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1、第三篇第三篇 露天开采设露天开采设计计1深层分析勘探与建设立项勘探与建设立项勘探与建设立项勘探与建设立项初步勘探初步勘探初步勘探初步勘探详细勘探详细勘探详细勘探详细勘探项目建议书项目建议书项目建议书项目建议书可行性研究报告可行性研究报告可行性研究报告可行性研究报告设计任务书设计任务书设计任务书设计任务书第一阶段第一阶段第一阶段第一阶段建设准备建设准备建设准备建设准备初步设计初步设计初步设计初步设计施工设计施工设计施工设计施工设计技术设计技术设计技术设计技术设计第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段建设建设建设建设施工施工施工施工试车试车试车试车投产投产投产投产设计总结
2、设计总结设计总结设计总结初初初初步步步步设设设设计计计计准准准准备备备备（矿山设计内容）（矿山设计内容）（矿山设计内容）（矿山设计内容）程程程程度度度度2深层分析1111章章 露天矿山设计方法露天矿山设计方法生产规模生产规模生产规模生产规模开采境界开采境界开采境界开采境界总图布置总图布置总图布置总图布置外部运输外部运输外部运输外部运输开拓系统开拓系统开拓系统开拓系统开采工艺过程开采工艺过程开采工艺过程开采工艺过程设备选型（钻、装、运电气、给排水、通讯等）设备选型（钻、装、运电气、给排水、通讯等）设备选型（钻、装、运电气、给排水、通讯等）设备选型（钻、装、运电气、给排水、通讯等）设计内容：设计内
3、容：设计内容：设计内容：3深层分析原则原则原则原则注重注重注重注重经济效益经济效益经济效益经济效益，尽量采用，尽量采用，尽量采用，尽量采用先进技术先进技术先进技术先进技术；重视重视重视重视资源资源资源资源综合利用；综合利用；综合利用；综合利用；节约节约节约节约能源能源能源能源；重视重视重视重视安全安全安全安全生产；（选取生产；（选取生产；（选取生产；（选取本质安全本质安全本质安全本质安全型设备；型设备；型设备；型设备；“ “三同时三同时三同时三同时” ”。）。）。）。）重视重视重视重视环境保护环境保护环境保护环境保护。4深层分析方法方法方法方法类比法类比法类比法类比法 类似条件类似条件类似条件
4、类似条件的的的的生产生产生产生产矿山，矿山，矿山，矿山，行之有效行之有效行之有效行之有效的。的。的。的。 台阶高度、爆破参台阶高度、爆破参台阶高度、爆破参台阶高度、爆破参数选取。数选取。数选取。数选取。方案法方案法方案法方案法 根据开采技术条件，拟定根据开采技术条件，拟定根据开采技术条件，拟定根据开采技术条件，拟定几个技术可行几个技术可行几个技术可行几个技术可行的方案进行比较分析的方案进行比较分析的方案进行比较分析的方案进行比较分析最终得出最终得出最终得出最终得出最优最优最优最优。开拓方案、设备选型、厂址选择等重大技术决策。开拓方案、设备选型、厂址选择等重大技术决策。开拓方案、设备选型、厂址选
5、择等重大技术决策。开拓方案、设备选型、厂址选择等重大技术决策。优化方法优化方法优化方法优化方法 开采境界、设备配比、采掘进度计划编制等。开采境界、设备配比、采掘进度计划编制等。开采境界、设备配比、采掘进度计划编制等。开采境界、设备配比、采掘进度计划编制等。5深层分析程序（步骤）程序（步骤）开采开采开采开采境界境界境界境界生产生产生产生产能力能力能力能力开拓开拓开拓开拓外部外部外部外部运输运输运输运输设备设备设备设备选型选型选型选型总图总图总图总图布置布置布置布置进度进度进度进度计划计划计划计划采剥设备采剥设备采剥设备采剥设备工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数6深层分析地质勘察报告及附图（保有资源
6、量）地质勘察报告及附图（保有资源量）地质勘察报告及附图（保有资源量）地质勘察报告及附图（保有资源量）地形测绘资料地形测绘资料地形测绘资料地形测绘资料工程地质资料工程地质资料工程地质资料工程地质资料水源资料水源资料水源资料水源资料气象资料气象资料气象资料气象资料矿区经济地理资料矿区经济地理资料矿区经济地理资料矿区经济地理资料建筑材料资料建筑材料资料建筑材料资料建筑材料资料设备资料设备资料设备资料设备资料矿区现状矿区现状矿区现状矿区现状设计的基础资料设计的基础资料设计的基础资料设计的基础资料7深层分析补充补充补充补充资源总量：资源总量：资源总量：资源总量：可开发的资源总量，包括二级边界品位；可开发
7、的资源总量，包括二级边界品位；可开发的资源总量，包括二级边界品位；可开发的资源总量，包括二级边界品位；保有储量：保有储量：保有储量：保有储量：可开发的工业品位的总量；可开发的工业品位的总量；可开发的工业品位的总量；可开发的工业品位的总量；基础储量：基础储量：基础储量：基础储量：可开发的工业品位和一级边界品位；可开发的工业品位和一级边界品位；可开发的工业品位和一级边界品位；可开发的工业品位和一级边界品位；资源量：资源量：资源量：资源量： 包括矿区外围附近的边界品位。包括矿区外围附近的边界品位。包括矿区外围附近的边界品位。包括矿区外围附近的边界品位。设计储量：设计储量：设计储量：设计储量：是矿产储
8、量分类中，探明程度较高、可作为大中型矿山企业是矿产储量分类中，探明程度较高、可作为大中型矿山企业是矿产储量分类中，探明程度较高、可作为大中型矿山企业是矿产储量分类中，探明程度较高、可作为大中型矿山企业设计和建设投资依据的储量。小型矿山初步设计要求设计和建设投资依据的储量。小型矿山初步设计要求设计和建设投资依据的储量。小型矿山初步设计要求设计和建设投资依据的储量。小型矿山初步设计要求332332级储量占到级储量占到级储量占到级储量占到总的保有储量的总的保有储量的总的保有储量的总的保有储量的30%30% 。8深层分析矿山建设外部条件矿山建设外部条件矿山建设外部条件矿山建设外部条件 “ “三通一平三
9、通一平三通一平三通一平” ”总图运输总图运输总图运输总图运输 总出入沟总出入沟总出入沟总出入沟位置的选择位置的选择位置的选择位置的选择矿山设备选型矿山设备选型矿山设备选型矿山设备选型 配比配比配比配比问题问题问题问题技术经济技术经济技术经济技术经济几个相关问题几个相关问题几个相关问题几个相关问题9深层分析10深层分析11深层分析财务现金流量表财务现金流量表财务现金流量表财务现金流量表 12深层分析13深层分析1212章章 境界圈定境界圈定14深层分析概述概述概述概述露天开采境界的组成及其影响因素露天开采境界的组成及其影响因素露天开采境界的组成及其影响因素露天开采境界的组成及其影响因素由于矿床埋
10、藏条件不同，在确定矿床开采方式时可能遇到下列三由于矿床埋藏条件不同，在确定矿床开采方式时可能遇到下列三由于矿床埋藏条件不同，在确定矿床开采方式时可能遇到下列三由于矿床埋藏条件不同，在确定矿床开采方式时可能遇到下列三种情况：种情况：种情况：种情况： 矿床全部宜用地下开采；矿床全部宜用地下开采；矿床全部宜用地下开采；矿床全部宜用地下开采； 矿床上部宜用露天开采而下部用地下开采；矿床上部宜用露天开采而下部用地下开采；矿床上部宜用露天开采而下部用地下开采；矿床上部宜用露天开采而下部用地下开采； 矿床全部宜用露天开采，或上部用露天开采而剩余部分暂不宜开采。矿床全部宜用露天开采，或上部用露天开采而剩余部分
11、暂不宜开采。矿床全部宜用露天开采，或上部用露天开采而剩余部分暂不宜开采。矿床全部宜用露天开采，或上部用露天开采而剩余部分暂不宜开采。15深层分析 露天开采境界的组成要素：露天开采境界的组成要素：露天开采境界的组成要素：露天开采境界的组成要素：FF露天矿的底部周界露天矿的底部周界露天矿的底部周界露天矿的底部周界FF最终边坡最终边坡最终边坡最终边坡FF开采深度开采深度开采深度开采深度露天开采境界设计就是要合理地确定这些要素。露天开采境界设计就是要合理地确定这些要素。露天开采境界设计就是要合理地确定这些要素。露天开采境界设计就是要合理地确定这些要素。16深层分析 露天开采境界的大小决定了露天矿的露天
12、开采境界的大小决定了露天矿的露天开采境界的大小决定了露天矿的露天开采境界的大小决定了露天矿的可采储量可采储量可采储量可采储量和和和和剥离岩量剥离岩量剥离岩量剥离岩量。 开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以及基建工程量密切相关，并直接影响矿床开采的总体经济效果。因此，及基建工程量密切相关，并直接影响矿床开采的总体经济效果。因此，及基建工程量密切相关，并直接影响矿床开采的总体经济效果。因此，及基建工程量密切相关，并直接影
13、响矿床开采的总体经济效果。因此，合理确定露天开采境界不仅是一个技术问题，也是一个经济问题。合理确定露天开采境界不仅是一个技术问题，也是一个经济问题。合理确定露天开采境界不仅是一个技术问题，也是一个经济问题。合理确定露天开采境界不仅是一个技术问题，也是一个经济问题。17深层分析 确定露天开采境界的影响因素确定露天开采境界的影响因素确定露天开采境界的影响因素确定露天开采境界的影响因素PP自然因素自然因素自然因素自然因素PP经济因素经济因素经济因素经济因素PP技术组织因素技术组织因素技术组织因素技术组织因素PP露天开采境界不是一成不变的露天开采境界不是一成不变的露天开采境界不是一成不变的露天开采境界
14、不是一成不变的PP露天开采境界可分为分期境界和最终境界露天开采境界可分为分期境界和最终境界露天开采境界可分为分期境界和最终境界露天开采境界可分为分期境界和最终境界18深层分析剥采比剥采比剥采比剥采比 在露天开采境界的某一特定区域内，剥离岩石量与采出矿石量的在露天开采境界的某一特定区域内，剥离岩石量与采出矿石量的在露天开采境界的某一特定区域内，剥离岩石量与采出矿石量的在露天开采境界的某一特定区域内，剥离岩石量与采出矿石量的比值称为比值称为比值称为比值称为剥采比剥采比剥采比剥采比。 在露天开采设计中，常用不同含义的剥采比反映不同的开采空间在露天开采设计中，常用不同含义的剥采比反映不同的开采空间在露
15、天开采设计中，常用不同含义的剥采比反映不同的开采空间在露天开采设计中，常用不同含义的剥采比反映不同的开采空间或开采时间的剥采关系及其限度。或开采时间的剥采关系及其限度。或开采时间的剥采关系及其限度。或开采时间的剥采关系及其限度。19深层分析常用的剥采比：常用的剥采比：常用的剥采比：常用的剥采比： 平均剥采比平均剥采比平均剥采比平均剥采比 分层剥采比分层剥采比分层剥采比分层剥采比 生产剥采比生产剥采比生产剥采比生产剥采比20深层分析 境界剥采比境界剥采比境界剥采比境界剥采比 经济合理剥采比经济合理剥采比经济合理剥采比经济合理剥采比 储量剥采比储量剥采比储量剥采比储量剥采比 原矿剥采比原矿剥采比原
16、矿剥采比原矿剥采比21深层分析22深层分析几个概念术语几个概念术语几个概念术语几个概念术语 实际贫化率实际贫化率实际贫化率实际贫化率 实际回收率实际回收率实际回收率实际回收率 视在回收率视在回收率视在回收率视在回收率23深层分析确定经济合理剥采比的方法确定经济合理剥采比的方法确定经济合理剥采比的方法确定经济合理剥采比的方法方法实质：将露采与地采的经济效果做比较来确定经济合理剥采比。方法实质：将露采与地采的经济效果做比较来确定经济合理剥采比。方法实质：将露采与地采的经济效果做比较来确定经济合理剥采比。方法实质：将露采与地采的经济效果做比较来确定经济合理剥采比。 应用较广泛的是储量盈利比较法系列：
17、应用较广泛的是储量盈利比较法系列：应用较广泛的是储量盈利比较法系列：应用较广泛的是储量盈利比较法系列： 产品成本比较法产品成本比较法产品成本比较法产品成本比较法 储量盈利比较法储量盈利比较法储量盈利比较法储量盈利比较法 盈亏平衡法盈亏平衡法盈亏平衡法盈亏平衡法24深层分析产品成本比较法产品成本比较法产品成本比较法产品成本比较法 矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他产品。矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他产品。矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他产品。矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他产品。（1 1）原矿成本比较法）原矿成本比较法）原矿成本比较法）原矿成本比较法 原矿成本：原
18、矿成本：原矿成本：原矿成本： 原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上限，从而确定经济合理剥采比。限，从而确定经济合理剥采比。限，从而确定经济合理剥采比。限，从而确定经济合理剥采比。即：即：即：即：25深层分析于是可得：于是可得：于是可得：于是可得：则经济合理剥采比即为上式的最大则经济合理剥采比即为上式的最大则经济合理剥采比即为上式的最大则经济合理剥采比即为上式的最大值，即值，即值，即值，即26深层分析（2 2）精矿成本
19、比较法）精矿成本比较法）精矿成本比较法）精矿成本比较法该方法是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露天矿的精矿成本不大该方法是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露天矿的精矿成本不大该方法是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露天矿的精矿成本不大该方法是以精矿（或矿产品）作为计算基础，使露天矿的精矿成本不大于地采精矿成本。即于地采精矿成本。即于地采精矿成本。即于地采精矿成本。即 于是可得精矿经济合理剥采比：于是可得精矿经济合理剥采比：于是可得精矿经济合理剥采比：于是可得精矿经济合理剥采比：27深层分析原矿的精矿产出率：原矿的精矿产出率：原矿的精矿产出率：原矿的精矿产出率：经过代入转换可得：经过代入转
20、换可得：经过代入转换可得：经过代入转换可得：28深层分析储量盈利比较法储量盈利比较法储量盈利比较法储量盈利比较法该方法是将单位工业储量的地下开采盈利作为露天矿开采盈利的下限，该方法是将单位工业储量的地下开采盈利作为露天矿开采盈利的下限，该方法是将单位工业储量的地下开采盈利作为露天矿开采盈利的下限，该方法是将单位工业储量的地下开采盈利作为露天矿开采盈利的下限，即即即即于是可得经济合理剥采比为：于是可得经济合理剥采比为：于是可得经济合理剥采比为：于是可得经济合理剥采比为：29深层分析盈亏平衡法盈亏平衡法盈亏平衡法盈亏平衡法盈亏平衡法适用于矿床单一露采的情形。该方法要求露采的矿产品成本盈亏平衡法适用
21、于矿床单一露采的情形。该方法要求露采的矿产品成本盈亏平衡法适用于矿床单一露采的情形。该方法要求露采的矿产品成本盈亏平衡法适用于矿床单一露采的情形。该方法要求露采的矿产品成本不得超过其销售价格，或者不允许单位工业储量的露采最终盈利小于不得超过其销售价格，或者不允许单位工业储量的露采最终盈利小于不得超过其销售价格，或者不允许单位工业储量的露采最终盈利小于不得超过其销售价格，或者不允许单位工业储量的露采最终盈利小于零，以保证矿山不亏损。即零，以保证矿山不亏损。即零，以保证矿山不亏损。即零，以保证矿山不亏损。即于是可得经济合理剥采比：于是可得经济合理剥采比：于是可得经济合理剥采比：于是可得经济合理剥采
22、比：30深层分析各种方法得相互关系和适用条件各种方法得相互关系和适用条件 储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不小于地采盈利。小于地采盈利。小于地采盈利。小于地采盈利。 该系列的基本方法是储量盈利比较法，系列中的其他方法都是该方法的该系列的基本方法是储量盈利比较法，系列中的其他方法都是该方法的该系列的基本方法是储量盈利比较法，系列中的其他方法都是该方法的该系列的基本方法是储量盈利比较法，
23、系列中的其他方法都是该方法的特殊形式。特殊形式。特殊形式。特殊形式。 假设露采和地采单位工业储量所获原矿的数量和质量均相同，即：假设露采和地采单位工业储量所获原矿的数量和质量均相同，即：假设露采和地采单位工业储量所获原矿的数量和质量均相同，即：假设露采和地采单位工业储量所获原矿的数量和质量均相同，即：则有则有则有则有 在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比较法，即：在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比较法，即：在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比较法，即：在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比较法，即：31深层分析若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，则
24、有若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，则有若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，则有若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，则有 上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。32深层分析 显然
25、，当矿床仅适用露天开采而不宜用地下开采时，意味着 ，此时储量盈利比较法就简化为盈亏平衡法，即33深层分析7.2.5 7.2.5 其他计算方法其他计算方法其他计算方法其他计算方法34深层分析7.3 7.3 境界剥采比的计算方法境界剥采比的计算方法境界剥采比的计算方法境界剥采比的计算方法境界剥采比的计算方法有许多种，分别适用于不同技术特征的矿床，不过这些计算方法的原理是一致的。下面仅讨论长露天矿开采倾斜及急倾斜矿床的情况。开采倾斜及急倾斜矿床的长露天矿，是在横断面图上计算其境界剥采比。根据境界剥采比的定义，可推导出投影线段比法，其原理可以用下图来说明。35深层分析36深层分析该图表示地形平坦的规则
26、矿体，其水平厚度为m，倾角为a。露天开采境界的顶、底帮边坡角分别为和，abcd和a1b1c1d1 分别是深度H和H一H的境界，ag和dh为cc1的平行线。为了确定境界剥采比，需要分别计算四边形b1c1cb、aa1b1b和d1dcc1的面积A、V1和V2。根据几何关系，有：37深层分析由此可得到岩石增量于矿石增量之比值：38深层分析当H 0时，可得境界剥采比：上式表明，境界剥采比可用线段（gb+ch）与bc的长度之比来确定39深层分析一般情况下用投影线段比法计算境界剥采比的步骤如下：如下图所示，首先绘出深度H的露天开采境界abcd，它交地表于a、d两点，交分支矿体于e、f、g、h点；再确定境界底
27、部的延深方向，即将本水平一侧下部境界点c与上水平同侧下部境界点c0相连，得投影方向线cc0；然后，依次从a、e、f、g、h、d作cc0 的平行线，交水平线bc于a1、e1、f1、g1、h1、d1。40深层分析41深层分析深度H的境界剥采比为：于是可得储量境界剥采比和原矿境界剥采比分别为：42深层分析7.4 7.4 确定露天开采境界得原则确定露天开采境界得原则确定露天开采境界得原则确定露天开采境界得原则露天开采境界的大小决定了露天矿采矿量和剥离量的多少。随着露天开采境界的延深和扩展，在采矿量增加的同时剥离量也大幅度增加，从而导致剥采比不断增大。因此，露天开采境界的确定，实质上是对剥采比的大小加以
28、控制，使之不超过经济合理剥采比。然而，究竟要控制哪一种剥采比，存在许多不同观点，其中形成较早又具有代表性的观点可以归纳成下面讨论的三种原则。43深层分析（1）境界剥采比不大于经济合理剥采比原则（2）平均剥采比不大于经济合理剥采比原则（3）生产剥采比不大于经济合理剥采比原则44深层分析（1）境界剥采比不大于经济合理剥采比原则 该原则的实质是，露天开采境界向下延深时，露采的边际经济效益不劣于地采经济效益。该原则的技术经济目标是使整个矿床的开采盈利最大。假设有最大埋深为H0的规则矿床，其横断面如下图所示。矿床上部和下部分别采用露天开采和地下开采，其开采盈利可以表示为露天开采境界深度H的函数u（H），
29、即：45深层分析46深层分析令du/dH=0，可以获得使u(H)达到最大值的露天开采境界最佳深度，并由此可以得出开采境界最佳深度所对应的技术经济条件：47深层分析目前，国内外普遍运用nJnJH原则来圈定露天开采境界。但是，对于某些覆盖层较覆盖层较厚或不连续的矿体厚或不连续的矿体，这一原则不适用。如下图所示的矿体，abcd是按这一原则确定的露天开采境界，但其平均剥采比大于经济合理剥采比，这意味着该境界在经济上明显不合理。48深层分析49深层分析（2）平均剥采比不大于经济合理剥采比原则对于露天开采境界内的全部矿岩量，这一原则要求露天开采的总体经济效果不劣于地下开采。如下图所示，设abcd是露天开采
30、境界，境界内矿石量为A、岩石量为V，根据原矿成本比较法可得：50深层分析51深层分析上式的左端是平均剥采比，右端是经济合理剥采比。 可以证明，平均剥采比不大于经济合理剥采比原则的技术经济目标是：在满足露采的平均经济效果不劣于地采的条件下，使划归露天开采境界的矿石储量最大。由于这一原则是采用算术平均的方法，因此难免会使露天开采某些时期的经济效果劣于地下开采。 nPnJH原则可以与nJnJH原则合用。对于某些覆盖层很厚或不连续的矿体，按nJnJH原则圈出开采境界后，还要核算该境界内的平均剥采比，看它是否满足nPnJH原则。此外，对于某些贵重或稀有矿物的高价值矿床或小型矿山，为了尽量采用露天开采以减
31、少矿石的贫化损失，可以运用这个原则来确定开采境界，借以扩大露天开采范围。 52深层分析（3）生产剥采比不大于经济合理剥采比原则 生产剥采比可以反映露天矿生产的实际剥采比。因此按nSnJH原则确定开采境界，可以使露天矿任何生产时期的经济效果都不劣于地下开采。该原则中的生产剥采比，可以是均衡生产剥采比，也可以是未均衡的生产剥采比即时间剥采比。 按该原则圈定的露天开采境界比按nPnJH原则圈定的小，而较按nJnJH原则圈定的大。因此，随之而来的初始剥离量和基建投资也较大。另外，由于生产剥采比的概念不易明确界定，加之它与采深的关系较为复杂而不易把握，因而该原则相应的设计方法的可操作性较差。鉴于上述原因
32、，这个原则很少采用。53深层分析确定露天开采境界得方法和步骤确定露天开采境界得方法和步骤 确定露天开采境界是在露天矿主要的生产设备、确定露天开采境界是在露天矿主要的生产设备、确定露天开采境界是在露天矿主要的生产设备、确定露天开采境界是在露天矿主要的生产设备、生产工艺及工艺参数、露天矿采剥程序、开拓运输方式、生产工艺及工艺参数、露天矿采剥程序、开拓运输方式、生产工艺及工艺参数、露天矿采剥程序、开拓运输方式、生产工艺及工艺参数、露天矿采剥程序、开拓运输方式、线路参数等初步拟定以后进行的。线路参数等初步拟定以后进行的。线路参数等初步拟定以后进行的。线路参数等初步拟定以后进行的。 确定露天开采境界的方
33、法，根据矿床的赋存条确定露天开采境界的方法，根据矿床的赋存条确定露天开采境界的方法，根据矿床的赋存条确定露天开采境界的方法，根据矿床的赋存条件不同而异。下面仅以件不同而异。下面仅以件不同而异。下面仅以件不同而异。下面仅以倾斜和急倾斜矿床倾斜和急倾斜矿床倾斜和急倾斜矿床倾斜和急倾斜矿床为对象，介绍设为对象，介绍设为对象，介绍设为对象，介绍设计中广泛应用的按计中广泛应用的按计中广泛应用的按计中广泛应用的按n n n nP P P PnnnnJHJHJHJH原则确定露天开采境界的方法和原则确定露天开采境界的方法和原则确定露天开采境界的方法和原则确定露天开采境界的方法和步骤。步骤。步骤。步骤。54深层
34、分析1 1 1 1、露天矿最终边坡角的选取、露天矿最终边坡角的选取、露天矿最终边坡角的选取、露天矿最终边坡角的选取 露天矿最终边坡角对露天矿的生产安全与经露天矿最终边坡角对露天矿的生产安全与经露天矿最终边坡角对露天矿的生产安全与经露天矿最终边坡角对露天矿的生产安全与经济效果都有很大影响。过小的边坡角，将增加剥岩量，使济效果都有很大影响。过小的边坡角，将增加剥岩量，使济效果都有很大影响。过小的边坡角，将增加剥岩量，使济效果都有很大影响。过小的边坡角，将增加剥岩量，使剥采比增大，从经济效果来考虑，希望边坡角尽可能大些。剥采比增大，从经济效果来考虑，希望边坡角尽可能大些。剥采比增大，从经济效果来考虑
35、，希望边坡角尽可能大些。剥采比增大，从经济效果来考虑，希望边坡角尽可能大些。然而，过大的边坡角，将导致边坡失稳，严重影响矿山正然而，过大的边坡角，将导致边坡失稳，严重影响矿山正然而，过大的边坡角，将导致边坡失稳，严重影响矿山正然而，过大的边坡角，将导致边坡失稳，严重影响矿山正常生产。常生产。常生产。常生产。 因此，露天矿的最终边坡角，要同时满足因此，露天矿的最终边坡角，要同时满足因此，露天矿的最终边坡角，要同时满足因此，露天矿的最终边坡角，要同时满足安全安全安全安全稳定条件稳定条件稳定条件稳定条件和和和和开采技术条件开采技术条件开采技术条件开采技术条件的要求。的要求。的要求。的要求。55深层分
36、析 安全稳定条件安全稳定条件安全稳定条件安全稳定条件是指根据边坡岩体的性质，通过稳定是指根据边坡岩体的性质，通过稳定是指根据边坡岩体的性质，通过稳定是指根据边坡岩体的性质，通过稳定性分析计算，确定能保证边坡稳定的边坡倾角。在境界设计阶性分析计算，确定能保证边坡稳定的边坡倾角。在境界设计阶性分析计算，确定能保证边坡稳定的边坡倾角。在境界设计阶性分析计算，确定能保证边坡稳定的边坡倾角。在境界设计阶段，一般是参照类似矿山实践资料选取稳定的边坡角，并用已段，一般是参照类似矿山实践资料选取稳定的边坡角，并用已段，一般是参照类似矿山实践资料选取稳定的边坡角，并用已段，一般是参照类似矿山实践资料选取稳定的边
37、坡角，并用已有资料对其稳定性进行初步分析和简要计算。有资料对其稳定性进行初步分析和简要计算。有资料对其稳定性进行初步分析和简要计算。有资料对其稳定性进行初步分析和简要计算。 关于关于关于关于开采技术条件开采技术条件开采技术条件开采技术条件，是指按边坡的构成要素确定最终，是指按边坡的构成要素确定最终，是指按边坡的构成要素确定最终，是指按边坡的构成要素确定最终边坡角。露天矿最终边坡由最终台阶，即非工作台阶组成（下边坡角。露天矿最终边坡由最终台阶，即非工作台阶组成（下边坡角。露天矿最终边坡由最终台阶，即非工作台阶组成（下边坡角。露天矿最终边坡由最终台阶，即非工作台阶组成（下图所示），其水平部分，即最
38、终平台，按作用不同分为安全平图所示），其水平部分，即最终平台，按作用不同分为安全平图所示），其水平部分，即最终平台，按作用不同分为安全平图所示），其水平部分，即最终平台，按作用不同分为安全平台、清扫平台和运输平台。台、清扫平台和运输平台。台、清扫平台和运输平台。台、清扫平台和运输平台。56深层分析57深层分析 实践经验表明，较窄的安全平台和清扫平台在实践经验表明，较窄的安全平台和清扫平台在实践经验表明，较窄的安全平台和清扫平台在实践经验表明，较窄的安全平台和清扫平台在邻近边坡爆破时常遭破坏，以致不能发挥应有的作用。因邻近边坡爆破时常遭破坏，以致不能发挥应有的作用。因邻近边坡爆破时常遭破坏，以致
39、不能发挥应有的作用。因邻近边坡爆破时常遭破坏，以致不能发挥应有的作用。因此，近年来国内外不少矿山采用预裂爆破此，近年来国内外不少矿山采用预裂爆破此，近年来国内外不少矿山采用预裂爆破此，近年来国内外不少矿山采用预裂爆破并段并段并段并段，即把，即把，即把，即把2 2 2 23 3 3 3个台阶的坡面有控制地连成一体，然后设置一个宽度达个台阶的坡面有控制地连成一体，然后设置一个宽度达个台阶的坡面有控制地连成一体，然后设置一个宽度达个台阶的坡面有控制地连成一体，然后设置一个宽度达8 8 8 812m12m12m12m的清扫平台，以便能有效地发挥拦截和清扫落石的的清扫平台，以便能有效地发挥拦截和清扫落石
40、的的清扫平台，以便能有效地发挥拦截和清扫落石的的清扫平台，以便能有效地发挥拦截和清扫落石的作用。如果边坡稳定性较差，要求的边坡角较缓，则不宜作用。如果边坡稳定性较差，要求的边坡角较缓，则不宜作用。如果边坡稳定性较差，要求的边坡角较缓，则不宜作用。如果边坡稳定性较差，要求的边坡角较缓，则不宜并段。并段。并段。并段。58深层分析 最终台阶坡面角最终台阶坡面角最终台阶坡面角最终台阶坡面角a a a a，安全平台安全平台安全平台安全平台、清扫平台清扫平台清扫平台清扫平台、运输平台运输平台运输平台运输平台和和和和出人沟的宽度出人沟的宽度出人沟的宽度出人沟的宽度a a a a、b b b b、c c c
41、c和和和和d d d d，以及相应，以及相应，以及相应，以及相应平台数平台数平台数平台数n1n1n1n1、n2n2n2n2、n3n3n3n3和和和和n4n4n4n4，台阶高度台阶高度台阶高度台阶高度h h h h等参数确定之后，符合开采技术条件的等参数确定之后，符合开采技术条件的等参数确定之后，符合开采技术条件的等参数确定之后，符合开采技术条件的最终边坡最终边坡最终边坡最终边坡角角角角可用下式计算：可用下式计算：可用下式计算：可用下式计算： 对于急倾斜矿体，按上式计算的边坡角不得大于也不应过对于急倾斜矿体，按上式计算的边坡角不得大于也不应过对于急倾斜矿体，按上式计算的边坡角不得大于也不应过对于
42、急倾斜矿体，按上式计算的边坡角不得大于也不应过分小于按安全稳定条件确定的最终边坡角；对于缓倾斜矿体，分小于按安全稳定条件确定的最终边坡角；对于缓倾斜矿体，分小于按安全稳定条件确定的最终边坡角；对于缓倾斜矿体，分小于按安全稳定条件确定的最终边坡角；对于缓倾斜矿体，若矿体倾角小于安全稳定边坡角，则若矿体倾角小于安全稳定边坡角，则若矿体倾角小于安全稳定边坡角，则若矿体倾角小于安全稳定边坡角，则底帮最终边坡角应等于矿底帮最终边坡角应等于矿底帮最终边坡角应等于矿底帮最终边坡角应等于矿体倾角体倾角体倾角体倾角，以便充分采出靠近下盘的矿石。，以便充分采出靠近下盘的矿石。，以便充分采出靠近下盘的矿石。，以便充
43、分采出靠近下盘的矿石。59深层分析2 2 2 2、确定露天矿底部宽度和位置、确定露天矿底部宽度和位置、确定露天矿底部宽度和位置、确定露天矿底部宽度和位置 露天矿的露天矿的露天矿的露天矿的最小底宽最小底宽最小底宽最小底宽，应满足采掘运输设备在，应满足采掘运输设备在，应满足采掘运输设备在，应满足采掘运输设备在底部正常运行与安全作业的要求，一般不应小于开段沟的底部正常运行与安全作业的要求，一般不应小于开段沟的底部正常运行与安全作业的要求，一般不应小于开段沟的底部正常运行与安全作业的要求，一般不应小于开段沟的底宽。底宽。底宽。底宽。 露天矿的底部位置沿水平方向移动时，开采露天矿的底部位置沿水平方向移动
44、时，开采露天矿的底部位置沿水平方向移动时，开采露天矿的底部位置沿水平方向移动时，开采境界内的矿岩量及平均剥采比也随之变化。因此，境界内的矿岩量及平均剥采比也随之变化。因此，境界内的矿岩量及平均剥采比也随之变化。因此，境界内的矿岩量及平均剥采比也随之变化。因此，在无其在无其在无其在无其他特别要求的情况下，露天矿底应置于使平均剥采比最小他特别要求的情况下，露天矿底应置于使平均剥采比最小他特别要求的情况下，露天矿底应置于使平均剥采比最小他特别要求的情况下，露天矿底应置于使平均剥采比最小的位置的位置的位置的位置。60深层分析3 3 3 3、确定露天矿开采深度、确定露天矿开采深度、确定露天矿开采深度、确
45、定露天矿开采深度 确定露天开采境界的原则实质上是确定露天矿确定露天开采境界的原则实质上是确定露天矿确定露天开采境界的原则实质上是确定露天矿确定露天开采境界的原则实质上是确定露天矿开采深度的理论依据。确定开采深度的方法为方案开采深度的理论依据。确定开采深度的方法为方案开采深度的理论依据。确定开采深度的方法为方案开采深度的理论依据。确定开采深度的方法为方案分析分析分析分析法法法法，具体操作步骤如下：，具体操作步骤如下：，具体操作步骤如下：，具体操作步骤如下： 在地质横断面图上初步拟定开采深度。在地质横断面图上初步拟定开采深度。在地质横断面图上初步拟定开采深度。在地质横断面图上初步拟定开采深度。 在
46、地质纵断面图上调整露天矿底部标高。在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。61深层分析62深层分析63深层分析64深层分析4 4 4 4、绘制露天矿底部周界、绘制露天矿底部周界、绘制露天矿底部周界、绘制露天矿底部周界 根据设计开采深度和底部宽度，确定露天矿底平根据设计开采深度和底部宽度，确定露天矿底平根据设计开采深度和底部宽度，确定露天矿底平根据设计开采深度和底部宽度，确定露天矿底平面，并绘制底部周界，如下图所示。绘制面，并绘制底部周界，如下图所示。绘制面，并绘制底部周界，如下图所示。绘制面，并绘制底部周界，如下图所示。绘制步
47、骤步骤步骤步骤为：为：为：为：FF按调整后的露天矿底部标高，绘制该水平的地质分层平面按调整后的露天矿底部标高，绘制该水平的地质分层平面按调整后的露天矿底部标高，绘制该水平的地质分层平面按调整后的露天矿底部标高，绘制该水平的地质分层平面图；图；图；图；FF在各横断面、纵断面、辅助断面图上，按确定的设计开采在各横断面、纵断面、辅助断面图上，按确定的设计开采在各横断面、纵断面、辅助断面图上，按确定的设计开采在各横断面、纵断面、辅助断面图上，按确定的设计开采深度，绘制露天开采境界；深度，绘制露天开采境界；深度，绘制露天开采境界；深度，绘制露天开采境界； FF将各断面图上的露天矿底部位置（底部两侧的端点
48、）分别将各断面图上的露天矿底部位置（底部两侧的端点）分别将各断面图上的露天矿底部位置（底部两侧的端点）分别将各断面图上的露天矿底部位置（底部两侧的端点）分别投影到分层平面图上，依次连接各点，得出理论上的底部投影到分层平面图上，依次连接各点，得出理论上的底部投影到分层平面图上，依次连接各点，得出理论上的底部投影到分层平面图上，依次连接各点，得出理论上的底部周界（下图中的虚线）。周界（下图中的虚线）。周界（下图中的虚线）。周界（下图中的虚线）。 为了能正常进行采装和运输工作，初步得出的理为了能正常进行采装和运输工作，初步得出的理为了能正常进行采装和运输工作，初步得出的理为了能正常进行采装和运输工作
49、，初步得出的理论周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要尽量平论周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要尽量平论周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要尽量平论周界尚需按以下要求加以修正，即：底部周界要尽量平直，弯曲部位的曲率半径要适应运输设备的技术性能；底直，弯曲部位的曲率半径要适应运输设备的技术性能；底直，弯曲部位的曲率半径要适应运输设备的技术性能；底直，弯曲部位的曲率半径要适应运输设备的技术性能；底部长度应保证运输道路的展线符合技术标准。部长度应保证运输道路的展线符合技术标准。部长度应保证运输道路的展线符合技术标准。部长度应保证运输道路的展线符合技术标准。65深层分析66深层分析5
50、 5 5 5、绘制露天矿开采终了平面图、绘制露天矿开采终了平面图、绘制露天矿开采终了平面图、绘制露天矿开采终了平面图步骤步骤步骤步骤如下：如下：如下：如下： 将露天矿的设计底部周界绘在透明纸上，并标明底平面标将露天矿的设计底部周界绘在透明纸上，并标明底平面标将露天矿的设计底部周界绘在透明纸上，并标明底平面标将露天矿的设计底部周界绘在透明纸上，并标明底平面标高和核准底平面位置。高和核准底平面位置。高和核准底平面位置。高和核准底平面位置。 将绘有底部周界的透明纸覆于地形图上，按照边坡组成要将绘有底部周界的透明纸覆于地形图上，按照边坡组成要将绘有底部周界的透明纸覆于地形图上，按照边坡组成要将绘有底部
51、周界的透明纸覆于地形图上，按照边坡组成要素，从底部周界开始由里向外依次绘出各个台阶的坡底线素，从底部周界开始由里向外依次绘出各个台阶的坡底线素，从底部周界开始由里向外依次绘出各个台阶的坡底线素，从底部周界开始由里向外依次绘出各个台阶的坡底线（下图所示）。显然，凹陷露天矿的各台阶坡底线在平面（下图所示）。显然，凹陷露天矿的各台阶坡底线在平面（下图所示）。显然，凹陷露天矿的各台阶坡底线在平面（下图所示）。显然，凹陷露天矿的各台阶坡底线在平面图上是闭合的；山坡露天矿的台阶坡底线不能闭合，其末图上是闭合的；山坡露天矿的台阶坡底线不能闭合，其末图上是闭合的；山坡露天矿的台阶坡底线不能闭合，其末图上是闭合
52、的；山坡露天矿的台阶坡底线不能闭合，其末端应与同标高的地形等高线交接端应与同标高的地形等高线交接端应与同标高的地形等高线交接端应与同标高的地形等高线交接67深层分析68深层分析 在平面图上布置开拓运输路线，即所谓的在平面图上布置开拓运输路线，即所谓的在平面图上布置开拓运输路线，即所谓的在平面图上布置开拓运输路线，即所谓的定线定线定线定线。 从底部周界开始，从底部周界开始，从底部周界开始，从底部周界开始，由里向外由里向外由里向外由里向外依次绘出各个台阶的依次绘出各个台阶的依次绘出各个台阶的依次绘出各个台阶的坡面和平台。与此同时，在布置开拓坑线的边帮上，绘出台坡面和平台。与此同时，在布置开拓坑线的
53、边帮上，绘出台坡面和平台。与此同时，在布置开拓坑线的边帮上，绘出台坡面和平台。与此同时，在布置开拓坑线的边帮上，绘出台阶间相互沟通的倾斜运输平台（下图所示）。阶间相互沟通的倾斜运输平台（下图所示）。阶间相互沟通的倾斜运输平台（下图所示）。阶间相互沟通的倾斜运输平台（下图所示）。 当开拓运当开拓运当开拓运当开拓运输系统简单或设计经验丰富时，以上各步骤可以合并一次完输系统简单或设计经验丰富时，以上各步骤可以合并一次完输系统简单或设计经验丰富时，以上各步骤可以合并一次完输系统简单或设计经验丰富时，以上各步骤可以合并一次完成。即绘出露天矿底部周界后，根据定线方案，自里向外直成。即绘出露天矿底部周界后，
54、根据定线方案，自里向外直成。即绘出露天矿底部周界后，根据定线方案，自里向外直成。即绘出露天矿底部周界后，根据定线方案，自里向外直接绘出各台阶的平台、坡面及出人沟，一步绘出露天矿开采接绘出各台阶的平台、坡面及出人沟，一步绘出露天矿开采接绘出各台阶的平台、坡面及出人沟，一步绘出露天矿开采接绘出各台阶的平台、坡面及出人沟，一步绘出露天矿开采终了平面图。终了平面图。终了平面图。终了平面图。 检查和修正绘制的检查和修正绘制的检查和修正绘制的检查和修正绘制的露天开采境界露天开采境界露天开采境界露天开采境界。由于原定的。由于原定的。由于原定的。由于原定的露天开采境界，特别是布置开拓坑线的边帮，常受开拓运输露
55、天开采境界，特别是布置开拓坑线的边帮，常受开拓运输露天开采境界，特别是布置开拓坑线的边帮，常受开拓运输露天开采境界，特别是布置开拓坑线的边帮，常受开拓运输路线的影响，致使边坡角变缓，剥采比增大。因此，要路线的影响，致使边坡角变缓，剥采比增大。因此，要路线的影响，致使边坡角变缓，剥采比增大。因此，要路线的影响，致使边坡角变缓，剥采比增大。因此，要重新重新重新重新计算和校核其境界剥采比和平均剥采比计算和校核其境界剥采比和平均剥采比计算和校核其境界剥采比和平均剥采比计算和校核其境界剥采比和平均剥采比，若不符合要求，应，若不符合要求，应，若不符合要求，应，若不符合要求，应根据具体条件凋整开拓运输系统或采剥程序，迸行局部修改，根据具体条件凋整开拓运输系统或采剥程序，迸行局部修改，根据具体条件凋整开拓运输系统或采剥程序，迸行局部修改，根据具体条件凋整开拓运输系统或采剥程序，迸行局部修改，甚至重新确定露天开采境界。甚至重新确定露天开采境界。甚至重新确定露天开采境界。甚至重新确定露天开采境界。69深层分析70深层分析71深层分析72深层分析73深层分析74深层分析75深层分析76深层分析
