第11講露天開(kāi)采境界

1、1. 內(nèi)容提要本節(jié)將介紹露天開(kāi)采境界的組成及影響因素，幾種常用剝采比的定義，確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法，境界剝采比的計(jì)算方法，確定露天開(kāi)采境界的常用原則，工程中確定露天開(kāi)采境界的基本方法和步驟。2. 概述露天開(kāi)采境界的組成及其影響因素 露天開(kāi)采境界的組成及其影響因素露天開(kāi)采境界是指露天礦開(kāi)采終了（或某一時(shí)期）所形成的采場(chǎng)空間邊界。它由露天采場(chǎng)的地表境界（可以理解為“邊界”）、底部境界和周?chē)吰陆M成。露天開(kāi)采境界設(shè)計(jì)就是要合理地確定露天礦的底部周界、最終邊坡和開(kāi)采深度。由于礦床埋藏條件不同，在確定礦床開(kāi)發(fā)方式時(shí)可能遇到下列三種情況： 礦床全部宜用地下開(kāi)采； 礦床上部宜用露天開(kāi)采而下部宜用地下開(kāi)采。

2、礦體延伸較深或覆蓋層厚度變化較大，只能用露天開(kāi)采方法開(kāi)采其部分儲(chǔ)量，仍有相當(dāng)大部分儲(chǔ)量需用地下開(kāi)采。 用露天開(kāi)采的礦床。屬這類(lèi)礦床的有：上部覆蓋巖層厚度不大，埋藏淺的水平或緩傾斜礦床；在圈定的境界外尚有少部分儲(chǔ)量，不值得再用地下開(kāi)采時(shí)，可擴(kuò)大開(kāi)采境界，將這部分儲(chǔ)量用露天法采出；在圈定的境界外尚有相當(dāng)大部分儲(chǔ)量暫不宜用地下開(kāi)采。對(duì)于后兩種情況，需要確定露天開(kāi)采的合理界限，即露天開(kāi)采境界。限定露天開(kāi)采境界的幾何要素有：露天礦底平面的位置和形狀、最終邊坡角及開(kāi)采深度。合理確定露天開(kāi)采境界極為重要。露天開(kāi)采境界的大小，將決定了露天礦的可開(kāi)采工業(yè)儲(chǔ)量和剝離巖石量，并將影響露天礦場(chǎng)內(nèi)的礦巖量、露天礦的生產(chǎn)

3、規(guī)模及服務(wù)年限、基建工程量、設(shè)備選型、勞動(dòng)定員、成本等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，合理確定露天開(kāi)采境界，是露天礦設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作，這不僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。影響露天開(kāi)采境界的因素很多，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面： 自然因素包括礦體埋藏條件（如，礦體的產(chǎn)狀，地質(zhì)構(gòu)造，礦石質(zhì)量及其變化情況等）、礦床勘探程度及儲(chǔ)量等級(jí)、礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件、礦區(qū)地形及地物分布情況（如，河流、地面建筑物及廠房）等。 經(jīng)濟(jì)因素包括礦石的質(zhì)量和價(jià)值、原礦和精礦成本及售價(jià)、礦石的損失與貧化、共生礦物的綜合利用、基建投資和建設(shè)期限，等。 技術(shù)組織因素主要是指露天開(kāi)采與地下開(kāi)采的技術(shù)水平

4、、裝備水平和發(fā)展趨勢(shì)，以及制約和促進(jìn)其應(yīng)用推廣的技術(shù)與組織條件。例如，克服地面障礙物的技術(shù)組織條件，開(kāi)采易燃、松軟、涌水大的礦床以及需要分采或高速開(kāi)采的礦床的技術(shù)組織條件，可以選用的開(kāi)拓運(yùn)輸及生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的技術(shù)組織條件等。 國(guó)家及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方針政策、環(huán)保、勞動(dòng)保護(hù)等。以上各種因素，對(duì)不同地區(qū)、不同礦床、不同開(kāi)采時(shí)期所起的作用是不同的。例如，地面構(gòu)筑物、河流等障礙物，在一般情況下是次要因素；但在由于受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制而不能遷移時(shí)，則將起決定性作用。因此，在露天開(kāi)采境界設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分掌握各影響因素的基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，全面分析和綜合考慮各種因素，分清主次關(guān)系，確定最優(yōu)境界。應(yīng)該指出，露天開(kāi)采

5、境界不是一成不變的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)礦石需求量的增加，以及露天開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效果的改善，原來(lái)設(shè)計(jì)的開(kāi)采境界常常要擴(kuò)大。例如，曾經(jīng)是我國(guó)最大的露天煤礦的撫順西露天煤礦，1924年設(shè)計(jì)的開(kāi)采深度為150m，1931年確定為350m，1955年的擴(kuò)建設(shè)計(jì)確定為450m。另一方面，當(dāng)所確定的露天開(kāi)采境界很大、服務(wù)年限過(guò)長(zhǎng)（如，超過(guò)30年），為提高前期的開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益，通常采用分期開(kāi)采，即先確定前期開(kāi)采的小境界，開(kāi)采數(shù)年后再逐漸過(guò)渡到最終的境界，因此要確定相應(yīng)的分期開(kāi)采境界。例如，我國(guó)大冶鐵礦東露天采場(chǎng)，原設(shè)計(jì)的一期開(kāi)采境界采用境界剝采比為8m3/m3圈定。境界上部尺寸（長(zhǎng)×寬）為2150m

6、×360m，深366m。一期開(kāi)采即將結(jié)束，目前正進(jìn)行二期擴(kuò)幫。二期境界按經(jīng)濟(jì)剝采比為12 m3/m3圈定。設(shè)計(jì)確定將尖山區(qū)原露天底標(biāo)高-96m水平延深到-168m水平，獅子山區(qū)原露天底標(biāo)高由-36m水平延深到-48m水平。二期境界上部尺寸（長(zhǎng)×寬）為2250m×l000m，深438m。擴(kuò)幫工作在南幫、北幫和東幫進(jìn)行。擴(kuò)幫工程量4500萬(wàn)噸，過(guò)渡期為5年。由此可見(jiàn)，露天開(kāi)采境界可分為分期境界和最終境界。3. 概述剝采比的定義 剝采比的定義露天開(kāi)采與地下開(kāi)采的重要區(qū)別之一，就是露天開(kāi)采除采出礦石外，還需剝離大量的巖石（亦即：露天礦采出礦石過(guò)程中必須剝離大量巖石）。如圖

7、7-1的地質(zhì)橫斷面圖所示，隨著露天開(kāi)采境界出abcd擴(kuò)大到時(shí)，可采的礦石量從A1增加到A1+A2，需要?jiǎng)冸x的巖石量也從V1增加到V1+V2。因此，露天開(kāi)采境界的確定，就與采出礦量和剝離量聯(lián)系在一起。剝離的巖石量與采出的礦石量之比稱為剝采比（亦可稱，每開(kāi)采單位礦石量所需剝離的巖石量），常用的單位是m3/m3、t/t。在露天礦開(kāi)采設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，常常采用各種不同含義的剝采比反映不同的開(kāi)采空間和/或開(kāi)采時(shí)間的剝采關(guān)系及其限度。 平均剝采比nP指露天開(kāi)采境界內(nèi)的巖石總量VP與礦石總量AP之比（圖1.6.1(a)），即： （m3/m3或t/t）平均剝采比反映露天礦的總體經(jīng)濟(jì)效果，在設(shè)計(jì)中常作為參照指標(biāo)，用

8、來(lái)衡量設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 分層剝采比nF指露天開(kāi)采境界內(nèi)某一水平分層的剝離巖石量VF與采出礦石量AF之比（圖1.6.1(b)）：盡管露天礦極少采用單一水平生產(chǎn)，但分層剝采比可以作為參照指標(biāo)用于理論分析。此外，分層礦巖量是計(jì)算平均剝采比和估算均衡生產(chǎn)剝采比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 生產(chǎn)剝采比nS指露天礦投產(chǎn)后某一生產(chǎn)時(shí)間的剝離巖石量VS與所采出礦石量AS之比（圖1.6.1(c)）：生產(chǎn)剝采比有許多衍生形式，可用來(lái)分析和反映露天礦生產(chǎn)中各種可能和剝采關(guān)系。在礦山生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)中，生產(chǎn)剝采比按年、季、月來(lái)計(jì)算。 境界剝采比nJ假若露天開(kāi)采境界的最終邊坡角和底部寬度固定不變，其深度由H-H延伸到H，境界內(nèi)的巖石增量和礦石量增

9、量分別記作V和A（圖1.6.1(d)），當(dāng)H0時(shí)，V和A之比的極限稱為深度H的境界剝采比，即。境界剝采比是指露天開(kāi)采境界增加單位深度所引起的巖石增量V與礦石增量A之比，是露天開(kāi)采境界的一種邊際值，在設(shè)計(jì)中常用于露天開(kāi)采境界的經(jīng)濟(jì)分析。 經(jīng)濟(jì)合理剝采比nJH指在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，露天開(kāi)采單位礦石量在經(jīng)濟(jì)上允許的最大剝巖量。經(jīng)濟(jì)合理剝采比在露天礦不具有具體的空間含義，需要通過(guò)技經(jīng)濟(jì)研究和分析后確定，因而是一個(gè)理論上許可的最大剝采比。經(jīng)濟(jì)合理剝采比是確定露天開(kāi)采境界的重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)，其計(jì)算方法和運(yùn)用方法都因礦床開(kāi)發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)不同而異。 儲(chǔ)量剝采比和原礦剝采比露天采礦過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生礦石損失與

10、貧化。礦石損失是指采出的礦石量少于地質(zhì)儲(chǔ)量的現(xiàn)象；礦石貧化是指由于采出的礦石中混入了部分巖石，導(dǎo)致采出礦石的品位低于地質(zhì)儲(chǔ)量品位的現(xiàn)象。因而，開(kāi)采境界內(nèi)的工業(yè)儲(chǔ)量與實(shí)際采出的原礦量之間有一差值，此差值的大小受回收率和貧化率影響。原礦是指實(shí)際采出的礦石產(chǎn)品，除采出的地質(zhì)儲(chǔ)量礦石外，里面也含有混入的巖石量。這種關(guān)系反映到剝采比中，就有儲(chǔ)量剝采比和原礦剝采比之分。儲(chǔ)量剝采比n是露天開(kāi)采境界內(nèi)依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告所計(jì)算的巖石量V0與礦石儲(chǔ)量A0之比，即： （m3/m3或t/t）原礦剝采比是同一范圍內(nèi)考慮開(kāi)采損失和貧化后實(shí)際采出的剝離巖石量（包括損失的那部分礦量）與采出原礦量（包括混入的廢石）之比，即 （m

11、3/m3或t/t）嚴(yán)格地說(shuō)，在設(shè)計(jì)計(jì)算中指的是儲(chǔ)量剝采比，直接依據(jù)地質(zhì)資料確定；而在生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)中，為了工作方便，常采用原礦剝采比。顯然，這兩種剝采比可以互相換算。依據(jù)實(shí)際貧化率（礦石貧化率是指因混入廢石量和在個(gè)別情況下高品位粉礦的流失而造成礦石品位降低的百分率）、礦石實(shí)際回收率（即，采出的純礦量與工業(yè)礦量A0之比）和礦石視在回收率（即，采出的礦量（包括混入的廢石量）與工業(yè)礦量A0之比）的定義，有： 式中 a0礦石的工業(yè)品位；原礦品位；A2Q2a0A1Q1a0AQa圍巖的含礦品位，若圍巖不含礦，則=0；A1原礦中回收的工業(yè)儲(chǔ)量。公式的推導(dǎo)：如右圖所示，有：根據(jù)金屬量平衡式，有： 這是應(yīng)注意，當(dāng)考慮

12、損失貧化時(shí)，在一定境界內(nèi)采出的巖石量和采出的原礦量是同時(shí)變化的。如采出原礦量增加時(shí)，采出巖石量減少，但其礦巖總量是不變的，即：由以上各式以及儲(chǔ)量剝采比和原礦剝采比的定義可得：亦即：或 露天開(kāi)采的視在回收率一般為0.951.05，因而儲(chǔ)量剝采比與原礦剝采比的數(shù)值相差不大，但是兩者的概念是不同的。4. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法原則 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則如前所述，根據(jù)礦床埋藏條件，按開(kāi)采方法不同，礦床可大致劃分為三種情況。對(duì)于適用露天開(kāi)采的礦床或部分宜用露天開(kāi)采，部分用地下開(kāi)采的礦床，存在應(yīng)用經(jīng)濟(jì)利采比確定開(kāi)采境界問(wèn)題。對(duì)于覆蓋巖層較厚的緩傾斜或近似水平的厚大礦體，存在著單獨(dú)采用露天或地下開(kāi)采方

13、法的可能性，應(yīng)通過(guò)方案比較確定。確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的原則： 必須保證露天礦或礦山公司（礦務(wù)局）正常生產(chǎn)期間有盈利或不超過(guò)規(guī)定允許成本； 一般以礦山或礦山公司（采、選）為獨(dú)立經(jīng)濟(jì)核算單位； 考慮礦產(chǎn)資源的綜合利用，對(duì)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的表外礦和其他有益組分，考慮其利用價(jià)值； 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選取和計(jì)算，必須以國(guó)家現(xiàn)行規(guī)定為準(zhǔn)； 每個(gè)計(jì)算參數(shù)的選取，要經(jīng)過(guò)調(diào)查、研究分析，力求接近實(shí)際。經(jīng)濟(jì)合理剝采比，是經(jīng)濟(jì)上允許的最大剝采比，是確定露天和地下開(kāi)采界限的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其大小直接影響到露天開(kāi)采和地下開(kāi)采所占比例，以及礦產(chǎn)資源的利用程度。礦床開(kāi)采設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的礦床類(lèi)型和質(zhì)量進(jìn)行具體計(jì)算。經(jīng)濟(jì)合理剝采比的確定方法

14、可分為兩類(lèi)：一是比較法。它是以露天開(kāi)采和地下開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效果來(lái)比較計(jì)算的，適用于劃分礦床露天開(kāi)采和地下開(kāi)采的界線。目前，應(yīng)用較為廣泛的是儲(chǔ)量盈利比較法系列，該系列中有產(chǎn)品成本比較法、儲(chǔ)量盈利平衡法和盈虧平衡法。另一是確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法是價(jià)格法。它是以露天開(kāi)采成本和礦石價(jià)格作比較來(lái)計(jì)算，用于只宜露天開(kāi)采的礦床。產(chǎn)品成本比較法儲(chǔ)量盈利比較法盈虧平衡法原礦成本比較法精礦成本比較法比較法價(jià)格法經(jīng)濟(jì)合理剝采比確定方法5. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法產(chǎn)品成本比較法 產(chǎn)品成本比較法礦山企業(yè)的最終產(chǎn)品可以是原礦、精礦或其他后續(xù)礦產(chǎn)品（如，以氰化和冶煉的黃金產(chǎn)品）。 原礦成本比較法這種方法的依據(jù)，是露天開(kāi)采的

15、最大允許原礦成本等于地下開(kāi)采的原礦成本。露天開(kāi)采的原礦成本CL（元/t）包括純采礦成本a（元/t）和所分?jǐn)偟膭冸x費(fèi)用兩部分，即： （元/t） 式中 b露天開(kāi)采的剝離成本，元/m3；r礦石的容積密度，t/m3；原礦剝采比，m3/m3。原礦成本比較法的原理是將原礦的地采成本作為露采成本的上限，并以此作為依據(jù)來(lái)確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比，即： 式中 CD地下開(kāi)采的原礦成本，元/t。由上式可得： 上述不等式右邊算式的值記為，即： 表示每噸原礦的露采成本不大于地采成本時(shí)允許的最大剝采比，即經(jīng)濟(jì)合理剝采比。原礦成本比較法計(jì)算簡(jiǎn)單，要求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)少，取得數(shù)據(jù)比較方便，但沒(méi)有考慮露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩者存在損失、貧化方

16、面的差異。因此，這種方法通常適用于露天和地下開(kāi)采的礦石損失和廢石混入率相差不大、礦石不貴重且地下開(kāi)采有盈利的情況。 精礦成本比較法這種方法是以精礦（或礦產(chǎn)品）作為計(jì)算基礎(chǔ)，使露采的精礦成本不大于地采精礦成本。該方法考慮了露天與地下開(kāi)采在貧化率上的差別，即： 上式可以這樣理解：式中 DL、DD分別是露采和地采每噸原礦所分?jǐn)偟牟傻V、選礦費(fèi)用，元/t；KL、KD分別是露采和地采每噸原礦的精礦產(chǎn)出率。類(lèi)似于原礦成本比較法，可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比： 原礦的精礦產(chǎn)出率為： 式中 選礦回收率；精礦品位。由公式可知原礦品位為： 并假定L=D（因此，本法適用于露天采出礦石和地下采出礦石所產(chǎn)精礦的品位相同或相近時(shí)），

17、則經(jīng)濟(jì)合理剝采比為： 產(chǎn)品成本比較法，反映了露天采礦與地下采礦兩者在礦石貧化上的差別（即，廢石混入率的不同），采出礦石質(zhì)量的差別對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響，但并未涉及到在工業(yè)儲(chǔ)量回收率上的差異，影響到礦產(chǎn)資源利用的差別。此外，該法所在求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較多，數(shù)據(jù)的取得亦較為困難。本法適用于兩種開(kāi)采方法的廢石混入率相差較大，損失率接近，且精礦成本低于市場(chǎng)售價(jià)時(shí)使用。6. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法儲(chǔ)量盈利比較法 儲(chǔ)量盈利比較法該法是將單位工業(yè)儲(chǔ)量的地下開(kāi)采盈利作為露天開(kāi)采盈利的下限（即，以礦石的工業(yè)儲(chǔ)量作為計(jì)算基礎(chǔ)，使露天開(kāi)采出來(lái)的礦石盈利等于地下開(kāi)采的礦石盈利），即： 式中 uL、uD分別為露采與地采每噸原

18、礦的最終盈利；、分別為露采和地采的礦石視在回收率。類(lèi)似于產(chǎn)品成本比較法，其經(jīng)濟(jì)合理剝采比為： 若礦山企業(yè)的最終產(chǎn)品為原礦，并允許，則： 式中 、分別為露采和地采的原礦銷(xiāo)售價(jià)格，元/t；、分別為露采和地采的原礦品位。若最終產(chǎn)品為精礦（或其他礦產(chǎn)品），并允許LD，則： 式中 PL、PD分別為露采和地采的所獲精礦銷(xiāo)售價(jià)格，元/t；L、D分別為露采和地采的精礦品位。 這一方法反映了露采和地采二者在損失、貧化上的差別，即該法不僅考慮了原礦的質(zhì)量，同時(shí)也考慮了原礦的數(shù)量。因比從理論上講，儲(chǔ)量盈利比較法是這三種比較法中最合理的經(jīng)濟(jì)合理剝采比計(jì)算法。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，因其要求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較多，取得數(shù)據(jù)較困難，受

19、產(chǎn)品價(jià)格影響較大。例如，某金剛石礦1974年的產(chǎn)品價(jià)格為680元/克拉，1981年為145元/克拉，因此具體應(yīng)用儲(chǔ)量盈利比較法有困難。 該方法較全面考慮了露天開(kāi)采和地下開(kāi)采之間技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素的差別，適用于產(chǎn)品價(jià)格穩(wěn)定，露采和地采的回收率和貧化率均差別較大，資源稀缺或礦石價(jià)格較高的礦床。7. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法盈虧平衡法 盈虧平衡法盈虧平衡法適用于礦床采用單一露天開(kāi)采的情況。對(duì)于某些價(jià)值低或由于受開(kāi)采技術(shù)條件限制而只能采用露天開(kāi)采的礦床（例如，石灰石、白云石、劣質(zhì)煤、貧金屬礦床等低價(jià)礦床，為獲得一定的開(kāi)采盈利，則只能采用露天開(kāi)采；砂礦、含硫高有自燃性的礦床等，技術(shù)上不宜用地下開(kāi)采，只能用露天

20、開(kāi)采），因此不能與地下開(kāi)采相比較，故不能采用上述比較法，而按礦石價(jià)格（即，采用價(jià)格法）確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比。這時(shí)，要求露采的礦產(chǎn)品成本不得超過(guò)其銷(xiāo)售價(jià)格，或者說(shuō)，不允許單位工業(yè)儲(chǔ)量的露采最終盈利小于零，以保證礦山不虧損，即： 由此可得經(jīng)濟(jì)合理剝采比： 與儲(chǔ)量盈利比較法一樣，單位工業(yè)儲(chǔ)量的盈利可以計(jì)算到原礦，也可以計(jì)算到精礦。8. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法各種方法的相互關(guān)系及適用條件 各種方法的相互關(guān)系及適用條件以上所介紹的確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的各種方法，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)礦山的具體條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性選用。目前，關(guān)于經(jīng)濟(jì)合理剝采比的計(jì)算方法仍有爭(zhēng)論，正確解決這個(gè)問(wèn)題的途徑在于進(jìn)一步研究我國(guó)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策

21、和經(jīng)濟(jì)管理體制。儲(chǔ)量盈利比較法系列的基本思想是要求單位工業(yè)儲(chǔ)量的露采最終盈利不小于地采盈利。該系列的基本方法是儲(chǔ)量盈利比較法，系列中的其他方法都是該方法的特殊形式。假設(shè)露采和地采單位工業(yè)儲(chǔ)量所獲得原礦的數(shù)量和質(zhì)量均相同，即=和=，則有=和=。在這種情況下，儲(chǔ)量盈利比較法簡(jiǎn)化為原礦成本比較法，即：因此，在上述條件下只需露天開(kāi)采的原礦成本不大于地下開(kāi)采，就可以充分保證單位工業(yè)儲(chǔ)量的露天開(kāi)采最終盈利不小于地下開(kāi)采盈利。若露采和地采單位工業(yè)儲(chǔ)量所獲得精礦數(shù)量和質(zhì)量均相同，即和，則有和，于是：上式表明，此時(shí)可以通過(guò)比較精礦成本來(lái)反映儲(chǔ)量盈利情況，即精礦成本比較法與儲(chǔ)量盈利比較法在這種情況下等價(jià)。顯然，當(dāng)

22、礦床僅適用露天開(kāi)采而不宜采用地下開(kāi)采時(shí)，意味著uD=0，此時(shí)儲(chǔ)量盈利比較法就簡(jiǎn)化為盈虧平衡法，即： 綜上所述，可以將儲(chǔ)量盈利比較法系列中的各種計(jì)算方法及其分類(lèi)依據(jù)列于表1.6.1。表1.6.2中的分類(lèi)依據(jù)實(shí)質(zhì)上是各種計(jì)算方法的理論適用條件，由此可以引申出表表1.6.2所列的三種比較法對(duì)應(yīng)的技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用條件。需要指出的是，在露天開(kāi)采境界設(shè)計(jì)時(shí)，必須將上述各式計(jì)算的經(jīng)濟(jì)合理剝采比換算為對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)量采比的經(jīng)濟(jì)合理剝采比nJH。表1.6.1 儲(chǔ)量盈利比較法系列計(jì)算方法及其分類(lèi)計(jì)算方法計(jì)算公式分類(lèi)依據(jù)（適用條件）精礦原礦儲(chǔ)量盈利比較法產(chǎn)品數(shù)量不等但質(zhì)量不限產(chǎn)品成本比較法產(chǎn)品數(shù)量相等并且質(zhì)量相同盈虧平衡法

23、不宜地下開(kāi)采表1.6.2 經(jīng)濟(jì)合理剝采比計(jì)算方法的適用條件計(jì)算方法適用條件理論條件技術(shù)條件實(shí)際條件原礦成本比較法=及=及及精礦成本比較法及及及儲(chǔ)量盈利比較法或9. 確定經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法其他計(jì)算方法 其他計(jì)算方法計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理剝采比的方法還有儲(chǔ)量成本比較法和費(fèi)用收入比較法兩大系列，這兩大系列計(jì)算方法對(duì)應(yīng)于不同的經(jīng)濟(jì)效果。另外，依據(jù)儲(chǔ)量盈利比較法系列的計(jì)算原理，還可以推導(dǎo)出該系列中適用于多礦種礦床及有副產(chǎn)礦物礦床的經(jīng)濟(jì)合理剝采比計(jì)算公式。根據(jù)我國(guó)礦山技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況和上述確定方法，在一般情況下，經(jīng)濟(jì)合理剝采比也可按下列表格中的數(shù)據(jù)選取。鞍山黑色冶金礦山設(shè)計(jì)研究院采礦室編制的露天采礦設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定與定額

24、（1986年10月）推薦的經(jīng)濟(jì)合理剝采比，見(jiàn)下表。表× 冶金礦山經(jīng)濟(jì)剝采比指標(biāo)礦床類(lèi)型經(jīng)濟(jì)合理剝采比（m3/m3）1鐵礦、菱鎂礦類(lèi)類(lèi)大型礦山8101012中型礦山68810小型礦山68682石灰石、白云石、硅石<23粘土礦12164鋁土礦20255錳礦1416注：類(lèi)指適用于礦床品位較低，或可選性較差、裝備水平不高的礦山；類(lèi)指適用于礦床品位較高，可選性較好，裝備水平較高的礦山。表× 露天煤礦經(jīng)濟(jì)剝采比指標(biāo)（單位：m3/t）露天礦類(lèi)型軟巖石中硬巖石堅(jiān)硬巖石大中型10128967小型45342310. 境界剝采比的計(jì)算方法面積比法境界剝采比的計(jì)算方法有許多種，分別適用于不同

25、技術(shù)特征的礦床，不過(guò)這些計(jì)算方法的原理是一致的。下面僅討論長(zhǎng)露天礦（長(zhǎng)露天礦的長(zhǎng)寬比4；短露天礦的長(zhǎng)寬比<4）開(kāi)采傾斜及急傾斜礦床的情況。長(zhǎng)露天礦的地質(zhì)橫剖面圖（垂直巖層走向的地質(zhì)剖面圖稱地質(zhì)橫剖面圖；平行巖層走向的剖面圖，習(xí)慣稱地質(zhì)縱斷面圖；呈水平方向的剖面圖，習(xí)慣稱水平地質(zhì)斷面圖）能充分反映礦體的賦存特征。開(kāi)采傾斜及急傾斜礦床的長(zhǎng)露天礦，是在橫斷面圖上計(jì)算其境界剝采比。這種方法又分為面積比法和線段比法。 面積比法面積比法如圖14-5-1。在地質(zhì)橫剖面圖上作通過(guò)境界深度H和H-h的水平線。通常取h等于臺(tái)階高度。按照確定的露天礦底寬和頂、底幫邊坡角與（根據(jù)巖石穩(wěn)定條件和開(kāi)拓運(yùn)輸條件選?。?/p>

26、，繪出開(kāi)采境界線abcd和a1b1c1d1，用求積儀量出礦石面積增量S和巖石面積增量S1、S2，計(jì)算境界剝采比。11. 境界剝采比的計(jì)算方法線段比法 線段比法面積比法需用求積儀求算面積，工作繁瑣，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，通常采用線段比法。 計(jì)算原理根據(jù)境界剝采比的定義，可推導(dǎo)出投影線段比法，其原理可以用圖1.6.2來(lái)說(shuō)明。該圖表示地形平坦的規(guī)則礦體，其水平厚度為m，傾角為，露天開(kāi)采境界的頂、底幫邊坡角分別為和，abcd和a1b1c1d1分別是深度H和H-H的境界，ag和dh為cc1的平等線。為了確定境界剝采比，需要分別計(jì)算四邊形b1c1cb、aa1b1b和d1dcc1的面積A、V1和V2。根據(jù)幾何關(guān)系，

27、有：A = m·HV1 = abe-a1b1e = = 由此可得巖石增加與礦石增量之比值：=當(dāng)H0時(shí)，可得境界剝采比：= （1.6.27）上式表明，境界剝采比nj可用線段（gb+ch）與bc的長(zhǎng)度之比來(lái)確定。 計(jì)算步驟一般情況下，用投影線段比法計(jì)算境界剝采比的步驟如下（如圖1.6.3所示）： 首先在地質(zhì)橫剖面圖上作通過(guò)境界深度H的水平線； 按照選取的最終邊坡角和露天底寬，繪出深度為H的露天開(kāi)采境界abcd，它交地表于a、d兩點(diǎn)，交分支礦體于e、f、g、h諸點(diǎn)； 確定境界底部的延深方向，即將本水平一側(cè)下部境界點(diǎn)c與上水平同側(cè)下部境界點(diǎn)c0相連，得投影方向線cc0； 依次從a、e、f、g

28、、h和d作cc0的平行線，交水平線bc于a1、e1、f1、g1、h1和d1。由此，得到深度H的境界剝采比為：公式是儲(chǔ)量境界剝采比的計(jì)算公式，簡(jiǎn)化后為： （） 將上式代入公式，可以得到原礦境界剝采比的計(jì)算公式： 確切地說(shuō)，長(zhǎng)露天礦的境界剝采比是利用各橫斷面圖分段計(jì)算的。與此不同的是，短露天礦（即，走向短深度大的露天礦），端幫剝離量占比重較大，一般不用地質(zhì)橫剖面圖確定礦床境界剝采比和開(kāi)采深度，而是把露天礦作為一個(gè)整體，求總的境界剝采比。當(dāng)露天礦場(chǎng)上部境界線各點(diǎn)標(biāo)高相差不大，或雖相差較大，但延深方向很陡，且露天礦的長(zhǎng)、寬隨深度的變化很小時(shí)，短露天礦的境界剝采比可近似地用面積垂直投影法（平面圖法）求得

29、。以平面圖法求境界剝采比的步驟如下： 取任一開(kāi)采深度的地質(zhì)分層平面圖，并按選定的最小底寬和礦體形狀圈定露天礦底部周界，如圖7-6。 在各縱橫斷面圖上，按確定的邊坡角作邊坡線，找出邊坡線同地形線及礦體接觸的交點(diǎn)，并垂直投影到分層平面圖上。在缺少斷面圖的地方，則在分層平面圖上，選有代表性的點(diǎn)作垂直于底部周界的輔助斷面，繪出邊坡線，找出與地形線及礦巖接觸的交點(diǎn)，并投影到分層平面圖上。 按順序連接各縱、橫斷面及輔助斷面上所得的地表交點(diǎn)及礦巖交點(diǎn)的投影點(diǎn)，求得該開(kāi)采深度的露天礦上部最終境界線和邊坡上礦巖接觸點(diǎn)的垂直投影點(diǎn)。 用求積儀分別求得整個(gè)采礦場(chǎng)的礦巖投影面積（SZ）和底平面及邊幫上的礦體投影面積（

30、SK）。 計(jì)算該水平的境界剝采比nJ，即 當(dāng)露天礦地形不很復(fù)雜，礦體為急傾斜且變化較小時(shí)，計(jì)算效果較好。當(dāng)條件復(fù)雜時(shí)，為提高計(jì)算效果，應(yīng)多做輔助斷面。12. 確定露天礦開(kāi)采境界的原則境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則露天開(kāi)采境界的大小決定了露天礦采礦量和剝離量的多少。隨著露天開(kāi)采境界的延深和擴(kuò)展，在采礦量增加的同時(shí)剝離量也大幅度增加，且剝離量的增加速度要超過(guò)可采工業(yè)儲(chǔ)量的增長(zhǎng)速度，從而導(dǎo)致剝采比不斷增大。因此，露天開(kāi)采境界的確定，實(shí)質(zhì)上是對(duì)剝采比的大小加以控制，使之不超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理剝采比。確定露天開(kāi)采境界時(shí)，以投資經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)為基本原則。衡量投資經(jīng)濟(jì)效果的指標(biāo)有產(chǎn)品成本、盈利、投資返本期、單位礦

31、石生產(chǎn)能力的投資額、勞動(dòng)生產(chǎn)率、投產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)時(shí)間等。要綜合利用上述指標(biāo)確定境界較復(fù)雜。因比通常以其中某一指標(biāo)作為確定境界的準(zhǔn)則（如，按礦石成本最低或盈利最大確定境界等），有時(shí)也以其它指標(biāo)作為輔助準(zhǔn)則。在這里，剝采比能較好地體現(xiàn)上述經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，露天開(kāi)采境界的確定，實(shí)質(zhì)上是在盡量多劃入可采儲(chǔ)量和少劃入剝離量的前提下，選擇一個(gè)剝采比不超過(guò)經(jīng)濟(jì)合理剝采比的開(kāi)采境界。然而，究竟要控制哪一種剝采比，存在許多不同觀點(diǎn)，但目前常用的是控制境界剝采比、平均剝采比和生產(chǎn)剝采比三種原則，即 境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比； 平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比； 生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比。 境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合

32、理剝采比（）原則該原則的實(shí)質(zhì)是，露天開(kāi)采境界向下延深時(shí)，露天開(kāi)采的邊界經(jīng)濟(jì)效益不劣于地采經(jīng)濟(jì)效益，即確定露天開(kāi)采界限的臨界條件是nJ=nJH。該原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是使整個(gè)礦床的開(kāi)采盈利最大。某礦體從地表延伸到H0深度，其橫斷面如圖1.6.4所示。礦床上部和下部分別采用露天開(kāi)采和地下開(kāi)采，其開(kāi)采盈利可表示為露天開(kāi)采境界深度H的函數(shù)u(H)，即： 式中 b露天開(kāi)采的剝離成本，元/m3；r礦石的容積密度，t/m3；uL、uD分別為露采與地采每噸原礦的最終盈利；、分別為露采和地采的礦石視在回收率。函數(shù)u(H)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)分別為： 由上式可知，u(H)的極大值。令du/dH=0，可以獲得使u(H

33、)達(dá)到最大值的露天開(kāi)采境界最佳深度，并由此可以得出開(kāi)采境界最佳深度所對(duì)應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件： 上式等號(hào)左邊和右邊分別為原礦境界剝采比（）和由盈利比較法確定的經(jīng)濟(jì)合理剝采比（），即。上述證明，這一原則還體現(xiàn)了礦床上部采用露天開(kāi)采，下部采用地下開(kāi)采，整個(gè)礦床采用聯(lián)合開(kāi)采時(shí)，其總費(fèi)用最小這原則。正是由于nJnJH原則具有使整個(gè)礦床開(kāi)采的總經(jīng)濟(jì)效果最佳這個(gè)含意，這一原則獲得了廣泛贊同，再加上運(yùn)用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，因而國(guó)內(nèi)外廣泛運(yùn)用這原則來(lái)圈定露天礦境界。然而，nJnJH原則亦存在一些缺陷，主要是： 它只是概略地研究整個(gè)礦床的開(kāi)采效果，并未細(xì)致地分析露天開(kāi)采各過(guò)程的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。因此，接這一原則圈定出來(lái)的露天開(kāi)采境

34、界，只能使礦床開(kāi)采的總經(jīng)濟(jì)效果最佳，而不能保證開(kāi)來(lái)過(guò)程個(gè)任何時(shí)期的經(jīng)濟(jì)性都最好。 對(duì)于某些覆蓋層較厚或不連續(xù)的礦體，這原則有時(shí)不適用。如圖6-9那樣的不連續(xù)礦體abcd是按這一原則確定的露天開(kāi)采境界，其境界剝采比符合要求，但基建剝采比及平均剝采比都大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比，這意味著該境界在經(jīng)濟(jì)上明顯不合理。13. 確定露天礦開(kāi)采境界的原則平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則 平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比（nPnJH）原則這一原則是針對(duì)露天開(kāi)采境界內(nèi)的全部礦巖量而言，要求露天開(kāi)采的總體經(jīng)濟(jì)效果（成本或盈利）不劣于地下開(kāi)采。如圖6-10所示，設(shè)abcd是露天開(kāi)采境界，境界內(nèi)礦石量為A、需要?jiǎng)冸x的巖石量為

35、V，L=D，L=D和。根據(jù)原礦成本比較法：上式的左端是平均剝采比nP，右端是經(jīng)濟(jì)合理剝采比nJH，即nPnJH。nP是整個(gè)露天礦的平均指標(biāo)，nP僅能反映平均的經(jīng)濟(jì)效果。因此，nP是一個(gè)籠統(tǒng)的原則，也是一個(gè)平均的優(yōu)劣搭配的原則。可以證明，平均剝采比nP不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比nJH原則的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是在滿足露采的平均經(jīng)濟(jì)效果不劣于地采的條件下，使劃歸露天開(kāi)采境界的礦石儲(chǔ)量最大。也就是說(shuō)，按這一原則所確定的境界，是將露天開(kāi)采過(guò)程中優(yōu)于地采和劣于地采的兩個(gè)部分進(jìn)行搭配，其平均效果等于地采效果。由于這一原則是采用算術(shù)平均的方法，因此難免會(huì)使露天開(kāi)采某些時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效果劣于地下開(kāi)采。nPnJH原則可以與nJn

36、JH原則聯(lián)合使用。對(duì)于某些覆蓋層厚度大、上薄下厚或不連續(xù)的礦體，按nJnJH原則圈定開(kāi)采境界后，還要核算該境界內(nèi)的平均剝采比，看它是否滿足nPnJH原則（即，nPnJH原則常作為nJnJH原則的補(bǔ)充）。此外，對(duì)于某些貴重或稀有礦物的高價(jià)值礦床或小型礦山，為了盡量采用露天開(kāi)采以減少礦石的貧化損失，可以運(yùn)用這個(gè)原則來(lái)確定開(kāi)采境界，借以擴(kuò)大露天開(kāi)采范圍。14. 確定露天礦開(kāi)采境界的原則生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則 生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比（nSnJH）原則對(duì)于露天開(kāi)采而言，只在生產(chǎn)剝采比才能真實(shí)反映露天礦實(shí)際發(fā)生的剝采關(guān)系，反映出不同生產(chǎn)工藝系統(tǒng)及開(kāi)采程序?qū)辰绱_定的影響。因此，按nSn

37、JH原則確定開(kāi)采境界，可以使露天礦任何生產(chǎn)時(shí)期的經(jīng)濟(jì)效果都不劣于地下開(kāi)采。該原則中的生產(chǎn)剝采比，可以是均衡生產(chǎn)剝采比，也可以是非均衡的生產(chǎn)剝采比，即時(shí)間剝采比。無(wú)論采用時(shí)間剝采比還是均衡生產(chǎn)剝采比，都是基于對(duì)生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律進(jìn)行深入分析之后，主張控制實(shí)際發(fā)生的生產(chǎn)剝采比，而不是以脫離實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的平均剝采比或境界剝采比作為依據(jù)，這種結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程研究境界確定的課題無(wú)疑是可取的。但是，這一方法亦存在一些缺陷： 沒(méi)有考慮整個(gè)礦床開(kāi)采的總經(jīng)濟(jì)效果，它只顧及礦床上部的露天開(kāi)采而不管剩余部分的開(kāi)采； 按該原則圈定的露天開(kāi)采境界比按nPnJH原則圈定的小，而較按nJnJH原則圈定的要大。因此，隨之而

38、來(lái)的初始剝離量和基建投資也較大。另外，由于生產(chǎn)剝采比的概念不易明確界定，加之它與采深的關(guān)系較為復(fù)雜而不易把握，因而與該原則相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的可操作性較差。鑒于上述原因，這個(gè)原則很少采用。15. 確定露天開(kāi)采境界的方法和步驟露天礦最終邊坡角的選取確定露天開(kāi)采境界是在露天礦主要的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及工藝參數(shù)、露天礦剝采程序、開(kāi)拓運(yùn)輸方式、線路參數(shù)等初步擬定以后進(jìn)行的。確定露天開(kāi)采境界的方法因礦床的賦存條件不同而異。下面僅以傾斜和急傾斜礦床為對(duì)象，介紹設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的按nJnJH原則確定露天開(kāi)采境界的方法和步驟。其步驟是：根據(jù)選取的露天礦最終邊坡角及平臺(tái)尺寸和確定境界的原則，長(zhǎng)露天礦一般按地質(zhì)橫剖面圖

39、逐個(gè)確定其深度，然后進(jìn)行縱斷面調(diào)整，并圈定底的合理周界，按照選擇的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)繪制露天礦開(kāi)采終了平面圖。 露天礦最終邊坡角的選取露天礦最終邊破角對(duì)露天礦的生產(chǎn)、安全與經(jīng)濟(jì)效果都有很大影響。過(guò)小的邊坡角將增加剝巖量，使剝采比增大，從經(jīng)濟(jì)效果來(lái)考慮，希望邊坡角盡可能大些。然而，過(guò)大的邊坡角將導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，嚴(yán)重影響礦山正常生產(chǎn)。因此，露天礦的最終邊坡角，要同時(shí)滿足安全穩(wěn)定條件和開(kāi)采技術(shù)條件的要求，并盡可能地加陡。安全穩(wěn)定條件是指根據(jù)邊坡巖體的構(gòu)造和力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，通過(guò)穩(wěn)定性分析計(jì)算，確定能保證邊坡穩(wěn)定的邊坡角。目前，邊坡角的計(jì)算分析方法還不完善，在境界設(shè)計(jì)階段，一般是參照類(lèi)似礦山的

40、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)選取穩(wěn)定的邊坡角。在確定露天礦邊坡角后，還應(yīng)根據(jù)邊幫組成及邊幫的細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行驗(yàn)算。關(guān)于開(kāi)采技術(shù)條件，是指按邊坡的構(gòu)成要素確定最終邊坡角。露天礦最終邊坡由最終臺(tái)階，即非工作臺(tái)階組成（圖7-12）。露天礦的的工作臺(tái)階推進(jìn)到最終境界時(shí)，變成固定的非工作臺(tái)階，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期暴露風(fēng)化引起剝落和塌落，因此其最終的臺(tái)階坡面角通常小于原來(lái)的臺(tái)階坡面角。最終臺(tái)階的穩(wěn)定坡面角與巖體的性質(zhì)、構(gòu)造、節(jié)理、產(chǎn)狀、臺(tái)階高度及形成最終臺(tái)階的穿爆工藝條件等有關(guān)。通常采掘作業(yè)形成的臺(tái)階坡面經(jīng)人工刷坡、局部加固或自然剝落、塌落后，形成最終臺(tái)階坡面。當(dāng)采用自然剝落法形成最終坡面時(shí)，事先應(yīng)留下足夠的平臺(tái)寬度。為了減少刷坡工程

41、量，減少巖體破壞，提高臺(tái)階坡面的穩(wěn)定性，在臨近最終境界時(shí)應(yīng)盡可能采用預(yù)裂爆破和光面爆破。 露天礦邊幫由臺(tái)階的坡面及平臺(tái)組成，平臺(tái)分保安平臺(tái)、清掃平臺(tái)、運(yùn)輸平臺(tái)，運(yùn)輸平臺(tái)又分水平運(yùn)輸平臺(tái)和傾斜運(yùn)輸平臺(tái)（如，平臺(tái)與平臺(tái)之間的出入溝），如圖6-2所示。 安全平臺(tái)是用來(lái)容納從邊坡上掉落下的巖石，調(diào)節(jié)邊坡角的大小，以保證下部水平的工作安全和最終邊坡的穩(wěn)定性。邊幫巖體因受長(zhǎng)期風(fēng)化及爆破影響而易碎落，較窄的平臺(tái)常被破壞，故一般不小于24m。為保證用機(jī)械清除安全平臺(tái)上積存的巖塊，一般在四周邊幫上每隔23個(gè)臺(tái)階設(shè)一清掃平臺(tái)。清掃平臺(tái)也起安全平臺(tái)的作用，其寬度取決于清掃用的裝載、運(yùn)輸設(shè)備，一般小于6 m。近年來(lái)，

42、有些礦山根據(jù)安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)的寬度不夠，難以保證安全的實(shí)際情況，當(dāng)最終邊幫穩(wěn)定性較好，允許增加非工作臺(tái)階高度時(shí)，可以把幾個(gè)臺(tái)階并為一個(gè)高臺(tái)階并設(shè)一個(gè)較寬的清掃平臺(tái)。一般24個(gè)臺(tái)階并為一個(gè)高臺(tái)階，然后設(shè)置一個(gè)寬度達(dá)1012m的清掃平臺(tái)，以便能有效地發(fā)揮攔截和清掃落石的作用。如果邊坡穩(wěn)定性較差，并段后的臺(tái)階常發(fā)生滑坡或塌落，則不宜并段，需采用較緩的最終邊坡角。在最終邊幫某剖面上的傾斜運(yùn)輸平臺(tái)數(shù)目，取決于開(kāi)拓運(yùn)輸坑線系統(tǒng)的布設(shè)情況。當(dāng)兩個(gè)臺(tái)階設(shè)一個(gè)回返站時(shí)，隔一個(gè)臺(tái)階出現(xiàn)一個(gè)傾斜運(yùn)輸平臺(tái)。水平運(yùn)輸平臺(tái)的數(shù)目，取決于開(kāi)拓運(yùn)輸坑線系統(tǒng)和工作線的進(jìn)出車(chē)方式及開(kāi)采程序。最終臺(tái)階坡面角（是露天采場(chǎng)最下一個(gè)臺(tái)

43、階的坡底線和最上一個(gè)臺(tái)階坡頂線構(gòu)成的假想平面與水平面的夾角），安全平臺(tái)（為保證工作安全而設(shè)，其寬度不應(yīng)小于24m）、清掃平臺(tái)（為清除安全平臺(tái)上積存的巖塊而設(shè)，一般每隔23個(gè)臺(tái)階設(shè)一清掃平臺(tái)，其寬度決定于清掃時(shí)所用的裝載及運(yùn)輸設(shè)備，一般大于6m）、運(yùn)輸平臺(tái)（為各個(gè)工作面出入運(yùn)輸設(shè)備而設(shè)）和出入溝的寬度a、b、c和d，以及相應(yīng)平臺(tái)數(shù)n1、n2、n3和n4，臺(tái)階高度h等參數(shù)確定之后，符合開(kāi)采技術(shù)條件的最終邊坡角可用下式計(jì)算：式中 n最終臺(tái)階數(shù)目。當(dāng)安全條件所需的邊坡角和技術(shù)條件所需的邊坡角相差不大時(shí)，邊坡穩(wěn)定條件和所采用的開(kāi)拓運(yùn)輸坑線等技術(shù)條件是協(xié)調(diào)的；當(dāng)根據(jù)安全條件選定的邊坡角比按照技術(shù)條件所確定

44、的邊坡角大得很多時(shí)，則說(shuō)明除滿足邊坡穩(wěn)定條件之外，為設(shè)置開(kāi)拓運(yùn)輸坑線還需要進(jìn)行大量擴(kuò)幫。此時(shí)，應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)允許的范圍內(nèi)綜合研究開(kāi)拓開(kāi)采方案，盡量增大邊坡角，以減少剝離量，增加經(jīng)濟(jì)效益。相反，當(dāng)技術(shù)條件所需的邊坡角比安全條件所需的邊坡角大很多時(shí)，則應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，采用各種人工加固邊坡措施，增大邊坡穩(wěn)定條件和邊坡角度。16. 確定露天開(kāi)采境界的方法和步驟確定露天礦底部寬度和位置 確定露天礦底部寬度和位置露天礦的最小寬度，應(yīng)滿足采掘運(yùn)輸設(shè)備在底部正常運(yùn)行與安全作業(yè)的要求。當(dāng)采用汽車(chē)運(yùn)輸時(shí)，底寬應(yīng)滿足汽車(chē)調(diào)頭的要求。汽車(chē)在工作面的配置和入換方式通常有三種：同向行車(chē)、折返式和回返式（圖3-15

45、）。同向行車(chē)（圖3-15a）是汽車(chē)在工作平盤(pán)上不改變運(yùn)行方向，這對(duì)于入換和裝車(chē)均有利，工作平盤(pán)只需單干道，所占平盤(pán)寬度小，但臺(tái)階需有兩個(gè)出入口。折返式入換（圖3-15b、c）是汽車(chē)在工作面換向倒退至裝車(chē)地點(diǎn)，而回返式入換（圖3-15d、e）是汽車(chē)在工作面迂回?fù)Q向。它們都是在臺(tái)階只有一個(gè)出入口的條件下應(yīng)用，工作平盤(pán)上需設(shè)雙車(chē)道。但由于入換方式不同，入換時(shí)間和所占工作平盤(pán)寬度也不同。折返倒車(chē)的入換時(shí)間較長(zhǎng)，而工作平盤(pán)寬度較窄，回返行車(chē)則與之相反。這兩種入換方式要根據(jù)生產(chǎn)中實(shí)際的工作平盤(pán)寬度靈活運(yùn)用。若采用回返式調(diào)車(chē)，露天礦最小底度為： 若采用折返式調(diào)車(chē)，露天礦最小底度為：式中 Rcmin汽車(chē)最小轉(zhuǎn)

46、彎半徑，m；bc汽車(chē)寬度，m；lc汽車(chē)長(zhǎng)度，m；e汽車(chē)距邊坡的安全距離，1.01.5m。在確定露天開(kāi)采境界時(shí)，若礦體厚度小于最小底寬，則境界底部取最小底寬；若礦體厚度比最小底寬大得不多，則取礦體厚度；若礦體厚度遠(yuǎn)大于最小底寬，則通常取最小底寬，或可適當(dāng)放寬一些。露天礦底部位置沿水平方向移動(dòng)時(shí)，開(kāi)采境界內(nèi)的礦巖量及平均剝采比也隨之變化。因此，在無(wú)其他特別要求的情況下，露天礦底應(yīng)置于使平均剝采比最小的位置，且盡可能布置在礦體中間。確定露天礦底平面位置的基本要求是： 使露天開(kāi)采境界內(nèi)的礦石儲(chǔ)量最多而剝離量最少； 為使劃入可采儲(chǔ)量最可靠，通常把露天礦底平面置于礦體中間，以避免地質(zhì)作圖誤差的影響； 根據(jù)

47、礦石質(zhì)量分布，使采出礦石質(zhì)量最好； 根據(jù)礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)調(diào)整露天礦底的位置，盡可能使邊坡穩(wěn)固，穿爆方便。從礦山采剝工程的要求來(lái)看，露天礦場(chǎng)的底寬相當(dāng)于開(kāi)段溝的掘溝寬度，其寬度取決于掘溝方法及采掘設(shè)備。按工作安全條件要求，一般不小于2030m。在西方國(guó)家中，最小底寬通常在50200m之間變化，視采、運(yùn)設(shè)備規(guī)格而定。當(dāng)前，為保證坑底作業(yè)安全并提高作業(yè)效率，露天礦底寬有增大趨勢(shì)。17. 確定露天開(kāi)采境界的方法和步驟確定露天礦開(kāi)采深度 確定露天礦開(kāi)采深度確定露天礦開(kāi)采境界的原則實(shí)質(zhì)上是確定露天礦合理開(kāi)采深度的理論依據(jù)。露天礦走向長(zhǎng)度大（長(zhǎng)露天礦）時(shí)，首先沿礦體走向選擇數(shù)個(gè)有代表性的地質(zhì)橫剖面圖，初步

48、確定各個(gè)地質(zhì)橫剖面圖上的開(kāi)采深度，然后用縱剖面圖進(jìn)行調(diào)整，最后確定露天礦的底部標(biāo)高。在橫斷面圖上確定露天開(kāi)采深度的方法為方案分析法、分析法和圖解法三種，其中方案分析法應(yīng)用最廣，其具體操作步驟如下： 在選定的各地質(zhì)橫剖面圖上初步擬定開(kāi)采深度在各地質(zhì)橫剖面圖上，根據(jù)已確定的最終邊坡角和底寬，選擇適當(dāng)?shù)牡撞课恢米鞒鋈舾蓚€(gè)不同深度的開(kāi)采境界方案（圖1.6.8）。當(dāng)?shù)V體埋藏條件簡(jiǎn)單時(shí)，開(kāi)采深度方案可少取一些；礦體形態(tài)復(fù)雜時(shí)，開(kāi)采深度方案應(yīng)多取一些，且必須包括礦體水平厚度有明顯變化（或是境界剝采比有明顯變化）的深度。應(yīng)注意，當(dāng)橫斷面與礦體走向非正交時(shí)，該橫斷面圖上的最終邊坡角實(shí)際上是偽傾角，需換算成真傾角。通常采用線段比法計(jì)算各深度方案的境界剝采比。將各方案的境界剝采比與開(kāi)采深度的關(guān)系繪成曲線（圖1.6.9），再繪出表示經(jīng)濟(jì)合理剝采比的水平線，兩線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)HJ就是該斷面所尋求的理論開(kāi)采深度。在利用地質(zhì)橫斷面圖確定開(kāi)采境界時(shí)，由于橫斷面線與采礦場(chǎng)縱軸線不恰好直交而產(chǎn)生計(jì)算誤差。橫斷面線與采