露天開采程序及開拓運(yùn)輸系統(tǒng)

露天開采程序及開拓運(yùn)輸系統(tǒng)如圖所示露天煤礦，其開采境界為ORQ，沿煤層底板延深一側(cè)推進(jìn)，在這個(gè)過程中，各工作臺(tái)階可利用采掘運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)不斷地沿AB方向推進(jìn)和沿底板CD方向延深。沿煤層底板延深一側(cè)推進(jìn)開采程序示意圖

第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天使用同樣的工藝設(shè)備也可實(shí)現(xiàn)礦山工程沿煤層頂板向下延深，這時(shí)露天礦同時(shí)存在兩個(gè)各向一側(cè)推進(jìn)的工作幫，一為剝離．一為采煤。

沿煤層頂板延深兩側(cè)推進(jìn)開采程序示意圖

第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天若開采范圍ORQ的深度較大，可以先開采OMN范圍，使前期經(jīng)濟(jì)效果較好。用單斗鏟和汽車運(yùn)輸工藝，不僅可以先在OMN范圍按照①AC及②BD…等位置所構(gòu)成的從底板向頂板推進(jìn)的程序發(fā)展，甚至可以在OMN范圍內(nèi)先采ODE部分，再采DMNE部分。（分期開采程序）分期開采示意圖

第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

在一定礦山條件下，采用同一種工藝，可以有不同的開采程序；若用不同的工藝，則可出現(xiàn)較多的開采程序。由此可見，當(dāng)?shù)V山的地形埋藏條件和技術(shù)條件變化，則可以出現(xiàn)更多的開采程序。不同的開采程序，其開采經(jīng)濟(jì)效果不同。它應(yīng)與工藝方式的選擇結(jié)合起來考慮，恰當(dāng)安排礦山工程在時(shí)間和空間上的發(fā)展程序，并建立有效的開拓運(yùn)輸和平面布置系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮設(shè)備效能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)礦山的目的。第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天露天礦山的共同點(diǎn)：（1）平面布置（2）運(yùn)輸線路（3）排土場(chǎng)（4）地面生產(chǎn)系統(tǒng)第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天海洲露天煤礦平面圖第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天概述一、露天礦場(chǎng)：幫：非工作幫工作幫端幫底：深部水平①組成：②形狀：長、方、圓，長可達(dá)數(shù)公里，深可達(dá)幾百米。③工程量：一個(gè)露天礦的工程總量一般可達(dá)數(shù)千萬m3乃至數(shù)億m3。二、開采程序內(nèi)容：①臺(tái)階的劃分；②首采位置的選擇；③工作幫的推進(jìn)；④采區(qū)長度的確定；⑤剝采工程的延深程度。第二節(jié)露天開采程序第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天露天礦開采程序系指在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行剝離巖石和采出礦石的程序。露天礦一般均劃分為若干個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開采，每個(gè)臺(tái)階的開采程序?yàn)椋?1)開掘出入溝(一般為傾斜的)；(2)開掘開段溝(一般為水平的)；(3)進(jìn)行擴(kuò)幫。對(duì)于一個(gè)臺(tái)階開采全過程來說，開掘出入溝稱為開拓工程，開掘開段溝稱為準(zhǔn)備工程，進(jìn)行擴(kuò)幫稱為回采工程。第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三、相鄰兩個(gè)臺(tái)階的開采順序1、挖出入溝(傾斜溝)-滿足限坡及出入臺(tái)階要求; 2、挖開段溝(水平溝)-滿足運(yùn)輸設(shè)備的站坪要求;3、擴(kuò)幫-實(shí)現(xiàn)臺(tái)階的正常采掘;4、開挖下水平的出入溝,循環(huán)重復(fù);第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序第13頁,共58頁，2024年2月25日，星期天固定坑線條件下的新水平準(zhǔn)備程序第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一、臺(tái)階劃分及采掘程序

露天礦一般劃分成若干臺(tái)階進(jìn)行開采。臺(tái)階高度在保證安全作業(yè)的條件下高一些為好，有利于發(fā)揮設(shè)備效率。通常按水平分層方式劃分臺(tái)階。為了便于選采與提高設(shè)備效率，盡可能不把礦石和土巖、表土與基巖、軟巖與硬巖劃分在一個(gè)臺(tái)階內(nèi)。當(dāng)?shù)V體傾角較小(一般小于10°)，為便于礦、巖分采，在條件許可時(shí)，可以沿礦層傾斜方向?qū)ε_(tái)階進(jìn)行傾斜分層。傾斜分層與水平分層

第15頁,共58頁，2024年2月25日，星期天臺(tái)階通常劃分成具有一定寬度的采掘帶進(jìn)行開采。采掘帶一般沿臺(tái)階工作線平行(縱向)布置。當(dāng)用汽車運(yùn)輸時(shí)，根據(jù)需要也可與工作線垂直(橫向)布置。采掘帶布置a－縱向布置；b－橫向布置第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

開段溝位置的選擇很重要，為了減少基建工程量(盡早見礦)和初期剝采比，并使剝離量與采礦量的比例較為均衡，一般緩傾斜礦層的開段溝可設(shè)于底板，而急傾斜礦層可設(shè)于頂板。開段溝布置的方向與礦體形狀及采用的運(yùn)輸方式有關(guān)。

開段溝的長度主要與境界尺寸、采用運(yùn)輸方式、產(chǎn)量要求等因素有關(guān)。當(dāng)露天礦走向長度較大時(shí)，常采用分區(qū)開采方式，也可相應(yīng)減少開段溝長度，以縮短運(yùn)距，提高設(shè)備利用率，減少基建工程量及初期生產(chǎn)剝采比等。第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二、工作幫及其推進(jìn)露天采場(chǎng)內(nèi)工作臺(tái)階組成的工作幫坡角φ與臺(tái)階高度h，平盤寬度B及臺(tái)階坡面角α有關(guān)。一個(gè)采場(chǎng)可以有一個(gè)工作幫，也可以有兩個(gè)工作幫，甚至三個(gè)工作幫第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三、新水平延深方向及程序-

傾斜或急傾斜礦層開采時(shí)，要求不斷向下延深建立新的開采臺(tái)階，才能使露天礦連續(xù)而均衡地完成產(chǎn)量。剝、采工程延深方向是指相鄰兩個(gè)水平(臺(tái)階)開段溝位置的錯(cuò)動(dòng)方向。

第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天延深方向延深方向:相鄰兩個(gè)臺(tái)階開段溝同側(cè)坡底線的連線方向。延深角:延深方向與工作線推進(jìn)方向之間的夾角，用θ表示。剝采工程延深方向(山坡部分)初期隨著地形變化,后期則隨著境界變化第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天新水平的掘溝延深必須在上一臺(tái)階擴(kuò)幫到一定位置時(shí)才能進(jìn)行。因此，在一定的礦山條件下，推幫速度必須與延深速度相適應(yīng)，這就使剝離與采礦在數(shù)量上也有一定的比值關(guān)系。為使擴(kuò)幫與延深速度的配合滿足采礦產(chǎn)量的要求，必須研究新水平開拓準(zhǔn)備的合理程序，即在一定的礦山埋藏條件和工藝設(shè)備條件下，對(duì)掘溝與擴(kuò)幫工程的穿爆、采掘、運(yùn)輸、供電、排水……等主要及輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)在時(shí)間與空間上的緊密配合，進(jìn)行最有利的協(xié)調(diào)安排。

不同的延深方向，要求適應(yīng)的推幫與延深速度相配合，因此產(chǎn)生的剝采比例關(guān)系也不同。當(dāng)延深方向改變時(shí)，剝采比例關(guān)系也要改變，這將對(duì)露天礦在開采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)效果上產(chǎn)生很大影響。第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天四、影響露天礦開采程序的因素在露天礦的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，確定合理的開采程序是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)。它受礦床賦存條件、開采境界尺寸、工藝設(shè)備類型、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)、生產(chǎn)能力和建設(shè)速度的要求以及對(duì)礦石質(zhì)量的要求等多種因素影響。確定開采程序往往要與采用的工藝方式和開拓運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合起來考慮，有時(shí)要列出多個(gè)可行方案進(jìn)行綜合比較才能抉擇。第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)露天開拓運(yùn)輸系統(tǒng)一、概念及其分類采用工藝設(shè)備對(duì)露天礦田進(jìn)行開采，把臺(tái)階上的礦、巖采掘下來，運(yùn)往指定地點(diǎn)，為此，除各臺(tái)階應(yīng)有各自的線路系統(tǒng)之外，還要建立各臺(tái)階通往地面(包括排土場(chǎng)、選煤廠及其他地面生產(chǎn)系統(tǒng))的運(yùn)輸干線系統(tǒng)。鋪設(shè)干線需開掘坑道(包括露天坑道或地下井巷坑道)系統(tǒng)，而坑道與線路密不可分，統(tǒng)稱坑線系統(tǒng)。開辟坑道系統(tǒng)，以建立地面通向各開采臺(tái)階(工作水平)或各開采臺(tái)階之間的運(yùn)輸通路，稱為開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。其目的是保證露天礦的正常生產(chǎn)運(yùn)輸聯(lián)系，并及時(shí)準(zhǔn)備出新的開采水平。開拓坑道系統(tǒng)與運(yùn)輸干線系統(tǒng)往往是一致的，因此，常稱之為開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天建立有效和合理的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)是很重要的，因?yàn)橥ㄟ^開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的合理布局，就有可能實(shí)現(xiàn)較為有利的開采程序，縮短運(yùn)距和減少運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量，并降低運(yùn)輸成本。另一方面，還由于開拓運(yùn)輸系統(tǒng)一經(jīng)建成就較難改造(改造該系統(tǒng)要引起減產(chǎn)或停產(chǎn))。

區(qū)分露天礦開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要依據(jù)是露天礦的基本運(yùn)輸方式，進(jìn)一步區(qū)分該系統(tǒng)的特點(diǎn)要利用坑道形式，坑線位置和坑線的數(shù)量、平面形狀及其固定性等特征。第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天類別主要特征一般特征l.鐵路2.公路3.膠帶輸送機(jī)道4.提升機(jī)道5.溜道(1)采用露天坑道或地下坑道(2)坑線設(shè)置在露天采場(chǎng)境界內(nèi)部或外部，設(shè)置于境界的頂幫、底幫或端幫(1)坑線服務(wù)水平數(shù)及每個(gè)水平溝道數(shù)(單溝、組溝、總溝、對(duì)(雙)溝)(2)坑線平面形狀(直進(jìn)、折(回)返、螺旋)(3)坑線固定性(固定及移動(dòng))6.聯(lián)合幾種運(yùn)輸方式、坑道形態(tài)及坑線特征的聯(lián)合開拓運(yùn)輸系統(tǒng)分類表

注；溜道是利用重力溜放礦巖的運(yùn)輸?shù)缆?包括露天明溜槽及地下溜井)的統(tǒng)稱。它存在的坡度一般較斜坡提升機(jī)道還要大第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二、鐵道運(yùn)輸開拓系統(tǒng)鐵道開拓運(yùn)輸系統(tǒng)在我國露天礦山中有最廣泛應(yīng)用。下圖為我國許多露天礦采用的開拓坑線系統(tǒng)的典型縱斷面透視圖。

從地表至第一水平的坑線AB位于露天礦的境界以外，稱為外部溝(外部坑線)；坑線從B點(diǎn)往下直至坑底均位于露天礦境界內(nèi)，稱為內(nèi)部溝(內(nèi)部坑線)。第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天設(shè)于非工作幫上的坑線稱為固定坑線。固定坑線在生產(chǎn)中不需定期移設(shè)，線路質(zhì)量較好，但要求在設(shè)計(jì)之前礦床的埋藏條件、水文和工程地質(zhì)條件清楚，以便能夠確定最終的邊幫位置。開拓坑線置于工作幫上，稱為移動(dòng)坑線。移動(dòng)坑線有許多優(yōu)點(diǎn)，如能適應(yīng)開采境界的改變；減少運(yùn)距；有利于新水平準(zhǔn)備；減少基建工程量和便于礦巖分采等。第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三、汽車運(yùn)輸開拓系統(tǒng)采用汽車運(yùn)輸時(shí)，開拓坑線的基本特征同鐵道坑線相似。唯因公路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，故坑線布置較鐵道時(shí)靈活得多。汽車運(yùn)輸時(shí)坑線的平面形狀可為直進(jìn)，回返及螺旋形式。一般可多設(shè)出入溝，以便實(shí)現(xiàn)分散、近距排土。在汽車運(yùn)輸條件下，移動(dòng)坑線的缺點(diǎn)已不顯著，故實(shí)踐中移動(dòng)坑線有較多的使用。由于汽車運(yùn)輸時(shí)開拓坑線的靈活性，汽車坑線可以較好的滿足有利的開采程序，加速新水平開拓準(zhǔn)備、礦巖分采和露天礦深部開采時(shí)的需要。第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天四、膠帶輸送機(jī)開拓系統(tǒng)在緩傾斜軟巖露天礦采用連續(xù)工藝時(shí)，帶式輸送機(jī)開拓系統(tǒng)比較單一。在深露天礦時(shí)，因帶式輸送機(jī)允許坡度較陡，在邊幫上設(shè)置較為方便，與提升機(jī)有相似之處。對(duì)于礦、巖硬度大的露天礦，為了加大開采強(qiáng)度和提高工效，在條件適宜時(shí)可以采用單斗鏟—破碎裝置—膠帶的半連續(xù)工藝系統(tǒng)。采用單斗鏟和汽車運(yùn)輸－半固定破碎裝置－膠帶運(yùn)輸?shù)陌脒B續(xù)工藝的露天礦，當(dāng)最終邊幫角較大，且非工作幫有汽車運(yùn)輸坑線，為減少開拓工程費(fèi)用，避免兩種運(yùn)輸干線交叉，可將帶式運(yùn)輸機(jī)放在斜井內(nèi)。這樣，還可以在地下坑道內(nèi)設(shè)置半固定破碎設(shè)備，并可利用溜井儲(chǔ)礦，也能減輕氣候?qū)竭\(yùn)輸機(jī)的不利影響。第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天五、提升機(jī)開拓運(yùn)輸系統(tǒng)露天礦使用提升設(shè)備(包括箕斗及串車)實(shí)際上是聯(lián)合運(yùn)輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，利用較陡的提升機(jī)道克服高差，建立工作水平與地面的運(yùn)輸聯(lián)系。采剝總量較少，平面尺寸不大卻相對(duì)較深的小型礦山，地面及坑內(nèi)均采用窄軌運(yùn)輸?shù)拇囆逼戮頁P(yáng)開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。提升機(jī)道開拓運(yùn)輸系統(tǒng)與鐵道、公路系統(tǒng)的坑線特征比較，一般平面形狀均為簡(jiǎn)單直線狀，溝道不會(huì)引起補(bǔ)充擴(kuò)幫工程量。溝道可設(shè)于非工作幫的最有利的位置或端幫，以使溝道固定，根據(jù)需要，可設(shè)置多個(gè)溝道。第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天六、溜道開拓運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)高而陡的山坡露天礦，為了節(jié)約基建投資和降低運(yùn)輸費(fèi)用，或由于技術(shù)上的原因，常用放礦溜道作為中間環(huán)節(jié)建立開拓運(yùn)輸系統(tǒng)。溜井主要是溜放礦石的，而巖石從采場(chǎng)直接運(yùn)至附近的山坡排棄。在采場(chǎng)內(nèi)，用汽車或窄軌設(shè)備將礦石運(yùn)至卸礦平臺(tái)向溜井翻卸，在下部通過漏口裝車，經(jīng)平硐運(yùn)往地面卸載點(diǎn)。平硐內(nèi)的運(yùn)輸方式根據(jù)運(yùn)量及運(yùn)距，可用汽車、膠帶、準(zhǔn)軌和窄軌運(yùn)輸?shù)?。?duì)溜井—平硐開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是確定該系統(tǒng)中溜井位置(在境界內(nèi)部或外部)、數(shù)目(集中布置或分散布置)、溜井結(jié)構(gòu)參數(shù)和防止堵塞及跑礦措施以及平硐的位置與標(biāo)高等。

第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天七、聯(lián)合運(yùn)輸開拓系統(tǒng)當(dāng)開采某些特殊條件的露天礦田，如高而陡的復(fù)雜山坡地形，或高差大的深凹露天礦，或深度不大的凹陷露天礦其下部境界范圍窄小，或因邊坡不穩(wěn)定等，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果考慮，常常采用兩種或多種運(yùn)輸(提升)設(shè)備。聯(lián)合的方式可以是兩種以上設(shè)備同時(shí)應(yīng)用于采場(chǎng)內(nèi)運(yùn)送不同位置或不同品種的物料，這時(shí)兩套開拓運(yùn)輸系統(tǒng)可以互不相干，屬于并聯(lián)系統(tǒng)。也可以是在同一時(shí)聞和空間范圍內(nèi)為了運(yùn)送相同的物料而接力作業(yè)，屬于串聯(lián)系統(tǒng)。第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天八、開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的合理確定

開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的形成是實(shí)現(xiàn)工藝過程和工程發(fā)展的必要手段和前提，它把兩者緊密地聯(lián)系起來，直接影響到露天礦的基建工程量、產(chǎn)量規(guī)模、礦石質(zhì)量、礦巖產(chǎn)量均衡性、生產(chǎn)可靠性及工藝設(shè)備的效率和數(shù)量等。選擇確定開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要原則應(yīng)和選擇生產(chǎn)工藝系統(tǒng)以及開采程序結(jié)合起來，使能適應(yīng)礦山自然地質(zhì)條件，達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)可靠和綜合經(jīng)濟(jì)效果良好。

具體要求是在可能條件下采用先進(jìn)技術(shù)裝備，使生產(chǎn)可靠；滿足國家對(duì)礦石產(chǎn)量及質(zhì)量需要；基建期短，達(dá)產(chǎn)快；投資少、成本低及工效高；充分利用地下資源等。第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天影響確定開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的主要因素：

①自然條件包括地形，氣候、礦體埋藏條件(傾角、厚度、層數(shù)、構(gòu)造、覆蓋層厚度及礦體形狀等)、巖石性質(zhì)、水文及工程地質(zhì)條件、礦床勘探程度及儲(chǔ)量發(fā)展遠(yuǎn)景等；

②開采技術(shù)條件包括露天開采境界尺寸、生產(chǎn)規(guī)模、工藝設(shè)備類型、開采程序、總平面布置及建礦前開采情況等；

③經(jīng)濟(jì)因素包括國家有關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策，設(shè)備材料的供應(yīng)條件，對(duì)建設(shè)速度和礦石質(zhì)量的要求及開采年限等。應(yīng)注意因地制宜，針對(duì)具體礦山條件，在全面考慮各項(xiàng)因素的基礎(chǔ)上抓住其中最主要的因素，從技術(shù)可能和經(jīng)濟(jì)合理兩個(gè)主要方面對(duì)各種可行方案進(jìn)行篩選和對(duì)比，綜合權(quán)衡做出決定。第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第五章露天開采規(guī)模及礦石質(zhì)量第一節(jié)露天開采境界一、概述一個(gè)礦床，在探明其賦存條件、礦石數(shù)量和質(zhì)量等情況后，首先遇到的問題是采用露天還是地下方法開采。一般說來，影響開采方法選擇的主要因素是礦床的賦存條件。對(duì)露天開采有利的礦床賦存條件是覆蓋層薄、礦層傾角小和厚度大；其他如礦層賦存不穩(wěn)定、礦石易自燃、歷史上已被地下方法開采過的礦床等均不利于采用地下開采法。反之，礦床位于高產(chǎn)農(nóng)業(yè)區(qū)和其上有河流及重要設(shè)施時(shí)，則可能限制了采用露天開采法?？傊瑧?yīng)進(jìn)行分析、比較，以取得礦床開采最好的經(jīng)濟(jì)效果。

第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天對(duì)采用露天開采的礦床，還要確定其開采的合理范圍。如圖，假定煤層厚度不變．則在一定臺(tái)階高度h下，每一水平的采出煤量為Pi，采出P1所需的剝離量為V1，采出P2所需的剝離量為V2，……直至第i水平為Pi與Vi。從直觀即可看出，在m、h不變時(shí)，各水平采煤量Pi值變化不大，Vi值則隨著深度H的增加和邊幫角γ的減小而增加。第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天從經(jīng)濟(jì)上分析，露天開采的范圍(深度)必然有一經(jīng)濟(jì)上的限度，即：

CoPi≥aPi+bVi

或

一個(gè)采完的露天礦場(chǎng)呈一個(gè)大凹坑。露天開采的境界或范圍是由深度、底的周界(長度l和寬度b)、最終邊幫角(底幫α、頂幫γ、端幫β)三個(gè)要素組成。第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二、露天開采合理深度確定的原則1、剝采比

露天開采與地下開采的重要區(qū)別，就是除了采出礦石外，還要?jiǎng)冸x大量的巖石，且剝離量往往多于礦石量。我們把這兩者的比值，稱作剝采比(n)，其單位可為m3/m3、m3/t或t/t

。在露天礦的生產(chǎn)及設(shè)計(jì)中，從不同的角度反映剝采之間的數(shù)量關(guān)系，有不同的剝采比。第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（1）生產(chǎn)剝采比ns

它是相鄰臺(tái)階在開拓準(zhǔn)備過程中，一個(gè)延深周期內(nèi)各個(gè)臺(tái)階向外推幫采出的礦、巖量的比值。（2）平均剝采比np

在露天開采境界范圍內(nèi)礦、巖總量的比值。（3）境界剝采比nK

它是露天開采深度增加△h和和后所引起的剝離量增加值與礦石量增加值之比。第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2、經(jīng)濟(jì)合理剝采比nj

是指在現(xiàn)有的開采技術(shù)和費(fèi)用指標(biāo)條件下，經(jīng)濟(jì)上有利的剝離量與采出礦量的允許最大比值。元/m3（元/t）m3

/m3（m3

/t）確定露天開采深度，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)剝采比的大小加以控制，使其不超過經(jīng)濟(jì)合理界限nj值。①ns≤nj；②np≤nj；③nk≤nj。目前廣泛應(yīng)用的是nk≤nj的原則第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三、確定露天開采境界的方法步驟按照境界剝采比不超過經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則圈定露天開采合理深度的方法步驟如下：1、確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的有關(guān)費(fèi)用參數(shù)：

(1)確定Co值要用地下開采成本或售價(jià)。

(2)a、b值與工藝方式、開采程序及開拓運(yùn)輸系統(tǒng)等有密切關(guān)系。實(shí)際上，a、b值還與開采深度有關(guān)。若剝離物內(nèi)有順便采出的有益礦物，還要考慮它的價(jià)值可以抵消一部分剝離費(fèi)用而將nj公式表現(xiàn)形式加以改變。a、b值還應(yīng)考慮技術(shù)進(jìn)步與設(shè)備更新的因素。

(3)確定：第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2、在斷面圖上確定Vi及Pi值。為此必須確定以下參數(shù)：

(1)選取露天礦底寬一般它與所采用的工藝方式有關(guān)，其最小值等于開段溝寬度；

(2)選取露天礦最終邊坡角；

(3)根據(jù)露天礦底寬、最終邊坡角及臺(tái)階高度確定斷面上的Vi值，Pi值與礦體厚度及臺(tái)階高度有關(guān)。Pi值還應(yīng)考慮露天開采的原礦采出率；

(4)在斷面圖上計(jì)算出不同深度的nKi=Vi/Pi值。第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天3、確定斷面圖上nKi=nj的合理開采深度；4、確定露天礦各個(gè)地質(zhì)斷面圖上的合理開采深度；5、將各斷面圖上的合理開采深度的標(biāo)高加以調(diào)整，并使露天礦的底平面長度及寬度能滿足開拓坑線布置的要求(這與擬定采用的運(yùn)輸方式有關(guān))。至此，可得到初定開采境界；6、在露天礦初定境界的邊幫上設(shè)置選定的開拓坑線(這往往使傾斜、急傾斜或近水平礦層的最終邊幫角減緩，引起補(bǔ)充擴(kuò)幫量)，所形成的露天礦最終開采空間范圍，稱為最終開采境界。第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天四、露天礦分區(qū)開采與分期開采當(dāng)圈定的露天開采范圍很大時(shí)，為了減少初期投資和降低初期開采的礦石成本，可以在最終境界范圍內(nèi)再擇優(yōu)劃出近期開采的較小范圍(或稱小境界)，供先期建設(shè)與開采，然后再擴(kuò)采剩下的部分，這種措施稱為分區(qū)或分期開采。面積大的近水平或緩傾斜礦床，一般要進(jìn)行分區(qū)開采，首采區(qū)的范圍應(yīng)該考慮能滿足國家對(duì)礦石產(chǎn)量與質(zhì)量的要求；有一定的服務(wù)年限；有利于采用合理的工藝方式、開采程序及相應(yīng)的開拓運(yùn)輸系統(tǒng)；減少外部排土量并利于向續(xù)采區(qū)段過渡。對(duì)于允許開采深度大的傾斜與急傾斜礦床，為使初期投資小及開采成本低，一般采用沿深度分期開采第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)生產(chǎn)能力露天礦采出一定數(shù)量礦石的同時(shí)要求剝離相應(yīng)數(shù)量的巖石。露天礦的生產(chǎn)能力一般系指單位時(shí)間(如年、月、日、班)內(nèi)采出的礦石(煤)量，一般均按年產(chǎn)量Ap(噸/年或m3/年)計(jì)算。相應(yīng)的年剝離量AB(噸/年或m3/年)決定于生產(chǎn)剝采比值。因此，露天礦的開采規(guī)模（礦巖生產(chǎn)能力或稱年采剝總量）為：

A=AP+AB=(1+ns)AP，t/a或m3/a

這項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)露天礦所需設(shè)備、人員、投資影響巨大，也決定著礦石(煤)的開采成本及工效。第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一、剝采比的變化及生產(chǎn)剝采比的均衡1、剝采比的變化規(guī)律一個(gè)露天礦從開始建礦到開采終了要經(jīng)歷幾個(gè)階段，當(dāng)工作幫坡角φ不變時(shí)，由始至終臺(tái)階數(shù)目的變化規(guī)律是：由少變多，再減少，如果煤層厚度不變，則剝采比變化的規(guī)律也是：由小變大，再變小。這個(gè)規(guī)律是一般傾斜礦床共有的，對(duì)于水平礦床，若礦層厚度和地形變化不大時(shí)，剝采比的變化幅度則很小。第47頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2、剝采比變化產(chǎn)生的影響年剝離量AB及年采剝總量A大幅度變化；設(shè)備數(shù)量和職工人數(shù)也要變化；露天礦的組織管理復(fù)雜；設(shè)備、資金和勞動(dòng)力也得不到合理利用；甚至造成企業(yè)虧損。3、均衡生產(chǎn)剝采比及目的在確定開采境界以后，就要在露天礦開采范圍內(nèi)劃分為數(shù)個(gè)生產(chǎn)發(fā)展階段(例如若干個(gè)臺(tái)階為一個(gè)階段)，按照各階段的平均生產(chǎn)剝采比進(jìn)行生產(chǎn)。分階段確定的平均生產(chǎn)剝采比稱為均衡生產(chǎn)剝采比。生產(chǎn)剝采比均衡的目的是使露天礦在一定生產(chǎn)時(shí)期內(nèi)的設(shè)備、人員保持相對(duì)穩(wěn)定。第48頁,共58頁，2024年2月25日，星期天4、均衡生產(chǎn)剝采比的措施

——

改變臺(tái)階工作平盤寬度；

——

改變開段溝的位置及其長度；

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改變工作幫的結(jié)構(gòu)及推進(jìn)方式；

——

調(diào)整新水平延深方向及程序。第49頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二、露天礦生產(chǎn)能力露天礦礦石(煤)的生產(chǎn)能力(或稱產(chǎn)量)主要是根據(jù)國家需要、開采技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)合理性等因來綜合確定。1.按開采技術(shù)條件確定露天礦生產(chǎn)能力在一定的礦床埋藏條件下，從技術(shù)上確定生產(chǎn)能力主要是受新水平延深速度(即開段溝的下降速度)、工作幫推進(jìn)速度(即臺(tái)階工作線擴(kuò)幫速度)和運(yùn)輸系統(tǒng)的能力的限制。第50頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（1）對(duì)于傾斜和急傾斜礦體，必須不斷地進(jìn)行新水平延深工作。從上個(gè)開段溝掘完到本水平開段溝掘完，所花費(fèi)的時(shí)間T(年)，稱為延深一個(gè)臺(tái)階(水平)的時(shí)間（新水平準(zhǔn)備時(shí)間）。按延深速度確定可能有的生產(chǎn)能力為：新水平延深速度主要與選用的采、運(yùn)設(shè)備類型和對(duì)新水平延深程序在時(shí)間與空間上緊密配合的合理安排有關(guān)。新水平延深速度可以按每年下降深度計(jì)算，即：

t/am/a第51頁,共58頁，2024年2月25日，星期天（2）對(duì)于近水平或緩傾斜礦床，露天礦正常生產(chǎn)后基本上不存在向下延深的問題，而要求在臺(tái)階上不斷地?cái)U(kuò)幫推進(jìn)。其推進(jìn)速度以V推表示(m/a)，采礦臺(tái)階走向長度為L(m)，采礦臺(tái)階高度即為礦層厚度m(m)，礦石容重為γ(kN/m3)，原礦采出率為K(％)，則可能達(dá)到的礦石生產(chǎn)能力為：

t/a工作線推進(jìn)速度決定于在每個(gè)剝離與采礦臺(tái)階上所設(shè)置的采掘設(shè)備的數(shù)量。第5