露天开采设计

1、 。 p p A V p n F F A V F n s s A V s n A V n H J 0 lim 0 0 A V n A V n JH n 0 0 0 1 A A 1 0 A A baC r n L Dr n Cba )( aCn Db r )( aCn Db r JH D D LL L K D rK bn K D )( LDK K b r JH DDn D L K LDb r JH DDn DDD LLL )1( )1( 0 0 DDrLL ubnu L )( DLb r JH uun L D 0 bnu rLL L Lb r JH un DLDL 和 DLLD PP和 )()(

2、)( aCCPaP Db r DDLb r L D )( )()( LDK K b r DDDLLLb r DD CPKDPK D L L D 显然，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 0 D u Lb r DLb r uuu L D )( 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。 该图表示

3、地形平坦的规则矿体，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： 由此可得到岩石增量于矿石增量之比值： 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 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；

4、再确定境界底部的延深方向，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。 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： J n 1 )cot(cot m mH nJ m H nJ )cot(cot 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 剥采比的大小加以控制，使之不超过经济 合理

5、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。 （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 （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），即： 令du/d

6、H=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： 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。 （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是露天开采境界，境界内矿石 量为A、岩石量为V，根据原矿成

7、本比较法可得： )(aC ArCVbAra Db r A V D 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。 （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