露采设计说明书

1、、矿区概况露天开采课程设计说明书采矿工程2009XXX1.1矿区位置与地形关门山铁矿位于鞍山市东南直距22公里1.2矿山地质1.2.1矿区构造矿层出露的地层以鞍山为主，地质构造较为简单，属单斜构造。鞍山群按岩性分为千枚岩、 夹含铁石英岩。矿体伟厚层状，铁矿床产于千枚岩和混合岩之间，沿走向的倾向，产状的矿 石品位变化不大。1.2.2矿石地质特征矿体走向270300，倾向NE，倾角7085。该矿属沉积变质矿床，矿床由多条 矿体组成。矿床矿石平均品位29.76%，矿石普氏硬度系数f=1216.上盘混合岩普氏硬度系 数f=1012，下盘千枚岩普氏硬度系数f=810。矿石容量重为3.3t/m3，岩石松散

2、系数为1.5。 二、露天开采境界圈定2.1露天采场境界确定的原则和方法根据设计提供的地质资料知关门山铁矿地质构造较为简单，属于单斜构造，鞍山群按岩性 分为三层，从上到下分别为混合岩、铁矿石、千枚岩，铁矿床沿走向和倾向，产状和矿石品 位变化不大。为了使露采的总体经济效果最佳，在确定开采境界时，尽量控制境界剥采比接近经济合理 剥采比，此原则一是使紧邻露天开采境界的那层矿石的开采成本不大于地下开采的成本，其 二是为了确保整个矿床的开采经济效益最优。2.2经济合理剥采比的选定根据冶金矿山设计参考资料上册，经济合理剥采比选择56m3/m3,本矿位于东北地 区，矿岩性质与南芬露天矿相似，参考南芬露天矿经济

3、指标，合理剥采比确定为5m3/m302.3露天开采最小底宽根据关门山铁矿床的实际赋存条件，确定最小底宽为50米。2.4最终边坡角关门山矿区地质构造比较简单，分三层。由于矿体本身是含水层，矿区年降水量较大，大 气降水是矿体充水的主要原因，加上冬季气温较低，可能有一定厚度的冻土，矿区西侧有一 季节性河流，若在基建时期将河流圈入几个境界，和河流要大范围改道或开挖涵洞，初期投 资太大，所以预计开采深度为300米左右。根据矿区地质条件，矿区的工程地址和水文地质， 矿岩的物理性质结合南芬露天矿的实际开采情况选取上盘最终边坡角为45，下盘最终边坡 角为42，端帮最终边坡角为45。2.5露采境界的参数根据露天

4、矿底平面标高，在各地质剖面图上确定露天开采境界，并将各地质剖面图的底部 周界位置反应在地质地形图上，用光滑的曲线连接各点，可得露天矿底部周界。2.6露天采场的构成要素根据本矿山的规模和地质条件，确定矿场的构成要素，见下表。露天采场构成要素表采场最大长度1386 米采场平均宽度498米采场上盘最终边坡角45采场下盘最终边坡角42最高开采标高231米底部标高+15米台阶高度24米台阶最终坡面角65安全平台宽度10米清扫平台宽度18米运输平台宽度20米3露天矿开采境界3.1露天矿开采境界的设计原则3.1.1设计原则及其经济意义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

5、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剥采比。与露天矿开采境界大小相关的剥采比有多种，因此，在控制哪一种剥采比这个问题上， 存在许多不同观点。在此，以三种形成较早又具有代表性的学术观点及其设计准则：境界剥采比不大于经济合理剥采比的设计准则境界剥采比的设计准则即境界剥采比不大于经济合理剥采比的设计准则。该原则的实 质是，露天开采境界向下延深时，控制露采的边际经济效益不劣于地采经济效益。对于覆盖层不大的连续矿体，运用该原则可使整个矿床的开采盈利达到最大。由于境界剥采比的设计准则具有使整个

6、矿床开采的总经济效果最优这一背景，加之计 算及操作简单易行，目前国内外手工设计普遍运用n w n准则来圈定露天开采境界。虽然国内外手工设计普遍运用n wn准则来圈定露天开采境界，但是对于某些覆盖层较厚或不连续的矿体，这一准则不适用。因此该准则只是最优开采境界的必要条件，而不是充分条件、更不是充分必要条件。平均剥采比不大于经济合理剥采比的设计准则；这一设计准则的实质是，露天开采境界向下延深时，控制露天开采的总体经济效益不 劣于地下开采。平均剥采比不大于经济合理剥采比设计准则的技术经济目标是：在满足露采总体经济 效果不劣于地采的条件下，使划归露天开采境界内的矿石储量最大。由于这一原则是采用算 术平

7、均的方法，因此难免会使露天开采在某些局部的经济效果劣于地下开采。n wn 准则可以与n w n准则合用。对于某些覆盖层很厚或不连续的矿体，按n wn准则圈出开采境界之后，还要核算该境界内的平均剥采比，看它是否满足nw n 准则。对于某些贵重或稀有矿物等高价值矿床或小型矿山，为了尽可能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。此外，建材石灰石矿山惯用平均剥采比设计准则。（3）生产剥采比不大于经济合理剥采比的设计准则。生产剥采比可以反映露天矿生产中实际发生的剥采比。因此按n wn准则确定开 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。

8、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。按生产剥采比不大于经济合理剥采比的设计准则圈定的露天开采境界比按n wn准则圈定的小，而较按n wn 准则圈定的大。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，因而该准则相应的设计方法的可操作性较差。鉴于上述各种原因，这个原则很少采用。3.1.2经济合理剥采比经济合理剥采比又称极限剥采比确定经济合理剥采比通常用比较法。比较法的基本思想是将露采的某一经济效果指标与 地采的相应指标做比较来确定经济合理剥采比，其基本要求是露采的经济效

9、果不劣于地采。比较法的原理类似于技术经济中的优劣平衡分析（损益平衡分析），这方法是依据某个评价指标随某个因素的变动情况，分析两个或多个对比方案的优劣及其变 化。优劣平衡分析的特例是盈亏平衡分析。比较法的实质是确定露采与地采经济效果优劣分歧点（损益平衡点）所对应的剥采比。 这个剥采比就是所谓的经济合理剥采比。经济合理剥采比的计算方法有如下三大系列：储量盈利比较法系列；费用收入比较法系列；储量成本比较法系列。3.2露天矿开采境界要素3.2.1开采境界最终边坡角及边坡结构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。从经济效果来考虑， 希望边坡角尽可能大些，过小的边坡角，将增加剥岩量，使

10、剥采比增大。然而，过大的边坡 角，将导致边坡失稳，严重影响矿山安全生产。因此，露天矿的最终边坡角，要同时满足安 全稳定条件和开采技术条件的双重要求。安全稳定条件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 最终边坡倾角。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，并用已有资料对其 稳定性进行初步分析和简要计算。本次设计的开采境界最终边坡角为45，最终台阶坡面角65。，台阶高度为24m，安全 平台宽度为10m，每两个安全平台设一个清扫平台，依次往上延伸台阶，直至地表。3.2.2开采境界底部宽度及底部位置(1)底部宽度要求及数值露天矿的最小底宽，应满足采装运输设

11、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宽，其最小宽度根据采装、运输设备规格及线路布置的有关计算结果来 确定，最小底宽的参考数值如图(一)。按开段沟的底宽确定开采境界底宽金汽车运输掘沟回返式调车B . = 2(R . + 0.5b + e)折返式调车B . = R . + 0.5(b + l ) + 2e壁穴折返式调车B . = R+ 0.5(b + l ) + 2e -匕本次设计底部宽度为16m。最小底宽的参考数值运输方式采装设备运输设备最小底宽备注铁路运输 1m3窄轨机车10m600mm1m3窄轨机车12m762,9004m3准轨机车16m612m3准轨机车20m公路运输1m37t16m4m31032t20m612m3100150t30m(2)底部位置与相似形开采境界(特征和性质)确定境界底部位置的基本准则是使境界内平均剥采比最小。有时须根据矿岩的物理力学性质调整露天矿底的位置，使最终边坡避开破碎带或构造带，以利边坡稳固、穿爆方便。视矿体水平厚度不同，露天采场底的位置可能有三种：当矿体水平厚度小于最小底 宽时，露天矿底平面按最小宽度绘制；当矿体水平厚度等于或略大于最小底宽时，露天采场 底宽取矿体水平厚度;若矿体水平厚