【采矿课件】cha13露天矿采剥方法及生产能力

2019年8月15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8月15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⒈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13—1所示。图13—l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8月15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：⑴有利于发挥设备效率，同时工作的台阶数可以减少。⑵有利于减少矿石的损失、贫化和剔除走向夹石。※缺点：⑴在一定的矿山技术条件下，矿岩的内部运距较大;⑵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。⒉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13—2所示。2019年8月15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13—2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：⑴采矿作业台阶多，生产能力较小；⑵生产组织和管理比较复杂。2019年8月15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⒊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13—3所示。图13—3螺旋坑线扇形采剥方法2019年8月15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⒋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13—4(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13—4(b)所示。图13—4环形采剥方法2019年8月15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8月15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⒈工作帮坡角如图13—10所示。图13—10工作帮、工作帮坡面和工作帮坡角生产剥采比=bcfgcdghabef四边形四边形四边形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8月15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13—11所示。图13—11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13—12中的曲线所示。2019年8月15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13—12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13—13所示。图13—13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8月15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13—14所示。图13—14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8月15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⒉露天开拓沟道的位置图13—15表示一个开采急倾斜矿体的凹陷露天矿。图13—15四种开拓方案生产剥采比的比较2019年8月15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13—16四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13—16所示。※各个方案的沟道位置不同，生产剥采比也不同。2019年8月15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⒊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13—17a所示。图13—17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13—17b。※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8月15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8月15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13—18所示图13—18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8月15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。TQ)1(AK=2019年8月15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⒈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8月15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⒉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：)1(fKKPhvA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8月15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。⒈备采矿量的设置方法⑴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13—19宽度法备采矿量2019年8月15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⑵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13—20长度法备采矿量2019年8月15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⑶深度法工作帮自然延深到最小坑底(直径为50～200m)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13—21深度法备采矿量O—基建刹岩量I矿—第一年的采矿量Ⅱ矿—第二年的采矿量I岩—第一年的剥岩量Bmin—最小坑底宽度φ1—剥岩帮坡角2019年8月15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⒉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13—22宽度法贮备矿量周期性波动2019年8月15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。⒊贮备矿量的保有时间①开拓矿量1～2年；②备采矿量l～3个月。2019年8月15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：⑴设计中按年编制的露天矿采剥进度计划（长远计划）。⑵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⑴采剥进度计划表。⑵具有年末位置线的分层平面图。2019年8月15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⑶露天采矿场年末开采综合平面图。⑷产量逐年发展图表。图13—23某矿-l0m水平分层平面图图13—24某矿年末露天采场综合平面图