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1、2023/3/3118.1 8.1 8.1 8.1 露天矿生产能力露天矿生产能力露天矿生产能力露天矿生产能力 在具体矿床地质条件、工艺设备、开拓方法和开采方式条在具体矿床地质条件、工艺设备、开拓方法和开采方式条件下，件下，露天矿生产能力指露天矿生产能力指单位时间（一般以年为单位）内单位时间（一般以年为单位）内采出采出的的最大最大矿石量矿石量ApAp或剥采或剥采总量总量A。包括矿岩生产能力包括矿岩生产能力A A和矿石生产能力和矿石生产能力Ap,Ap,关系如下：关系如下：式中：ns露天矿生产剥采比，m3/m3、m3/t或t/t。露天矿的生产能力分为设计生产能力和实际生产能力。实露天矿的生产能力分为
2、设计生产能力和实际生产能力。实际生产能力主要取决于露天矿的矿床赋存条件、现有工艺系统、际生产能力主要取决于露天矿的矿床赋存条件、现有工艺系统、开拓方式和开采方法。开拓方式和开采方法。第1页/共70页2023/3/312 影响露天矿生产能力的主要因素有影响露天矿生产能力的主要因素有影响露天矿生产能力的主要因素有影响露天矿生产能力的主要因素有:(1)(1)矿体自然条件，即矿物在矿床中的分布、品位和储量矿体自然条件，即矿物在矿床中的分布、品位和储量;(2)(2)开采技术条件，即开采程序、装备水平、生产组织与开采技术条件，即开采程序、装备水平、生产组织与管理水平等管理水平等;(3)(3)市场，即矿产品
3、的市场需求及产品价格市场，即矿产品的市场需求及产品价格;(4)(4)经济效益，即矿山企业在市场经济环境中所追求的主经济效益，即矿山企业在市场经济环境中所追求的主要目标。要目标。生产能力的确定直接影响到矿山设备的选型、设备数量、生产能力的确定直接影响到矿山设备的选型、设备数量、劳动力配置及材料需求等。从经济角度讲，它直接影响到矿劳动力配置及材料需求等。从经济角度讲，它直接影响到矿山的投资与生产经营成本。因此，生产能力是露天开采的一山的投资与生产经营成本。因此，生产能力是露天开采的一个重要参数。个重要参数。第2页/共70页2023/3/313确定露天矿生产能力的方法：确定露天矿生产能力的方法：确定
4、露天矿生产能力的方法：确定露天矿生产能力的方法：根据储量估算生产能力根据储量估算生产能力 按开采技术条件确定生产能力按开采技术条件确定生产能力 按采场中可能布置的挖掘机台数确定生产能力按采场中可能布置的挖掘机台数确定生产能力 按采矿工程水平推进速度确定生产能力按采矿工程水平推进速度确定生产能力 按采矿工程延深速度确定生产能力按采矿工程延深速度确定生产能力 按经济因素确定生产能力按经济因素确定生产能力 按市场需求量确定生产能力按市场需求量确定生产能力第3页/共70页2023/3/314一、根据储量估算生产能力一、根据储量估算生产能力 储量大的矿床，其生产能力也高；低品位矿床只有达到足储量大的矿床
5、，其生产能力也高；低品位矿床只有达到足够的规模才能实现可接受的利润，即大规模化开采。够的规模才能实现可接受的利润，即大规模化开采。在粗略估算露天矿生产能力时，常采用经验公式在粗略估算露天矿生产能力时，常采用经验公式泰勒泰勒公式计算。公式计算。式中：T-矿山服务年限，a；R-矿床可采矿石储量，Mt；Pa-矿石年产量，Mt/a。由下表可见，部分矿山设计生产能力与上述公式计算的结果相对误差不大，因此，可以用该公式进行矿山的初步生产能力的拟定。第4页/共70页2023/3/315矿山名称矿山名称矿山名称矿山名称 储量储量储量储量/(万万万万t)t)t)t)设计生产能设计生产能设计生产能设计生产能力力力
6、力/(/(/(/(万万万万t/a)t/a)t/a)t/a)泰勒公式计算泰勒公式计算泰勒公式计算泰勒公式计算值值值值/(/(/(/(万万万万t/a)t/a)t/a)t/a)相对误差相对误差相对误差相对误差%美国双峰铜矿美国双峰铜矿美国双峰铜矿美国双峰铜矿 44700447004470044700137013701370137014901490149014908.88.88.88.8加拿大卡罗尔铁矿加拿大卡罗尔铁矿加拿大卡罗尔铁矿加拿大卡罗尔铁矿200000200000200000200000490049004900490046504650465046505.15.15.15.1加拿大赖特山铁矿加
7、拿大赖特山铁矿加拿大赖特山铁矿加拿大赖特山铁矿180000180000180000180000445044504450445042854285428542853.73.73.73.7澳大利亚纽曼山铁矿澳大利亚纽曼山铁矿澳大利亚纽曼山铁矿澳大利亚纽曼山铁矿 1400001400001400001400004000400040004000350035003500350012.512.512.512.5前苏联南部采选公司前苏联南部采选公司前苏联南部采选公司前苏联南部采选公司 1445001445001445001445003050305030503050361036103610361018.418.
8、418.418.4前苏联朱哈依洛夫矿前苏联朱哈依洛夫矿前苏联朱哈依洛夫矿前苏联朱哈依洛夫矿 2337023370233702337010001000100010009359359359356.56.56.56.5中国南芬铁矿中国南芬铁矿中国南芬铁矿中国南芬铁矿 340003400034000340001000100010001000121512151215121521.521.521.521.5中国大孤山铁矿中国大孤山铁矿中国大孤山铁矿中国大孤山铁矿 1800018000180001800060060060060075075075075025.025.025.025.0中国白云鄂博东矿中国白云
9、鄂博东矿中国白云鄂博东矿中国白云鄂博东矿 1722017220172201722060060060060073073073073021.721.721.721.7一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比第5页/共70页2023/3/316二、按开采技术条件确定生产能力二、按开采技术条件确定生产能力 露天矿生产能力常常受到矿床赋存条件和开采技术水平的露天矿生产能力常常受到矿床赋存条件和开采技术水平的限制，在确定生产能力时，可以从以下几个方面进行试算：限制，在确定生产能力时，可以从以下几个方面进行试算：（1 1）按采场中可能布置的挖掘机台数确定生产能力）
10、按采场中可能布置的挖掘机台数确定生产能力根据矿体的赋存条件及开采参数等确定可能布置的挖掘机根据矿体的赋存条件及开采参数等确定可能布置的挖掘机台数（即每个台阶布置的挖掘机台数与同时工作的台阶数）。台数（即每个台阶布置的挖掘机台数与同时工作的台阶数）。一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数一个采矿台阶可能布置的挖掘机台数NwNw为：为：式中：Lg一个采矿台阶的工作线长度，m；Lc 一台挖掘机所需的采掘线长度，m。第6页/共70页2023/3/317 露天矿同时开采的台阶个数露天矿同时开采的台阶个数N NB B：对水平与近水平矿体，有：对水平与近水平矿体，有：式中：式中：H H矿体厚度，矿体厚度，m m；
11、h h采矿台阶高度，采矿台阶高度，h=B/(cot-h=B/(cot-cotcot1 1），），m m；B B采矿台阶的最小工作平盘宽度，采矿台阶的最小工作平盘宽度，m m；采采矿台阶的工作帮坡角，度；矿台阶的工作帮坡角，度；1 1采矿台阶的坡面角，度。采矿台阶的坡面角，度。第7页/共70页2023/3/318 对倾斜与急倾斜矿体，有：对倾斜与急倾斜矿体，有：当采矿方向从矿体下盘向上盘推进时取“”号；当采矿方向从矿体上盘向下盘推进时取“”号。第8页/共70页2023/3/319第第第第9 9页备注：页备注：页备注：页备注：由图可知，同时开采的台阶数：由图可知，HS与H有如下关系：将其代入上式即
12、：第9页/共70页2023/3/3110露天矿可能的生产能力为：式中：QW挖掘机平均年生产能力，t/a。第10页/共70页2023/3/3111（2 2）按采矿工程水平推进速度确定生产能力）按采矿工程水平推进速度确定生产能力 对于对于水平与近水平矿体水平与近水平矿体的矿石生产能力的矿石生产能力ApAp，主要取决，主要取决于工作线水平推进速度于工作线水平推进速度v vH H，即单位时间内剥采台阶沿工作，即单位时间内剥采台阶沿工作帮推进方向的水平推进距离。帮推进方向的水平推进距离。式中：式中：H H矿体厚度，矿体厚度，m m；LgLg采矿台阶工作线平均长度，采矿台阶工作线平均长度，m m；矿石容重
13、，矿石容重，t/mt/m3 3；矿石回采率，矿石回采率，%；废石废石混入率，混入率，%。第11页/共70页2023/3/3112（3 3）按采矿工程延深速度确定生产能力）按采矿工程延深速度确定生产能力 采矿工程延深速度是指在露天采场内最底部的采矿台采矿工程延深速度是指在露天采场内最底部的采矿台阶在单位时间内的垂直下降深度。阶在单位时间内的垂直下降深度。对于倾斜矿体与急倾斜矿体，采矿工程延深速度影响对于倾斜矿体与急倾斜矿体，采矿工程延深速度影响露天矿生产能力，延深速度快意味着采矿量大，这时工作露天矿生产能力，延深速度快意味着采矿量大，这时工作线水平推进速度线水平推进速度v vH H与采矿延深速度
14、与采矿延深速度v vT T和剥离工程延深速度和剥离工程延深速度v vTBTB之间必须满足一定的协调关系。之间必须满足一定的协调关系。第12页/共70页2023/3/3113第13页/共70页2023/3/3114 露天矿采矿工程延深时，由于延深方向不同，使露天矿采矿工程延深时，由于延深方向不同，使采矿工程延深速度采矿工程延深速度 与剥离工程延深速度与剥离工程延深速度 不一不一致，如图致，如图(a)(a)所示。所示。当剥采工程沿露天矿底帮延深时当剥采工程沿露天矿底帮延深时，与与 之间除满足式上述关系外，还应满足如下关系。之间除满足式上述关系外，还应满足如下关系。第14页/共70页2023/3/3
15、115当剥采工程沿露天矿矿层底板或顶板延深时当剥采工程沿露天矿矿层底板或顶板延深时，、与与 之间满足如下关系（如图之间满足如下关系（如图 (b)(b)、(c)(c)所示）。所示）。式中：顶帮工作帮推进速度取“”号；底帮工作帮推进速度取“”号。第15页/共70页2023/3/3116当剥采工程沿山坡延深时当剥采工程沿山坡延深时，、与与 之间满足如之间满足如下关系（如图下关系（如图 (d)(d)所示）。所示）。第16页/共70页2023/3/3117（4 4）按经济因素确定生产能力）按经济因素确定生产能力 对不同的生产能力方案进行比较分析以确定经济效益对不同的生产能力方案进行比较分析以确定经济效益
16、最佳的生产能力；也可建立露天矿开采的经济模型，求出最佳的生产能力；也可建立露天矿开采的经济模型，求出合理的生产能力。合理的生产能力。对矿石储量不太大的露天矿，确定生产能力时，还应对矿石储量不太大的露天矿，确定生产能力时，还应考虑服务年限。服务年限太短，会造成基本建设设施过早考虑服务年限。服务年限太短，会造成基本建设设施过早报废，致使矿山总体效益不佳，甚至不能全部回收投资。报废，致使矿山总体效益不佳，甚至不能全部回收投资。露天矿服务年限露天矿服务年限T T可按下式计算：可按下式计算：式中：式中：Q Q露天矿开采境界内的工业储量，露天矿开采境界内的工业储量，t t；A AP P露天矿原矿生产能力，
17、露天矿原矿生产能力，t/at/a；露天开采的回采率，露天开采的回采率，%；K K矿石储量备用系数，一般取矿石储量备用系数，一般取K=1.1K=1.11.21.2。第17页/共70页2023/3/3118矿山类别矿山类别（矿山规模（矿山规模10104 4t/at/a）特大型特大型大型大型中型中型小型小型黑色冶金矿山黑色冶金矿山100010001000300100030030060300606010001000100010010001001003010030301001001003010030301001001002010020201001001005010050501110.110.10.111
18、10.310.30.330303010301010200020002000100020001000100030010003003003030252520201010露天矿山合理服务年限露天矿山合理服务年限 第19页/共70页2023/3/3120三、按市场需求量确定生产能力三、按市场需求量确定生产能力 由矿石成品的市场需求量确定原矿产量由矿石成品的市场需求量确定原矿产量ApAp，即：，即：式中：KC成品矿石的品位，%；AC市场或用户每年需求的成品矿石量，t/a；KP原矿矿石品位，%；采矿损失率，%；选矿回收率，%。第20页/共70页2023/3/3121四、露天矿两级矿量四、露天矿两级矿量 两
19、级矿量的贮备包括：开拓矿量和备采矿量。两级矿量的贮备包括：开拓矿量和备采矿量。开拓矿量开拓矿量 指开拓工程和主要运输枢纽已经完成，并具备了指开拓工程和主要运输枢纽已经完成，并具备了采准工作的条件。如凹陷露天矿己完成了出入沟延深，用斜坡采准工作的条件。如凹陷露天矿己完成了出入沟延深，用斜坡提升开拓的矿山已完成了提升机道的延深工程，并形成了完整提升开拓的矿山已完成了提升机道的延深工程，并形成了完整运愉系统的最下个台阶底部标高以上的矿量。运愉系统的最下个台阶底部标高以上的矿量。备采矿量备采矿量 是开拓矿量的一部分，指台阶上矿体的上面和是开拓矿量的一部分，指台阶上矿体的上面和侧面已被揭露出来的最小工作
20、平盘宽度的台阶矿量的总和。侧面已被揭露出来的最小工作平盘宽度的台阶矿量的总和。我国一般露天矿山基建投产的贮备矿量保有时间如下：我国一般露天矿山基建投产的贮备矿量保有时间如下：开拓矿量12年；备采矿量13个月 第21页/共70页2023/3/31228.2 8.2 8.2 8.2 露天矿生产剥采比及其均衡露天矿生产剥采比及其均衡露天矿生产剥采比及其均衡露天矿生产剥采比及其均衡一、生产采剥比的变化规律一、生产采剥比的变化规律 生产剥采比指在某一生产时期内所采出来的岩石量与矿生产剥采比指在某一生产时期内所采出来的岩石量与矿石量之比，即：石量之比，即：ns=Vs/As 露天开采过程中，工作帮的范围和位
21、置随矿山工程的进露天开采过程中，工作帮的范围和位置随矿山工程的进度不断变化，剥离岩石量和采出矿石量也相应发生变化，从度不断变化，剥离岩石量和采出矿石量也相应发生变化，从而使生产剥采比发生变化。而使生产剥采比发生变化。露天矿工作帮及其帮坡角与生产剥采比的变化密切相关。露天矿工作帮及其帮坡角与生产剥采比的变化密切相关。工作帮坡角大，生产剥采比小。如下图所示，工作帮坡角工作帮坡角大，生产剥采比小。如下图所示，工作帮坡角 可用下式计算：可用下式计算：第22页/共70页2023/3/3123第23页/共70页2023/3/3124（1 1）开采程序和开采参数不变情况下的变化规律）开采程序和开采参数不变情
22、况下的变化规律 如下图所示，在固定的台阶高度和工作平盘宽度条件下如下图所示，在固定的台阶高度和工作平盘宽度条件下进行发展，其生产剥采比变化规律见下页图所示。进行发展，其生产剥采比变化规律见下页图所示。第24页/共70页2023/3/3125第25页/共70页2023/3/3126 由图可以看出：开始是大量剥离，但采矿量为零，这个由图可以看出：开始是大量剥离，但采矿量为零，这个阶段为露天矿的矿建阶段。随后，开始采出矿石，生产剥采阶段为露天矿的矿建阶段。随后，开始采出矿石，生产剥采比则随着开采深度加深而不断增大，达到一个最大值后而逐比则随着开采深度加深而不断增大，达到一个最大值后而逐渐减小。生产剥
23、采比的这种变化规律是开采倾斜矿体的普遍渐减小。生产剥采比的这种变化规律是开采倾斜矿体的普遍规律，其中生产剥采比最大期间叫剥离洪峰期。规律，其中生产剥采比最大期间叫剥离洪峰期。水平与近水平矿体的生产剥采比的变化幅度较小。但是水平与近水平矿体的生产剥采比的变化幅度较小。但是随着矿体厚度和地形条件的变化，生产剥采比也会产生波动。随着矿体厚度和地形条件的变化，生产剥采比也会产生波动。生产剥采比亦呈现出由小到大，再由大到小的变化规律，但生产剥采比亦呈现出由小到大，再由大到小的变化规律，但是生产剥采比高峰期比较平稳，且持续时间较长。是生产剥采比高峰期比较平稳，且持续时间较长。第26页/共70页2023/3
24、/3127（2 2）开采程序和开采参数变动对生产剥采比的影响）开采程序和开采参数变动对生产剥采比的影响若生产剥采比变化幅度较大，需对其进行适当调整，主要若生产剥采比变化幅度较大，需对其进行适当调整，主要方法是调整开采参数或开采程序。方法是调整开采参数或开采程序。改变工作平盘宽度对生产剥采比的影响改变工作平盘宽度对生产剥采比的影响如下图所示，为减小洪峰剥采比，可以将生产剥采比洪峰如下图所示，为减小洪峰剥采比，可以将生产剥采比洪峰期的一部分剥离量提前或滞后。前者是通过加大工作平盘宽度，期的一部分剥离量提前或滞后。前者是通过加大工作平盘宽度，后者一般可通过采用组合台阶以减小工作平盘宽度来实现。后者一
25、般可通过采用组合台阶以减小工作平盘宽度来实现。第27页/共70页2023/3/3128第28页/共70页2023/3/3129 剥采工程延深至6、7水平时为剥离洪峰期。为降低这个时期的生产剥采比，在延深至第6水平时，其上各水平剥离台阶超前剥离量为V1；在延深至第7水平时，其上各水平剥离台阶采用两两组合，组合台阶中的下水平台阶平盘宽度变小为Bmin-A，其滞后剥离量为V2。当剥采工程越过洪峰剥离期后，逐渐取消组合台阶，恢复为单台阶开采。此时，由开采水平6延深至水平7的生产剥采比下降值为：式中：P7剥采工程由水平6延深至水平7所采出的矿石量。第29页/共70页2023/3/3130 改变开段沟长度
26、对生产剥采比的影响改变开段沟长度对生产剥采比的影响开段沟的最大长度通常等于该水平的走向长度，最小长开段沟的最大长度通常等于该水平的走向长度，最小长度一般不短于采掘设备要求的采段长度。度一般不短于采掘设备要求的采段长度。在下图的条件下，最初形成的开段沟长度等于走向长度在下图的条件下，最初形成的开段沟长度等于走向长度的三分之一，约的三分之一，约700m700m，然后在该水平就开始推帮，推帮与延，然后在该水平就开始推帮，推帮与延长开段沟平行作业，这种开拓方式亦是露天矿剥采工程开发长开段沟平行作业，这种开拓方式亦是露天矿剥采工程开发的普遍形式。该方式每下降一个水平采出的矿岩量和生产剥的普遍形式。该方式
27、每下降一个水平采出的矿岩量和生产剥采比的变化如下图所示。图中采比的变化如下图所示。图中1313和和1313为剥采工程延深到为剥采工程延深到1313水平后，继续延长开段沟和相应在上部水平进行推帮过程中水平后，继续延长开段沟和相应在上部水平进行推帮过程中采出的矿石量。采出的矿石量。第30页/共70页2023/3/3131第31页/共70页2023/3/3132第32页/共70页2023/3/3133 对比上图可以看出，新水平开拓准备时，采取延长开段沟对比上图可以看出，新水平开拓准备时，采取延长开段沟与推帮平行作业的方式开拓剥采工程，与掘完开段沟全长后再与推帮平行作业的方式开拓剥采工程，与掘完开段沟
28、全长后再进行推帮方式相比，具有以下特点：进行推帮方式相比，具有以下特点：一是生产剥采比变化比较平缓，高峰值下降；一是生产剥采比变化比较平缓，高峰值下降；二是有利于减少矿山基建剥离量。二是有利于减少矿山基建剥离量。此外，在矿体沿走向厚度不同的情况下，当生产剥采比达此外，在矿体沿走向厚度不同的情况下，当生产剥采比达到高峰时，适当减慢或停止矿体较薄部分工作帮推进，对于降到高峰时，适当减慢或停止矿体较薄部分工作帮推进，对于降低剥离高峰亦有作用。低剥离高峰亦有作用。第33页/共70页2023/3/3134 改变开段沟位置和工作线推进方向对生产剥采比的影响改变开段沟位置和工作线推进方向对生产剥采比的影响开
29、段沟位置、工作线推进方向和延深方向等的改变，通常开段沟位置、工作线推进方向和延深方向等的改变，通常会使生产剥采比产生重大变化。会使生产剥采比产生重大变化。在一定的地质埋藏条件下，露在一定的地质埋藏条件下，露天矿可以采用不同的开采工艺，各种开采工艺又可采取多种不天矿可以采用不同的开采工艺，各种开采工艺又可采取多种不同的开段沟位置、工作线推进方向和延深方向，不同方案的生同的开段沟位置、工作线推进方向和延深方向，不同方案的生产剥采比变化规律是不同的。产剥采比变化规律是不同的。实际工作中，对每种开段沟位置和工作线推进方向方案，实际工作中，对每种开段沟位置和工作线推进方向方案，要采用改变平盘宽度和开段沟
30、长度等措施调整生产剥采比，对要采用改变平盘宽度和开段沟长度等措施调整生产剥采比，对各种方案进行比较，从中选择最优方案。各种方案进行比较，从中选择最优方案。第34页/共70页2023/3/3135 分区开采或分期开采对生产剥采比的影响分区开采或分期开采对生产剥采比的影响分区开采或分期开采可使生产剥采比有较大的调整余地，分区开采或分期开采可使生产剥采比有较大的调整余地，其值接近于平均剥采比，或从小到大逐渐增加，且初始基建剥其值接近于平均剥采比，或从小到大逐渐增加，且初始基建剥离量很小。离量很小。当矿体覆盖层厚度、矿体厚度、品位等沿露天矿走向或平当矿体覆盖层厚度、矿体厚度、品位等沿露天矿走向或平面上
31、变化较大时，采取分区开采的效果是显著的。同时，还可面上变化较大时，采取分区开采的效果是显著的。同时，还可以利用采空区进行内排土，以减少运距和外部排土场的占地面以利用采空区进行内排土，以减少运距和外部排土场的占地面积。积。第35页/共70页2023/3/3136二、生产采剥比的初步确定与均衡二、生产采剥比的初步确定与均衡 露天矿的生产剥采比一般是通过编制矿山工程长期进度露天矿的生产剥采比一般是通过编制矿山工程长期进度计划和年度计划来确定的，是计划值，称为计划和年度计划来确定的，是计划值，称为计划生产剥采比计划生产剥采比。而实际生产中所形成的生产剥采比与计划剥采比的数值会有而实际生产中所形成的生产
32、剥采比与计划剥采比的数值会有所不同，称为所不同，称为实际生产剥采比实际生产剥采比，所讨论的生产剥采比均指计，所讨论的生产剥采比均指计划生产剥采比。划生产剥采比。（1 1）初步确定计划生产剥采比）初步确定计划生产剥采比 通过绘制通过绘制 曲线和曲线和 曲线确定计划生曲线确定计划生产剥采比，步骤如下：产剥采比，步骤如下：第36页/共70页2023/3/3137 绘制绘制剥采工程发展、延深到各水平时，或工作帮推进到不剥采工程发展、延深到各水平时，或工作帮推进到不同位置时的同位置时的算量剖面图算量剖面图和和露天矿场平面图露天矿场平面图（按（按 ）。）。第37页/共70页2023/3/3138 采用采用
33、剖面算量法剖面算量法或或平面算量法平面算量法计算剥采工程每延深一个计算剥采工程每延深一个水平或工作帮每推进一段距离，本水平及其上各水平所采出水平或工作帮每推进一段距离，本水平及其上各水平所采出的矿石量和剥离量。的矿石量和剥离量。在剖面图上计算每延深一个水平（第在剖面图上计算每延深一个水平（第i i水平）采出的矿水平）采出的矿石量石量P P：（横剖面法）：（横剖面法）式中：延深至第i水平时，在第j剖面上采出矿石的剖面面积，；在第j剖面上第i水平处的影响距离，m；矿石重力密度；矿石回采率，%；废石混入率，%。第38页/共70页2023/3/3139在剖面图上计算每延深一个水平（第在剖面图上计算每延
34、深一个水平（第i i水平）的剥离量：水平）的剥离量：式中：式中：每下降一个水平（第每下降一个水平（第i i水平）第水平）第j j断面上的岩石面积，断面上的岩石面积，m m2 2；第第i i水平处的影响距离，水平处的影响距离，m m；矿层中的矿层中的含夹石率含夹石率；。；。第39页/共70页2023/3/3140 用相似的方法，可以在分层平面图上计算每延深一个水平用相似的方法，可以在分层平面图上计算每延深一个水平所采出的矿石量和岩石量。所采出的矿石量和岩石量。（平面法（平面法 ）确定生产剥采比确定生产剥采比如下表所示，矿山工程按如下表所示，矿山工程按 发展时，每延深一个发展时，每延深一个水平（第
35、水平（第i i水平），生产剥采比为：水平），生产剥采比为：。以采出的矿石累计量为横坐标，以剥离岩石累计量为纵坐以采出的矿石累计量为横坐标，以剥离岩石累计量为纵坐标，绘出标，绘出 曲线图，以生产剥采比为纵坐标绘出曲线图，以生产剥采比为纵坐标绘出 曲线图曲线图 ，如下图。，如下图。第40页/共70页2023/3/3141第41页/共70页2023/3/3142第42页/共70页2023/3/3143（2 2）生产剥采比的调整与均衡）生产剥采比的调整与均衡一般情况下，一般情况下，要求矿石产量持续稳定要求矿石产量持续稳定。不同时期生产剥采比的变化，会引起采、运设备需求数不同时期生产剥采比的变化，会引起
36、采、运设备需求数量的变化，影响采矿成本。因此需对露天矿的生产剥采比作量的变化，影响采矿成本。因此需对露天矿的生产剥采比作适当的调整，即均衡生产剥采比，使露天矿在一定时期内保适当的调整，即均衡生产剥采比，使露天矿在一定时期内保持剥采生产规模的稳定。持剥采生产规模的稳定。第43页/共70页2023/3/3144 调整生产剥采比可采取不同的方案，一般原则为：调整生产剥采比可采取不同的方案，一般原则为：尽量减少初期生产剥采比，以减少基建投资尽量减少初期生产剥采比，以减少基建投资；生产剥采比可以逐步增加，达到最大值后，逐步减少生产剥采比可以逐步增加，达到最大值后，逐步减少。不宜发生突然波动，以免设备和人
37、员随之发生较大变动，每不宜发生突然波动，以免设备和人员随之发生较大变动，每次调整量应为挖掘机年生产能力的整倍数；次调整量应为挖掘机年生产能力的整倍数；一般生产剥采比达到最大的时期不宜过短一般生产剥采比达到最大的时期不宜过短。如果最大。如果最大生产剥采比时间短，意味着露天矿在一段时间大量增加设备生产剥采比时间短，意味着露天矿在一段时间大量增加设备和人员，不久又大幅缩减，这不仅使设备利用率低，也给生和人员，不久又大幅缩减，这不仅使设备利用率低，也给生产组织管理带来困难。产组织管理带来困难。第44页/共70页2023/3/3145 对于新设计露天矿，为使露天矿每年用较小的生产剥采比对于新设计露天矿，
38、为使露天矿每年用较小的生产剥采比采出较多的有用矿物，针对不同的矿床特点可采取如下措施：采出较多的有用矿物，针对不同的矿床特点可采取如下措施：水平与近水平矿床，地形平坦时，水平与近水平矿床，地形平坦时，一般逐年剥采比比一般逐年剥采比比较稳定，可采用组合台阶加陡工作帮坡角的办法，减少初期剥较稳定，可采用组合台阶加陡工作帮坡角的办法，减少初期剥离量，节省剥离费用离量，节省剥离费用。倾斜矿床，或水平近水平矿床，地形变化大时倾斜矿床，或水平近水平矿床，地形变化大时 ，一般，一般先从埋藏较浅的位置开沟，以后逐年增大剥采比。先从埋藏较浅的位置开沟，以后逐年增大剥采比。第45页/共70页2023/3/3146
39、8.3 8.3 8.3 8.3 采掘进度计划编制采掘进度计划编制采掘进度计划编制采掘进度计划编制 实质是以图表形式表现矿山工程在采场空间和时间上的实质是以图表形式表现矿山工程在采场空间和时间上的计划安排和采掘设备作业安排。计划安排和采掘设备作业安排。通过编制采掘进度计划，对通过编制采掘进度计划，对初步拟定的矿山生产能力、均衡生产剥采比和储备矿量保有初步拟定的矿山生产能力、均衡生产剥采比和储备矿量保有期予以验证及修正，并安排落实。期予以验证及修正，并安排落实。因此，因此，要在全面系统地了解露天矿剥采关系、生产能要在全面系统地了解露天矿剥采关系、生产能力协调和各生产工艺配合的基础上，进行采掘进度计
40、划编制，力协调和各生产工艺配合的基础上，进行采掘进度计划编制，具有预见性和指导性。具有预见性和指导性。第46页/共70页2023/3/3147 采掘进度计划分采掘进度计划分长期及中长期计划和短期计划长期及中长期计划和短期计划。一般。一般3 35 5年称为中长期计划，年称为中长期计划，5 5年以上的称为长期计划。年以上的称为长期计划。主要任务是确主要任务是确定露天矿基建工程量、基建时间、投产和达产时间、均衡生产定露天矿基建工程量、基建时间、投产和达产时间、均衡生产剥采比、矿石和矿岩生产能力、逐年工作线推进位置，以及计剥采比、矿石和矿岩生产能力、逐年工作线推进位置，以及计算各个时期所需的设备、人员
41、和材料等。算各个时期所需的设备、人员和材料等。短期计划包括短期计划包括年度作业计划、季度作业计划、月作业计划，年度作业计划、季度作业计划、月作业计划，甚至旬作业计划、周作业计划等。甚至旬作业计划、周作业计划等。年度作业计划以中长期计划年度作业计划以中长期计划为依据，综合考虑用户对矿石数量及质量指标的要求，安排年为依据，综合考虑用户对矿石数量及质量指标的要求，安排年末、季末或月末剥采工程的工作线推进位置，并计算穿爆、采末、季末或月末剥采工程的工作线推进位置，并计算穿爆、采装、运输、排土、机修等主要工艺环节的生产能力。装、运输、排土、机修等主要工艺环节的生产能力。第47页/共70页2023/3/3
42、148一、编制采掘进度计划所需的基础资料一、编制采掘进度计划所需的基础资料 1:20001:2000或或1:50001:5000的的地质地形图地质地形图；1:10001:1000或或1:20001:2000的的分层平面图或地质剖面图分层平面图或地质剖面图，图上绘有矿床地质界线、开采，图上绘有矿床地质界线、开采境界、出入沟和开段沟的位置等；境界、出入沟和开段沟的位置等；各各分水平的矿岩量计算表分水平的矿岩量计算表；露天矿开拓运输系统图露天矿开拓运输系统图，对改建、扩建矿山要有开采现状图；，对改建、扩建矿山要有开采现状图；露天矿的台阶高度、采掘带宽度、采区长度、最小工作平盘宽度、工作线推露天矿的台
43、阶高度、采掘带宽度、采区长度、最小工作平盘宽度、工作线推进方向、矿山工程延深方式等进方向、矿山工程延深方式等开采参数开采参数；矿石矿石回采率和废石混入率回采率和废石混入率；穿孔、采装、运输设备的型号、数量和生产能力穿孔、采装、运输设备的型号、数量和生产能力；有关有关可采矿量、开拓矿量的规定可采矿量、开拓矿量的规定；露天矿露天矿开始基建的时间、要求的投产日期、投产和达产标准等开始基建的时间、要求的投产日期、投产和达产标准等。第48页/共70页2023/3/3149二二 露天矿生产时期的划分和基建工程量露天矿生产时期的划分和基建工程量露天矿的开采可划分为露天矿的开采可划分为基建、过渡、正常生产和结
44、束基建、过渡、正常生产和结束四个四个时期。时期。基建期指从开始建矿到投产这一段时间；基建期指从开始建矿到投产这一段时间；过渡期是指从投产至达产这一段时间；过渡期是指从投产至达产这一段时间；正常生产期是指从达产到露天矿开采后期矿石生产能力开正常生产期是指从达产到露天矿开采后期矿石生产能力开始下降之时止的一段时间（稳产期）；始下降之时止的一段时间（稳产期）；结束期是从露天矿开采后期矿石生产能力开始下降之时起结束期是从露天矿开采后期矿石生产能力开始下降之时起至露天矿停产报废为止的一段时间。至露天矿停产报废为止的一段时间。第49页/共70页2023/3/3150露天矿投产与达产露天矿投产与达产露天矿投
45、入生产必须具备下列条件：露天矿投入生产必须具备下列条件：建成正常生产所需的建成正常生产所需的外部运输、供电和供水外部运输、供电和供水等工程设等工程设施的完整系统；（三通）施的完整系统；（三通）破碎站、选矿厂及主要辅助设施破碎站、选矿厂及主要辅助设施全部或分期建成并达全部或分期建成并达到相应规模；到相应规模；矿山内部建成完整的矿山内部建成完整的矿石和废石运输系统矿石和废石运输系统；基建剥离工程应确保露天矿具有持续增长的生产能力，基建剥离工程应确保露天矿具有持续增长的生产能力，并并保证有相应的储备矿量；保证有相应的储备矿量；矿石产量和质量达到规定的指标矿石产量和质量达到规定的指标，且矿山经济效益逐
46、，且矿山经济效益逐年提高。年提高。露天矿露天矿投产时的矿石产量标准投产时的矿石产量标准和和达产期限达产期限见下表。见下表。第50页/共70页2023/3/3151露天矿设计规模万吨/年100投产时的年产量占设计产量的比例1/21/21/31/31/21/21/41/41/31/3投产至达产的期限(年)131335露天矿投产的产量标准及达产期限露天矿投产的产量标准及达产期限 第51页/共70页2023/3/3152 露天矿达产后进入正常生产期的服务年限一般应超过矿露天矿达产后进入正常生产期的服务年限一般应超过矿山服务年限的山服务年限的2/32/3。设计计算年是指露天采剥总量达到最大规模的初始年度
47、。设计计算年是指露天采剥总量达到最大规模的初始年度。从这一年开始，将按设计矿石生产能力和最大均衡生产剥采从这一年开始，将按设计矿石生产能力和最大均衡生产剥采比持续生产一段时间。在设计中将计算年的采剥总量作为计比持续生产一段时间。在设计中将计算年的采剥总量作为计算矿山设备、动力、材料消耗、人员编制、建设规模及辅助算矿山设备、动力、材料消耗、人员编制、建设规模及辅助设施的依据。设施的依据。第52页/共70页2023/3/3153基建工程量基建工程量露天矿基本建设工程项目包括剥采基建工程、地面设施露天矿基本建设工程项目包括剥采基建工程、地面设施及建筑工程、露天矿内部运输系统、防排水工程、供电供水及建
48、筑工程、露天矿内部运输系统、防排水工程、供电供水系统、外部运输工程等。露天矿在基建期所完成的土石方工系统、外部运输工程等。露天矿在基建期所完成的土石方工程量称为基建工程量。程量称为基建工程量。露天矿结束期露天矿结束期 一般情况下，露天矿剥离在整个服务年限内经历一个由一般情况下，露天矿剥离在整个服务年限内经历一个由小到大，再由大到小的变化过程。而矿石产量也要经历一个小到大，再由大到小的变化过程。而矿石产量也要经历一个小由到大，在较长一段时间内保持稳定的产量，到开采后期，小由到大，在较长一段时间内保持稳定的产量，到开采后期，露天矿石产量逐渐减小，直至开采结束这样的变化过程。多露天矿石产量逐渐减小，
49、直至开采结束这样的变化过程。多数情况下，在结束期露天矿开采的是露天矿的残矿。数情况下，在结束期露天矿开采的是露天矿的残矿。第53页/共70页2023/3/3154三三 采掘进度计划的编制方法与步骤采掘进度计划的编制方法与步骤 在确定了露天矿在确定了露天矿开采境界、开采工艺、开采参数和开采程开采境界、开采工艺、开采参数和开采程序、开拓运输系统，以及生产能力后序、开拓运输系统，以及生产能力后，开始着手编制矿山工程，开始着手编制矿山工程进度计划。进度计划。采掘进度计划的内容采掘进度计划的内容采掘工程进度计划图表采掘工程进度计划图表 下图表中表示出下图表中表示出不同时间、不同水平上挖掘机的配置和调不同
50、时间、不同水平上挖掘机的配置和调动情况，作业内容和计划完成的矿岩量。同时还表示出每年完动情况，作业内容和计划完成的矿岩量。同时还表示出每年完成的矿岩量、生产剥采比、矿石品位、基建时间、投产时间、成的矿岩量、生产剥采比、矿石品位、基建时间、投产时间、达产时间等。达产时间等。一般进度计划以年为单位编制，但开采中后期可一般进度计划以年为单位编制，但开采中后期可以按五年为单位进行编制。以按五年为单位进行编制。第54页/共70页2023/3/3155第55页/共70页2023/3/3156分层平面图或横剖面图分层平面图或横剖面图一般倾角小、走向长的层状矿体采用横剖面图，在矿体一般倾角小、走向长的层状矿体