第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件

观看歪头山铁矿影片思考一下问题：1、矿山的发展2、矿山采矿工艺3、矿山开拓运输系统4、矿山主要设备..\教学动画与视频\本钢歪头山铁矿.WMV观看歪头山铁矿影片思考一下问题：1、矿山的发展1思考题1、歪头山铁矿的服务年限？5年？10年？20年？2、歪头山铁矿的生产能力？服务年限、采矿技术条件3、规模能否随时改变？思考题1、歪头山铁矿的服务年限？2第十五章矿山生产能力与生产剥采比第十五章矿山生产能力与生产剥采比3第15章主要内容及安排序号主要内容学时1生产能力的确定22生产剥采比23储备矿量24采掘进度计划编制第15章主要内容及安排序号主要内容学时1生产能力的确定224第一节生产能力的确定教学目标：1、掌握按经济合理条件验证生产能力；2、掌握按采矿技术条件验算生产能力；3、理解按设备合理配比验证生产能力。重点：按采矿技术条件验算生产能力；难点：按采矿技术条件验算生产能力；设备合理配比验证生产能力。第一节生产能力的确定5基本知识1、露天矿生产能力：是矿山企业的主要工作指标之一，它标志着一个矿山的生产规模。其大小通常用矿石年产量和矿岩年采剥总量两个指标来表示。2、露天矿的生产能力意义：设计和建设露天矿企业的主要依据；是决定一系列重大技术经济问题的基础。3、影响露天矿生产能力的因素：经济合理性的因素；开采技术条件的因素；生产工艺的配合。基本知识6按经济合理性验证生产能力，目前主要是按露天矿的合理服务年限来验证；按开采技术条件确定生产能力，目前主要从两方面验证：一是按可能布置的挖掘机工作面数；二是按矿山工程延深速度；设备合理配比验证生产能力：设备的最优选型配套、各生产环节间设备数量比例、合理的生产组织与调度。分析影响因素——验证生产能力按经济合理性验证生产能力，目前主要是按露天矿的合理服务年限来7根据储量估算服务年限泰勒公式:t=6.5R^(1/4) pa=R/t t:矿山服务年限（年）;R:矿床可采矿石储量（百万吨）;pa:矿石年产量。根据储量估算服务年限泰勒公式:8一、按经济合理条件验证生产能力验证经济上合理的生产能力，主要根据露天矿的合理服务年限来论证。在露天矿境界内矿石工业储量一定的情况下，生产能力的大小决定了露天矿的服务年限，它们的关系是：AK:矿石生产能力，t/a；Q:露天矿境界内矿石的工业储量，t；η:矿石回收率，%；Ρ:废石混入率，%；T:露天矿正常服务年限，a。一、按经济合理条件验证生产能力AK:矿石生产能力，t/a；9考虑露天矿正常服务年限的基本因素：合理服务年限应与其主要设备的磨损时间相适应。少于一定的年限，设备、建筑物等固定资产将提前废弃。供矿的选矿厂、冶炼厂，如果不能及时供矿，也将提前废弃，是不合理的。国家急需的矿源，为了满足急需，允许缩短服务年限，加大其生产能力.对于开采条件好的富矿、小矿、附近远景储量大的露天矿、地下水大的露天矿，服务年限可以适当缩短.对于矿区内有几个采场的露天矿，单个采场的服务年限可以缩短。考虑露天矿正常服务年限的基本因素：合理服务年限应与其主要设备10露天矿的生产能力的意义：影响基建投资和年经营费（矿石成本）。单位产品的基建投资和生产成本随生产能力的提高而降低，而总投资随生产能力的提高而加大。可能出现生产能力大、总投资较高而成本较低，以及生产能力较小、总投资少而成本较高的两类互相矛盾的方案。评价方案的优劣可以用基建投资返本年限这一指标来衡量。如果返本年限太长，说明资金周转太慢，方案不合理。一般应使露天矿的服务年限不短于有关工厂设备和主要设施的折旧年限。露天矿的生产能力的意义：11冶金露天矿山规模及服务年限的划分冶金露天矿山规模及服务年限的划分12二、按采矿技术条件验算生产能力1、按可能布置的挖掘机工作面数验证生产能力采装工作是露天矿生产的主要环节，现代化露天矿的主要生产设备是挖掘机，同时进行采掘矿石的挖掘机生产能力之和就是露天矿的矿石生产能力。因此，露天矿的生产能力取决于采矿挖掘机的平均生产能力、采矿台阶上可能布置的挖掘机台数和同时采矿的台阶数目。二、按采矿技术条件验算生产能力13①首先确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数：NWK为一个采矿台阶可能布置的挖掘机数，台；LT为台阶工作线长度，m；LC为采区长度即一台挖掘机正常工作线长度，m。对于铁路运输要求NWK≤3。①首先确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数：14②计算可能同时采矿的台阶数。对于较厚的倾斜矿体，根据的几何关系计算：N0―采矿工作帮的水平投影，米；M―矿体水平厚度，米；γ―矿体倾角，度；

―工作帮坡面角，度；

“士”―采矿工程从下盘向上盘推进时取“+"，反之取“一”。②计算可能同时采矿的台阶数。N0―采矿工作帮的水平投影，米15第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件16当工作平盘宽度相同时，可能同时工作的采矿台阶数为

B-工作平盘宽度，米；h-台阶高度，米α-台阶坡面角，度。当工作平盘宽度相同时，可能同时工作的采矿台阶数为

17③计算整个露天矿可能的生产能力：AK=NWK.m.QWKNWK为一个采矿台阶可能布置的挖掘机数，台；QWK为采矿挖掘机平均生产能力，t/a；m―同时采矿的台阶数目。③计算整个露天矿可能的生产能力：18已知某露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为40m，工作帮坡角15°，由上盘向下盘推进；工作线长度为1500m,采区长度为250m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力4000万吨是否可行。已知某露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡19每个台阶可同时布置的挖掘机数为：Ns=Lb÷Lc=1500÷250=6(台)可同时采矿的台阶数为：m=M/（1-tanθcotγ）*（B+hcotα）=150/(1-tan15°cot70°)*(40+12cot75°)=3.846(个)露天矿可能达到的生产能力为：A=Nwk×m×q=6×3.846×180=4153.68（万吨/a）>4000万吨/a可行。每个台阶可同时布置的挖掘机数为：202．按矿山工程延深速度验证生产能力露天矿开采强度：工作线水平推进速度和矿山工程延深速度。前者是指工作线单位时间的水平推进量，后者是指露天矿开段沟沟底单位时间的下降量。概念：矿山工程延深速度是根据新水平的准备时间所完成的阶段高度，折合成每年下降进尺，故又称年下降速度。h―新水平台阶高度，米；

T―新水平准备时间，年。2．按矿山工程延深速度验证生产能力21对于开采水平和近水平（倾角小于10°）矿体，除了基建以外一般不存在降深问题，矿山工程发展速度只表现为工作线推进速度。对于开采倾斜矿体，矿山工程发展速度主要表现为矿山工程延深速度。但此时工作线推进速度与延深速度保持一定的制约关系，即矿山工程延深速度不但取决于下部新水平开拓准备时间，而且受上部水平工作线推进速度所限制。

对于开采水平和近水平（倾角小于10°）矿体，除了基建以外一般22采矿工程延深速度（uP）与矿山工程延深速度（u）的发展关系示意图采矿工程延深速度（uP）与矿山工程延深速度（u）23为使露天采场保持正常持续生产，需及时准备出新的工作水平，新水平准备是露天矿基建和生产中的控制性工程，是露天矿延深和持续生产必须进行的开拓准备工作，包括掘进新水平的出入沟、开段沟和为下一个新水平准备掘进出入沟所需要的扩帮工程。新水平准备速度的快慢是限制露天矿生产能力的决定因素，在露天矿的设计和生产中，对新水平的准备必须予以高度的重视。为使露天采场保持正常持续生产，需及时准备出新的工作水平，新水24+154+166底帮顶帮+142坡度8%+154+166+142+154+166+142+130新水平准备工程平面示意图a）+142米水平准备状态图b）+142米水平准备完毕状态图c）+130水平准备状态图+154+166底帮顶帮+142坡度8%+154+166+125新水平准备程序如图示，随着采掘工作的进行，工作线不断向前推进。当+154m水平扩帮推进一定距离后，即可挖掘下一水平+142m水平的出入沟,然后掘进开段沟；当整个段沟形成后，沿工作帮一侧或两侧的段沟向水平方向推进，以便为更下一个开采水平+130m挖掘出入沟创造条件;当+142m水平扩帮推进一定距离后，即可挖掘下一水平+130m水平的出入沟,如此发展下去。新水平准备方法和矿山采用的开拓方式有关，各种开拓方式的新水平准备方法、工程量、周期各不相同，各有其特点。新水平准备程序如图示，随着采掘工作的进行，工作线不断向前推进26三、按设备合理配比验证生产能力露天矿的生产能力：技术上可能性经济上合理性相应的工艺装备保证----研究露天矿的工艺联系。工艺联系包括：设备选型配套、设备配比、生产组织、工艺参数选择等。三、按设备合理配比验证生产能力271、生产工艺设备的最优选型配套：一般原则：大矿用大设备，小矿用小设备；大铲配大车，小铲配小车。若大矿用小设备，设备数量多，管理复杂，经济效果差，甚至还可能满足不了产量要求；若小矿用大设备，单机影响产量太大，不容易调节生产；若大铲配小车或小铲配大车都会影响其技术经济效果。1、生产工艺设备的最优选型配套：282、各生产环节间设备数量的比例。保证并提高露天矿的生产能力、提高设备利用率、降低成本。露天矿各种工艺设备所具有的数量及其可能达到的生产能力往往不同。露天矿的生产能力受其中最薄弱一环的限制：ACB、AW、AY、APX、A分别为穿爆、采装、运输、排卸、矿岩生产能力。

ACB=AW=AY=APX=A2、各生产环节间设备数量的比例。ACB=AW=AY=APX=29ACB=NCQCAW=NWQWAY=NYQYAPX=NPXQPXNC、NW、NY、NPX分别为穿孔机、挖掘机、运输设备、排卸线（或汽车排卸点）数；QC、QW、QY、QPX分别为穿孔机、挖掘机、运输设备、排卸线（或汽车排卸点）单位生产能力。ACB=NCQC30NCQC=NWQW=NYQY=NPXQPXNC/NW=QW/QC，NY/NW=QW/QY，NY/NPX=QPX/QY，NC/NW、NY/NW、NY/NPX分别称为钻铲比、车铲比、车线比。设备数量之比与其单机生产能力成反比。要发挥设备的能力，其数量间要保持一定比例。

NCQC=NWQW=NYQY=NPXQPX31四大工艺中，穿孔和采装之间通过爆破间接联系。采装、运输、排卸三者直接联系。穿爆应适当提前为挖掘机准备足够数量和合格爆堆而不影响采装。穿孔设备能力稍大于采装设备能力。装运排三个环节间的互相影响最大，其中装运环节设备比较贵重，资金占用多，对生产的经济效果影响明显，是工艺联系的重点。四大工艺中，穿孔和采装之间通过爆破间接联系。32设备选型与数量配备为生产能力提供物质基础。还要有合理的生产组织与调度。露天矿生产条件复杂，工作地点及对象多变，使得各项作业的时间、作业量等计算指标随时都在变动。生产中应采取积极措施，随时发现、消除薄弱环节，使矿山生产能力均衡稳定。设备选型与数量配备为生产能力提供物质基础。33作业已知某露天矿山的矿体水平厚度130m，矿体倾角60°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为35m，工作帮坡角15°，由下盘向上盘推进；工作线长度为1400m,采区长度为250m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力3500万吨是否可行。作业已知某露天矿山的矿体水平厚度130m，矿体倾角60°，台34第二节生产剥采比概念：指露天矿在一定的生产时期内剥离岩石量与采出的矿石量的比值。米3／米3，米3／吨。第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件35重要性：（1）生产剥采比是露天矿开采的重要技术经济指标。无论是露天矿工程发展程序，还是确定露天矿生产能力、圈定露天开采境界等，都与这一指标密切相关。（2）生产剥采比是编制采掘进度计划的重要指标，它决定着露天矿剥采总量的大小。重要性：36露天矿的采剥总量、生产剥采比、矿石生产能力关系A：露天矿矿岩生产能力，米3／年；Ak:露天矿矿石生产能力，吨／年,ns:生产剥采比，米3／吨；γp:矿石容重，吨／米3。或：A=Ak(1+ns)，米3／年.露天矿的采剥总量、生产剥采比、矿石生产能力关系37(3)生产剥采比是影响露天矿基建投资和生产成本的重要因素在一定的矿石生产能力下，露天矿的采剥总量取决于生产剥采比的大小。而露天矿的设备数量、人员数量和地面设施的规模等等又主要是由矿岩生产能力所决定的。因此，。(3)生产剥采比是影响露天矿基建投资和生产成本的重要因素38一、生产剥采比的变化规律1、工作帮及工作帮坡角露天矿工作帮：露天矿生产通常由数个台阶进行开采，由这些进行开采的台阶组成的边帮称露天矿工作帮。工作帮坡面：通过工作帮最上一个台阶和最下一个台阶的坡底线所构成的假想平面。工作帮坡角：工作帮坡面与水平面的夹角。一、生产剥采比的变化规律39露天矿工作帮露天矿工作帮40第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件41

若工作帮上各台阶高度、台阶坡面角和工作平盘宽度均相等一般情况下：若工作帮上各台阶高度、台阶坡面角和工作平盘宽度均相等42工作帮坡角的大小取决于三要素：台阶高度、台阶坡面角和工作平盘宽度。工作帮分类：缓帮开采：陡帮开采：h、定值，B最小，当单台阶逐层开采时，。工作帮坡角随着B而变化，其变化范围介于之间。工作帮坡角的大小取决于三要素：432陡帮开采(1)概念：在工作帮上，部分台阶作业，部分台阶暂不作业，使工作帮坡角加陡，以推迟部分岩石的剥离。它与缓帮开采的区别是，它不是每一个台阶都处于作业状态，只有一部分台阶进行作业，其余台阶暂不作业。作业台阶与暂不作业台阶轮换交流，故称台阶轮流开采法。(2)陡帮开采作业方式分类：组合台阶开采、倾斜条带式开采。2陡帮开采44(3)组合台阶开采：是把台阶分为若干组，每组由一个作业台阶和若干暂不作业的台阶组成。每组台阶的最上一个台阶保留工作平盘宽度，其它台阶均保留安全平台宽度，一般由3～9个台阶组成一组．每组台阶由上而下逐个台阶轮流开采。每组台阶一般只配一台挖掘机作业。循环周期一般为3～5a。工作平台宽度Bp是扩帮宽度和安全平台之和，该值不能小于最小工作平盘宽度。BpBmin；Bp=40～60m。(3)组合台阶开采：45第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件46h台阶高度，B组合台阶一次推进宽度，b台阶安全平台宽度，Bp组合台阶作业平台宽，Ｈ１、Ｈ２两组组合台阶高度，Ｈ＝nh，n组合台阶中台阶数，α台阶坡面角组合台阶构成H1H21231′2′3′BbBpBpbhhhαbbBhhh组合台阶作业的工作帮坡角φαh台阶高度，B组合台阶一次推进宽度，b台阶安全平台宽度，Bp47安全平台宽度b以能截留大部分爆破滚碴为原则，一般为10～20m。工作帮坡面角可按下式确定。安全平台宽度b以能截留大部分爆破滚碴为原则，一般为10～2048(4)倾斜条带式开采：剥岩帮划分为若干倾斜条带，由里向外扩帮，各台阶从上而下尾随式开采。尾随的工作平台长度一般为150～250m。根据运输方式和工作面运输线路布置确定。每个台阶一般设一台挖掘机，双侧进车时，可设置2台。当每个台阶均推进到预定宽度后，即完成一个循环。每个周期一般为1—3a。(4)倾斜条带式开采：49第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件501234边帮分倾斜条带外扩示意图

横向工作帮、台阶独立作业的平面示意图1234边帮分倾斜条带外扩示意图横向工作帮、台阶独立作业51特点：各台阶除正在作业的地段有较宽的工作平台外，其余地段仅留安全平台即可。优点：用规模较小的采运设备完成陡帮开采工作。推迟剥岩量。缺点：上下台阶互相尾随，各工艺环节互相干扰，采装效率较低。特点：各台阶除正在作业的地段有较宽的工作平台外，其余地段仅留52(5)陡帮开采评价：优点：①基建剥离量小、投产早、达产快。②可缓剥大量岩石，降低露天矿初期生产剥采比，如南芬露天矿ns由原来的2.7t/t降低为2.44t/t。4年共推迟剥岩量832万吨。③推迟了最终边帮岩体的暴露，减少了边帮的稳定与维护工作量和费用，可增加最终边坡角，减少剥岩量。(5)陡帮开采评价：53缺点：①采掘设备上下调动频繁，影响生产能力；②运输道路工程量大，调动频繁，线路的修筑、维护工程量大、费用高。③采场辅助工程量大，如采场内的供电线路，供风，供水管线移设次数增加。④管理工作严格，上下台阶之间的配合要协调。缺点：54适用条件：①倾角大的矿体，减少前期剥采比；②覆盖厚度大的矿体；③形状上小下大的矿体。④开采剥离洪峰期和洪峰期到达以前的矿山；⑤采运设备规格大，有利于实现依次轮流开采或分组轮流开采。适用条件：553、生产剥采比变化规律3、生产剥采比变化规律56工作帮坡角不变时剥采工程发展程序及剥离量的变化工作帮坡角不变时剥采工程发展程序及剥离量的变化57第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件58工作帮坡角不变时生产剥采比变化规律：生产剥采比随矿山工程的延深而变化。开始需要大量剥离而不采矿。之后生产剥采比随矿山工程的延深而不断增大。达到一个最大值后便逐渐减小。这个最大值期间叫做剥离洪峰期或高峰期。发生在凹陷露天矿工作帮上部接近地表境界部位。这是一般倾斜矿体具有的普遍规律。工作帮坡角不变时生产剥采比变化规律：生产剥采比随矿山工程的延59工作帮坡角不变时，生产剥采比变化的共同规律是：生产剥采比随开采深度而变化，并且经历一个由小到大，达到高峰后再逐渐减小的过程。工作帮坡角不变时，生产剥采比变化的共同规律是：60工作帮坡角变化，生产剥采比的变化规律：假设其它条件相同，分别以φ＝150和φ＝300的工作帮坡角生产，两者生产剥采比变化如下：工作帮坡角由150加大到300，生产剥采比的变化仍然是由小到大，再由大变小。工作帮坡角较陡时剥离洪峰发生在生产较晚时期。φ＝150剥离洪峰发生在H2，φ＝300剥离洪峰发生在H4。工作帮坡角较小时，曲线接近于分层剥采比的曲线。剥采比初期上升较快，剥离洪峰发生较早。工作帮坡角较大时，曲线接近于境界剥采比曲线，剥采比上升较慢，时间较长。剥离洪峰发生较晚。工作帮坡角变化，生产剥采比的变化规律：工作帮坡角由150加大61第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件62不同开拓方式下生产剥采比的变化规律开拓方案、掘沟位置、工作线推进方向是影响生产剥采比的重要因素。方案Ⅱ、Ⅲ:接近矿体掘沟，见矿块、基建工程量少、生产剥采比较大；

方案I、Ⅳ:在顶底帮固定坑线位置掘沟，远离矿体，见矿慢、基建工程量大，生产剥采比较小。I方案基建工程量最大，生产剥采比最小，达到“高峰”时才投产，投资最大.

不同开拓方式下生产剥采比的变化规律63影响生产剥采比变化的因素：1）自然因素：地质构造、地形、矿体的埋藏深度、厚度、倾角、形状等。不可以改变。

2）技术因素：开拓方法、开拓沟道的位置、工作线推进方向、矿山工程延深方向以及开段沟长度、工作帮坡角等。可以改变。工作帮坡角影响较大：较小时，剥采比初期上升较快，剥离高峰发生较早，逐渐下降。较大时，剥采比上升较慢，时间较长，发生在生产的较晚时期，高峰之后剥采比急骤下降。

影响生产剥采比变化的因素：64生产剥采比变化的不利影响：生产剥采比变化，矿岩总产量变化，短期内改变生产使用的采掘、运输设备的数量；高峰期，更集中大量的设备和相应的辅助设施，配备足够的人员；高峰过后要削减，降低设备的利用率，基建费用增大，生产成本增高，并且使露天矿的生产组织工作复杂化。必须对生产剥采比进行调整，使之在一定时期内相对稳定，经济合理地开采矿床。生产剥采比变化的不利影响：生产剥采比变化，矿岩总产量变化，短65二、生产剥采比的调整与均衡二、生产剥采比的调整与均衡66图15-7图15-8图15-7图15-867每延深一个台阶所采出的矿石量、岩石量和生产剥采比生产剥采比表示方法：①生产剥采比与开采深度之间关系曲线②生产剥采比与开采时间关系曲线③矿岩量变化曲线每延深一个台阶所采出的矿石量、岩石量和生产剥采比生产剥采比表68影响生产剥采比变化的因素：1）自然因素：地质构造、地形、矿体的埋藏深度、厚度、倾角、形状等。不可以改变。

2）技术因素：开拓方法、开拓沟道的位置、工作线推进方向、矿山工程延深方向以及开段沟长度、工作帮坡角等。可以改变。工作帮坡角影响较大：较小时，剥采比初期上升较快，剥离高峰发生较早，逐渐下降。较大时，剥采比上升较慢，时间较长，发生在生产的较晚时期，高峰之后剥采比急骤下降。

影响生产剥采比变化的因素：69生产剥采比变化的不利影响：生产剥采比变化，矿岩总产量变化，短期内改变生产使用的采掘、运输设备的数量；高峰期，更集中大量的设备和相应的辅助设施，配备足够的人员；高峰过后要削减，降低设备的利用率，基建费用增大，生产成本增高，并且使露天矿的生产组织工作复杂化。必须对生产剥采比进行调整，使之在一定时期内相对稳定，经济合理地开采矿床。生产剥采比变化的不利影响：生产剥采比变化，矿岩总产量变化，短70二、生产剥采比的调整设法降低高峰期的生产剥采比，使露天矿能在较长时期内以较稳定的生产剥采比进行开采。1改变台阶间的相互位置调整生产剥采比

即改变工作平盘宽度，可以将生产剥采比高峰期间的一部分岩石提前或移后剥离，减小高峰期生产剥采比的数值。

二、生产剥采比的调整71改变平盘宽度降低剥离高峰示意图改变平盘宽度降低剥离高峰示意图72在剥离高峰期被提前完成的剥离量为△V1移后完成的剥离量为△V2Pn：剥离高峰期采出的矿石量，吨。则减小的生产剥采比△n为米3／吨

减小后的工作平盘宽度，不小于最小工作平盘宽度；加大后的工作平盘宽度，应保持足够的工作台阶数目。在剥离高峰期被提前完成的剥离量为△V1732改变开段沟长度调整生产剥采比新水平开拓最期初形成小于采场走向长度的开段沟，然后边扩帮，边继续掘开段沟，可使剥采比高峰削减并推迟。每延深一个台阶所采出的矿岩量、岩石量和生产剥采比最初开段沟长度等于走向长度的1/3时的P,V,n变化图2改变开段沟长度调整生产剥采比每延深一个台阶所采出的矿岩74特点：

1）生产剥采比变化相对比较平缓，高峰值下降。

2）出矿前的剥岩量减少，有利于减少基建工程量。特点：

1）生产剥采比变化相对比较平缓，高峰值下降75改变矿山工程延深方向调整生产剥采比延深方向AB，BC方向，减少初期剥，早见矿。最低水平到达C之前，应完成BCED或BCE´D扩帮工程量。扩帮由外向内进行，完成BCED工程量，矿山工程应由B沿山坡BD延深到D，再沿露天矿开采境界延深到E。由内向外扩帮，完成BCED工程量，自上而下沿BC方向往外扩帮。顶帮也可以同时采取压缩上部工作平盘宽度的措施，相当于设立临时顶帮开采境界FGH。此时，FHJK的扩帮工程量应在工作帮达到IH位置之前完成。改变矿山工程延深方向调整生产剥采比延深方向AB，BC方向76改变矿山工程延深方向调整生产剥采比示意图改变矿山工程延深方向调整生产剥采比示意图77无论采用什么样的开段沟位置和工作线推进方向，只要工作平盘宽度保持不变，在整个生产过程中，仍然保持着生产剥采比变化的一般规律，仍然存在着生产剥采比的高峰期。此时，仍需借助于改变工作平盘宽度、开段沟长度等措施对生产剥采比作适当的调整，以利于露天矿持续地经济合理地开采矿石。无论采用什么样的开段沟位置和工作线推进方向，只要工作平盘宽度78三、生产剥采比的均衡露天矿的生产剥采比一般通过编制长远的采掘进度计划和年度采掘计划来确定。在编制采掘进度计划之前，初步计算和确定露天矿不同发展阶段的计划生产剥采比。该剥采比是根据一定的矿山工程发展程序和生产剥采比变化的情况，经过调整后得出的，故称为均衡生产剥采比。三、生产剥采比的均衡露天矿的生产剥采比一般通过编制长远的采掘791利用采剥关系发展曲线V=f(P)确定均衡生产剥采比①PV图概念：V=f(P）曲线就是露天矿剥岩和采矿累计量关系曲线。反映了露天矿在不同开采深度下的采剥关系。横坐标：采出矿石累计量；纵坐标：剥离岩石累计量；曲线斜率：生产剥采比；1利用采剥关系发展曲线V=f(P)确定均衡生产剥采比80矿岩量变化曲线和生产剥采比变化曲线图矿岩量变化曲线和生产剥采比变化曲线图81②均衡生产剥采比条件：矿山两种极限工作状态：B=Bmin（）B=Bmax（）只有一个工作台阶。均衡生产剥采比值在之间。一般以为主。②均衡生产剥采比条件：82③在时的PV曲线上确定生产剥采比的方法：做出B=Bmin时的V=f(P）曲线，在接近该曲线处画出保持一定斜率的直线，此直线即代表某一时期的均衡生产剥采比。如图第一期均衡生产剥采比为ab直线，第二期均衡生产剥采比为bc直线,③在时的PV曲线上确定生产剥采比的方法83④结论：用V=f(P）曲线来确定均衡生产剥采比是比较科学和明确的。但计算和绘图工作量大，应用不广泛。④结论：用V=f(P）曲线来确定均衡生产剥采比是比842、利用最大的相邻几个分层的矿岩量之比作为均衡生产剥采比

最大几个相邻分层的剥岩总量，m3；最大几个相邻分层的采矿总量，m3；适用条件：缓帮开采工艺，一般接近前期生产剥采比，或ns均衡范围较小的矿山。2、利用最大的相邻几个分层的矿岩量之比作为均衡生产剥采比853、用平均剥采np比推算均衡生产剥采比ns在黑色金属露天矿设计中，采用经验方法初步确定均衡生产剥采比，作为编制采掘进度计划的原始依据。米3／吨ns―均衡生产剥采比，米3／吨；

K-经验系数，其值见表;

np―平均剥采比，米3／吨。3、用平均剥采np比推算均衡生产剥采比ns864、均衡生产剥采比的一般原则：

尽量使初期剥岩量较少，以利于减少基建投资和扩大再生产。最大均衡生产剥采比的数值最好小一点。生产剥采比可逐步增大，不要骤然波动，以免人员、设备随之发生突然变动。最大生产剥采比均衡的时间不宜过短，一般不短于5-10年，以免人员、设备投资浪费。4、均衡生产剥采比的一般原则：尽量使初期剥岩量较少，以利于减87四、减少初期生产剥采比和基建工程量的措施意义:节约基建投资和加速露天矿建设。一个经济合理的开采方案，既要求均衡生产剥采比较小，同时基建剥离工程量也应较小。减少初期生产剥采比和基建工程量通过合理安排矿山工程发展程序来达到.矿山工程发展程序本身与生产工艺、开拓运输系统等密切相关，要善于处理生产工艺、开拓运输系统、矿山工程发展程序和生产剥采比之间的矛盾，全面而合理地解决露天矿生产工艺和矿山工程发展程序等，以减少矿山基建工程量。四、减少初期生产剥采比和基建工程量的措施意义:节约基建投资881、合理布置开段沟的位置工作线推进方向与开段沟的位置密切相关。工作线初始位置和推进方向，决定于开段沟的位置。不同的开段沟位置和工作线推进方向，要求与采用的生产工艺、开拓运输系统相适应。同一露天矿采用不同的开段沟位置，对生产剥采比和基建工程量有重大影响。1、合理布置开段沟的位置89在同一露天矿场中，沟的位置和矿山工程发展方向分别有：(a)下盘固定坑线开拓；(b)下盘移动坑线开拓；(c)上盘移动坑线开拓；(d)上盘固定坑线开拓。境界相同，平均剥采比相等。四个方案的工程量和剥采比指标计算结果列于表在同一露天矿场中，沟的位置和矿山工程发展方向分别有：(90第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件91μ是表示基建工程量大小的系数;λ综合表示均衡生产剥采比n和初始剥采比n。的系数。λ值较小，正常生产时期的剥离量较小，基建时期的剥离量也小。

n―均衡生产剥采比；np―平均剥采比；n0―初始剥采比；v0―初始剥离量；P―露天矿的总采矿量。μ是表示基建工程量大小的系数;92(a）、（d）两方案分别在露天矿底帮和顶帮固定坑线位置掘沟，远离矿体，见矿慢，基建工程量大，均衡生产剥采比小。为了减小初期生产剥采比和基建工程量，开段沟的位置应接近矿体和设在矿体较厚、覆盖层较薄的地段，并以此决定工作线的推进方向。(a）、（d）两方案分别在露天矿底帮和顶帮固定坑线位置932采用陡帮开采的方法工作帮坡角越大，初期的生产剥采比越小，在采出相同矿石量的情况下所需的剥离量越少，这对于减少基建工程量、降低初期生产成本、早出矿多出矿是有利的。陡帮开采只有一个较大的平盘宽度，它的工作帮坡角可达到较陡。这种开采方式可降低初期生产剥采比，对加速矿山建设，强化露天矿生产具有重要的意义。2采用陡帮开采的方法943、采用较短的开段沟长度在生产工艺条件允许的情况下，采用较短的开段沟长度，可以减小初期生产剥采比和采矿基建工程量。

最小的开段沟长度一般不短于采掘设备要求的采区长度，它因生产工艺的不同而异。采用汽车运输，则开段沟可以很短，甚至是无段沟而只挖一个基坑，在爆堆上设临时运输干线，工作线横向布置沿走向推进。这样就能达到减小初期生产剥采比和基建工程量的目的，加快露天矿建设。3、采用较短的开段沟长度95第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件96分期开采目的：使露天矿早期剥岩量较小，而把大量的岩石推迟到若干年后再剥离，从而使之获得良好的技术经济效果。优越性：

1）可以缩短矿山建设年限，早日投产并能迅速达到设计生产能力，从而能尽早满足国家对矿石的需要。

2）在一定年限内，可以较少的基建投资（包括基建工程量和设备数量），较低的生产费用，获得与不分期开采同样多的矿石量，3）在第一期生产年限内，可根据技术发展与矿山生产管理水平，经过充分的科学研究，修订经济合理的最大开采境界，使所确定的境界更加合理。分期开采目的：使露天矿早期剥岩量较小，而把大量的岩石推迟到若97采用分期开采的条件：

l）整个露天矿的储量大，服务年限在50-60年以上；

2）分期开采的经济效果显著，初期投产和达产快；

3）露天矿由第一期境界向第二期境界开始过渡以前的正常生产年限应大于15年，特殊情况下不得小于10年，否则，保持的年限太短，就显不出分期开采的优越性；4）露天矿在过渡期间，矿山年产量不应降低，5）过渡期间的生产剥采比不应大于经济合理剥采比，并力求维持与第一期生产剥采比相近似。采用分期开采的条件：

l）整个露天矿的储量大，服务年限在5098采用分期开采的露天矿山：鞍钢的大孤山铁矿、东鞍山铁矿、齐大山铁矿、眼前山铁矿、胡家庙铁矿、锌子峪镁矿、青山怀镁矿、本钢的南芬铁矿、歪头山铁矿、北台铁矿、太钢的峨口铁矿、冀东的水厂铁矿、司家营铁矿等等。采用分期开采的露天矿山实例：北台露天矿张家沟采场进行分期开采过渡的扩帮工作（图）。该矿由155米小境界向50米境界扩大，过渡的扩帮量约为600万吨。采用分期开采的露天矿山：鞍钢的大孤山铁矿、东鞍山铁矿、齐大山99北台露天矿张家沟采场1977年扩帮剖面图

1一期境界，2二期境界；3已完成的扩帮量，4计划的扩帮量北台露天矿张家沟采场1977年扩帮剖面图

1一期境界，2100分期开采的扩帮过渡方式：分期开采的扩帮过渡方式是指由一期境界向二期境界过渡时扩帮工程的发展方式，包括扩帮工作面布置和工作线的推进方向。1）、自小境界向外的纵向扩帮优点：无须为进行补充剥岩而另外开掘开段沟，过渡时的准备工程较少。缺点：在预定扩帮的边坡上，留下足够的平台宽度。前期开采的剥岩量相应增大，并对下部台阶的生产作业有干扰，影响安全。分期开采的扩帮过渡方式：101下盘固定坑线自里向外的纵向扩帮方式①-第一期，②-过渡期，③-第二期下盘固定坑线自里向外的纵向扩帮方式①-第一期，②-过渡102EADKMFβγφHCH2H1H0φIJGBHIKJFPLEBACDGMN48121620242832364044年度12345第一期过渡期第二期长分期与不分期开采采剥量发展曲线长分期开采β1EADKMFβγφHCH2H1H0φIJGBHIKJFPLE1032）自远景境界向内的纵向扩帮优点：过渡时期补充剥岩用的开拓运输系统为独立的，与采矿场内部的原有运输系统互不干扰，并从根本上避免了移动坑线的其他缺点，从而便于组织管理。缺点：过渡时，需在二期最终境界上开掘双壁沟延深，其扩帮下降速度很难保证过渡的要求，从而严重影响露夭矿后半期的生产能力。2）自远景境界向内的纵向扩帮104下盘固定坑线自外向里的纵向扩帮方式①-第一期，②-过渡期，③-第二期下盘固定坑线自外向里的纵向扩帮方式①-第一期，②-过渡1053、横向扩帮方法横向扩帮方法是以汽车运输为前提条件的，扩帮工作面垂直扩帮区段走向布置。优点：1）爆破方向沿着岩层的走向，改善爆破质量，提高爆破效果，为提高电铲装车效率提供了良好条件；2）降低了滚石对正常生产的影响程度；3）可采用无段沟或很短的段沟开拓准备新水平，从而加速扩帮新水平的准备速度。3、横向扩帮方法106缺点：横向扩帮工作线较短，需要采用大面积微差挤压爆破，使扩帮工艺复杂化。适用条件：地形复杂、岩石坚硬、扩帮量大的金属露天矿，汽车运输横向扩帮是一种有效的扩帮过渡方法。缺点：横向扩帮工作线较短，需要采用大面积微差挤压爆破，使扩帮107一端推进的横向扩帮方法一端推进的横向扩帮方法108两端推进的横向扩帮方法两端推进的横向扩帮方法109白银露天矿一采场西部扩帮剥岩图白银露天矿一采场西部扩帮剥岩图110第三节储备矿量为了在露天矿新水平开拓准备工程发生预期和未预期停顿的时候，仍能保障露天矿的持续生产、露天矿应具备一定的储备矿量，这是实现“采剥并举，剥离先行”方针的重要保证。生产准备矿量：指已完成一定的开拓准备工程，能提供近期生产需要的储量。储备矿量随着生产的进行不断减少，又随着开拓准备工程的进行而不断得到补充，使储备矿量保持一定的数量，是保证露天矿持续生产的必要条件。

第三节储备矿量111开拓储量：完成了开拓工程的最下一个台阶底标高以上的矿量，主要运输通路及排水工程已经形成，并已具备了进行采准工作的条件。回采矿量:是开拓矿量的一部分，各台阶保留最小工作平台宽度以外能采出的矿量。如果露天采场各台阶都在最小工作平台宽度条件下进行采掘时，便没有回采矿量。开拓储量：完成了开拓工程的最下一个台阶底标高以上的矿量，主要112露天矿储备矿量划分图露天矿储备矿量划分图113储备矿量在生产中总是变动的。随着露天矿开拓工程的发展，每开拓出一个水平，便增添一批开拓矿量；随着剥离的进展，原有的开拓矿量不断转化为回采矿量；而回采矿量又不断随采矿生产而消失。储备矿量是一个随时间变化的量，新的不断产生，旧的不断消失，其间总要保持一定的储备。储备矿量在生产中总是变动的。114为了保证持续稳产，储备矿量多一些好，但意味着过早地进行开拓和剥离工作，积压了生产资金，不利于资金周转。应能满足持续生产的合理的储备矿量数值。表达：储备矿量保有期或储备矿量保有时间。为了保证持续稳产，储备矿量多一些好，但意味着过早地进行开拓和115我国的储备矿量标准是：有色金属矿山：开拓矿量1年，回采矿量3-6个月；黑色金属矿山：开拓矿量2年，回采矿量6个月。我国的储备矿量标准是：116第四节露天矿采掘进度计划的编制第四节露天矿采掘进度计划的编制117采掘进度计划:用图和表来表示矿山工程发展的具体时间、空间与数量关系。主要内容：露天矿逐年或逐月采掘的矿石量、剥离量、掘沟量、生产剥采比以及各项工程的空间位置、各水平推进的超前关系、扩帮与延深的关系、露天矿建设起止时间、投产达产时间、基建工程量及其位置、基建和生产期与露天矿采掘工程发展相应的采掘设备逐年投入量、投入时间、工作位置及位置调动。采掘进度计划:用图和表来表示矿山工程发展的具体时间、空间与数118意义：把初步确定的矿山生产能力、均衡生产剥采比加以验证，并安排落实；验证并确定矿山投产时间、达产时间、设计计算年、基建剥离量、采掘设备数量和确定矿山设施；对分期开采的矿山，安排一期生产、过渡扩帮和二期生产的发展过程及衔接关系；是设计和指导露天矿均衡生产的重要文件；是保证矿山正常持续生产、搞好矿山管理的重要环节。意义：119分类：(1)设计中按年编制的露天矿采掘进度计划，即长远计划。长远计划以年为单位编制。主要任务：比较准确地确定露天矿基建时间、基建工程量、投产时间、达产时间、设计计算年、均衡生产剥采比、露天矿的矿石及矿岩生产能力、逐年工作线推进位置，并按此计划计算各时期所需的设备、人员和材料等。分类：120(2)生产矿山按年、季、月编制的采掘计划，又叫生产作业计划。生产作业计划是以长远计划和上级下达的产品数量、质量等指标为依据编制的，除安排年末或各季末、月末的工作线推进位置外，还要详细地计算穿爆、采装、运输、排土、机修等主要生产工艺和辅助车间的生产能力，找出薄弱环节，制定相应的措施计划。(2)生产矿山按年、季、月编制的采掘计划，又叫生产作业计划。121一、基建工程量的确定露天矿从开始建设到结束整个存在期限，可分为四个时期。1）露天矿建设时期：即由露天矿的准备工作开始，到露夭矿投入生产这一段时间；2）达到设计生产能力时期：即露天矿投人生产后到达设计生产能力这一段时间；3）正常生产时期：即露天矿按设计生产能力进行正常生产时期，这段时间最长；4）露天矿结束时期：在这段时期内，露天矿的生产能力由于工作线长度缩小而逐渐下降，直到最后结束露天矿场的开采工作。一、基建工程量的确定122确定采矿基建工程量意义:露天矿的建设时期,由基建投资完成的工程量叫做基建工程量。在矿山建设费用总额中，采矿基建工程费用比重大，一般为20-40%，有些矿山还要更大一些。基建工程量定得太多，增加初期的基建投资，积压资金，拖延投产时间，反之，则造成生产被动，长期达不到设计规模。确定采矿基建工程量意义:123采矿基建工程项目内容

1）露天矿达到设计规模以前（具备相应的储备矿量）所需完成的全部开拓及排水工程。主要包括：运输线路、卷扬机道（包括甩车道）、溜井、溜槽、平硐、井筒、以及排水疏干的井巷工程和排水沟等。

2）投产以前掘进的开段沟和采矿剥离工程。采矿基建工程项目内容

1）露天矿达到设计规模以前（1242露天矿投产的条件采矿基建工程量的确定以矿山投产为界，具备下列条件：1）正常生产所需要的外部运输、供电及供水等工程均应建成完整的系统；2）破碎厂、选矿厂、压气、通风、卷扬机房、机修等设施均应全部或部分建成满足生产需要的规模；

3）矿山的内部已建成完整的矿石和废石运输系统；

4）投产时必须保证矿石产量指标达到规定的标准，并在经济上要有所积累。

5）投产后产量有增长的可能，投产时应保有与当时规模相适应的储备矿量，且必须达到规定的标准。2露天矿投产的条件125露天矿投产时的产量指标及达产期限根据矿山具体条件，完成上述必要的工程项目，并使剥离工程满足了矿山持续正常生产的要求后，即可投入生产。

基建工程量和基建所需要的时间，可利用分层平面图，根据上述要求编制基建进度计划确定。露天矿投产时的产量指标及达产期限根据矿山具体条件，完成上述126二、露天矿采掘进度计划的编制露天矿采掘进度计划的基本内容（1）采掘进度计划图表反映各台阶剥离、采矿、开拓采准等工作的发展与配合；采掘设备的数量及其配置、开沟或扩帮调动情况；出入沟和开段沟工程量以及逐年的矿岩采出量等。采掘进度计划图表要逐年编制，一般编到设计计算年以后3-5年。

二、露天矿采掘进度计划的编制127投产年：经过基建工程的准备之后，矿山已见矿并达到投产规模的年度。达产年：矿石产量已达设计规模的年度。设计计算年：矿石已达到规定的生产能力和以均衡生产剥采比开始生产的年度，其采剥总量开始达到最大值。投产年：经过基建工程的准备之后，矿山已见矿并达到投产规模的年128表7-2某矿采掘进度计划表表7-2某矿采掘进度计划表129（2）采掘水平分层平面图

此图是以地质分层平面图为基础编制而成的，在此分层平面图上，应有逐年采掘的矿岩量、作业挖掘机的数目和台号、出入沟和开段沟的位置、矿岩分界线、开采境界以及年末工作线的位置等。（2）采掘水平分层平面图

此图是以地质分层平面图为基础编制130第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件131（3）采矿场年末开采综合平面图此图是以采掘水平分层平面图为基础编制而成。图上绘有各水平的工作线位置、出入沟和开段沟的位置、挖掘机的配置、矿岩分界线、开采境界和运输站线设置等。（3）采矿场年末开采综合平面图132第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件133（4）产量逐年发展图和表图7-3和表7-2是在采掘进度计划图表编制完成的基础上整理绘制出来的。采掘计划只编到设计计算年后3-5年，以后的产量可以3年或5年为单位粗略确定。（4）产量逐年发展图和表134图7-3凹山铁矿逐年产量发展曲线图图7-3凹山铁矿逐年产量发展曲线图1352编制采掘进度计划所需的原始资料及要求原始资料：1）比例尺为1:1000或1:2000的分层平面图。图上绘有矿床的地质界线、露．天采场的开采境界、出入沟的位置等；

2）分层矿岩量表。在表中按重量和体积分别列出各水平分层在开采境界内的矿岩量，以及体积的和重量的分层剥采比；3）露天矿最终的开拓运输系统图。对于扩建和改建的矿山，还要有开采现状图;4）露天矿开采要素：采掘带宽度、采区长度、最小工作平盘宽度等；2编制采掘进度计划所需的原始资料及要求1365）露天矿的延深方式，工作线推进方向，新水平准备时间，沟的几何要素；6）采掘运输设备规格，挖掘机的数目和生产能力；7）规定的储备矿量指标；8）矿石的开采损失率和贫化率；9）露天矿开始基建的时间和要求投产的日期。5）露天矿的延深方式，工作线推进方向，新水平准备时间，沟的几137要求：

1）根据露天矿的具体情况，应尽可能地减少基建工程量，加速基本建设，保证在规定的时间内投入生产，投产后应尽快地达到设计生产能力。2）保持规定的各级储量指标，以保证产量的均衡。在天采具有多种品级矿石时，还要求各种工业品级的矿石产量和质量保持稳定或呈规律性变化。3）正确处理剥和采的予盾。贯彻“采剥并举，剥离先行，以剥保采，以采促剥”的方针，生产剥采比安排得要经济合理，最大生产剥采比的期限不能过短。要求：1384）在扩帮条件允许的情况下，要按计划及时开拓准备新水平。扩帮与延深要密切配合，以保证采矿和矿量准备相衔接，在扩帮过程中，一定要遵守选定的矿山工程发展程序。5）上、下水平的工作线要保持一定的超前距离，使平盘宽度不小于最小工作平盘宽度。工作线要具有一定的长度，并尽可能地保持规整。要保证线路的最小曲线半径及各水平的运输通路。采掘设备调动不要过于频繁。4）在扩帮条件允许的情况下，要按计划及时开拓准备新水平。扩帮139编制采掘进度计划的方法和步骤露天矿采掘进度计划编制方法有两种：利用分层平面图进行编制，金属露天矿通常采用此种方法。利用综合平面图和横断面图进行编制，露天煤矿多采用此种方法。

编制采掘进度计划的方法和步骤140采掘进度计划的编制是以挖掘机生产能力为计算单元的，同时工作的各水平能配置的挖掘机所完成的采掘总量，即为露天矿的生产能力。在进行编制计划时,首先要确定挖掘机的生产能力和数目。各种工作条件下的挖掘机生产能力（如掘沟、剥岩和采矿等）可按类似矿山的实际指标选取。一般情况下，因初期操作技术不熟练，故基建期间的挖掘机生产能力比正常时期低10-30％。采掘进度计划的编制是以挖掘机生产能力为计算单元的，同时工作的141挖掘机的数目，可根据规定的矿岩生产能力初步计算确定，最后通过编制采掘进度计划加以修正。其计算公式为：Nw：所需要的挖掘机数目，台；

σ：开采中的沟量系数，一般为1.05-1.1;

AP：矿石生产能力，吨／年；

QwP：采矿挖掘机平均生产能丸，吨／年；

Qwv：剥岩挖掘机平均生产能力，吨／年；

n：生产剥采比，吨／吨。挖掘机的数目，可根据规定的矿岩生产能力初步计算确定，最后通过142①在分层平面图上逐年逐水平确定年末工作线位置根据挖掘机的生产能力，由露天矿上部第一个水平分层平面图开始，逐水平圈出年末工作线位置，并用求积仪计算采出矿岩量。在求算采掘的矿岩量时，应将掘沟量和正常采掘量区别开来。在确定年末线位置时，必须考虑矿山工程正常发展程序、延深对扩帮的要求、矿石年产量、最小工作平盘宽度的要求、储备矿量的大小、开拓运输线路畅通等。①在分层平面图上逐年逐水平确定年末工作线位置143由于挖掘机在掘沟和正常采掘作业的条件不同，生产能力也不同，如果画出的年末线位置与这些要求不符，也要加以调整。求积仪求算年采剥量时，某水平一年内推进的面积应满足下式：

Qw为挖掘机生产能力，m3／台年；N为某水平挖掘机台数；S为某水平年推进总面积，m2；SK为某水平年推进矿石面积，m2；SY为某水平推进岩石面积，m2；h为台阶高度，m。由于挖掘机在掘沟和正常采掘作业的条件不同，生产能力也不同，Q144年末工作线位置确定后，将求出的矿岩量填入矿岩量表，并在图上标明采掘年度、采出的矿岩量和挖掘机台号。累计当年各水平的矿岩量即为当年的矿岩生产能力。矿石年生产能力应满足设计任务所规定的指标，即AK:设计任务规定的矿石生产能力，万t/a；∆Aki:一个水平年采掘的矿石工业储量，万m3/a；γ:矿石容重，t／m3；η:矿石回收率，%；ρ:废石混入率，%；K:年出矿水平数。年末工作线位置确定后，将求出的矿岩量填入矿岩量表，并在图上标145如果累计当年各水平采出的矿岩量不符合要求时，再对年末工作线位置作适当调整。为保证达到规定的产量，必要时可将原配置的挖掘机进行某些调动。当上一个水平某年的采掘进度(年末推进位置)已求出，并对下水平已有足够的超前平盘宽度以后，即可求下一水平同年的采掘宽度，以下类推。如果累计当年各水平采出的矿岩量不符合要求时，再对年末工作线位146②确定新水平投入生产的时间上下两相邻水平应保持足够的超前关系，上水平推进一定宽度，下水平方可开始掘沟。当多水平同时开采时，各水平的推进速度应互相协调。控制上下水平超前关系的方法是用一张透明纸，把同年各水平推进位置用不同彩色笔画在透明纸上，检查其间距是否满足要求，以此作为修正各水平宽度的依据。②确定新水平投入生产的时间147③编制进度计划表在分层平面图上确定年末工作线位置的同时，编制进度计划表，并进行配铲，即在该表中记入每台挖掘机的工作水平、作业起止时间及其采掘量.③编制进度计划表148④绘制露天采场年末开采综合平面图(又叫年末状况图)该图是以地质地形图和采掘分层平面图为基础绘制成的。绘制时，取透明纸覆盖在地质地形图上，先将坐标网和勘探线描上，其次将采场以外的地形、矿石和岩石运输线路、矿山车站、破碎厂、排土场等描绘下来；然后将同年开采的各水平工作面情况(包括工作面位置、地质界线、设备布置、工作面运输线路、会让站、动力线等)描上。从这张图上可以看出：各水平某年的开采位置及其采掘的矿岩情况，挖掘机的布置和数量，运输线路的布置和各水平运往破碎厂与排土场的可能性、各水平之间的相互超前关系。④绘制露天采场年末开采综合平面图(又叫年末状况图)149⑤绘制逐年产量发展曲线和图表如图示，横坐标表示开采年度，纵坐标表示采剥总量、矿石量、岩石量。该发展曲线应是根据采掘进度计划表中矿岩量数字整理绘制的。⑤绘制逐年产量发展曲线和图表150第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件151作业1.试述露天矿生产能力的意义2.试述按可能布置的挖掘机工作面数如何验证生产能力。3.试述新水平准备概念、意义、措施。4.试述生产剥采比概念、重要性、变化规律。5.何谓采掘进度计划？编制采掘进度计划有何意义？作业1.试述露天矿生产能力的意义152观看歪头山铁矿影片思考一下问题：1、矿山的发展2、矿山采矿工艺3、矿山开拓运输系统4、矿山主要设备..\教学动画与视频\本钢歪头山铁矿.WMV观看歪头山铁矿影片思考一下问题：1、矿山的发展153思考题1、歪头山铁矿的服务年限？5年？10年？20年？2、歪头山铁矿的生产能力？服务年限、采矿技术条件3、规模能否随时改变？思考题1、歪头山铁矿的服务年限？154第十五章矿山生产能力与生产剥采比第十五章矿山生产能力与生产剥采比155第15章主要内容及安排序号主要内容学时1生产能力的确定22生产剥采比23储备矿量24采掘进度计划编制第15章主要内容及安排序号主要内容学时1生产能力的确定22156第一节生产能力的确定教学目标：1、掌握按经济合理条件验证生产能力；2、掌握按采矿技术条件验算生产能力；3、理解按设备合理配比验证生产能力。重点：按采矿技术条件验算生产能力；难点：按采矿技术条件验算生产能力；设备合理配比验证生产能力。第一节生产能力的确定157基本知识1、露天矿生产能力：是矿山企业的主要工作指标之一，它标志着一个矿山的生产规模。其大小通常用矿石年产量和矿岩年采剥总量两个指标来表示。2、露天矿的生产能力意义：设计和建设露天矿企业的主要依据；是决定一系列重大技术经济问题的基础。3、影响露天矿生产能力的因素：经济合理性的因素；开采技术条件的因素；生产工艺的配合。基本知识158按经济合理性验证生产能力，目前主要是按露天矿的合理服务年限来验证；按开采技术条件确定生产能力，目前主要从两方面验证：一是按可能布置的挖掘机工作面数；二是按矿山工程延深速度；设备合理配比验证生产能力：设备的最优选型配套、各生产环节间设备数量比例、合理的生产组织与调度。分析影响因素——验证生产能力按经济合理性验证生产能力，目前主要是按露天矿的合理服务年限来159根据储量估算服务年限泰勒公式:t=6.5R^(1/4) pa=R/t t:矿山服务年限（年）;R:矿床可采矿石储量（百万吨）;pa:矿石年产量。根据储量估算服务年限泰勒公式:160一、按经济合理条件验证生产能力验证经济上合理的生产能力，主要根据露天矿的合理服务年限来论证。在露天矿境界内矿石工业储量一定的情况下，生产能力的大小决定了露天矿的服务年限，它们的关系是：AK:矿石生产能力，t/a；Q:露天矿境界内矿石的工业储量，t；η:矿石回收率，%；Ρ:废石混入率，%；T:露天矿正常服务年限，a。一、按经济合理条件验证生产能力AK:矿石生产能力，t/a；161考虑露天矿正常服务年限的基本因素：合理服务年限应与其主要设备的磨损时间相适应。少于一定的年限，设备、建筑物等固定资产将提前废弃。供矿的选矿厂、冶炼厂，如果不能及时供矿，也将提前废弃，是不合理的。国家急需的矿源，为了满足急需，允许缩短服务年限，加大其生产能力.对于开采条件好的富矿、小矿、附近远景储量大的露天矿、地下水大的露天矿，服务年限可以适当缩短.对于矿区内有几个采场的露天矿，单个采场的服务年限可以缩短。考虑露天矿正常服务年限的基本因素：合理服务年限应与其主要设备162露天矿的生产能力的意义：影响基建投资和年经营费（矿石成本）。单位产品的基建投资和生产成本随生产能力的提高而降低，而总投资随生产能力的提高而加大。可能出现生产能力大、总投资较高而成本较低，以及生产能力较小、总投资少而成本较高的两类互相矛盾的方案。评价方案的优劣可以用基建投资返本年限这一指标来衡量。如果返本年限太长，说明资金周转太慢，方案不合理。一般应使露天矿的服务年限不短于有关工厂设备和主要设施的折旧年限。露天矿的生产能力的意义：163冶金露天矿山规模及服务年限的划分冶金露天矿山规模及服务年限的划分164二、按采矿技术条件验算生产能力1、按可能布置的挖掘机工作面数验证生产能力采装工作是露天矿生产的主要环节，现代化露天矿的主要生产设备是挖掘机，同时进行采掘矿石的挖掘机生产能力之和就是露天矿的矿石生产能力。因此，露天矿的生产能力取决于采矿挖掘机的平均生产能力、采矿台阶上可能布置的挖掘机台数和同时采矿的台阶数目。二、按采矿技术条件验算生产能力165①首先确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数：NWK为一个采矿台阶可能布置的挖掘机数，台；LT为台阶工作线长度，m；LC为采区长度即一台挖掘机正常工作线长度，m。对于铁路运输要求NWK≤3。①首先确定一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数：166②计算可能同时采矿的台阶数。对于较厚的倾斜矿体，根据的几何关系计算：N0―采矿工作帮的水平投影，米；M―矿体水平厚度，米；γ―矿体倾角，度；

―工作帮坡面角，度；

“士”―采矿工程从下盘向上盘推进时取“+"，反之取“一”。②计算可能同时采矿的台阶数。N0―采矿工作帮的水平投影，米167第十五章矿山生产能力及生产剥采比(151)课件168当工作平盘宽度相同时，可能同时工作的采矿台阶数为

B-工作平盘宽度，米；h-台阶高度，米α-台阶坡面角，度。当工作平盘宽度相同时，可能同时工作的采矿台阶数为

169③计算整个露天矿可能的生产能力：AK=NWK.m.QWKNWK为一个采矿台阶可能布置的挖掘机数，台；QWK为采矿挖掘机平均生产能力，t/a；m―同时采矿的台阶数目。③计算整个露天矿可能的生产能力：170已知某露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为40m，工作帮坡角15°，由上盘向下盘推进；工作线长度为1500m,采区长度为250m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力4000万吨是否可行。已知某露天矿山的矿体水平厚度150m，矿体倾角70°，台阶坡171每个台阶可同时布置的挖掘机数为：Ns=Lb÷Lc=1500÷250=6(台)可同时采矿的台阶数为：m=M/（1-tanθcotγ）*（B+hcotα）=150/(1-tan15°cot70°)*(40+12cot75°)=3.846(个)露天矿可能达到的生产能力为：A=Nwk×m×q=6×3.846×180=4153.68（万吨/a）>4000万吨/a可行。每个台阶可同时布置的挖掘机数为：1722．按矿山工程延深速度验证生产能力露天矿开采强度：工作线水平推进速度和矿山工程延深速度。前者是指工作线单位时间的水平推进量，后者是指露天矿开段沟沟底单位时间的下降量。概念：矿山工程延深速度是根据新水平的准备时间所完成的阶段高度，折合成每年下降进尺，故又称年下降速度。h―新水平台阶高度，米；

T―新水平准备时间，年。2．按矿山工程延深速度验证生产能力173对于开采水平和近水平（倾角小于10°）矿体，除了基建以外一般不存在降深问题，矿山工程发展速度只表现为工作线推进速度。对于开采倾斜矿体，矿山工程发展速度主要表现为矿山工程延深速度。但此时工作线推进速度与延深速度保持一定的制约关系，即矿山工程延深速度不但取决于下部新水平开拓准备时间，而且受上部水平工作线推进速度所限制。

对于开采水平和近水平（倾角小于10°）矿体，除了基建以外一般174采矿工程延深速度（uP）与矿山工程延深速度（u）的发展关系示意图采矿工程延深速度（uP）与矿山工程延深速度（u）175为使露天采场保持正常持续生产，需及时准备出新的工作水平，新水平准备是露天矿基建和生产中的控制性工程，是露天矿延深和持续生产必须进行的开拓准备工作，包括掘进新水平的出入沟、开段沟和为下一个新水平准备掘进出入沟所需要的扩帮工程。新水平准备速度的快慢是限制露天矿生产能力的决定因素，在露天矿的设计和生产中，对新水平的准备必须予以高度的重视。为使露天采场保持正常持续生产，需及时准备出新的工作水平，新水176+154+166底帮顶帮+142坡度8%+154+166+142+154+166+142+130新水平准备工程平面示意图a）+142米水平准备状态图b）+142米水平准备完毕状态图c）+130水平准备状态图+154+166底帮顶帮+142坡度8%+154+166+1177新水平准备程序如图示，随着采掘工作的进行，工作线不断向前推进。当+154m水平扩帮推进一定距离后，即可挖掘下一水平+142m水平的出入沟,然后掘进开段沟；当整个段沟形成后，沿工作帮一侧或两侧的段沟向水平方向推进，以便为更下一个开采水平+130m挖掘出入沟创造条件;当+142m水平扩帮推进一定距离后，即可挖掘下一水平+130m水平的出入沟,如此发展下去。新水平准备方法和矿山采用的开拓方式有关，各种开拓方式的新水平准备方法、工程量、周期各不相同，各有其特点。新水平准备程序如图示，随着采掘工作的进行，工作线不断向前推进178三、按设备合理配比验证生产能力露天矿的生产能力：技术上可能性经济上合理性相应的工艺装备保证----研究露天矿的工艺联系。工艺联系包括：设备选型配套、设备配比、生产组织、工艺参数选择等。三、按设备合理配比验证生产能力1791、生产工艺设备的最优选型配套：一般原则：大矿用大设备，小矿用小设备；大铲配大车，小铲配小车。若大矿用小设备，设备数量多，管理复杂，经济效果差，甚至还可能满足不了产量要求；若小矿用大设备，单机影响产量太大，不容易调节生产；若大铲配小车或小铲配大车都会影响其技术经济效果。1、生产工艺设备的最优选型配套：1802、各生产环节间设备数量的比例。保证并提高露天矿的生产能力、提高设备利用率、降低成本。露天矿各种工艺设备所具有的数量及其可能达到的生产能力往往不同。露天矿的生产能力受其中最薄弱一环的限制：ACB、AW、AY、APX、A分别为穿爆、采装、运输、排卸、矿岩生产能力。

ACB=AW=AY=APX=A2、各生产环节间设备数量的比例。ACB=AW=AY=APX=181ACB=NCQCAW=NWQWAY=NYQYAPX=NPXQPXNC、NW、NY、NPX分别为穿孔机、挖掘机、运输设备、排卸线（或汽车排卸点）数；QC、QW、QY、QPX分别为穿孔机、挖掘机、运输设备、排卸线（或汽车排卸点）单位生产能力。ACB=NCQC182NCQC=NWQW=NYQY=NPXQPXNC/NW=QW/QC，NY/NW=QW/QY，NY/NPX=QPX/QY，NC/NW、NY/NW、NY/NPX分别称为钻铲比、车铲比、车线比。设备数量之比与其单机生产能力成反比。要发挥设备的能力，其数量间要保持一定比例。

NCQC=NWQW=NYQY=NPXQPX183四大工艺中，穿孔和采装之间通过爆破间接联系。采装、运输、排卸三者直接联系。穿爆应适当提前为挖掘机准备足够数量和合格爆堆而不影响采装。穿孔设备能力稍大于采装设备能力。装运排三个环节间的互相影响最大，其中装运环节设备比较贵重，资金占用多，对生产的经济效果影响明显，是工艺联系的重点。四大工艺中，穿孔和采装之间通过爆破间接联系。184设备选型与数量配备为生产能力提供物质基础。还要有合理的生产组织与调度。露天矿生产条件复杂，工作地点及对象多变，使得各项作业的时间、作业量等计算指标随时都在变动。生产中应采取积极措施，随时发现、消除薄弱环节，使矿山生产能力均衡稳定。设备选型与数量配备为生产能力提供物质基础。185作业已知某露天矿山的矿体水平厚度130m，矿体倾角60°，台阶坡面角75°，台阶高度12m，最小工作平盘宽度为35m，工作帮坡角15°，由下盘向上盘推进；工作线长度为1400m,采区长度为250m,挖掘机台年效率为180万吨，试根据开采技术条件验证该矿山矿石年生产能力3500万吨是否可行。作业已知某露天矿山的矿体水平厚度130m，矿体倾角60°，台18