1、太原理工大学矿业工程学院,露天开采,第五章 露天矿开采境界,概述 剥采比 确定开采境界的原则 确定开采境界的方法和步骤,露天开采境界：露天矿场开采终了时形成的空间轮廓。 开采境界三要素：底部周界、最终边坡、开采深度。 作用：关系到露天矿的可采煤量、剥离岩量、生产能力、开采年限等主要技术经济指标，也影响到矿床开拓、运输的环节，最终影响到经济效果。,1 概述,1 概述,影响露天开采境界因素 自然因素 技术组织因素 经济因素,1 概述,1 概述,自然因素 矿床地质与资源因素：矿床是露天开采的对象。矿体与上下盘围岩的相对空间位置，是圈定开采境界最主要的依据。不同矿床或同一矿床的不同矿带、不同矿石类型的
2、工业利用价值取决于其矿物含量和工艺矿物学特性。不同性质的矿石，对选矿厂技术经济指标的影响极大。在决策开采境界时，不能将工业利用价值不同的矿带等同对待，而应将高价值的矿石尽力回采出来。,1 概述,1 概述,边坡稳定与安全因素：露天矿边坡稳定是指整个开采期内，整体边坡基本稳定，不出现意外的大的滑坡危害。这是矿山安全生产的前提，也是开采境界决策的前提条件。而边坡局部地段13个小台阶的变形、滑落被视为是允许的。若在整个开采期整体边坡有变形，但无破坏，开采终了时边坡全部破坏滑落，则被视为最经济的边坡。边坡稳定性研究就是准确掌握边坡岩体工程地质与水文地质条件，恰当选取岩体力学强度指标，使稳定性计算符合实际
3、。从而得到最高的效益，而风险却最低。,1 概述,1 概述,开采工艺因素：决策开采境界要考虑在当前技术条件下，开采工艺与装备的可操作能满足开采工艺要求，还要确定和寻求满足最佳开采境界的配套工艺措施及相应装备。即选出的开采境界方案既不能脱离当前工艺技术水平而使得在工艺上无法实施，又不能以传统的观念、工艺、装备去限制技术、经济上有重大突破的最佳方案。因此，应当从配套工艺的深化研究和改进工艺中保证最佳开采境界，以便实施于生产。,1 概述,1 概述,开采工艺因素：决策开采境界要考虑在当前技术条件下，开采工艺与装备的可操作能满足开采工艺要求，还要确定和寻求满足最佳开采境界的配套工艺措施及相应装备。即选出的
4、开采境界方案既不能脱离当前工艺技术水平而使得在工艺上无法实施，又不能以传统的观念、工艺、装备去限制技术、经济上有重大突破的最佳方案。因此，应当从配套工艺的深化研究和改进工艺中保证最佳开采境界，以便实施于生产。,1 概述,1 概述,经济效益因素：决策开采境界方案，经济效益是研究的归宿和落脚点，在基本满足其他因素要求的前提下，经济效益最终决定方案的取舍。,1 概述,剥采比：开采单位煤量所须剥离的岩石量。 m3/t 平均剥采比：露天开采境界内，全部岩石量与采出煤量之比。 境界剥采比:当露天开采境界做少量变化(扩大或减少h )所引起的岩土量与煤量变化之比值。 生产剥采比:露天矿某一生产时期剥离的岩土量
5、与采出煤量之比。 经济合理剥采比：是指经济上允许的最大剥岩量与可采煤量之比。,2 剥采比,平均剥采比的含义,P,地表,V,D,C,A,B,平均剥采比的含义,境界(瞬间)剥采比含义,C,45o,地表,矿体,D D ,C,H,A,A,B,B,t,境界剥采比的含义,生产剥采比的含义,地表,D,C,A,B,生产剥采比的含义,生产剥采比的含义,经济合理剥采比的含义,1）露天、地下开采单位煤量成本相等,2）露天开采法采出的煤的成本与售价相等,境界剥采比不大于经济合理剥采比nk=nj 平均剥采比不大于经济合理剥采比np=nj 生产剥采比不大于经济合理剥采比ns=nj,3 确定开采境界的原则,境界剥采比不大于
6、经济合理剥采比,实质：要求邻近露天开采境界的那层矿岩露天开采成本不超过地下开采成本。它是使整个矿床开采的总经济效果（成本或盈利）最佳。 应用：可以划定露天与地下开采的分界线，国内外普遍运用这一原则来圈定露天矿境界。 条件：按这一原则确定境界，矿床产状应保持连续，而且厚薄均匀，否则矿床上薄下厚或者不连续，将会使初期剥采比超过允许值。对这种情况，除了使用本原则外，要用其他原则进行补充。,平均剥采比不大于经济合理剥采比,实质：用露天方法开采境界内全部储量的总费用，应等于或小于用地下方法开采该部分储量的总费用。 应用：作为nk=nj原则的补充。即对于某些覆盖层很厚或不连续的矿体，当用nk=nj确定出境
7、界后，还要核算该境界内的平均剥采比，看它是否满足np=nj原则。 缺陷：该原则是一种“算术平均”的概念。它既未涉及整个矿床开采的总经济效果，更没有考虑露天开采过程中剥采比的变化。是一个比较粗略、笼统的原则。,生产剥采比不大于经济合理剥采比,实质：露天矿任意生产时期按正常工作帮坡角进行生产时，其生产成本不超过地下开采成本或允许成本。 缺陷：没有考虑整个矿床开采的总经济效果，只顾及矿床上部的露天开采而不管剩余部分的开采；初始剥采比和基建投资也大；由于生产剥采比变动较大，因而其设计方法也繁琐费事。 应用：只对不规则、沿走向厚度变化大及上部覆盖层厚的矿体，按nk=nj原则确定境界后，利用该原则进行校验
8、。,境界确定中广泛采用的原则,nk=nj,CLPiPiVi,4 合理开采深度的确定原则,每延深一个深度所采出的煤量，市场上销售所得金额应大于或等于采煤费用和为采煤而必须剥离岩土的费用之和。 合理开采深度的确定主要取决于经济因素和受赋存条件决定的煤量与岩量的比值。,4 合理开采深度的确定原则,1）确定有关经济指标CL、的确定计算CL-/值 2）在断面图上计算不同标高和位置时的煤岩量比值V/P确定露天矿场底宽确定最终帮坡角计算任何深度V P值,5 确定开采境界的步骤,3）V/P=CL-/的深度 4）各断面合理深度进行调整 5）绘出处最终开采位置平面图,4 确定开采境界的步骤,练习,已知某矿区地下开采单位煤量成本为A，露天开采时纯采煤单位成本与剥离单位成本比为1：2，总单位成本为地下开采时的75%，目前煤的售价为露天开采单位总成本的2倍，试计算： 1）根据露天地下开采单位煤量成本相等，确定允许的经济剥采比。 2）根据露天开采法采出煤的成本与售价相等，确定允许的经济剥采比。,
