露天矿山开采工艺安全技术ppt课件.ppt

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1、露天矿山开采工艺与安全技术露天矿山开采工艺与安全技术东东 北北 大大 学学张张 绍绍 志志n第一章 露天开采第一节 露天开采概况与常用术语一、开采概况 二、常用基本术语第二节 露天开采境界确定 一、剥采比 二、经济合理剥采比的确定 三、确定露天开采境界原则 四、境界剥采比的计算方法 五、露天开采境界的确定方法 六、露天矿开采境界合理确定与安全的关系 第三节 穿孔爆破 一、穿孔工作 二、爆破工作 第四节 采装工作 一、单斗挖掘机的主要工作参数 二、工作面参数 目目 录录第一章第一章 14节节目目 录录第一章第一章59节节 三、挖掘机生产能力 四、采装工作的安全要求第五节 运输工作及安全要求n一、

2、自卸汽车行驶基本原理：n二、运输计算n三、公路分类和构造n四、公路的平面要素n五、公路纵断要素n六、露天矿运输工作的安全要求第六节 露天矿开拓n一、公路运输开拓n二、掘沟及工作线布置方式n三、并段第七节 排土工作n n 一、汽车运输推土机排土 二、排土场复土造田及病害防治第八节 露天矿排水和防毒 一、排水工作 二、防毒n 目目 录录第二章第二章14节节n 第九节 露天矿边坡稳定 一、边坡失稳破坏类型 二、影响边坡稳定性的主要因素 三、岩体监测与岩体加固n第二章 矿山爆破安全技术第一节 炸药爆炸基础n 一、炸药的爆炸 二、炸药的反应形式第二节 常用炸药n一、起爆药n二、单质猛炸药n三、混合猛炸药

3、n四、炸药威力的衡量n五、炸药的氧平衡设计目录第二章57节第三节 炸药的敏感度n一、炸药的起爆能n二、炸药的敏感度第四节 起爆方法n一、火雷管起爆n二、电雷管起爆n三、导爆管雷管起爆n四、导爆索起爆n五、混合起爆第五节 爆破器材的安全检验和销毁n一、工业炸药的质量检验n二、报废炸药的销毁n三、起爆器材的安全检验第六节 爆破器材安全管理n一、爆破器材的贮存n二、爆破的器材运输目录第二章89节第七节 爆破公害及安全措施n一、爆破地震n二、空气冲击波n三、飞石n四、爆破噪声n五、有毒气体n六、早爆n七、拒爆第八节 爆破事故与预防n一、炸药库爆炸n二、炸药燃烧和炮烟中毒n三、爆炸材料过期造成迟爆第九节

4、 爆破安全基本规定n一、爆破工作的基本规定n二、安全评估n三、装药工作规定n四、填塞规定n五、爆破警戒与信号n六、爆破后的安全检查和处理第一节第一节 露天开采概况与常用术语露天开采概况与常用术语一、开采概况一、开采概况一、开采概况一、开采概况露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作从事矿石开采作 业。露天开采的特点是：采出矿石需业。露天开采的特点是：采出矿石需将矿体周围的岩石及覆盖岩层剥掉，通过露天运输通将矿体周围的岩石及覆盖岩层剥掉，通过露天运输通道或地下井巷把矿石或岩石运至地表。这种开采方法道或地下井巷把矿石或岩石运至地表。这种开采

5、方法广泛用于开采金属矿、冶金辅助原料、建筑材料、化广泛用于开采金属矿、冶金辅助原料、建筑材料、化工原料及煤等矿床。工原料及煤等矿床。基于露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业，基于露天开采是在敞露的空间从事矿床开采作业，与地下开采比较，它有如下特点：与地下开采比较，它有如下特点：（1 1）相对讲，开采空间受限较小，有利于采用大型机械化设备。）相对讲，开采空间受限较小，有利于采用大型机械化设备。机械化、自动化水平较高，可提高矿山开采强度和矿石产量。机械化、自动化水平较高，可提高矿山开采强度和矿石产量。（2 2）劳动生产率高。）劳动生产率高。（3 3）开采成本低，使大规模开采低品位矿石成为可能）开

6、采成本低，使大规模开采低品位矿石成为可能 （4 4）矿石损失贫化小，有利于地下矿产资源的回收。）矿石损失贫化小，有利于地下矿产资源的回收。（5 5）基建时间短，年产吨矿石的基建投资比地下开采低。）基建时间短，年产吨矿石的基建投资比地下开采低。（6 6）对于高温易燃矿体的开采，露天开采也较地下开采较为安）对于高温易燃矿体的开采，露天开采也较地下开采较为安 全。全。（7 7）劳动条件较好，工作也较安全。）劳动条件较好，工作也较安全。（8 8）露天开采过程中可产生较大粉尘，自卸汽车运行中可排放废）露天开采过程中可产生较大粉尘，自卸汽车运行中可排放废 气，爆破后的岩石因含有害成分对与之接触的大气、水和

7、气，爆破后的岩石因含有害成分对与之接触的大气、水和土壤有一定程度的污染。土壤有一定程度的污染。（9 9）把大量剥离岩、土排弃到排土场，排土场占地面较大占用山）把大量剥离岩、土排弃到排土场，排土场占地面较大占用山地和农田且局部恶化生态环境。地和农田且局部恶化生态环境。（1010）遇冰雪、暴雨等天气，对露天开采有一定影响。）遇冰雪、暴雨等天气，对露天开采有一定影响。根据矿床埋藏的地形条件及开采空间的不同，露天矿可分根据矿床埋藏的地形条件及开采空间的不同，露天矿可分为山坡露天矿和深凹（凹陷）露天矿。露天开采境界封闭圈以为山坡露天矿和深凹（凹陷）露天矿。露天开采境界封闭圈以上的为山坡露天矿，封闭圈以下

8、的为深凹露天矿。上的为山坡露天矿，封闭圈以下的为深凹露天矿。封闭圈：指露天开采境界与地表相交的封闭的上部界限。封闭圈：指露天开采境界与地表相交的封闭的上部界限。台阶：露天开采时，通常需要把矿岩划分成一定厚度的水台阶：露天开采时，通常需要把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。台阶是进行独立采剥作业的单元体。台阶或称为阶段。台阶是进行独立采剥作业的单元体。台阶组成要素如下：台阶组成要

9、素如下：（1 1）台阶上部平盘：是台阶上部的水平面；）台阶上部平盘：是台阶上部的水平面；（2 2）台阶下部平盘：是台阶下部的水平面；）台阶下部平盘：是台阶下部的水平面；（3 3）台阶坡面：台阶倾斜的面；）台阶坡面：台阶倾斜的面；（4 4）台阶坡顶线：为台阶上部平盘与台阶坡面的交线；）台阶坡顶线：为台阶上部平盘与台阶坡面的交线；（5 5）台阶坡底线：为台阶下部平盘与台阶坡面的交线；）台阶坡底线：为台阶下部平盘与台阶坡面的交线；二、常用基本术语二、常用基本术语二、常用基本术语二、常用基本术语 （6 6）台阶坡面角（）台阶坡面角（）：）：为台阶坡面与台阶下部平盘水平面为台阶坡面与台阶下部平盘水平面

10、之间之间 的夹角；的夹角；（7 7）台阶高度：台阶上部平盘与下部平盘之间的垂直距离。）台阶高度：台阶上部平盘与下部平盘之间的垂直距离。台阶的命名通常是以该台阶的下部平盘（装运设备站立平台阶的命名通常是以该台阶的下部平盘（装运设备站立平盘）的标高来表示。如图盘）的标高来表示。如图1 12 2所示。所示。图11 台阶构成要素 图12 台阶的开采和命名1台阶上部平盘；2台阶下部平盘；3台阶坡面4台阶坡顶；5台阶坡底线；台阶坡面角；h台阶高度 露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和称为露天露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和称为露天矿场。矿场。开采时，将工作台阶划分成若干条带逐条带顺次开采，

11、每开采时，将工作台阶划分成若干条带逐条带顺次开采，每一条带叫采掘带。一条带叫采掘带。由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的四周表面称为非工作帮或最终边坡（图矿场的四周表面称为非工作帮或最终边坡（图1 13 3中的中的ACAC、BFBF）。）。位于矿体下盘一侧的边帮叫底帮，位于矿体上盘的一侧位于矿体下盘一侧的边帮叫底帮，位于矿体上盘的一侧的边帮叫顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫端帮。的边帮叫顶帮，位于矿体走向两端的边帮叫端帮。正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫工正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫工作帮（图作

12、帮（图1 13 3的的DFDF）。）。通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫非工作帮坡面或最终帮坡面（坡底线所作的假想斜面叫非工作帮坡面或最终帮坡面（图图1 13 3的的AGAG、BHBH）。）。最终帮坡面与水平面的夹角叫最终帮（边）最终帮坡面与水平面的夹角叫最终帮（边）坡角。坡角。通过工作帮最上一个台阶的坡底线与最下一个台阶的坡通过工作帮最上一个台阶的坡底线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫工作帮坡面。（图底线所作的假想斜面叫工作帮坡面。（图1 13 3中中DEDE）。）。工工作帮坡面与水平面之间的夹角叫工作

13、帮坡角。作帮坡面与水平面之间的夹角叫工作帮坡角。最终帮坡面与地表的交线为露天矿的最终境界线。最终最终帮坡面与地表的交线为露天矿的最终境界线。最终帮坡面与露天矿场底平面的交线为底部周界。上部最终境界帮坡面与露天矿场底平面的交线为底部周界。上部最终境界线与下部最终境界线所在水平的垂直距离为露天矿场的最终线与下部最终境界线所在水平的垂直距离为露天矿场的最终深度。深度。非工作帮上的平台，按用途分为安全平台、运输平台和清非工作帮上的平台，按用途分为安全平台、运输平台和清扫平台。扫平台。为了采出矿石，一般需要剥离大量的岩石，采出一吨矿为了采出矿石，一般需要剥离大量的岩石，采出一吨矿 石所需剥离的岩石量叫剥

14、采比，其单位可用米石所需剥离的岩石量叫剥采比，其单位可用米3/3/米米3 3、吨、吨/吨等吨等表示。表示。开拓是指建立地表与露天采场各生产水平及各水平之间的开拓是指建立地表与露天采场各生产水平及各水平之间的运输通路。运输通路。第二节第二节 露天开采境界确定露天开采境界确定 一、剥采比一、剥采比1 1、平均剥采比（、平均剥采比（、平均剥采比（、平均剥采比（图图图图1 14 a4 a）是指露天开采境界内总的岩石量与总是指露天开采境界内总的岩石量与总是指露天开采境界内总的岩石量与总是指露天开采境界内总的岩石量与总矿石量之比，即：矿石量之比，即：矿石量之比，即：矿石量之比，即：（1 11 1）式中式中

15、式中式中 n np p平均剥采比，平均剥采比，平均剥采比，平均剥采比，米米米米3 3米米米米3 3或吨或吨或吨或吨/吨吨吨吨 米米米米3 3吨；吨；吨；吨；VVp p境界内总岩石量境界内总岩石量境界内总岩石量境界内总岩石量，米，米，米，米3 3或吨；或吨；或吨；或吨；AAp p境界总矿石量，境界总矿石量，境界总矿石量，境界总矿石量，米米米米3 3或吨。或吨。或吨。或吨。pppAVn=2、分层剥采比（图14 b）是指境界内某一水平分层的岩石量与矿石量之比，即：（12）式中 nf分层剥采比；Vf水平分层岩石量，米3或吨；Af境界内水平分层的矿石量，米3或吨。3、生产剥采比（图14 c）是指露天矿某

16、一生产时期内所剥岩石量与所采矿石量之比，即 （13）式中 ns境界剥采比，米3米3或吨/吨、米3吨；Vs某一生产时期内所剥岩石量，米3或吨；As某一生产时期内采出矿石量，米3或吨。图 14 各种剥采比 a平均剥采比；b分层剥采比；c生产剥采比；d境界剥采比 4 4、境界剥采比（、境界剥采比（图图1 14 d4 d）是指露天开采境界增加单位是指露天开采境界增加单位深度后引起岩石增量与矿石增量之比。深度后引起岩石增量与矿石增量之比。（1 14 4）式中式中 n nj j境界剥采比，米境界剥采比，米3 3米米3 3或吨或吨/吨、吨、米米3 3吨；吨；VV境界延伸后所增加的剥岩量，米境界延伸后所增加的

17、剥岩量，米3 3或吨；或吨；AA境界延深后所增加的矿石量，米境界延深后所增加的矿石量，米3 3或。或。5 5、经济合理剥采比、经济合理剥采比n njHjH，指经济上允许的最大剥岩量与可指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比。采矿量之比。1 1、原矿成本比较法、原矿成本比较法、原矿成本比较法、原矿成本比较法 以原矿作为计算基础，使露天采出原矿成本等于地下采出以原矿作为计算基础，使露天采出原矿成本等于地下采出以原矿作为计算基础，使露天采出原矿成本等于地下采出以原矿作为计算基础，使露天采出原矿成本等于地下采出原矿成本，露天开采矿石成本如下式：原矿成本，露天开采矿石成本如下式：原矿成本，露天开采矿石成

18、本如下式：原矿成本，露天开采矿石成本如下式：C CL Laanb nb （1 15 5）式中式中式中式中 C CL L露天开采的原矿成本，元米露天开采的原矿成本，元米露天开采的原矿成本，元米露天开采的原矿成本，元米3 3 a a露天开采纯原矿成本，元米露天开采纯原矿成本，元米露天开采纯原矿成本，元米露天开采纯原矿成本，元米3 3 b b露天开采的剥离成本，元米露天开采的剥离成本，元米露天开采的剥离成本，元米露天开采的剥离成本，元米3 3 矿石容量，吨米矿石容量，吨米矿石容量，吨米矿石容量，吨米3 3 n n剥采比，米剥采比，米剥采比，米剥采比，米3 3米米米米3 3 使露天开采原矿成本不超过地

19、下开采成本，即：使露天开采原矿成本不超过地下开采成本，即：使露天开采原矿成本不超过地下开采成本，即：使露天开采原矿成本不超过地下开采成本，即：aanbnbCCD D （1 16 6）式中式中式中式中 C CDD 地下开采的原矿成本，元吨。地下开采的原矿成本，元吨。地下开采的原矿成本，元吨。地下开采的原矿成本，元吨。二、经济合理剥采比的确定二、经济合理剥采比的确定二、经济合理剥采比的确定二、经济合理剥采比的确定 满足上式的最大剥采比，就是经济合理剥采比满足上式的最大剥采比，就是经济合理剥采比njHnjH：米米3 3米米3 3 （1 17 7）上式是矿山设计中常用的一个基本公式，式中要求数据上式是

20、矿山设计中常用的一个基本公式，式中要求数据 少，数据来源比较方便，但它没有考虑露天开采与地下开采在少，数据来源比较方便，但它没有考虑露天开采与地下开采在矿石损失与贫化方面的差别。矿石损失与贫化方面的差别。2 2、金属成本比较法、金属成本比较法 这种方法是用选矿或冶炼后金属产品量作为计算基础，其这种方法是用选矿或冶炼后金属产品量作为计算基础，其关系式如下：关系式如下：（1 18 8）DDL L、DDDD分别是露天开采和地下开采时每吨原矿分摊的采分别是露天开采和地下开采时每吨原矿分摊的采矿、选矿、冶炼生产成本（露天开采不包括剥离成本），元矿、选矿、冶炼生产成本（露天开采不包括剥离成本），元吨；吨；

21、DDL L、DDDD分别是露天开采和地下开采时每吨原矿分摊的分别是露天开采和地下开采时每吨原矿分摊的采矿、选矿、冶炼生产成本（露天开采不包括剥离成本），采矿、选矿、冶炼生产成本（露天开采不包括剥离成本），元吨；元吨；K KL L、K KDD分别是露天开采与地下开采时每吨原矿的金属分别是露天开采与地下开采时每吨原矿的金属产出率，吨吨；产出率，吨吨；n n 剥采比剥采比，米，米3 3米米3 3；b b 剥离成本，元米剥离成本，元米3 3；矿石容量，吨矿石容量，吨米米3 3。经济合理剥采比为经济合理剥采比为 （1 19 9）公式（公式（1 19 9）计算时考虑到露天开采与地下开采在贫化）计算时考虑到

22、露天开采与地下开采在贫化率上的差别，但仍没有考虑两者在工业矿石在回收率方面的率上的差别，但仍没有考虑两者在工业矿石在回收率方面的差别，此计算方法数据来源较困难。差别，此计算方法数据来源较困难。3 3、储量盈利比较法、储量盈利比较法这种方法是以矿石工业储量做为计算基础，使露天开采矿石这种方法是以矿石工业储量做为计算基础，使露天开采矿石盈利等于地下开采矿石盈利。其关系式为：盈利等于地下开采矿石盈利。其关系式为：矿石容量，吨米矿石容量，吨米3 3；n n 剥采比，剥采比，米米3 3米米3 3；b b 剥离成本，元米剥离成本，元米3 3；U UL L、U UDD 分别为露天开采和地下开采时每吨工业储量

23、矿分别为露天开采和地下开采时每吨工业储量矿石所获盈利，元吨。石所获盈利，元吨。其经济合理剥采比：其经济合理剥采比：（1 11010）4 4、矿床只用露天开采的价格法、矿床只用露天开采的价格法若原矿的售价若原矿的售价为为P P0 0，则有：则有：aanbPnbP0 0 经济合理剥采比为：经济合理剥采比为：（1 11111）露天开采境界的延深，可获得较多的矿量，但相应要增加露天开采境界的延深，可获得较多的矿量，但相应要增加露天开采境界的延深，可获得较多的矿量，但相应要增加露天开采境界的延深，可获得较多的矿量，但相应要增加较大的剥岩量。开采境界的确定，实际上是对剥采比的控制，较大的剥岩量。开采境界的

24、确定，实际上是对剥采比的控制，较大的剥岩量。开采境界的确定，实际上是对剥采比的控制，较大的剥岩量。开采境界的确定，实际上是对剥采比的控制，使之不超过经济合理剥采比。使之不超过经济合理剥采比。使之不超过经济合理剥采比。使之不超过经济合理剥采比。1 1、境界剥采比不大于经济合理剥采比、境界剥采比不大于经济合理剥采比、境界剥采比不大于经济合理剥采比、境界剥采比不大于经济合理剥采比（1 1）露天）露天）露天）露天地下联合开采矿床地下联合开采矿床地下联合开采矿床地下联合开采矿床 临近露天开采境界那层矿岩，临近露天开采境界那层矿岩，临近露天开采境界那层矿岩，临近露天开采境界那层矿岩，要露采成本低于地采成本

25、境界可以向下沿深，当两者成本相要露采成本低于地采成本，境界可以向下沿深，当两者成本相要露采成本低于地采成本，境界可以向下沿深，当两者成本相要露采成本低于地采成本，境界可以向下沿深，当两者成本相等时作为露采极限。此时：等时作为露采极限。此时：等时作为露采极限。此时：等时作为露采极限。此时：AaAaVbVbACACDD （C CD D a a）（）（）（）（1 11212）式中式中式中式中VV露天开采境延深后所增加岩石量，米露天开采境延深后所增加岩石量，米露天开采境延深后所增加岩石量，米露天开采境延深后所增加岩石量，米3 3；AA露天开采境延深后所增加矿石量，露天开采境延深后所增加矿石量，露天开

26、采境延深后所增加矿石量，露天开采境延深后所增加矿石量，米米米米3 3；三、确定露天开采境界原则三、确定露天开采境界原则三、确定露天开采境界原则三、确定露天开采境界原则b 其余符号意义同前。等式的左端为境界剥采比，右端为经其余符号意义同前。等式的左端为境界剥采比，右端为经济合理剥采比，即：济合理剥采比，即：（1 11313）如果矿床是露天、地下联合开采，此时开采全矿床的总经如果矿床是露天、地下联合开采，此时开采全矿床的总经济效益（成本或盈利）最佳。济效益（成本或盈利）最佳。图 15 原则的最初含义 （2 2）采用单一露天开采，因露天开采至临近境界那一层）采用单一露天开采，因露天开采至临近境界那一

27、层面时，若开采矿石盈利为零，则上部开采均盈利，而向下继续面时，若开采矿石盈利为零，则上部开采均盈利，而向下继续开采则亏损，故开采到境界剥采比等于经济合理剥采比时，其开采则亏损，故开采到境界剥采比等于经济合理剥采比时，其全矿床开采盈利最佳。全矿床开采盈利最佳。以上结论，可通过严密的推导而获得，此处从略。此原则以上结论，可通过严密的推导而获得，此处从略。此原则在设计中普遍得到应用。在设计中普遍得到应用。2 2、其它原则、其它原则此外尚有平均剥采比不大于经济合理剥采比、生产剥采比此外尚有平均剥采比不大于经济合理剥采比、生产剥采比不大于经济合理剥采比原则确定露天开采境界，但因前者经济不大于经济合理剥采

28、比原则确定露天开采境界，但因前者经济效果欠佳，后者又难以实现，故在实践中极少采用。效果欠佳，后者又难以实现，故在实践中极少采用。（一）长露天矿境界剥采比的计算（一）长露天矿境界剥采比的计算（一）长露天矿境界剥采比的计算（一）长露天矿境界剥采比的计算1 1、面积比法、面积比法、面积比法、面积比法走向长的露天矿，常用横断图应用面积比法计算境界剥采比走向长的露天矿，常用横断图应用面积比法计算境界剥采比走向长的露天矿，常用横断图应用面积比法计算境界剥采比走向长的露天矿，常用横断图应用面积比法计算境界剥采比（图（图（图（图1 16 6），深度），深度），深度），深度HH时的境界剥采比为：时的境界剥采比为

29、时的境界剥采比为：时的境界剥采比为：图 16 计算nj的面积比法 图 17 线段比法的原理四、境界剥采比的计算方法四、境界剥采比的计算方法四、境界剥采比的计算方法四、境界剥采比的计算方法2 2、线段比法、线段比法上面的面积比法需要用求积仪求算面积，工作很繁琐。上面的面积比法需要用求积仪求算面积，工作很繁琐。为了简化计算，可用线段比为了简化计算，可用线段比法。法。图图1 17 7是表示一平坦规则矿是表示一平坦规则矿体，其水平厚度为体，其水平厚度为mm，倾角倾角，顶帮边帮角顶帮边帮角为为，底帮边坡角底帮边坡角为为。abcdabcd是采是采深深H H的境界的境界，a1b1c1d1a1b1c1d1为

30、深度为深度H H H H的境的境界；界；agag和和dhdh为为cc1cc1的平行线。为了计算境界剥采比，需分别的平行线。为了计算境界剥采比，需分别计算四边形计算四边形b1c1cbb1c1cb、aa1b1baa1b1b及及d1dcc1d1dcc1的面积的面积 A A、V1V1及及 V2V2。根据几何关系有：根据几何关系有：A AmHmH V1 V1 abeabe a1b1ea1b1e 1/2H(ctg1/2H(ctgctgctg)H)H1/2(H1/2(H H)(H)(ctgctg ctgctg)(H)(H H)H)（ctgctg ctgctg）HHHH1/21/2（ctgctg ctgH2c

31、tgH2 V2 V2 dfcdfc d1c1f d1c1f （ctgctg ctgctg）HHHH1/21/2（ctgctg ctgctg）H2H2境界剥采比：境界剥采比：=当当 H H0 0时，则：时，则：N Nj j （ctgctg ctgctg）H H（ctgctg ctgctg）H H mm （aeaefdfd）bcbc（gbgbchch）bc bc （1 11414）这就是说，境界剥采比这就是说，境界剥采比n nj j可以用（可以用（gbgbchch）与）与bcbc线段的线段的比值来计算。比值来计算。图 18 确定nj的线段比法 以上是以简单理想矿体为计算基础，若矿体复杂些如图1 8

32、境界剥采比的计算步骤如下：首要确定露天矿底的延深方向，也就是将本水平露天矿底的坡底线与上水平的下盘坡底线相连，得CC0。以此为基准线，依次从a、e、f、g、h、d作CC0的平行线，交bc的延长线于a1 1、e1 1、f1 1、g1 1、h1 1、d1 1。这时，深度H的境界剥采比：（115）（二）短露天矿境界剥采比的计算（二）短露天矿境界剥采比的计算对于走向短的露天矿，为考虑端帮岩石量的影响，需用对于走向短的露天矿，为考虑端帮岩石量的影响，需用平面图来计算境界剥采比。平面图来计算境界剥采比。图图1 19 9 平面图法的原理平面图法的原理 图图1 110 10 求求n nj j 的平面图法的平

33、面图法以图以图1 19 9说明短露天矿计算境界剥采比的原理。图中假说明短露天矿计算境界剥采比的原理。图中假设有一垂直柱状矿体，其水平截面积为设有一垂直柱状矿体，其水平截面积为S S2 2。若露天矿采深若露天矿采深H H时时的底平面的底平面DD恰好是矿体的水平截面，地表周界恰好是矿体的水平截面，地表周界L L在在xyxy平面上的平面上的投影响积为投影响积为S S1 1。在深度在深度H HH H处仍以底平面为处仍以底平面为S S2 2，此境此境界与地表交线界与地表交线为为L L，在，在xyxy平面上的投影面积为平面上的投影面积为S S1 1，根根据推导，据推导，H H深时的境界剥采比为：深时的境界

34、剥采比为：（1 11616）上面的计算是以理想矿体为基础。，一般情况如图上面的计算是以理想矿体为基础。，一般情况如图1 11010所示，所示，（1 11717）（一）确定露天矿最小底宽（一）确定露天矿最小底宽（一）确定露天矿最小底宽（一）确定露天矿最小底宽露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。目前我国露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。目前我国露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。目前我国露天矿最小底宽应满足采装运输设备的要求。目前我国绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输

35、最小绝大多数矿山以自卸汽车运输为主，故只介绍汽车运输最小底宽的计算。若采用折反式调车，则：底宽的计算。若采用折反式调车，则：底宽的计算。若采用折反式调车，则：底宽的计算。若采用折反式调车，则：BminBminBminBminRcminRcminRcminRcmin0.5bc0.5bc0.5bc0.5bc2e2e2e2e0.5 0.5 0.5 0.5 lc lc lc lc （1 1 1 118181818）式中式中式中式中 RcminRcminRcminRcmin汽车最小转变半径；米；汽车最小转变半径；米；汽车最小转变半径；米；汽车最小转变半径；米；BcBcBcBc汽车宽度，米；汽车宽度，米；

36、汽车宽度，米；汽车宽度，米；e e e e汽车距边坡的安全距离，米；汽车距边坡的安全距离，米；汽车距边坡的安全距离，米；汽车距边坡的安全距离，米；lclclclc汽车长度，米。汽车长度，米。汽车长度，米。汽车长度，米。若采用回返式调车，则：若采用回返式调车，则：若采用回返式调车，则：若采用回返式调车，则：BminBminBminBmin2 2 2 2（RcminRcminRcminRcmin0.5bc0.5bc0.5bc0.5bce e e e）（）（）（）（1 1 1 119191919）在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面在确定开

37、采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面在确定开采境界时，若矿体厚度小于最小底宽，底平面按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体按最小底宽绘制；若矿体厚度大于最小底宽不多，则以矿体厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿厚度为最低水平底宽；若矿体宽度远大于最小底宽，露天矿底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量

38、最小确定之。底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。底的位置主要以境界内可采矿量尽量大而剥岩量最小确定之。五、露天开采境界的确定方法五、露天开采境界的确定方法五、露天开采境界的确定方法五、露天开采境界的确定方法（二）选取露天矿边坡角（二）选取露天矿边坡角最终边坡角的选取，对剥岩量影响很大。在保证边坡稳定最终边坡角的选取，对剥岩量影响很大。在保证边坡稳定的前提下，边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边的前提下，边坡角的选取一般按类似已进行开采矿山实用的边坡角选取。类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的坡角选取。类比法边坡角的选取应满足安全条件和技术条件的最小边坡角值。最

39、小边坡角值。（三）确定露天开采深度（三）确定露天开采深度1 1、长露天矿开采深度的确定、长露天矿开采深度的确定露天矿走向长度大时，首先在各地质横断面图上初定开采露天矿走向长度大时，首先在各地质横断面图上初定开采深度，然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。深度，然后再用纵断面图调整露天矿底部标高。（1 1）在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。）在各地质横断面图上初步确定露天开采深度。首先，在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案首先，在横剖面图上作出若干个深度的开采境界方案（图图1 11111）。依据前面选定的最小底宽和边坡角，绘制开采境界）。依据前面选定的最小底宽和边坡角，绘制开采境界图。图

40、其次，针对各开采深度方案，用面积比法或线段比法计算其次，针对各开采深度方案，用面积比法或线段比法计算其境界剥采比。其境界剥采比。最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，与最后将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，与经济合理剥采比的水平线的交点深度，就是所要求的开采深度。经济合理剥采比的水平线的交点深度，就是所要求的开采深度。图 111 长露天矿开采深度的确定 图112 厚矿体的无剥离开采 H1最初确定的开采深度；H2无剥离开采的深度 H3最终的露天开采深度 至此，完成了一个地质横断面图上露天开采理论深度的确定。按同样的方法，可将露天矿床范围内所有横断面图上的理论深度都确定下来。

41、应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的位置不易确定，有时按矿体厚度而不是最小底宽作图（图位置不易确定，有时按矿体厚度而不是最小底宽作图（图1 112 12），然后继续向下无剥岩采矿，直至最小底宽为止。开），然后继续向下无剥岩采矿，直至最小底宽为止。开采深度应是最初确定深度与无剥离开采深度之和。采深度应是最初确定深度与无剥离开采深度之和。（2 2）在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。）在地质纵断面图上调整露天矿底部标高。在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度后，由于各剖面的矿体厚度和地形变化不等，所得开采深度后，由于各剖面的矿

42、体厚度和地形变化不等，所得开采深度也不一。将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接也不一。将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各点，得出一条不规则的折线（各点，得出一条不规则的折线（图图1 11313中的虚线）。中的虚线）。图 1 13 在地质纵断面图上调整露天矿底平面标高 矿体界线；-调整前的开采深度；_ 调整后的开采深度 为了便于开采和布置运输线路，露天矿的底平面宜调整至为了便于开采和布置运输线路，露天矿的底平面宜调整至同一标高。当矿体埋藏深度沿走向变化较大，而且长度又允许同一标高。当矿体埋藏深度沿走向变化较大，而且长度又允许时，其底平面可调整成阶梯状。调整的原则是，使少采出的

43、矿时，其底平面可调整成阶梯状。调整的原则是，使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本均衡；并让剥采比尽可能小。图石量与多采出的矿石量基本均衡；并让剥采比尽可能小。图1 11414的实线便是调整后的设计深度。的实线便是调整后的设计深度。图 114 在地质纵剖面图上调整露天底平面标高2 2、短露天矿开采深度的确定、短露天矿开采深度的确定 图 115 短露天矿开采深度的确定a平面图；b第勘探线剖面图；c11辅助剖面图 对于走向短的露天矿，需要充分考虑端帮剥离岩石量的影响。在确定开采深度时，用平面图把露天矿作为一个整体来考虑，其具体步骤如下：（1）根据矿体形状和己确定的经济合理剥采比，选定几个可能的深度方

44、案H1、H2、H3等；（2）针对每一个深度方案，在相应的分层平面图上，按选定的最小底宽并参照矿体形状，绘出该水平的底部周界D（图115a）；（3 3）在同一分层平面图上，进一步确定露天矿地表周界）在同一分层平面图上，进一步确定露天矿地表周界L L及边坡上矿岩接触线的垂直投影在各横剖面图及纵剖面图上，及边坡上矿岩接触线的垂直投影在各横剖面图及纵剖面图上，按选定的边坡角作边坡线（图按选定的边坡角作边坡线（图1 115b15b），），找出每条边坡线与地找出每条边坡线与地形及矿岩接触线交点，然后投影到分层平面图上（图上的形及矿岩接触线交点，然后投影到分层平面图上（图上的a a、b b、c c、f f点

45、在没有剖面的地方，则在分层平面图上，选有代表点）。在没有剖面的地方，则在分层平面图上，选有代表性的各点作垂直于底部周界的辅助剖面（图性的各点作垂直于底部周界的辅助剖面（图1 115c15c的的1 111），），然后在辅助剖面图上绘出边坡线，找出它与地形线及矿岩接触然后在辅助剖面图上绘出边坡线，找出它与地形线及矿岩接触线的交点，再投影到分层平面图上。最后，将上述横剖面、纵线的交点，再投影到分层平面图上。最后，将上述横剖面、纵剖面、辅助剖面的投影点连接，即得露天矿地表周界和边坡面剖面、辅助剖面的投影点连接，即得露天矿地表周界和边坡面上矿岩接触线的垂直投影；上矿岩接触线的垂直投影；（4 4）按平

46、面图法计算各深度方案的境界剥采比）按平面图法计算各深度方案的境界剥采比n nj.1、n nj.2、n nj.3、；（5 5）绘制境界剥采比绘制境界剥采比n nj随深度随深度H H变化的关系曲线，在曲线变化的关系曲线，在曲线上找出境界剥采比上找出境界剥采比n nj等于绍济合理剥采比等于绍济合理剥采比n njh的深度。这一深度的深度。这一深度就是露天矿的合理开采深度。就是露天矿的合理开采深度。（四）绘制露天矿底部周界（四）绘制露天矿底部周界 无论是长露天矿还是短露天矿，调整后的开采深度往往不无论是长露天矿还是短露天矿，调整后的开采深度往往不再是最初方案的深度，需要重新绘制底部周界，如图再是最初方案

47、的深度，需要重新绘制底部周界，如图1 11616所所示，其步骤为：示，其步骤为：图 116 底部周界的确定 剖面线；-理论周界；最终设计周界（1 1）按调整后的露天开采深度，绘制该水平的地质分层）按调整后的露天开采深度，绘制该水平的地质分层平面图；平面图；（2 2）在各横剖面、纵剖面、辅助剖面图上，按所确定的）在各横剖面、纵剖面、辅助剖面图上，按所确定的露天开采深度绘出境界；露天开采深度绘出境界；（3 3）将各剖面图上露天矿底部周界投影到分层平面图上，）将各剖面图上露天矿底部周界投影到分层平面图上，连接各点，得出理论上的底部周界（图连接各点，得出理论上的底部周界（图1 11616上的虚线）；上

48、的虚线）；（4 4）为了便于采掘运输，初步得出的理论周界，尚需进）为了便于采掘运输，初步得出的理论周界，尚需进一步修整，修整的原则是：一步修整，修整的原则是：底部周界要尽量平直，弯曲部分要满足运输设备底部周界要尽量平直，弯曲部分要满足运输设备 对曲率半径的要求；对曲率半径的要求；露天矿底的长度应满足运输线路的要求，特别是采露天矿底的长度应满足运输线路的要求，特别是采 用铁路运输的矿山，其长度要保证列车正常出入工作面。用铁路运输的矿山，其长度要保证列车正常出入工作面。这样得出的底部周界，就是最终的设计周界，如图这样得出的底部周界，就是最终的设计周界，如图1 11616的实线所示。的实线所示。（五

49、绘制露天矿开采终了平面（五）绘制露天矿开采终了平面 露天矿开采终了平面图的绘制方法是：露天矿开采终了平面图的绘制方法是：（1 1）将上述露天矿底部周界绘在透明纸上。）将上述露天矿底部周界绘在透明纸上。（2 2）将透明纸覆于地形图上，然后按边坡组成）将透明纸覆于地形图上，然后按边坡组成要素，从底部周界开始，由里向外依次给出各个台阶要素，从底部周界开始，由里向外依次给出各个台阶的坡底线（的坡底线（图图1 11717）。很明显，露天矿深部各台阶）。很明显，露天矿深部各台阶的坡底线在平面图上是闭合的，而处在地表以上的则的坡底线在平面图上是闭合的，而处在地表以上的则不能闭合，但要便其末端与相同标高的地

50、形等高线密不能闭合，但要便其末端与相同标高的地形等高线密接。接。（3 3）在图上布置开拓运输线路。）在图上布置开拓运输线路。（4 4）从底部周界开始，由里向外依次绘出各个）从底部周界开始，由里向外依次绘出各个台阶的坡面和平台。绘制时，要注意倾斜运输道和各台阶的坡面和平台。绘制时，要注意倾斜运输道和各台阶的连接。在圈定各个水平时，应经常用地质横、台阶的连接。在圈定各个水平时，应经常用地质横、纵剖面图和分层平面图校核矿体边界，以使在圈定的纵剖面图和分层平面图校核矿体边界，以使在圈定的范围内矿石量多而剥岩量少。此外，各水平的周界还范围内矿石量多而剥岩量少。此外，各水平的周界还要满足运输工作的要求。要