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2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,1,第十三章 露天采剥方法及生产能力,第十三章 露天矿采剥方法及生产能力,第一节 露天矿采剥方法 第二节 露天矿生产剥采比及其均衡 第三节 露天矿生产能力 第四节 露天矿生产采剥进度计划的编制,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,2,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿采剥方法,第一节 露天矿采剥方法,露天矿的采剥方法就是研究露天开采中的采准、剥 离和采矿工程的开采程序以及它们之间的时空关系。,一、露天矿采剥方法 工作线纵向布置的采剥方法 露天矿的采剥工作线 沿矿体走向布置，垂直 矿体走向移动. 如图131所示。,图13l 纵向采剥方法,纵向采剥时，开段沟一 般沿矿体走向布置。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,3,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿采剥方法, 优点： 有利于发挥设备效率，同时工作的台阶数可以减少。 有利于减少矿石的损失、贫化和剔除走向夹石。,缺点： 在一定的矿山技术条件下，矿岩的内部运距较大; 当工作线从下盘向上盘推进时，损失和贫化较大，基 建剥岩量较大。, 工作线横向布置的采剥方法 露天矿采剥工作线垂直矿体走向布置，沿矿体走向 移动。 如图132所示。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,4,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿采剥方法,图132 横向采剥方法 1矿体；2露天开采境界,开段沟可以布置在境界中的任何一个地方，并垂直 矿体走向开挖，形成初始工作线，然后从一端向另一 端，或从中间向两端推进。,优点：在一定的矿山技术条件下可以减少露天矿的基 建工程量，减少采场内部运距和掘沟工程量等。,缺点： 采矿作业台阶多，生 产能力较小； 生产组织和管理比较 复杂。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,5,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿采剥方法, 工作线扇形布置的采剥方法 露天矿的工作线围绕某个点，通常是沟道线路与工作面线路的连接点移动。 如图133所示。,图 133 螺旋坑线扇形采剥方法,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,6,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿采剥方法, 工作线环形布置的采剥方法 采场的工作线向四周发展。当 开采凹陷露天矿时，工作线自里 向外扩展。 如图134(a)所示。,当开采孤立山峰型露天 矿时，工作线自外向里发 展。 如图134(b)所示。,图134 环形采剥方法,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,7,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,第二节 露天矿生产剥采比及其均衡,生产剥采比ns 指露天矿生产期间，在某一生产时期 内所采出来的岩石量Vs与矿石量As之比。即： ns = Vs / As,一、生产剥采比的影响因素,矿体埋藏条件：矿体形状、倾角、覆盖岩土厚度、地 形条件等。 开采技术条件：工作帮坡角、露天采场开拓沟道的位 置、沟道坡度、沟道延深方向等。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,8,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 工作帮坡角 如图1310所示。,图1310 工作帮、工作帮坡面和 工作帮坡角,生产剥采比=,工作平盘宽度不同，工作帮坡角也不同，故工作帮坡角之大小一定程度上说明了工作帮台阶推进的状况。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,9,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,某露天矿矿体赋存情况和采场境界如横剖面图1311 所示。,图1311 工作帮坡角不变时剥采工程发展 程序及剥离量的变化,按某一固定的工作帮坡角生产时，开采延深到各水平 的工作帮推进位置 如图中一组平行的 斜线所示，每延深 一个水平所采的矿 石量、剥离量及剥 采比如图1312中 的曲线所示。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,10,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,图1312 剥采工程延深一个台阶所采的矿石量、剥离量和生产剥采比,工作帮坡角不变时，生 产剥采比随着矿山工程的 延深而不断增大，达到一 个最大值后逐渐减小。 这个最大值期间叫剥离 洪峰或称剥采比高峰期。,工作帮坡角不同，生 产剥采比也是变化的。 如图1313所示。,图1313 分别按15°及30°生产时工作帮发展到出现剥离洪峰的相应位置,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,11,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,分别计算出两种情况不同开采深度下的生产剥采 比，并把它们的变化分别绘成曲线，如图1314所示。,图1314 分别按15°及30°生产时生产剥采比的变化及其与分层剥采比、 境界剥采比的对比,无论工作帮坡角是 15°还是30°，生产剥 采比的变化都是由小到 大，再由大变小。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,12,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 露天开拓沟道的位置 图1315表示一个开采急倾斜矿体的凹陷露天矿。,图1315 四种开拓方案生产剥 采比的比较,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,13,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,图1316 四种方案的生产 剥采比和基建工程量,分别将各方案延深到各个水平的矿岩量及生产剥采 比、基建工程累计量，绘成曲线，如图1316所示。,各个方案的沟道 位置不同，生产剥 采比也不同。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,14,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 沟道坡度,开拓沟道的纵坡也会对生产剥采比产生影响。 如图1317a所示。,图1317 不同纵坡i值的 V=f(H)曲线图,露天矿各种不同 开采深度时的采出 量见图1317b。,剥离洪峰值相 同，但其洪峰值出 现的开采深度却相 差很大。,在一殷情况下不 采用大坡度的沟道。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,15,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,二、生产剥采比的均衡,露天矿的矿岩产量与生产剥采比有如下关系： A=(1+ns)AK 式中 A露天矿的矿岩总量； AK露天矿的矿石产量； ns生产剥采比t。 可见A、AK与ns之间相互影响。,这就要求调整生产剥采比，使其在该时期内也相对稳 定，称此工作为生产剥采比的均衡。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,16,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,露天采场有两种极限工作状态，如图1318所示,图1318 露天矿的两种 极限工作状态,为了保证露天矿的正常工 作，其工作帮坡角值应在0和 Bmin之间，而生产剥采比的均 衡方案，就在0 Bmin之间选 择。,均衡生产剥采比的方案很 多，在选择方案时，应使均 衡生产剥采比有利于降低生 产剥采比的洪峰值，使露天 矿的剥岩和矿石生产趋稳定。,生产剥采比均衡的方法 有较多，合理选用。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,17,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,第三节 露天矿生产能力,露天矿生产能力，用矿石生产能力AK(每年采出的矿石 量)和矿岩生产能力A(即每年采剥总量)两种指标来表示。,它们之间有如下关系： A=AK+nsAK=AK(1+ns) 上式说明露天矿的矿石产量在生产剥采比一定的情 况下，应有足够的矿岩采剥量来保证。,一、按经济合理条件验证生产能力 根据露天矿的合理服务年限来验证。,AK=,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,18,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,露天矿的合理服务年限应与其主要设备的磨损时间相 适应。 影响露天矿合理服务年限的因素很多。,二、按采矿技术条件验证生产能力 按可能布置的挖掘机工作面数目验证生产能力,计算可能布置的采矿工作面数，首先要确定一个采 矿台阶可能布置的挖掘机台数NWK，然后计算可能 同时采矿的台阶数NK。露天矿可能的生产能力AK为 ： AK=NWK·NK·QWK 式中 QWK采矿挖掘机平均生产能力.,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,19,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 按矿山工程延深速度验证生产能力 通常用工作线水平推进速度和矿山工程延深速度两 个指标来表示开采强度。显然开采强度越高，采出的矿石 也越多。,露天矿按延深速度可能达到的生产能力用下式计算：,确定矿山工程延深速度的方法很多，既可以在横剖面 图上确定，也可以在平面图上确定，还可以根据类似矿 山和经验数据确定。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,20,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,三、露天矿两级矿量,两级矿量的贮备包括开拓矿量和备采矿量。 备采矿量的设置方法, 宽度法 实质是增加工作平盘的宽度，当上部台阶因故不能 生产时，下部台阶还可继续 作业，并且不破坏上部台阶 的正常工作条件。,图1319 宽度法备采矿量,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,21,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 长度法 备采矿量设在最小工作平盘以内，如图所示。 此时为了不破坏上部台阶的正常工作条件，只能开 采一个爆破进尺W。,图1320 长度法备采矿量,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,22,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 深度法 工作帮自然延深到最小坑底(直径为50200m)时所包 含的矿量，是不需再往外剥岩即可采出来的矿量。 如图所示。,图1321 深度法备采矿量,O基建刹岩量 I矿第一年的采矿量 矿第二年的采矿量 I岩第一年的剥岩量 Bmin最小坑底宽度 1剥岩帮坡角,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,23,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 贮备矿量周期性波动 所有的贮备矿量都是周期性波动的。 开拓矿量：指开拓工程和主要运输枢纽已经完成， 具备了采准工作的条件，并形成了完整运输系统的最下 一个台阶底部标高以上的矿量。如图所示。,图1322 宽度法贮备矿量周期性波动,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,24,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,备采矿量：它是开拓矿量的一部分，在台阶上矿体的 上面和侧面已被揭露出来的最小工作平盘宽度以外的台 阶矿量的总和。如图所示。, 贮备矿量的保有时间 开拓矿量12年； 备采矿量l3个月。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,25,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡,第四节 露天矿采剥进度计划的编制,露天矿采剥进度计划是用图和表表示露天矿工程发展 的具体时间、空间与数量关系的矿山建设与生产计划。,采剥进度计划可以分为两种： 设计中按年编制的露天矿采剥进度计划（长远计划）。 生产矿山编制的年、季、月采剥计划（生产作业计划）。,一、编制露天矿采剥进度计划的要求,二、露天矿采剥进度计划的内容 采剥进度计划表。 具有年末位置线的分层平面图。,2019年4月6日,矿物资源工程专业主干课程,26,第十三章 露天采剥方法及生产能力 露天矿生产采剥比及其均衡, 露天采矿场年末开采综合平面图。, 产量逐年发展图表。,图1323 某矿-l0m水平 分层平面图,图1324 某矿年末露 天采场综合平面图,