中小露天矿开采技术.docx

中小露天矿开采技术冶金工业出版社（北京）杨福海主编 1990年5月第一版第十五章 露天开采境界的确定P555露天矿场开采境界的大小，决定着露天矿场的可采矿量、废石剥离量、生产能力、开采年限等主要技术指标，也影响着矿床开拓及总图运输。因此，合理地确定露天矿场开采境界，对企业经济效果有重要意义。它也是露天开采设计中要解决的主要问题之一。一、影响露天矿场开采境界的主要因素影响露天矿场开采境界的主要因素有：（1）自然因素，包括矿体埋藏条件、矿石和围岩性质、地形及水文地质条件；（2）经济因素，包括基建投资，矿石成本，矿石的损失和贫化，基建期限、达产期限、设备及市场对矿产品的需求及价格情况；（3）组织技术因素，主要指矿山附近的河流、铁路和重要建筑物对开采境界的影响。确定露天开采境界必须根据不同矿床条件，分清主次抓主要限制性因素综合考虑决定。一般情况下主要根据经济因素确定露天开采境界，在其他条件限制时，才按其他限制条件确定。二、剥采比的概念在露天矿开采工程中，为了采出有用的矿石，必须不断地剥离无用的岩石或表土层。所谓剥采比是指剥离的废石量与采出的矿石量之比。其单是t/t、m3/m3或m3/t。随着露天开采境界的变化，可采矿量和剥岩量也随之改变，因此露天开采境界的确定与剥采比联系在一起。在确定境界时常用下列几种剥采比。1、平均剥采比np平均剥采比是指露天开采境界内总的废石量与总的矿量之比，即：np=VpAp式中 np平均剥采比，t/t、m3/m3或m3/t； Vp境界内总的废石量，m3或t； Ap境界内总的矿石量，m3或t。2、分层剥采比nF分层剥采比是指露天开采境界内某一水平分层的废石量与矿石量之比，即：nF=VFAF式中 nF分层剥采比，t/t、m3/m3或m3/t； VF境界内某一水平分层的废石量，m3或t； AF境界内同水平分层的矿石量，m3或t。3、生产剥采比nS生产剥采比是指露天矿某一生产时期所剥采的废石量与所采出的矿石量之比，即：nS=VSAS式中 nS生产剥采比，t/t、m3/m3或m3/t； VS某一生产时期内剥离的废石量，m3或t； AS某一生产时期内采出的矿石量，m3或t。4、境界剥采比nJ境界剥采比是指露天开采境界增加单位深度后引起废石量与矿石量增量之比，即：nJ=VA式中 nJ境界剥采比，t/t、m3/m3或m3/t； V露天开采境界延深后所增加的废石量，m3或t； A露天开采境界延深后所增加的矿石量，m3或t。5、经济合理剥采比nJH经济合理剥采比指经济上允许的最大剥离量与可采矿量之比。第二节经济合理剥采比的确定经济合理剥采比是露天开采境界设计的重要指标，也是衡量露天开采经济合理性的主要依据，其含义是指允许分摊到有用矿物上的最大剥离量，目前关于确定经济合理剥采比的方法主要分为两类：一是比较法，它是以露天开采和地下开采的经济效果作比较来计算，确定用露天开采还是用地下开采或划分矿床露天开采和地下开采的界限；另一种是盈利法（或价格法），它是用露天开采成本和矿石销售价格作比较来计算的。前一类方法又分为原矿成本比较法和储量盈利比较法。一、原矿成本比较法这种方法是用矿石作为计算基础，是露天开采出来的矿石成本等于地下开采成本。露天开采的矿石成本由纯采矿成本和剥离成本两部分组成，即：CL=ra+nb式中 CL露天开采的矿石成本，元/m3； a露天开采的纯采矿成本（不包括剥离），元/t； b露天开采的剥离成本，元/ m3； r矿石容重，t/ m3； n剥采比，m3/m3。作为露天开采的基本要求，是使露天开采的矿石成本不超过地下开采成本，即：ra+nbrCD式中 CD地下开采的矿石成本，元/t。满足上式的最大剥采比就是经济合理剥采比nJH：nJH=r(CD-a)b式中CD、a和b的数据可根据类似矿山选取。二、储量盈利比较法这种方法是用矿石工业储量作为计算的基础，使露天开采出来的矿石盈利不小于地下开采的盈利。根据这一原则，其关系式为：UL-nb1rUD式中 UL露天开采时每t工业储量矿石所获的盈利，元/t； UD地下开采时每t工业储量矿石所获的盈利，元/t；其他符号同前。其经济合理剥采比为：nJH=rbUL-UD三、矿床用露天开采时盈利法（价格法）一些出露地表的矿体或一些特殊矿床，如砂矿床、含硫高易燃的矿床，由于技术条件不宜采用地下开采而只能用露天开采，或由前两种比较法已确定用露天开采的矿床，用盈利法确定其经济合理剥采比。这时，使露天开采的产品成本不超过市场售价，以保证盈利。当露天开采的最终产品是矿石时（如贫铁矿石、白云石、石灰石），根据盈利原则：ra+nJHbrP即：nJHrbP-a式中 P矿石销售价格，元/m3；其他符号同前。四、计算实例（2）盈利法计算经济合理剥采比（用如下欧美常用公式）这种方法考虑了采出矿石的品位，选矿回收率，市场或国家的调拨价格，露天开采每吨矿石的采矿成本及剥离废石成本和必要的利润对剥采比的影响等。公式如下：nJH=APB-a-Mb式中 A推算的采出矿石品位，%； P铁矿石品位每1%的净价值P=Gg-cgG石人沟矿精矿价格；g石人沟矿成品精矿含铁量67.5%；c石人沟矿每吨精矿粉加工费，18.96元/t；B选矿回收率，88%；a露天开采单位矿石成本8元/t（不包含维简费）；b露天开采单位矿石剥岩成本1.8元/t；M露天开采单位矿石的最小利润，元/t；按1985年石人沟矿年利润值算每吨矿石最小利润为1.28元/t。（3）对各种计算方法评述原矿成本比较法需要的基础数据少，计算简单，应用方便，是设计中常用的计算方法。但它没有考虑露天开采和地下开采在矿石损失和废石混入方面的显著差别，该法仅从全矿生产费用最小来计算经济合理剥采比，没有考虑矿床开采的经济效益（是否有盈利），对同一矿种、埋藏条件和开采条件类似的矿床，矿石品位不同时，其开采成本相差不大，但矿石价值却大不相同，贫者可能亏本，富者可能盈利。储量盈利比较法全面考虑了露天开采与地下开采两种方法在矿石损失贫化上的差异，是一个理论上最合理的计算方法，但由于数据多，计算繁琐，且数据来源不可靠，受价格影响等，因此不常用。盈利法（价格法）的特点是计算的经济合理剥采比数值与最终产品的销售价格紧密联系在一起，对地下开采无盈利的贫铁矿，应用盈利法（价格法）计算经济合理剥采比，以此确定开采境界，能使露天开采始终有盈利，小矿山往往用这种方法计算经济合理剥采比，以确保小矿山盈利。上述计算说明，方法不同，经济合理剥采比值也不同，但无论采用哪种方法，所得的经济合理剥采比值都不是绝对的，只能作为确定开采境界时经济上的参考数据。根据我国目前矿山技术经济状况，一般经济合理剥采比可按下表选取。矿床类型大型矿山中型矿山小型矿山铁矿、锰矿、菱矿8106856石灰石、白云石、硅矿1.51.51.0铝土矿、粘土矿1316需说明的是，计算经济合理剥采比中用的参数（如a、P、UD、UL）受市场影响很大，随市场的变化而变化，因而经济合理剥采比也随市场而变化。因此，用经济合理剥采比确定开采境界时，要充分预测市场对矿石成本及销售价格的影响。应当指出，上述参数尽管有着多种因素的影响，在一定程度上尚具有一定的近似性，但尽力求取一个较接近实际的经济合理剥采比数据，这也是境界设计开始时应实现的首要目的。第三节 露天开采境界的确定原则在一般情况下，随着露天开采境界的延深和扩大，采矿量增加，相应的剥岩量也要增加。因此，露天开采境界的确定，实质上是对剥采比的大小加以控制，使之不超过经济合理剥采比。一般主要控制境界剥采比、平均剥采比。其目的在于找出境界剥采比与采深的变化关系，从而确定合理的露天开采深度，现分述如下。一、境界剥采比不大于经济合理剥采比（nJnJH）的原则这一原则是指领进露天开采境界的那层矿岩而言，基于原矿成本比较法，该层的露天开采成本不大于地下开采成本。二、用平均剥采比不大于经济合理剥采比的原则对按境界剥采比不大于经济合理剥采比圈定的境界进行验证按境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则圈定的露天开采境界，只是反映了开采到邻近境界时的经济效果，而不能保证开采过程中任何时候或整个境界内的矿石采出能取得好的经济效果。对某些不连续矿体，用上述法则圈定的