露天開采講義

露天開采講義太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第1頁第1次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第一章露天開采概述1.1露天開采介紹1.2開采特點(diǎn)及工藝環(huán)節(jié)1.3采場要素及開采工藝分類重點(diǎn)內(nèi)容：開采特點(diǎn)及工藝環(huán)節(jié)難點(diǎn)內(nèi)容：開采工藝教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：露天開采歷史、發(fā)展、前景教學(xué)后記：結(jié)合課程大綱要求分析重點(diǎn)、難點(diǎn)礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第2頁第一章露天開采概述1.1露天開采介紹化階段。,礦。目前世界固體礦產(chǎn)總量中，約有2/3用露天開采。中國可供露天開采的礦產(chǎn)資源豐富。平朔、霍林河、伊敏河、準(zhǔn)格爾、元寶山、昭通等地的煤田，鞍山、本溪、冀東、的儲量可供露天開采。中、蘇、美、加四國礦產(chǎn)量露天開采百分比(％)]目前我國已建成六座現(xiàn)代化的露天煤礦：霍林河、伊敏河、平朔安太堡、安家?guī)X、1500萬噸/年，黑岱溝1200萬噸/年，霍林河800萬噸/年，伊敏河、元寶山500萬噸/年。適用條件：主要考慮剝采比，每采一頓煤需剝離巖石的立方數(shù)，褐煤剝采比小于6m3/t，煙煤8m3/t，露天開采合理。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第3頁[遼寧省大孤山鐵礦全景][遼寧撫順西露天煤礦]礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第4頁1.2開采特點(diǎn)及工藝環(huán)節(jié)一、特點(diǎn)——敞露、平均、剝離二、工藝環(huán)節(jié)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)：松碎，采裝，運(yùn)輸，排土和卸煤輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)：動力供應(yīng)，排水，維修，筑路，護(hù)坡三、優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：占地多，污染重，更困難，天氣影響大，條件嚴(yán)1.3采場要素及開采工藝分類一、采場要素露天開采境界——露天開采終了時(shí)的空間狀態(tài)。邊幫：坡面與平臺的總體，工作幫和非工作幫邊幫角：工作邊幫角，最終邊幫角臺階要素：臺階，坡面，坡面角，坡頂線，坡底線開拓及開采要素：出入溝、開段溝、開采順序ΥΒ[露天采場構(gòu)成要素]二、開采工藝分類：分為機(jī)械開采工藝和水力開采工藝兩大類。間斷式圖26-5，應(yīng)用廣泛連續(xù)式圖26-6，能力大，適用松軟煤巖半連續(xù)式圖26-7，適用于采深較大和遠(yuǎn)距離運(yùn)巖礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第5頁第2次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第一章露天開采概述1.4露天和地下聯(lián)合開采1.5露天開采現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展方向課后作業(yè)重點(diǎn)內(nèi)容：聯(lián)合開采、發(fā)展方向難點(diǎn)內(nèi)容：聯(lián)合開采教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：露天開采最新發(fā)展方向教學(xué)后記：結(jié)合課程大綱要求分析重點(diǎn)、難點(diǎn)礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第6頁1.4露天和地下聯(lián)合開采單一開采：大多數(shù)礦區(qū)，單一露天開采有霍林河、伊敏河井工。分為：一、露天井工同采：1.同一礦區(qū)，露天井工同時(shí)開采非同一井田，獨(dú)立或相鄰井田，如：平莊煤礦、元寶山、平朔等特點(diǎn)：相互影響不大，可以相互配合如可共用地面工業(yè)場地，交通運(yùn)輸系統(tǒng)，行政福利設(shè)施等井工巷道可用于開拓露天深部開采畫圖說明2.同一井田，露天井工同時(shí)開采露天法開采上部煤層，井工開采深部煤層，如撫順西露天煤礦與深部井同采。優(yōu)點(diǎn)：1）地下巷道可用于露天礦深部開采，降低生產(chǎn)費(fèi)用。2）剝離廢石可充填采空區(qū)，維持穩(wěn)定，減少排土場占地，保護(hù)環(huán)境。3）回收露天邊界煤柱4）共用工業(yè)場地、交通運(yùn)輸。缺點(diǎn)：1）降低邊坡穩(wěn)定和強(qiáng)度。2）采礦作業(yè)配合復(fù)雜。3）井下采煤方法受到限制。4）邊坡管理困難。5）露天與井工開采的隔層的合理確定。二、露天轉(zhuǎn)井下同一井田，不同時(shí)間，國內(nèi)無先例。三、露天復(fù)采井工殘煤，效益不好。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第7頁1.5現(xiàn)狀及方向煤炭系統(tǒng)中，露天比例小，4%，其他礦山，露天比例大當(dāng)代露天開采特點(diǎn)：1.露天礦規(guī)模大型化2.露天礦設(shè)備大型化3.露天開采集中化4.露天開采工藝多樣化5.露天開采計(jì)算機(jī)化高操縱舒適性。課后作業(yè)：1.露天開采與井工開采相比的特點(diǎn)？2.當(dāng)代露天開采特點(diǎn)？3.同一井田聯(lián)合開采的優(yōu)缺點(diǎn)？礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第8頁第3次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第二章露天開采工藝2.1間斷開采工藝1.工藝特點(diǎn)2.工藝過程1）煤巖預(yù)先松碎2）采裝3）運(yùn)輸4）排土重點(diǎn)內(nèi)容：開采工藝特點(diǎn)、工藝過程難點(diǎn)內(nèi)容：爆破參數(shù)、工作面參數(shù)、單斗生產(chǎn)能力的計(jì)算教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：開采工藝對比教學(xué)后記：基本概念比較多，適當(dāng)引入計(jì)算。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第9頁第二章露天開采工藝2.1、間斷開采工藝工藝特點(diǎn)總體工藝簡單，單斗－鐵路工藝，成本較低，但占地面積大，生產(chǎn)能力受到限制；工藝過程一、煤炭預(yù)先松碎穿孔設(shè)備鋼繩沖擊式鉆機(jī)斷式的，穿孔效率低，勞動強(qiáng)度大。潛孔鉆機(jī)繩鉆機(jī)高2-3倍，鉆孔直徑小，爆破后巖塊較小。牙輪鉆機(jī)1-2繩鉆機(jī)的1-2倍。爆破及爆破參數(shù)炸藥的選用、起爆方法、爆破參數(shù)的確定畫圖示意二、采裝設(shè)備單斗挖掘機(jī)：正鏟，反鏟，拉鏟，刨鏟，抓斗鏟前裝機(jī)1．正鏟講解要點(diǎn)：推壓桿是可推長，可縮短的幾個(gè)參數(shù)：挖掘半徑最大挖掘半徑站立水平挖掘半徑卸載半徑Rx最大卸載半徑Rxmax礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第10頁挖掘高度最大挖掘高度Hwmax卸載高度Hx最大卸載高度Hxmax下挖深度hw工作面參數(shù)：臺階高度h和采寬A與單斗鏟工作規(guī)格有關(guān)。圖27-9平裝車，上裝車，松軟，不放炮2H/3＜h≤WmaxA≤(1～1.5)Rwp硬巖放炮2H/3＜h（1～1.3）WmaxA≤f(Rwp+Rxmax)－C單斗臺班生產(chǎn)能力w=60nVTKη/KS，3/班，——指實(shí)體立米數(shù)2．液壓鏟——反鏟，應(yīng)用較少，建礦初期應(yīng)用較多（用油）前裝機(jī)，能力小，僅做輔助作業(yè)三、運(yùn)輸1.鐵路運(yùn)輸1大，設(shè)備及備件供應(yīng)可靠，對煤巖硬度適應(yīng)性強(qiáng)。2車；車輛用自翻車；鐵道線路分三種：固定線路、半固定線路和移動線路。道岔分三種：單開、單式對稱、復(fù)式交分道岔。列車運(yùn)行周期時(shí)間和列車運(yùn)輸能力2.公路運(yùn)輸1建投資低；運(yùn)輸成本高，合理運(yùn)距小。2）自卸汽車3）道路：按作用分四種，生產(chǎn)干線、生產(chǎn)支線、聯(lián)絡(luò)線和輔助線。按級別分為三種，一級、二級、三級3.聯(lián)合運(yùn)輸?shù)V業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第頁鐵路－汽車聯(lián)合運(yùn)輸：上部鐵路，下部汽車箕斗運(yùn)輸：運(yùn)煤提升機(jī)運(yùn)輸：運(yùn)料四、排土1.排土場位置選擇距離近、少占地、污染??；盡可能內(nèi)排。2.排土設(shè)備、排棄方式鐵道運(yùn)輸：機(jī)械鏟推土、推土犁推土汽車運(yùn)輸?shù)V業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第12頁第4次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第二章露天開采工藝2.2連續(xù)開采工藝1.工藝特點(diǎn)2.工藝形式3.工藝過程1)采裝2)運(yùn)輸3)排土重點(diǎn)內(nèi)容：連續(xù)開采工藝特點(diǎn)、工藝過程難點(diǎn)內(nèi)容：運(yùn)輸設(shè)備、工藝教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：開采工藝對比教學(xué)后記：舉實(shí)例說明應(yīng)用情況，重點(diǎn)分析工藝流程礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第13頁2.2、連續(xù)開采工藝一、工藝特點(diǎn)123簡單，維修方便；4）容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。缺點(diǎn)：1）不適應(yīng)硬巖、中硬巖；2）設(shè)備投資大。二、工藝形式1）水槍或挖泥船——水力運(yùn)輸——水力排土2）輪斗或鏈斗鏟——帶式輸送機(jī)——排土機(jī)3）輪斗或鏈斗鏟——運(yùn)輸排土橋或懸臂排土機(jī)第一種方式應(yīng)用的比較少，第二種方式應(yīng)用比較多，比較成熟，第三種方式20世紀(jì)年代初應(yīng)用在前蘇聯(lián)的錳礦，也叫蘇聯(lián)開采方法。第三種與第二種相比競爭力在于一臺懸臂排土機(jī)接跨坑排棄可替代傳統(tǒng)工藝中的帶式輸送機(jī)加排土機(jī)器全部供電設(shè)施等。三、工藝過程1.采裝1）輪斗挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)主要部件：斗輪、斗輪臂、平衡臂、裝載臂、可回轉(zhuǎn)機(jī)體、行走履帶裝載臂結(jié)構(gòu)三種：懸臂式、橋式、膠帶車配合式2）物料流程斗輪切割——斗輪臂膠帶——裝載臂——工作面膠帶3）工作面采掘方式廣泛采用端工作面采掘方式礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第14頁工作面參數(shù)：采高、采寬、采區(qū)長度、工作面平盤寬度B組合臺階式采掘最大組成高度計(jì)算２．運(yùn)輸1)大、結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。成本高、物料限制。2)結(jié)構(gòu)：機(jī)頭、機(jī)架、膠帶、機(jī)尾3)主要參數(shù)：膠帶寬度膠帶速度槽角膠帶強(qiáng)度4）分流設(shè)備回轉(zhuǎn)式分流轉(zhuǎn)載機(jī)伸縮機(jī)頭式分流站3.排土1）懸臂排土機(jī)2）排土橋4.系統(tǒng)生產(chǎn)能力1）輪斗挖掘機(jī)實(shí)際能力2）帶式輸送機(jī)生產(chǎn)能力3）排土機(jī)生產(chǎn)能力礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第15頁第5次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第二章露天開采工藝2.3半連續(xù)開采工藝1.工藝特點(diǎn)2.工藝形式3.工藝過程4.實(shí)際應(yīng)用2.4綜合開采工藝綜合形式重點(diǎn)內(nèi)容：半連續(xù)開采工藝特點(diǎn)、工藝過程難點(diǎn)內(nèi)容：運(yùn)輸設(shè)備、工藝教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：開采工藝對比教學(xué)后記：舉實(shí)例說明應(yīng)用情況，重點(diǎn)分析工藝流程礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第16頁2.3半連續(xù)開采工藝選擇開采工藝的一般原則：半連續(xù)和連續(xù)工藝應(yīng)用的分界是采剝礦巖硬度間斷工藝——————半連續(xù)工藝——————連續(xù)工藝半連續(xù)開采工藝在世界上已有40礦山70年代開始使用半連續(xù)開采工藝，進(jìn)入80年代以來半連續(xù)開采工藝在露天煤礦也得到廣泛的研究和應(yīng)用。半連續(xù)開采工藝有間斷工藝和連續(xù)工藝的優(yōu)點(diǎn)。1.工藝特點(diǎn)其適用性很強(qiáng)，挖掘機(jī)生產(chǎn)效率可提高20-25%，并能使露天礦山生產(chǎn)規(guī)模得以擴(kuò)大，尤其在深凹露天礦的開采過程中可減少基建工程量、縮短卡車運(yùn)距、降低燃油消耗，從而大大地降低了生產(chǎn)成本。多年來的生產(chǎn)實(shí)踐證明，半連續(xù)開采工藝在我國露天煤礦具有廣闊的使用前景和強(qiáng)大的生命力。2.工藝形式目前國內(nèi)外常用的半連續(xù)開采工藝可歸納為兩種主要形式：1）單斗——卡車——半固定式破碎機(jī)——帶式輸送機(jī)2）單斗——自移式破碎站——帶式輸送機(jī)3.工藝過程半連續(xù)開采工藝的核心是破碎環(huán)節(jié)，按破碎機(jī)的移動方式可分為半固礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第17頁定式、半移動式和自行式。采裝過程同間斷開采工藝采用單斗挖掘機(jī)運(yùn)輸過程是間斷和連續(xù)開采工藝的聯(lián)合應(yīng)用，采用單斗和膠帶，中間多一環(huán)節(jié)，即破碎機(jī)。排土過程同連續(xù)工藝采用排土機(jī)或排土橋。4.實(shí)際應(yīng)用近年來，在深入研究和吸收國內(nèi)外半連續(xù)開采工藝的設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用實(shí)踐的基礎(chǔ)上，我國的露天煤礦設(shè)計(jì)已經(jīng)把半連續(xù)開采工藝作為主要開采工藝進(jìn)行論證和比選，并在一些礦山生產(chǎn)中得到了實(shí)際應(yīng)用:如元寶山露天小龍?zhí)恫颊訅温短烀旱V等，均在不同程度上采用了半連續(xù)開采工藝。通過對半連續(xù)開采工藝的設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況進(jìn)行分析和歸納，概括以下幾個(gè)特點(diǎn):1）應(yīng)用的范圍愈來愈廣1980年以前，除少數(shù)幾個(gè)露天煤礦采用單斗—卡車開采工藝外，其余90年代，隨著露天礦山的發(fā)展，半連續(xù)開采工藝在露天礦山的使用迅速增加，大約有30%的露天礦山使用了半連續(xù)開采工藝，并由最初的僅在煤的開采和運(yùn)輸上使用，擴(kuò)大到了剝離物上，如元寶山露天煤礦剝離半連續(xù)開采工藝的使用。2）形式多樣化從近幾年設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際情況看，半連續(xù)開采工藝具有形式多樣化，見表l。這種多樣化的形式較好地適應(yīng)了不同的礦山情況。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第18頁3）設(shè)備大型化和國產(chǎn)化規(guī)模大、開采能力強(qiáng)是露天煤礦的顯著特點(diǎn)之一。與之相對應(yīng)的半連續(xù)開采工藝設(shè)備也具有大型化的特點(diǎn)，目前礦山使用的破碎機(jī)小時(shí)能力都在3000一5000t/h10000t/h1o00mm提高到180omm。在半連續(xù)開采工藝中一般常使用4-12m3單斗挖掘機(jī)及30-100t自卸卡車，這些設(shè)備基本達(dá)到了國產(chǎn)化，對大型破碎設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程也在加快。2.4綜合開采工藝倒堆開采工藝其它綜合開采工藝綜合開采中應(yīng)注意的問題課后作業(yè)：p528p529課后復(fù)習(xí)思考題４、9、10、11礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第19頁第6次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第三章開采程序及開拓運(yùn)輸系統(tǒng)3.1開采程序1.采剝工程臺階劃分及臺階開采程序2.工作幫及其推進(jìn)3.影響開采程序的因素3.2開拓運(yùn)輸系統(tǒng)1.鐵道運(yùn)輸開拓系統(tǒng)2.公路運(yùn)輸開拓系統(tǒng)3.帶式輸送機(jī)開拓系統(tǒng)重點(diǎn)內(nèi)容：開采程序、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)難點(diǎn)內(nèi)容：運(yùn)輸系統(tǒng)教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：運(yùn)輸系統(tǒng)對比教學(xué)后記：舉實(shí)例說明應(yīng)用情況，重點(diǎn)分析運(yùn)輸系統(tǒng)礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第20頁3.1開采程序開采程序：露天開采范圍內(nèi)采煤、剝巖的順序。工作幫構(gòu)成等。1.采剝工程臺階劃分及臺階開采程序臺階劃分：水平劃分、傾斜劃分劃分原則：有利于發(fā)揮設(shè)備效率，作業(yè)安全和提高煤質(zhì)。單臺階開采程序:開采傾斜的出入溝、開掘開段溝、進(jìn)行擴(kuò)幫。2.工作幫及其推進(jìn)開段溝初始位置選定：露頭處，可設(shè)在頂板或底板。工作幫構(gòu)成：工作幫坡角表示工作幫推進(jìn)方向3.影響開采程序的因素影響因素:煤巖賦存條件、礦場尺寸和幾何形狀、工藝類型、開拓方式、煤產(chǎn)量質(zhì)量、投產(chǎn)時(shí)間、達(dá)產(chǎn)時(shí)間等。煤巖賦存條件：傾角、覆蓋層厚度、走向長度等。選擇方案時(shí)應(yīng)根據(jù)賦存條件和礦場尺寸，確定臺階劃分和高度、設(shè)備選型、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)、第一溝位的確定，所選的開采程序，工藝系統(tǒng)、開拓方式不同，選擇最優(yōu)方案。在露天礦開采設(shè)計(jì)中，確定合理的開采程序方案是一項(xiàng)極其重要而又十分復(fù)雜的工作，它受到礦床的賦存條件、開采境界尺寸、開采礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第21頁設(shè)備類型、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、礦山開發(fā)建設(shè)速度以及對礦石質(zhì)量要求等諸多因素的影響，因而確定開采程序時(shí)應(yīng)與采用的開采工藝方式和開拓運(yùn)輸系統(tǒng)等方面綜合起來全面考慮。通常需要設(shè)計(jì)出若干個(gè)可行的開采程序方案，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合比較之后才能選擇出較優(yōu)的開采程序方案。3.2開拓運(yùn)輸系統(tǒng)1.鐵道運(yùn)輸開拓系統(tǒng)坑道系統(tǒng)開拓運(yùn)輸系統(tǒng)分類：鐵路、公路、帶式輸送機(jī)、提升機(jī)道、溜道系統(tǒng)特點(diǎn)：運(yùn)量大、成本低、線路堅(jiān)實(shí)、適應(yīng)性強(qiáng)，爬坡能力低、曲線半徑大，基建工程量大坑線布置形式坑線固定性多坑線系統(tǒng)2.公路運(yùn)輸開拓系統(tǒng)公路運(yùn)輸開拓特點(diǎn)：1）機(jī)動靈活、利用選采2）多出口、運(yùn)輸效率高3）適應(yīng)各種開采程序需要，減少掘溝工程量4）工程量小、投資少，基建時(shí)間短5）運(yùn)輸成本高礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第22頁適用條件坑線布置方式3.帶式輸送機(jī)開拓系統(tǒng)作業(yè)：p538課后復(fù)習(xí)思考題1、4、6礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第23頁第7次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第四章露天礦生產(chǎn)能力4.1露天開采邊界1.影響露天開采境界因素2.合理開采深度的確定原則3.確定境界的方法和步驟重點(diǎn)內(nèi)容：合理深度確定、境界確定方法步驟難點(diǎn)內(nèi)容：境界確定方法步驟教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：計(jì)算確定境界教學(xué)后記：境界確定的方法步驟礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第24頁1.影響露天開采境界因素1）自然因素2）技術(shù)組織因素3）經(jīng)濟(jì)因素礦床地質(zhì)與資源因素圈定開采境界最主要的依據(jù)。不同礦床或同一礦床的不同礦帶、不同礦石類型的工業(yè)利用價(jià)值取決于其礦物含量和工藝礦物學(xué)特性。不同不能將工業(yè)利用價(jià)值不同的礦帶等同對待，而應(yīng)將高價(jià)值的礦石盡力回采出來。邊坡穩(wěn)定與安全因素露天礦邊坡穩(wěn)定是指整個(gè)開采期內(nèi)，整體邊坡基本穩(wěn)定，不出現(xiàn)意外的大的滑坡危害。這是礦山安全生產(chǎn)的前提，也是開采境界決策的前提條件。而邊坡局部地段1~3個(gè)小臺階的變形、滑落被視為是允許的。若在整個(gè)開采期整體邊坡有變形，但無破壞，開采終了時(shí)邊坡全部破壞滑落，則被視為最經(jīng)濟(jì)的邊坡。邊坡穩(wěn)定性研究就是準(zhǔn)確掌握邊坡巖體工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，恰當(dāng)選取巖體力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)，使穩(wěn)定性計(jì)算符合實(shí)際。從而得到最高的效益，而風(fēng)險(xiǎn)卻最低。開采工藝因素決策開采境界要考慮在當(dāng)前技術(shù)條件下，開采工藝與裝備的可操作能滿足開采工藝要求，還要確定和尋求滿足最佳開采境界的配套工礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第25頁藝措施及相應(yīng)裝備。即選出的開采境界方案既不能脫離當(dāng)前工藝技術(shù)水平而使得在工藝上無法實(shí)施，又不能以傳統(tǒng)的觀念、工藝、裝備去限制技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上有重大突破的最佳方案。因此，應(yīng)當(dāng)從配套工藝的深化研究和改進(jìn)工藝中保證最佳開采境界，以便實(shí)施于生產(chǎn)。經(jīng)濟(jì)效益因素決策開采境界方案，經(jīng)濟(jì)效益是研究的歸宿和落腳點(diǎn)，在基本滿足其他因素要求的前提下，經(jīng)濟(jì)效益最終決定方案的取舍。2.合理開采深度的確定原則3

i21V0露天礦橫斷面開采示意圖設(shè)煤層厚度為m頂幫邊幫角β臺階高度h露頭上部巖土量V0延深高度內(nèi)采出煤量P計(jì)算公式：CLi≥ａPi＋ｂVi式中CL――露采煤炭價(jià)格元／tPi――第i標(biāo)高采出煤量t礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第26頁ａ――露天純采煤成本元／tｂ――露天純剝離成本元／m3公式表明：每延深一個(gè)深度所采出的煤量，市場上銷售所得金額應(yīng)大于或等于采煤費(fèi)用和為采煤而必須剝離巖土的費(fèi)用之和。合理開采深度的確定主要取決于經(jīng)濟(jì)因素和受賦存條件決定的煤量與巖量的比值。3.確定境界的方法和步驟1)確定有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)CL的確定ａｂ的確定計(jì)算CL-ａ/ｂ值2)在斷面圖上計(jì)算不同標(biāo)高和位置時(shí)的煤巖量比值V/P確定底寬確定最終幫坡角計(jì)算VP值3）V/P=CL-ａ/ｂ的深度4）各斷面合理深度進(jìn)行調(diào)整5）繪出處最終開采位置平面圖礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第27頁第8次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：第四章露天礦生產(chǎn)能力4.2剝采比1.平均剝采比2.境界剝采比3.生產(chǎn)剝采比4.經(jīng)濟(jì)合理剝采比4.3露天礦生產(chǎn)能力1.剝采比的變化及調(diào)整2.露天礦生產(chǎn)能力確定重點(diǎn)內(nèi)容：剝采比難點(diǎn)內(nèi)容：剝采比計(jì)算教學(xué)手段：講述擴(kuò)展內(nèi)容：計(jì)算剝采比，確定生產(chǎn)能力教學(xué)后記：舉實(shí)例指導(dǎo)學(xué)生計(jì)算剝采比礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第28頁4.2剝采比如前所述，露天開采剝離的巖石量比采煤量大很多，所謂剝采比即是生產(chǎn)剝采比和經(jīng)濟(jì)合理剝采比。1.平均剝采比露天開采境界內(nèi)，全部巖石量與采出煤量之比。2.境界剝采比當(dāng)露天開采境界做少量變化(擴(kuò)大或減少△h)所引起的巖土量與煤量變化之比值。3.生產(chǎn)剝采比露天礦某一生產(chǎn)時(shí)期剝離的巖土量與采出煤量之比。4.經(jīng)濟(jì)合理剝采比nj系指分?jǐn)偟絾挝幻毫可系淖畲笤试S的剝離量，該值為一系列經(jīng)濟(jì)因素所決定。主要的計(jì)算方法有：(1)露天、地下開采單位煤量成本相等，即Cd=a+nbCd——地下開采單位煤量成本，元／t、元／m3；a、b——天開采純采煤、剝離單位成本，元／t、元／m3；j——允許剝采比，m3／t。由上式可轉(zhuǎn)換為Cndjba(2)露天開采法采出煤的成本與其售價(jià)相等，即礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第29頁CL=a+nb由上式可轉(zhuǎn)換為CnLjba4.3露天礦生產(chǎn)能力露天礦生產(chǎn)總能力應(yīng)為年采煤和剝離兩個(gè)量之和，亦即年采剝總量為A=Ap+Av其中：Ap——年采煤量，t(m3)／a；Av——年剝巖量，m3(t)／a；從上式可以看出露天礦的煤巖生產(chǎn)能力A，除受到煤層的生產(chǎn)能力影響外，還受到生產(chǎn)剝采比的影響。它還決定著煤炭開采成本、工效、設(shè)備數(shù)量、人員、投資的多少等。１．剝采比的變化及調(diào)整如圖30—6所示，露天礦開采境界為ORQ，如沿CD即煤層底板延深，一側(cè)推進(jìn)時(shí)，從建礦至開采終了，要經(jīng)歷：基建期；投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)期；剝離高峰期；減產(chǎn)結(jié)束期。在這幾個(gè)時(shí)期里，當(dāng)工作幫坡角φ不后減少。如煤層厚度不變，則剝采比的變化規(guī)律也是：由小到大，達(dá)地表最遠(yuǎn)處時(shí)達(dá)到最大值(又稱剝離高峰)，而后再變小。圖中煤(礦)量不變，延深一個(gè)水平獲得的煤量相同，但巖量卻變化較大。因此，各水平的剝采比亦不穩(wěn)定，這一特點(diǎn)是傾斜煤層露天礦共有的。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第30頁剝采比的這種變化規(guī)律，給按照設(shè)計(jì)煤炭生產(chǎn)能力計(jì)劃生產(chǎn)帶來了困難。故必須對其進(jìn)行調(diào)整，使其在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)能按一個(gè)剝采比進(jìn)行生產(chǎn)，這就是均衡剝采比。一個(gè)露天礦根據(jù)其產(chǎn)量和服務(wù)年限，可以劃分2～3是保持在一個(gè)時(shí)期內(nèi)設(shè)備數(shù)量、人員的相對穩(wěn)定。求得每一期均衡剝采比，實(shí)質(zhì)上是調(diào)整各期的剝巖量。從圖30-6中可知，③期剝巖量最大，設(shè)法將③期的巖量一部分調(diào)到②期提前剝離(稱超前剝離)，一部分留到④期剝離(稱滯后剝離)。超前和滯后剝離可以用調(diào)整臺階平盤寬度來實(shí)現(xiàn)。如②不按原工作平盤寬度，在剝離臺階上加大平盤寬度，至②，位置則將原來屬于后一期的剝離量提前進(jìn)行剝離，從而達(dá)到剝離量的調(diào)整；滯后亦同理。當(dāng)然超前剝離量不宜多，否則會影響經(jīng)濟(jì)效果。２．露天礦生產(chǎn)能力確定(一)按技術(shù)條件確定生產(chǎn)能力技術(shù)條件主要是可能布置的挖掘機(jī)工作面數(shù)目，礦山工程延深速度，運(yùn)輸線路的通過能力等。1．按可能布置挖掘機(jī)的工作面數(shù)目確定生產(chǎn)能力APNnQ1WwW式中P1—可能達(dá)到的采煤生產(chǎn)能力，t／a；W—一個(gè)采煤臺階可能布置的挖掘機(jī)臺數(shù)；nw—可能同時(shí)采煤的臺階數(shù)；w—每臺采煤挖掘機(jī)的生產(chǎn)能力，m3／a；礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第31頁γ—煤密度，t／m3。輪斗挖掘機(jī)實(shí)際能力(Q)QKKm60EnKgs式中Q——輪斗挖掘機(jī)實(shí)際能力，m3／h；m——滿斗率；s——鏟斗中物料松散系數(shù)；E——鏟斗容積，m3；n——輪斗每分鐘卸斗次數(shù)斗／min2．按礦山工程延深速度確定生產(chǎn)能力對于傾斜和急斜煤層，要獲得煤量必須不斷地進(jìn)行新水平延深工某水平獲得煤量為△P，則此時(shí)可能有的生產(chǎn)能力為AP2PT可以提高煤炭生產(chǎn)能力。3．按運(yùn)輸線路的通過能力驗(yàn)證生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)的運(yùn)輸能力應(yīng)與露天礦生產(chǎn)能力相適應(yīng)。對改擴(kuò)建礦山，對其運(yùn)輸能力限制，要進(jìn)行分析和驗(yàn)算。(二)按經(jīng)濟(jì)條件確定生產(chǎn)能力按經(jīng)濟(jì)條件確定煤炭生產(chǎn)能力包括：合適的礦山服務(wù)年限，可能的投資額和經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)來確定。礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第32頁(三)按需求量確定生產(chǎn)能力按需求煤量確定生產(chǎn)能力時(shí)，必須對市場的需求量進(jìn)行預(yù)測。首先要對國內(nèi)外歷年煤炭供求情況做一統(tǒng)計(jì)分析，其次對今后若干時(shí)間的需煤前景做一估計(jì)，在此基礎(chǔ)上預(yù)測未來的供求關(guān)系及風(fēng)險(xiǎn)，從而確定生產(chǎn)能力。三、露天開采進(jìn)度計(jì)劃開采進(jìn)度計(jì)劃是指導(dǎo)礦山計(jì)劃生產(chǎn)的重要指導(dǎo)性文件，是對計(jì)算確定的生產(chǎn)能力的驗(yàn)證。其目的和要求為：(1)保證對煤炭數(shù)量和質(zhì)量上的要求。(2)考慮露天礦各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)間的合理配合。使初步確定的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)剝采比通過編制進(jìn)度計(jì)劃最終確定下來。(3)確定礦山投產(chǎn)和達(dá)產(chǎn)時(shí)間，基建剝采量、礦山采掘總量及主要設(shè)備數(shù)量。(4)確保礦山工程計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。(5)留有足夠的開拓和回采儲量。(6)充分發(fā)揮主要設(shè)備能力，盡量減少設(shè)備在上下臺階間的調(diào)動次數(shù)。作業(yè):3布置4臺輪斗挖掘機(jī)，挖掘機(jī)鏟斗容積30m30.85，松散系數(shù)1.3，每10分鐘卸斗一次，工作面時(shí)間利用系數(shù)為0.75，煤容重為礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第33頁1.4t／m3,2003-2004年產(chǎn)原煤9.8Mt，剝離巖石42.7Mt，采出系數(shù)為0.8，所產(chǎn)煤售價(jià)為220元，采煤成本50元/t，剝離成本40元/m3。請計(jì)算:(1)生產(chǎn)剝采比經(jīng)濟(jì)合理剝采比(2)此露天礦的生產(chǎn)能力礦業(yè)工程學(xué)院露天開采講義第34頁第9次課授課時(shí)間：章節(jié)及主要內(nèi)容：總復(fù)習(xí)第一章露天開采概