【采矿课件】16露天开采境界.pdf
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1、第十六章第十六章 露天开采境界露天开采境界16.1概述1 课程的名称及内容;2 学习方法;3 露天矿设计应遵循的原则;4 各种剥采比的概念。1 课程的名称及内容:(1)名称-露天采矿学发展情况:50 年代:露天采矿工艺矿山工程(剥离及掘沟)设计原理 60 年代:露天采矿工艺开拓开采设计原理现代:工艺及工艺系统剥采程序设计原理(2)内容:工艺-研究个别工艺环节的特点、工艺方法、适用条件及能力计算。工艺系统-研究各环节之间的配合,及构成可行的生产系统。剥离程序-研究剥离和采矿时间和空间上关系设计原理-除了研究剥离和采矿在时间和空间上的关系外,还要研究它们之间的数值的制约关系。并把矿山与经济效益结合
2、起来。以求得最佳设计,初步设计的方法步骤以及资料的处理。2 学习方法:预习;听讲;复习;习题。(工作前的预演,设计前的准备)3 露天矿设计应延续的原则:(1)具体情况具体分析解决。(多种情况)(2)经济效果为主,劳动生产力的效率为辅。(劳动力便宜的情况下)4 各种剥采比的概念npvp(m3/T)(1)平均剥采比:从露天境界内,采出的岩量与以采出的矿量之比。设:nl-原矿采出系数;-有用矿物采出系数;-岩石的混入率;nl=(1+)nk(2)境界剥采比:vkpk露天矿保持最终帮坡角延伸单位深度时增加的采出岩量与矿量之比。nkvk pk(1l)pkl境界剥采比随工程的延伸不断的变化并且一般是在增大。
3、(3)边邦境界剥采比:露天矿保持最终帮坡角不变延伸单位深度时,从其一邦增加采出的岩量与其矿量之比。nkAvkApkAnkBvkBpkBnT(4)生产剥采比:vTpT露天矿以其最大帮坡角生产时,延伸单位深度时增加的采出的岩量与其矿量之比(最大帮坡角=最小平盘宽度)。nT max(5)最大生产时期的剥采比:最大生产时期的平均剥采比v2p2n0(6)初始剥采比:矿量之比。v0p1 p2 p3由其基建时期支付的剥离量与其境界内采出的(7)经济剥采比:由经济因素确定的最大合理剥采比。它以国家的方针政策、经级状况而不能,至少限制露天成本等于井工成本cl-露天成本;cD-井工成本;cl cDa-露天纯采矿成
4、本;b-露天纯剥离成本;njcDabcl a njb c0当露天开采矿石成本等于地下成本时,得到的最大剥采比称为露天开采经济合理剥采比。1-2 露天开采境界及其煤田的划分1 露天开采境界及其确定境界的重要性(意义、目的)。2 煤田的划分:(影响煤田划分的因素)1 露天开采境界及其确定境界的重要性(1)露天开采境界:(1)露天矿底周界;(2)地表境界;(3)合理开采深度;(4)最终帮坡角。(它们的约束因素)反映露天矿的几何形状、轮廓。地表境界底周界(2)确定境界的重要性 直接影响着露天矿的规模、露天矿的基建工程量、基建投资。影响露天矿的服务年限(包括投产、达产),影响着露天矿的成本、赢利劳动生产
5、率、有用矿物的合理利用、设备的选型及其配套等。境界的确定是在煤田划分的基础上确定的。2 影响煤田划分的因素:(1)无限煤田范围广、储量大的煤田。(例:阜新煤田、义马煤田、抚顺煤田)(2)影响煤田划分的因素:自然条件、地形、地物(河流山川、草原、牧场、农田、城市、居民、断层等)。霍林河煤田划分情况:霍林河煤田分区情况十七煤层南区中区北区松软中硬义马露天矿北露天陇海铁路南露天地质剥采比影响煤田的划分:土煤砂煤每个钻孔都有一个地质剥采比地质剥采比等直线图把各个钻孔(有相同的地质剥采比)连接起来而绘成的图形。划分煤田后,境界剥采比不能太大,应满足经济效果的要求。勘探程度影响煤田的划分:勘探程度对矿床地
6、质了解的清楚程度,为了达到清楚准确,分为三级:A 级 B 级 C 级(红色)(蓝色)(黄色)最清楚次之最次、设计时,煤层露天部分至少是 A 级,如不是 A 级称露头控制不足,需要重新勘探。对于露天开采设计这一点是很重要的,必须弄清楚勘探不清楚勘探清楚煤层露头矿床赋存情况及矿岩物理力学性质影响煤田的划分煤层底板等高线的影响缓倾坚硬松软坚硬矿岩物理力学性质的影响#适合轮斗胶带,#适合单斗铁道生产能力影响煤田的划分划分验算能否满足生产能力的要求,如果不满足需进行调整总平面布置(反映着采场、排土场、工业广场、地面设施的相互位置及其关系)影响煤田的划分。影响煤田划分的因素很多,在划分时不要划分的太零碎,
7、要考虑生产能力,资源的利用等。16-3 确定露天开采境界的原则及理论基础露天矿不同的境界有不同的投资经济效果,确定境界应以投资的经济效果最优为原则。衡量露天矿的经济指标:成本,盈利,劳动成产率,投资回收期等。综合上述指标确定境界较复杂,一般以其一目标为确定原则。以某一境界露天矿开采的合理性为辅助原则。1 nk=nj的原则及其理论基础;2 np=nj的原则及其理论基础;3 nT=nj的原则及其理论基础;4 nT+no=nj的原则及其理论基础。以下推导 nl,n0=11 nk=nj的原则及其理论基础;理论基础:露天开采边界层的成本或盈利等于井工边界层的成本或盈利。b-露天剥离成本元/m3a-露天纯
8、采矿成本元/m3Cp-井工开矿成本元/m3;vkb pka pkcDvkcDapkbnk nj但本原则保证不了露天开采成本一定小于或等于井工开采的平均成本。所以引出 np=nj原则。2 np=nj的原则及理论基础:理论基础露天开采的平均成本或盈利等于井工开采的平均成本或盈利。vb pa cDpvcDapbnp nj3 nT=nj的原则及理论基础:理论基础露天开采的生产成本和盈利,等于井工开采的成本或盈利。本原则在考虑基建投资是不完善的,所以引出以下原则。vTb pTa pTcDvTpcDaTbnT nj4 nT+no=nj的原则及理论基础:理论基础把基础工程量的投资摊到生产成本中去。nTb n
9、0ba CpnTn0CDabnTn0 nj在常规设计时,一般以 np=nj为原则圈定露天开采境界,而用其它原则进行检验,因为 nk=nj的原则能满足成本最低、盈利最大。条件假设:地形平坦、规则倾斜矿体,露天、井工联合开采。联合开采成本最低,盈利最大设H-露天、井工开采总成本H f(H)12H mx0b2H(ctgctg)bm(H x0)(HDH)mCD H(ctgctg)bma mCD (ctgctg)b 0存在极小值 令 0H(ctgctg)bma mCD 0H(ctgctg)CDaMbnk nj得证SH f(H)设dcdDSH为露天井工开采的总赢利-露天采矿售价元/m3-井工采矿售价元/m
10、31SH mx0bH2(ctgctg)bm(H x0)(dla)m(HDH)(dDCD)2SH H(ctgctg)bm(dla)m(dDCD)SH(ctgctg)b 0SH 0H(ctgctg)bm(dla)m(dDCD)0H(ctgctg)dladDCDmbnk nj得证nk nj露天开采按1SHl f(H)mx0bH2(ctgctg)bm(H x0)(dla)2SHl(ctgctg)bm(dla)SHl(ctgctg)b 0SHl(ctgctg)bm(dla)0H(ctgctg)dlambnk nj得证第四节 经济合理剥采比的确定1 与井工相比较法2 按露天采煤售价法3 有附带矿场产品时n
11、j的确定nj4 按投资经济效果折旧成本分析确定1 与井工相比较法确定njCDnjCDabCl a njbCl CD-井工开采成本(元/m3)与露天矿 矿床地质赋予存条件相似的井工开采的成本3 a-纯采煤成本(元/m)b-纯剥离成本适应条件:矿石不贵重,且贫化损失不大时矿石贵重,且贫化损失较大时njnjCDab (m3/m3)(dLa)(dDCD)b (m3/m3)2 按露天采煤售价法,确定经济合理剥采比njdLab (m3/m3)nj3 有附带矿场产品时的确定CL a njbkSLdSL CD开采多种矿石时,确定经济合理剥采比是以一种矿石为主,其它矿石作为顺便采出,露天开采费用中可扣除顺便采出
12、矿石的收益.kSLdSL-顺便采出的矿石与主要矿物之比-附带矿石的售价元/m3CDakSLbSLbb (m3/m3)njCDankSLibSLinjbb (m3/m3)i14 按投资经济效果折旧成本分析确定nj投资:K 元 T 年 f 利息 年产量 APK(1 f)T AP(dLCL)1(1 f)(1 f)2(1 f)T1fK(1 f)T AP(dLCL)T(1 f)1Kf AP(dLCL)11(1 f)TKf1AP1T(1 f)CL dLAP1anjb dLAP1nj dLCLKf1T(1 f)Kf1T(1 f)dLaKf1bbAP1T(1 f)经济合理剥采比随着国家经济状况发生变化第五节
13、境界剥采比 nk的确定四种方法:1 面积比法 2 投影线段比法 1 2 3 是长露天矿境界剥采比的确定(4:1)3 边邦线段比法 4 矿体投影面积比法 4 是短露天境界剥采比的确定(4:1)1 面积比法:在断面图上,确定 H 以下深度的nknk,等于保持最终邦坡角不变,矿山工程由H H延深致 H 深度时,增加采出的岩 矿量面积之比露天矿底宽不等于矿床的底宽时露天矿底宽等于矿床底宽时露 天矿底板作底邦时2按形成线段比法:断面图上确定 H 深度狭的nknk,等于岩 矿沿着投影基线(延深方向)在水平面上的投影线段之比.Sv H(ctgctg)H HH(ctgctg)Sp m H11H2(ctgctg
14、)H(ctgctg)HH2(ctgctg)221H2(ctgctg)2nkSvH(ctgctg)SpmH 0nkH(ctgctg)m3 边邦线段比法在断面图上 H 深度狭的nknk,等于边邦上岩石线段与其边邦上矿石线段之比,根据线段比法:nkABBCABD BECnkABBDBCBE4矿体投影面积比法(1)首先要求算某深度的nk(2)在纵横断面图上找矿岩和其边邦的交点(地表)(3)以其各交点向+1000 水平作投影,将各相应的投影点连接起来,则得到岩矿投影面积令其 S 为其岩矿矿体投影影响面积Sp为其矿的投影影响面积nkS1Sp则:1.6 确定露天开采境界步骤及方法一倾斜 急倾斜矿床长露天矿开
15、采境界确定步骤及方法(一)底宽 (二)最终帮坡角(三)合理开采深度 (四)端邦的处理(五)底周界的圈定 (六)开采境界的确定及方法在确定境界前要首先定工艺类型、运轨类型、开拓、剥采程序等.然后分步进行(一)底宽以(1)保证人员设备的安全(2)保证矿山工程要求(3)经济合理的原则合理确定底宽1 单斗电铲、铁道运轨平装车Bmin 2Rk3eT hkctgRk-电铲运转半径 m,e-电铲车辆边邦之间安全距离 m,T-车辆宽度 m,hk-电铲卸载高度 m,台阶坡面角.2 铁道运轨上装车Bmin 2Rk2e2hkctg3 汽车运轨时(1)迴返时Bmin 2R 2ebc(2)折返时Bmin 2R2e0.5
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- 采矿课件 采矿 课件 16 露天开采 境界
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