底帮掘沟，任务帮由下盘向上盘推进，矿山工程延深方向与矿体倾向一致按固定的任务帮坡角φ开采时，矿山工程延深到各程度的任务帮位置，如图中一组平行的斜线所示每延深一个程度所采出的矿石量、岩土量及剥采比用以下图中的曲线表示 l从这些图示可以看出，任务帮坡角不变时，消费剥采比随着矿山工程的延深而变化。
最初只剥离不采矿，随后开场出矿，这时消费剥采比随着矿山工程的延深而不断增大，到达一个最大值后逐渐减小这个最大值称为剥离洪峰或剥采比顶峰顶峰期普通发生在凹陷露天矿任务帮上端接近上部最终境界限的部位消费剥采比的这种变化是开采倾斜和急倾斜矿体的普遍规律 l任务帮坡角的大小对消费剥采比的演化有较大的影响例如，在其他条件一样的情况下，任务帮分别按φ＝150和φ＝300两种方式延深〔如以下图第一幅〕，相应的消费剥采比变化曲线如以下图第二幅所示 l从图示可以看出，任务帮坡角取不同值时，消费剥采比的变化依然是由小到大，再由大变小但任务帮坡角较陡时剥离洪峰发生在较大的开采深度任务帮坡角越小，消费剥采比与分层剥采比的变化曲线越接近，剥采比初期上升较快，剥采比顶峰发生较早，然后在一个很长的时间剥采比逐渐下降反之，任务帮坡角越大，消费剥采比与境界剥采比的变化曲线越接近，即剥采比上升较慢，时间较长，剥采比顶峰出现较晚，顶峰之后剥采比急骤下降 l综上所述，任务帮坡角越大，初期消费剥采比越小显然，这对于减少投资、降低初期消费本钱、早出矿、多出矿是有利的 9.2.2 消费剥采比的调整与平衡消费剥采比的调整与平衡 l1〕问题及意义 l矿岩消费才干假设固定不变，由公式〔9-1〕可知，矿石产量的大小取决于消费剥采比。
由于消费剥采比经常变化，那么矿石产量也随之变动矿石产量的频繁变动对原矿后续加工消费是不利的，故要求矿石产量相对稳定为了坚持矿石产量稳定而让矿岩消费才干随消费剥采比不断变化也不适宜，如到剥采比顶峰期就要大量添加消费设备和人员，顶峰过后又要裁减，这种短期的动摇显然是不经济的因此，提出了调整消费剥采比使之平衡的问题，即让消费剥采比在一定时期内坚持稳定，从而使露天矿的设备和产量也相对稳定 l2〕调整方法 l调整消费剥采比的根本方法是调整任务台阶间的相互位置，即改动任务平盘宽度如以下图所示，假设将顶峰期剥离量的一部分〔∆V1m3〕提早，另一部分〔 ∆V2m3 〕推后，这样便削减了剥采比峰值其减少的剥采比〔 ∆nm3/m3〕为：l改动任务平盘宽度有一定限制任务平盘宽度减小后不得窄于最小任务平盘宽度，加大后应使任务帮坚持足够的任务台阶数目，以满足配置采掘设备的需求 l调整消费剥采比，除了采用改动任务平盘宽度的方法之外，还可以运用改动开段沟长度改动矿山工程延深方向和改动任务线推进方向等方法来实现 3〕平衡分期〕平衡分期 l消费剥采比的平衡有全期平衡和分期平衡两种方式前者表示在露天矿整个或主要消费时期按一个平衡消费剥采比进展消费；后者表示按假设干不同的平衡消费剥采比进展消费。
平衡消费剥采比是指经过调整并在某一时期内坚持稳定的消费剥采比 l以下两图表示一个存在年限很长的大型露天矿，分别采用不平衡〔φ＝300〕、分期平衡和全期平衡三种方式时，消费剥采比变化曲线表示图图中：HⅠ、H Ⅱ 、H Ⅲ表示分期平衡的分期开采深度；n Ⅰ 、n Ⅱ 、n Ⅲ表示各期的平衡消费剥采比；nc为深度H Ⅲ 以上采用全期平衡的平衡消费剥采比 l普通情况下，对于存在年限不长的小型矿山，全期平衡问题不突出对于大、中型矿山，全期平衡要大量提早剥离，这意味着要把几年甚至十几年后的工程提早投资，这显然是不经济的因此，大、中型矿山宜采用分期平衡 平衡消费剥采比的分析和拟定可在矿岩变化曲线V=f〔P〕图或消费剥采比变化曲线n=f〔P〕图上进展，也可以采用阅历系数法或最大程度分层矿岩量法进展粗略估算 9.2.3 9.2.3 贮藏矿量贮藏矿量l露天矿贮藏矿量亦称消费预备矿量，是指开辟和剥离为采矿所预备的矿量对于消费矿山，保有一定的贮藏矿量，是维持正常消费的可靠方法对于基建矿山，其采剥工程的基建投资是按投产或达产时应保有的贮藏矿量所需的工程量拨付的，因此贮藏矿量也是关系到基建投资的重要目的。
目前，国内金属矿山、非金属矿山和化工原料矿山倾向于将贮藏矿量划分为开辟矿量和回采矿量两级 l 1〕开辟矿量 l指开辟工程已完成，主要运输枢纽已构成，并具备了采准任务条件的新程度底部标高以上的矿体矿量 l2〕回采矿量 l指位于采矿台阶最小任务平盘宽度以外，其上部和侧面已被揭露的矿体矿量回采矿量是开辟矿量的一部分 l两级贮藏矿量的演化及图示见下表 l贮藏矿量过多，意味着过早进展开辟和剥离任务，会积压消费资金因此，应该有一个能满足继续消费的合理贮藏矿量数值这一目的可用露天矿按一定的消费才干开采的年数和月数来表示，称为贮藏矿量保有期或保有时间 l贮藏矿量保有期可以根据矿山的矿体赋存情况、开辟运输方式、采装运输设备作业空间等要素核定普通情况下，回采矿量保有期为3～6个月，开辟矿量保有期为1～2年 l新建矿山投产时，开辟矿量和回采矿量保有期分别按设计规模和投产年年产量计算 9.3 露天矿采掘进度方案的编制露天矿采掘进度方案的编制 l露天矿采掘进度方案是用图表方式表示设计或消费矿山采掘工程开展的时间进度、空间位置和数量目的及其相互关系的综合性文件经过编制采掘进度方案，对初步拟定的矿山消费才干、平衡消费剥采比和贮藏矿量保有期予以验证及修正，并安排落实。
因此，采掘进度方案要在全面系统地研讨露天矿剥采关系、消费才干协调和各消费工艺配合的根底上编制 l采掘进度方案分长久方案和消费作业方案 l 1〕长久方案 l设计中以年为单位编制的采掘进度方案称为长久方案它的主要义务是确定露天矿基建工程量、基建时间、投产和达产时间、平衡消费剥采比、矿石与矿岩消费才干、逐年任务线推进位置，以及计算各个时期所需的设备、人员和资料等 l2〕消费作业方案 l年、季、月的采掘方案称消费作业方案年采掘方案以长久方案和用户要求的产品数量及质量目的为根据，安排年末、季末或月末的任务线推进位置，并计算穿爆、采装、运输、排土、机修等主要消费工艺和辅助车间的消费才干 l长久方案与年采掘方案的编制方法根本一样，下面仅引见如何编制长久方案 9.3.1 编制采掘进度方案所需的根编制采掘进度方案所需的根底资料底资料 编制采掘进度方案时必需具备以下资料和数据： 1：2000或1：5000的地形地质图； 1：1000或1：2000的分层平面图，图上绘有矿床地质界限、开采境界、出入沟和开段沟的位置等； 分层矿岩量计算表； 露天矿开辟运输系统图，扩建或改建矿山的开采现状图； 露天矿的台阶高度、采掘带宽度、采区长度、最小任务平盘宽度、任务线推进方向、矿山工程延深方式等有关开采参数； 矿石回收率和废石混入率； 穿孔、采装、运输设备的型号、数量和消费才干； 露天矿开场基建的时间，要求的投产日期，以及规定的投产规范。
9.3.2 露天矿消费时期划分和基建露天矿消费时期划分和基建工程量工程量 l露天矿的存在年限，从开场建立到开采终了，可划分为基建、投产、达产和终了四个时期 l1)投产与达产 l露天矿投人消费必需具备以下条件： l正常消费所需求的外部运输、供电和供水等工程设备均应建成完好的系统； l破碎站、选矿厂和压气、机修等辅助设备均应全部或分期建成并到达相应规模；l矿山内部已建成完好的矿石和废石运输系统；l基建剥离工程应保证矿山具有继续增长的消费才干，并保有相应的贮藏矿量；l矿石产量和质量到达规定的目的，并在经济上要有所积累l露天矿投产时矿石产量目的和达产期限见课本表9－5 l2〕达产与设计计算年 l矿山到达设计消费才干后应坚持较长的稳定时间，普通应超越效力年限的2/3 l设计计算年是指露天采剥总量到达最大规模的初始年度从这一年开场，将按设计矿石消费才干和最大平衡消费剥采比继续消费一段较长时间在设计中将计算年的采剥总量作为计算矿山设备、动力、资料耗费、人员编制、建立规模及辅助设备的根据 l 3〕基建工程量 l矿山基建工程工程普通包括采矿、选矿或矿物加工、运输、尾矿处置、机修、供电、供水、通讯、民用福利设备等。
l采矿基建工程工程包括以下内容： l露天矿到达设计规模以前所需完成的开辟及排水工程，主要有运输线路，开辟系统的沟道及井巷工程，和排水疏干的井巷工程及排水沟 l露天矿投产以前掘进的开段沟、采矿和剥离工程l露天矿在基建时期运用基建投资完成的工程量叫做基建工程量 9.3.3采掘进度方案的编制方法与采掘进度方案的编制方法与步骤步骤 l编制采掘进度方案普通在平面图上进展，并以发掘机年消费才干为计算单元现以凹山铁矿为例阐明详细编制方法 l1〕在分层平面图上逐年逐程度确定年末任务线位置l根据发掘机的年消费才干，从露天矿上部程度分层平面图开场，逐程度用求积仪在图纸上求出发掘机的年采掘面积，绘出各程度年末线起止位置，并标出每一程度各年度的矿岩量及发掘机台号，见以下图所示上下相邻程度同年份的年末任务线必需坚持一定的超前间隔，以满足最小任务平盘宽度及贮藏矿量、开辟运输线路布置、延深与扩帮关系等方面的要求l 绘制具有年末位置线的分层平面图，可以确定发掘机的作业起止时间及调配情况各种情况下的发掘机消费才干乃掘沟与扩帮，采矿与剥离，基建与消费等〕可按类似矿山的实践资料选取 l2〕确定新程度投人消费的时间 l当上程度推进一定的宽度后，下程度才干开场掘沟，以坚持上下相邻程度有足够的超前关系。
发掘机在上程度采掘规定宽度所需的时间，即为下程度滞后开采的时间 l3〕编制采掘进度方案表 l在分层平面图上确定年末任务线位置的同时，编制采掘进度方案表该表可以表示：每台发掘机的任务程度，作业起止时间及其采掘量；新程度预备，出入沟、开段沟和各程度开采的起止时间；逐年采出的矿、岩量和消费剥采比；各程度矿、岩量及其种类；主要设备数量及调动情况；投产、达产和设计计算年的时间等，如课本表9-6所示根据设计常规，采掘进度方案表普通要编制到设计计算年以后3～5年，以保证矿山消费继续稳定 l4〕绘制露天采场年末开采综合平面图 l该图亦称开采情况图或简称年末图，是以地质地形图和采掘分层平面图为根底绘制的，见以下图图中绘有坐标网、勘探线、地质界限，露天采场上部境界限和采场外的地形线，以及破碎厂、排上场等有关站点该图主要表示矿山工程情况即各程度年末的开采位置及超前关系，发掘机数量及配置，矿岩运输线路布置及各程度与破碎厂和排土场的运输联络 l5〕绘制逐年产量开展图表 l根据采掘进度方案表中各年的矿岩量数值，整理成逐年产量开展曲线〔以下图所示〕和逐年产量开展表〔见课本表9-7〕采掘进度方案只编制到设计计算年以后3～5年，后续的历年产量可按各程度矿石量比例及分层剥采比推算。