露天矿生产计划PPT课件

1、1露天开采 绪论 矿床品位与储量计算 岩石的力学性质及分级 最终开采境界的确定 露天开采程序 露天矿生产计划 露天矿床开拓 露天开采工艺 矿山技术经济第1页/共74页2第十六章 露天矿生产计划 露天矿生产能力 边界品位的确定 采掘进度计划编制 第2页/共74页31 露天矿生产能力 露天矿生产能力指每年采出的矿石量和剥离的岩石量。露天矿生产能力直接影响到矿山设备的选型、设备数量、劳动力及材料需求等，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个重要参数。 影响露天矿生产能力的主要因素 根据储量估算生产能力 根据开采技术条件验证生产能力 市场与经济效益 第3页/

2、共74页41.1 影响露天矿生产能力的主要因素 矿体自然条件，即矿物在矿床中的分布、品位和储量。 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。 市场，即矿产品的市场需求及产品价格。 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。 第4页/共74页51.2 根据储量估算生产能力泰勒公式 :t=6.5R(1/4) Pa=R/t 式中，t为矿山服务年限（年），R为矿床可采矿石储量（Mt），Pa为矿石年产量。例如：南芬露天矿储量34000万t，根据上述公式求得， t=6.5R(1/4) 6.5340 (1/4) 28年 Pa=R/t34000/28=1214万t。第5页/共74页

3、6一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比 矿山名称储量(万t)设计生产能力(万t/a)泰勒公式计算值(万t/a)美国双峰铜矿4470013701490加拿大卡罗尔铁矿20000049004650加拿大赖特山铁矿18000044504285澳大利亚纽曼山铁矿14000040003500前苏联南部采选公司14450030503610前苏联朱哈依洛夫矿233701000935中国南芬铁矿3400010001215中国大孤山铁国白云鄂博东6页/共74页 开采技术条件是可变的，开采程序设计、设备选型以及组织与管理均是由人来完成的。由于人为因素的影响

4、 ，在相同的自然条件下，矿山可能达到的生产能力会有较大的差别。一些矿山达不到设计生产能力，其主要原因是开采程序不合理或生产组织与管理不善，未能发挥出可能达到的生产潜能。在给定的自然条件下，开采技术条件决定了露天矿可能达到的生产能力。 第7页/共74页 开采技术条件对生产能力的作用体现在矿山工程延伸速度和台阶水平推进速度。露天矿可能达到的生产能力与垂直延伸速度的关系为：PVHTahb1式中，Vh为矿山工程延伸速度(m/a)，H为台阶高度(m)，Tb为有代表性的水平分层矿量， 为矿石回采率(%) ，为废石混入率(%)。 第8页/共74页延伸速度与水平推进速度之间的关系为： Vl=Vh(ctanu

5、+ ctanl) 式中，Vl 为台阶水平推进速度，u和l 分别为上下盘 工作帮坡角。 uVlVhl采场延深速度与台阶水平推进速度关系示意图第9页/共74页 露 天 矿 可 能 达 到 的 延 伸 速 度 和 水 平 推 进 速 度 最 终 取 决 于可 能 布 置 的 挖 掘 机 数 量 及 挖 掘 机 的 台 班 工 作 效 率。 可 能 布 置 的 挖 掘 机 总 数 决 定 了 矿 岩 生 产 能 力， 其 中 可 能 布 置 的 采 矿 挖 掘 机 数 决 定 了 矿 石 生 产 能 力。 台 阶可 能 布 置 的 挖 掘 机 数 N s 为： N s = Lb/Lc 式 中，L b

6、为一个台阶的采矿工作线长度， L c 为一台挖掘机正常作业所 需的工作线长度（即采区长度）， N s 为一个台阶上可能布置的采矿挖掘机数。 第10页/共74页 HBHB同时采矿台阶数示意图tan1tantan1cHWcBNb可同时采矿的台阶数： 式中，B为矿体水平厚度，W为工作平盘宽度，H为台阶高度，为工作帮坡角，为矿体倾角，为台阶坡面角。 第11页/共74页12 露天矿可能达到的生产能力为： Pa=Ns Nb q 式中，Ns为一个台阶可能布置的采矿挖掘机数，q为挖掘机台年效率。 值得指出的是，矿石生产能力必须由与之相适应的岩石剥离能力来保证，因此有必要依据可能布置的总挖掘机台数和生产剥采比验

7、证矿岩总生产能力。 依据上述开采技术条件对生产能力的检验只是初步验证。生产过程中是否能够达到所确定的生产能力要靠详细的生产计划作最后验证。 1.3 根据开采技术条件验证生产能力第12页/共74页一个在市场上独立竞争的矿山企业，其生产经营的主要目标是获得最大经济效益，从动态经济角度评价矿山企业经济效益的常用指标是矿山寿命期内能实现的总净现值(NPV)。 NPV= -PVout + PVin 式中，PVout和PVin分别为矿山投资产品的负现值和矿山经营获得的正现值。 PVCdoutiiin()11PVFdinjjj mN()1式中，n为基建期（年），Ci为第i年的基建投资，d为折现率，N为包括基

8、建期在内的矿山寿命，m为开始有销售收入的年份，Fj为第j年的净现金流量，即第j年的销售收入减去生产成本和税收的余额。第13页/共74页PVinPVoutNPV=PVin - PVoutP*a生 产 能 力Pa现值NPV与生产能力关系示意图随着生产能力的增加，基建投资增加，PVout 随之增加；然而，生产能力的增加会提高年销售收入，并在一定的生产能力范围内使单位生产成本降低，故各年的现金流量Fj 随生产能力增加而增加，导致PVin的增加。从图中可以看出，生产能力太低时，由于正现值PVin 太小，不足以抵销负现值，NPV为负。如果生产能力太高，由于投资太大而导致负现值大于正现值，NPV也为负。因

9、此，对于给定的可采储量及其品位，存在一个使矿山总经济效益NPV最大的矿山生产能力，即最优生产能力。 第14页/共74页152 边界品位的确定 边界品位是区分矿石与废石(或称岩石)的，矿床中高于边界品位的块段为矿石，低于边界品位的块段为废石。从品位矿量曲线可知，边界品位的选择直接影响到矿石储量，进而影响矿山的生产规模、最终开采境界、设备选型和矿山生产寿命。因此，边界品位是一个对矿山总体经济效益有重大影响的技术经济参数。 第15页/共74页16l 概念：表内矿；表外矿。国内矿山一直采用“双指标”边界品位，即“地质边界品位”和“最小工业品位”，前者小于后者。品位高于最小工业品位的块段有工业开采价值，

10、是开采加工的对象，称为表内矿；品位介于二者之间的矿段称为表外矿；品位低于地质边界品位的块段为废石。 l 边界品位两种计算方法：盈亏平衡法和最大现值法。 2 边界品位的确定第16页/共74页17一、盈亏平衡品位计算 l盈亏平衡品位概念 ： 令Mc为一吨矿石的开采与加工成本；Mv为一吨品位为1的矿石被加工成最终产品能够带来的经济收入。当最终产品为金属时 Mc=Cm+Cp+Cr (16 11) l价值与成本计算 ：Cg rgCrppr(16 - 12) 第17页/共74页18一、盈亏平衡品位计算 故：价值与成本计算 ： 若金属的售价为Pr，Mv可用下式计算 Mv = rp rr Pr (16 - 1

11、4) 当最终产品为精矿时： Mc= Cm +Cp (16 - 15) MCCgrgCcmppprMrgpvppp式中，Pp为每吨精矿售价。 (16 - 16) (16 - 13) 第18页/共74页19一、盈亏平衡品位计算 设某一块段已被揭露，这一块段可以采也可以不采。这时需要做的决策是采与不采，这两种选择间的盈亏平衡品位应满足以下条件：开采盈利 = 不开采盈利 已揭露块段的盈亏平衡品位 ： 因为该块段可以不采，所以要开采就是作为矿石开采，故 开采盈利 = gc Mv - Mc 若不予开采，盈利为零。所以有： gcMv -Mc = 0 gc = Mc/Mv (16 - 17) 第19页/共74

12、页20一、盈亏平衡品位计算 当最终产品为金属时，将式(16 - 13)和(16 - 14)代入上式得 已揭露块段的盈亏平衡品位 ：当最终产品为精矿时，： gCCr r prgCcmpprppprgCCr pgcmpppp 因此，当被揭露的块段的品位大于gc时，应将其作为矿石开采，否则不予开采 (16 - 19) (16 - 18) 第20页/共74页21一、盈亏平衡品位计算 必采块段的盈亏平衡品位 ： 如果某一块段必须被开采（如为了揭露其下面的矿石），那么对该块段的决策选择有：作为矿石开采后送往选厂或作为废石采出后送往排土场。这两种选择间的盈亏平衡品位应满足以下条件： 作为矿石处理的盈利 =

13、作为废石处理的盈利 作为矿石处理时的盈利 = gcMv - Mc; 作为废石处理时的盈利 = -Wc，即一吨废石的排土成本，故有 gcMv - Mc = - Wc； 即 gc=(Mc - Wc)/Mv (16 - 20) 第21页/共74页22一、盈亏平衡品位计算 必采块段的盈亏平衡品位 ：当最终产品为金属时： gCCWr r prgCcmpcprrppr当最终产品为精矿时：gCCW grpcmpcppp 因此，当块段品位高于gc时，将其作为矿石送往选厂要比作为废石送往排土场更为有利。值得注意的是，当块段的品位刚刚高于gc时，将其作为矿石并不能获得盈利， 然而既 然块段必须采出，将其作为矿石处

14、理的亏损小于作为废石处 理的成本，故仍然将其划为矿石。 (16 - 22) (16 - 21) 第22页/共74页23一、盈亏平衡品位计算 分期扩帮盈亏平衡品位 ： 采用分期开采时，从一个分期境界到下一个分期境界之间的区域称为分期扩帮区域。是否进行下一期扩帮，取决于开采分区扩帮区域是否能带来盈利。进行这一决策的盈亏平衡品位应满足以下条件 ： 扩帮盈利 = 不扩帮盈利 当分期扩帮区域内矿石的平均品位为gc，剥采比为R时 扩帮盈利 = gcMv -Mc -RWc 不扩帮盈利 = 0第23页/共74页24一、盈亏平衡品位计算 分期扩帮盈亏平衡品位 ：故 gcMv-Mc-RWc = 0即 gc=(Mc

15、+RWc)/M当最终产品为金属时： gcCCRWr r prgCmpcprrppr当最终产品为精矿时：gCCR W gr pcmpcppp (16 - 25) (16 - 24) (16 - 23) 第24页/共74页25一、盈亏平衡品位计算 分期扩帮盈亏平衡品位 ： 因此，如果分期扩帮区域内矿石的平均品位高于gc，将其开采更为有利。必须注意的是，上面公式中用到剥采比R，这意味着在计算分期扩帮盈亏品位前已经在该区域中进行了矿岩划分，而矿岩划分需要用到边界品位。如果决定开采分区扩帮区域，该区域变为必采区域，因此将该区域内每一块段进行矿岩划分的边界品位是必采块段盈亏平衡品位。这里需要强调的是，计算

16、分期扩帮盈亏平衡品位的目的不是为了区分矿岩，而是为了决定是否开采整个分区扩帮区域。如果用必采块段盈亏平衡品位进行矿岩划分后得到的矿石的平均品位高于分期扩帮盈亏平衡品位，开采分期扩帮区域比不予开采更为有利。第25页/共74页26二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位 最大现值法（Lane法）概述； 定义M采场最大生产能力 m单位开采成本 C选厂最大生产能力 c单位选矿成本R 冶炼厂最大生产能力 r单位冶炼成本f不变成本 s最终产品单位售价 y 综合回收率第26页/共74页27二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位盈利及现值计算：盈利P = （s - r）Qr - c Qc - m Qm

17、- f T (16 - 27) 设折现率为d，从当前时间算起一直到矿山开采结束 的未来盈利折现到当前的最大现值为V，从开采完Qm（即时间T）算起一直到矿山开采结束的未来盈利折现到 T的最大现值为W。那么有 V = W/(1 + d)T + P /(1 + d)T 或 W + P = V(1 + d)T 由 于 d 很 小 (一般为0.1左右），(1 + d)T可用泰勒级数的一次项近似，即(1 + d)T 1 + Td。故上式可以写 成 W + PV(1 + Td） 或 V - W = P - VTd第27页/共74页28二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位盈利及现值计算： V - W 为

18、开采Qm产生的现值增量，记为Vm，则有 Vm = P - VTd 将（1627）代人上式得 ： Vm = ( s - r ) Qr - c Q c - m Qm - ( f + Vd )T (16 - 28) 上式是现值增量的基本表达式。求作用于Qm的最佳边界品位就是求使Vm最大的边界品位。第28页/共74页29二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位受生产能力约束的最佳边界品位： 企业由采、选、冶三个阶段组成，每一阶段有其自己的最大生产能力。当不同阶段成为整个生产过程的瓶颈，即其生产能力制约着整个企业的生产能力时，最佳边界品位也不同。第29页/共74页30二、最大现值法(Lane 法）确定

19、边界品位1、 采 场 生 产 能 力 约 束 下 的 最 佳 边 界 品 位 当 采 场 的 生 产 能 力 制 约 着 整 个 企 业 的 生 产 能 力 时， 时 间 T 是由 开 采 时 间 决 定 的， 即 T = Qm /M。式（16 - 28） 变 为： Vsr QcQmfVdMQmrcm(16 - 29) 使Vm 最大的边界品位gm 应满足 ( s - r ) gm y - c=0 即 gm = c / ( s - r ) y (16 - 30) 第30页/共74页31二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位2、选 厂 生 产 能 力 约 束 下 的 最 佳 边 界 品 位 当

20、 冶 炼 生 产 能 力 制 约 着 整 个 企 业 的 生 产 能 力 时， 时 间T 由 冶 炼 时 间 给 出， 即 TQr / R。 式 (16 - 28) 变 为 使 Vr 最 大 的 边 界 品 位 为： Vs rfVdRQcQmQrrcm ()(16 - 33) gcsrfVdRyr(16 - 34) 第31页/共74页32二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位3、冶 炼 厂 生 产 能 力 约 束 下 的 最 佳 边 界 品 位 当 选 厂 生 产 能 力 制 约 着 整 个 企 业 的 生 产 能 力 时， 时 间T 是 由 选 矿 时 间 决 定 的， 即 TQc /

21、C。 式 (16 - 28) 变 为 Vc = ( s - r ) Qr - c + ( f +Vd ) /C Qc - m Qm (16 - 31) 通 过 与 上 面 同 样 的 分 析， 使 Vc 最 大 的 边 界 品 位 为gcfVdCsr yc() (16 - 32) 第32页/共74页33二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位 生 产 能 力 平 衡 条 件 下 的 边 界 品 位 品 位 - 金 属 量 曲 线； 采 选 平 衡 边 界 品 位， 记 为 gmc , gmc 应 满 足 下 列 条 件： QQCMcm(16 - 35) 采冶平衡边界品位，记为gmr，满足条件

22、QQRMrm(16 - 36) QQRCrc(16 - 37) 选冶平衡边界品位，记为gcr，满足条件 第33页/共74页34二、最大现值法(Lane法）确定边界品位最佳边界品位 首先考虑只有采场和选厂的情形。当边界品位变化时，Qc与Qr随之变化。因此以采场生产能力为约束的现值增量Vm和以选厂生产能力为约束的现值增量Vc也随之变化。当边界品位较低时Vm大于Vc，随着边界品位的增加，二者逐渐靠近，当边界品位等于gmc时，Vm等于Vc，之后Vm小于Vc。这一变化过程可用图16-4表示。 第34页/共74页35二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 VcVmgmcgcgm边

23、界品位 图16 - 4 Vm与Vc随边界品位变化示意图(情形I)Vm Vc第35页/共74页36二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 还 可 能 出 现 图16 - 5 和 图16 - 6 所 示 的 两 种 情 形。在 图16-5所 示 的 情 形 中， 最 终 边 界 品 位 为 g m； 在 图16 - 6所 示 的 情 形 中， 最 终 边 界 品 位 为 g c。总 结 上 述 讨 论， 当 同 时 考 虑 采 场 与 选 厂 时 ， 最 佳 边 界 品 位 Gmc 可 用 下 式 求 得： Ggifggggmcmmcmccmccmcmcmg = g if

24、g = gifg(16 - 38 ) 第36页/共74页37二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 Vm VcVcVmgmcgcgm边界品位图16 - 5 Vm与Vc随边界品位变化示意图(情形II)第37页/共74页38二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 Vm VcVcVmgmcgcgm边界品位 图16-6 Vm与Vc随边界品位变化示意图(情形III)第38页/共74页39二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 用 同 样 的 分 析 可 以 得 出 当 同 时 考 虑 采 场 与 冶 炼 厂 时 的 最 佳 边

25、 界 品 位Gmr 。Ggifggggmrmmrmrrmrrmrmrmg = g ifg = gifg(16 - 39) 当 同 时 考 虑 选 厂 与 冶 炼 厂 时 的 最 佳 边 界 品 位G c r 为 Ggifggggcrrrccrccrccrcrrg = g ifg = g ifg(16 - 40) 第39页/共74页40二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 当 同 时 考 虑 采、 选、 冶 三 个 阶 段 的 约 束 时， 在 任 一 边 界 品 位 处 企 业 可 能 获 得 的 最 大 现 值 增 量 为 Vm、Vc 和 Vr 中的 最 小 者，

26、 如 图16 - 7中 粗 黑 线 所 示， 因 此 整 体 最 佳 边 界 品 位 G 是 图16 - 7中 粗 黑 线 的 最 高 点 所 对 应 的 边 界 品 位。可 以 证 明，最 佳 边 界 品 位总 是Gmc、Gmr与Gcr 中的 中 间 者即 G = middle value (Gmc，Gmr，Gcr) (16 - 41) 第40页/共74页41二、最大现值法(Lane 法）确定边界品位最 佳 边 界 品 位 VcVmVrgmrgcrgmcGcrGmcGmrgrgcgm边界品位图16 - 7 Vm Vc Vr 随边界品位变化示意图Vm VcVr第41页/共74页42三、算 法

27、与 算 例 计 算g c 和 g r 时 需 要 用 到 现 值V， 而 现 值V 在 确 定 边 界 品 位 前 是 未 知 的。 因 此， 求 最 佳 边 界 品 位 需 要 进 行 迭 代 运 算。具 体 步 骤 如 下： 第 一 步：根 据 采、 选、 冶 最 大 生 产 能 力 计 算 生 产 能 力 平 衡 边 品位 g m c、 gm r 和 g c r 。 由 于 最 大 生 产 能 力 不 变， 这 三个 边 界 品 位 是 固 定 值。 第 二 步：计 算 以 采 场 生 产 能 力 为 约 束 的 边 界 品 位 gm。由 于 gm 与 V 无 关 。 因 此 gm 也

28、是 固 定 值。 第 三 步：令V = 0。 第 四 步：计 算gc 和gr 并 确 定 最 佳 边 界 品 位 G。 根 据 品 位 分 布 计 算 边 界 品 位 为 G 时 的 总矿 量Qc t 和 总 金 属 量 Q r t。 第 五 步：计 算 当 边 界 品 位 为 G 时， 采、 选、 冶 各 阶 段 满负 荷 运 行 时 所 需 的 时 间 Tm = Qm t / M，Tc = Qc t / C，Tr = Q r t / R 。需 要 时 间 最 长 的 阶 段 即 为 瓶 颈 阶 段 ( 即 制 约 整 个 企 业 生 产 能 力 的 阶 段 )。算法第42页/共74页43三

29、、算 法 与 算 例 第 六 步：计 算 使 瓶 颈 阶 段 满 负 荷 运 行 时 其 它 阶 段 的 年 产 量， 这 一 产 量 小 于 对 应 阶 段 的 最 大 生 产 能 力。 第 七 步：根 据 各 阶 段 的 产 量 计 算 年 盈 利P，并计算现值 V1 。 第 八 步：令V = V1 ，返 回 到 第 四 步，求 得 最 佳 边 界 品 位 G。若 新 G 与 上 一 次 迭 代 得 到 的 G 不 同， 继 续 迭 代，否 则，停 止 迭 代。迭 代 结 果 是 第 一 年 的 最 佳 边 界 品 位 以 及 对 应 的 开 采 量。 第 九步：将 第 一 年 的 开 采

30、 量 从 总 储 量 中 去 掉， 得 到 第 一 年 末 ( 第 二 年 初 ) 的 储 量。假 设 品 位 分 布 不 品 变。 重 复 上述 第 三 到 八 步， 即 可 求 得 第 二 年的 最 佳 边 界 位。以 此 类 推， 直 至 总 储 量 被 采 完， 就 得 到 了 各 年 的 最 佳 边 界 品 位。算法第43页/共74页44三、算 法 与 算 例 算 例 采 场 最 大 生 产 能 力M = 100 吨 矿 岩/ 年， 单 位 开 采 成 本 m = 1 元/ 吨 ( 矿 岩 )，选 厂 最 大 生 产 能 力C = 50 吨 原 矿/ 年， 单 位 选 矿 成 本 c

31、 = 2 元/ 吨( 原 矿)， 冶 炼 厂 最 大 生 产 能 力R = 40 公斤金 属/ 年， 单 位 冶 炼 成 本 r = 5 元/ 公斤 (金 属 )， 金 属 售 价 s = 25 元/ 公斤， 综 合 回 收 率 y = 100，不 变 成 本 f = 300 元 / 年， 总 储 量 Qm t = 1000 t。品 位 分 布 如 表16 - 2 所 示。 为 了 计 算 生 产 能 力 平 衡 边 界 品 位gmc、gmr 和gcr，需 要首 先 计 算 品 位 矿 量 曲 线 和 品 位 金 属 量 曲 线。 计 算 结 果 列 入 表16 - 3 中。 第44页/共74

32、页45三、算 法 与 算 例 表16 - 2 原 始 储 量 品 位 分 布品位段(kg/t)储量(t)0.0-0.11000.1-0.21000.2-0.31000.3-0.41000.4-0.51000.5-0.61000.6-0.71000.7-0.81000.8-0.91000.9-1.0100总计1000第45页/共74页46三、算 法 与 算 例 表16 - 3 不 同 边 界 品 位 下 的 矿 量 与 金 属 量边界品位(kg/t)矿量Qct(t)金属量Qrt(kg)0.010005000.19004950.28004800.37004550.46004200.55003750

33、.64003200.73002550.82001800.910095第46页/共74页47三、算 法 与 算 例 算 例 gm r 是 使 Qr/Qm=R/M=40/100=0.4 的 边 界 品 位。 与 上 面 理 由 相 同， Qrt /Qmt=0.4,Qrt=0.41000=400。 从 表 16 - 3 可 知，gm r 介 于 0.45 与 0.5 之 间， 利 用 线 性 插 值 得 gm r = 0.456。 gc r 是 使 Qr/Qc=R/C=40/50=0.8 的 边 界 品 位， 也 是 使 Qrt/Qcr=0.8 的 边 界 品 位。 从16 - 3可 知， 当 边

34、界 品 位 为 0.6 时 Qrt=320,Qct=400, 二 者 之 比 为 0.8， 故 gcr=0.6。gcsr ym()().2255101第47页/共74页48三、算 法 与 算 例 算 例 令V = 0gcfCsr yc/()/().2300 50255104gcs rfR yr (/ )(/).225 20 300 401016由 于 gmcgc, Gmc=gc=0.4由 于 gmrgr, Gmr=gr=0.16由 于 gcrgc,Gcr=gc=0.4 取 中 间 者，得 G = 0.4。第48页/共74页49三、算 法 与 算 例 算 例 从 表16 - 3可 知， 当 边

35、界 品 位 G = 0.4 时， 矿 量Qct = 600, 金 属 量Qrt = 420。 按 最 大 生 产 能 力 计 算 三 个 阶 段 所 需 时 间 Tm = 1000/100 = 10 ， Tc = 600/50 = 12，Tr = 420/40 = 10.5。所 以 选 厂 是 瓶 颈。 实 际 上 ，G = gc 意 味 着 整 个 企 业 的 生 产 能 力 受 选 厂 生 产 能 力 的 约 束， 不 用 计 算 时 间 也 可 以 从G 的 选 择 上 确 定 瓶 颈 阶 段。 由 于 边 界 品 位 G 是 受 选 厂 生 产 能 力 约 束 下 的 边 界 品 位，

36、 所 以 选 厂 满 负 荷 运 行， 年 产 量 Q c = 50。 从 表16 - 3 可 知， 当 边 界 品 位 为 0.4 时， 总 矿 量 Gct=600。 因 此， 按 所 选 定 的 边 界 品 位 开 采， 为 选 厂 提 供50 吨 矿 石 所 要 求 的 采 场 矿 岩 产 量 为 Qm = 501000/600 = 83.3吨。 当 边 界 品 位 为 0.4 时 ，600 吨 矿 石 所 含 的 金 属 量 为420 公斤。 故50 吨 矿 石 产 量 所 对 应 的 金 属 产 量为 Qr=420/60050=35公斤。第49页/共74页50三、算 法 与 算 例

37、算 例 年 盈 利 为： P =(s-r)Qr-cQc-mQm-fT =(25-5)35-250-183.3-3001 =216.7 将 储 量 开 采 完 需 要1000/83.3=12 年。 每 年 盈 利 为P，12 年 的 现 值 为：Pdii().111746112 以V = 1174.6 计 算 新 的 gc 和 g r 得：gc=0.576, gr=.0247。 其 它 品 位 不 变， 即 gm=0.1, gmc=0.5, gmr=0.456, gcr=0.6。 第50页/共74页51三、算 法 与 算 例 算 例 依 据 最 佳 品 位 确 定 原 则 得 G = 0.5。

38、由 于G = gmc， 所 以 采 场 与 选 厂 均 以 满 负 荷 运 行， 达 到 生 产 能 力 平 衡。 故 Qc=50，Qm=100。 从 表 16 - 3 查 得： 当 边 界 品 位 为 0.5 时， 总 矿 量 为 500， 总 金 属 量 为 375。 所 以 金 属 年 产 量 Qr=375/50050=37.5。 年 盈 利 为 P = 250。 生 产 年 限 为10 年， 现 值 为 V = 1254.7。 以 V = 1254.7 重 复 以 上 计 算 得 到 的 最 佳 边 界 品 位 为 G = 0.5， 与 上 次 迭 代 结 果 相 同。 因 此 第 一

39、 年 的 最 佳 边 界 品 位 为 0.5， 采 场、 选 厂 和 冶 炼 厂 的 产 量 分 别 为 100，50 和 37.5。 经 过 第 一 年 的 开 采， 总 矿 岩 量 变 为 900t， 这 900 t 的 矿 岩 在 各 品 位 段 的 分 布 密 度 保 持 不 变， 表 16 - 2变 为 表 16 - 4。 以 表 16 - 4为 新 的 品 位 分 布，计 算 不 同 边 界 品 位（0.1 - 0.9） 下 的 矿 量 与 金 属 量， 以V = 0 为 初 始 现 值， 重 复 第 一 年 的 步 骤， 可 求 得 第 二 年 的 最 佳 边 界 品 位 和 采

40、、 选、 冶 三 个 阶 段 的 产 量。 这 样 逐 年 计 算， 最 后 结 果 列 于 表16 - 5。 从 此 表 可 以 看 出， 前 七 年 中， 采 场 与 选 厂 以 满 负 荷 运 行（ 生 产 能 力 达 到 平 衡）， 此 后，选 厂 变 为 瓶 颈。 第51页/共74页523 采掘进度计划编制 采掘进度计划编制是露天矿设计中一项十分重要的工作， 采掘进度计划是指导露天矿正常生产和获得尽可能高的经济效益的关键。目前国内编制采掘进度计划仍采用手工方法，虽然计算机在近几年开始被应用到这一工作中，但在方法上仍无根本改变，计算机只是用于模仿手工作业，计算机所起的作用被一些工程师称

41、为“计算器加求积仪”。在发达国家，露天矿采掘进度计划的编制全部在计算机上完成，计算机不仅是工作平台和设计手段，而且使一些生产计划优化方法得到了应用，计算机与优化在提高矿山经济效益方面发挥着越来越重要的作用。本节只对国内外采掘进度计划编制的一般方法与步骤作简要介绍。 露天矿采掘进度计划的编制目标与分类 国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般方法 国外采掘进度计划编制方法 第52页/共74页533.1采掘进度计划的编制目标 编制露天矿采掘进度计划的总目标是确定一个技术上可行的、能够使矿床开采的总体经济效益达到最大的、贯穿于整 个矿山开采寿命期的矿岩采剥顺序。 第53页/共74页543.1采掘进度计划

42、的编制目标所谓矿床开采的总体经济效益最大，从动态经济观点出发即是使矿床开采中实现的总净现值(NPV)最大。所谓技术上可行是指采掘进度计划必须满足一系列技术上的约束条件，主要包括： (1)在每一个计划期内为选厂提供较为稳定的矿石量和入选品位。 (2)每一计划期的矿岩采剥量应与可利用的采剥设备的生产能力相适应。 (3)各台阶水平的推进必须满足正常生产要求的时空发展关系，即最小工作平盘宽度、安全平台宽度、工作台阶的超前关系、采场延深与台阶水平推进的速度关系等。第54页/共74页553.1采掘进度计划的编制分类 依据每一计划期的时间长度和计划总时间跨度的不同，露天矿采掘计划可分为长远计划、短期计划和日

43、常作业计划。 第55页/共74页563.1采掘进度计划的编制分类-长远计划 长远计划的每一计划期，一般为一年，计划总时间跨度为矿山整个开采寿命。长远计划是确定矿山基建规模、不同时期的设备、人力和物资需求、财务收支和设备添置与更新等的基本依据，也是对矿山项目进行可行性评价的重要资料。长远计划基本上确定了矿山的整体生产目标与开采顺序，并且为制定短期计划提供指导。没有长远计划的指导，短期计划就会没有“远见”，出现所谓的“短期行为”，造成采剥失调，损害矿山的总体经济效益。第56页/共74页573.1露天矿采掘进度计划的编制分类短期计划 短期计划的一个计划期一般为一个季度(或几个月），其时间跨度一般为一

44、年。短期计划除考虑前述的技术约束外，还必须考虑诸如设备位置与移动、短期配矿、运输通道等更为具体的约束条件。短期计划既是长远计划的实现，又是对长远计划的可行性的检验。第57页/共74页583.1 露天矿采掘进度计划的编制分类日常计划 日常作业计划一般指月、周、日采掘计划，它是短期计划的具体实现，为矿山的日常生产提供具体作业指令。第58页/共74页593.2 国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般方法 国内目前编制露天矿采掘进度计划仍采用手工方法，手工法需要的基础资料主要有：(1)地表地形图：图上绘有矿区地形等高线和主要地貌特征。图纸比例一般为1：1000或1：2000。(2)台阶分层平面图：图上绘

45、有每一台阶水平的地质界线（包括矿岩界线）和最终境界线。图纸比例一般为1：1000或1：2000。(3)分层矿岩量表：表中列出每一台阶水平在最终境界线内的矿石和岩石量。表166是一矿岩量表的示例。(4)开采要素：包括台阶高度、采掘带宽度、采区长度和最小工作平盘宽度、运输道路要素（宽度和坡度)等。(5)台阶推进方式、采场延深方式、掘沟几何要素及新水平准备时间。(6)挖掘机数量及其生产能力。(7)选厂生产能力、入选品位及其它。 第59页/共74页60矿岩量表 表166 矿 岩 量 表 工 作 水 平矿 石 富 矿 贫 矿 合 计 万 立 方 米 万 吨 万 立 方 米 万 吨 万 立 方 米 万 吨

46、岩 石 万 立 方 米 万 吨矿 岩 合 计 万 立 方 米 万 吨 地 表14041. 5107. 941. 5107. 9 14011598. 0333. 246. 3129. 7144. 3462. 9204. 4531. 4348. 7994. 311510186. 7294. 890. 5254. 9177. 2549. 7304. 3791. 1481. 51340. 71018788. 5300. 6126. 6355. 9215. 1656. 5398. 31035. 6613. 41692. 1877392. 2313. 4168. 8474. 6260. 9788. 047

47、6. 61239. 2737. 52027. 3735971. 1241. 7210. 9588. 7282. 0830. 4521. 01354. 5803. 02184. 9594546. 8159. 2219. 1601. 9266. 0765. 1496. 21290. 1762. 22055. 2453058. 4198. 5232. 8641. 4291. 2839. 9447. 11162. 5738. 32002. 3第60页/共74页613.2 国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般步骤 编制采掘进度计划从第一年开始，逐年进行。主要工作是确定各水平在各年末的工作线位置、各年的矿

48、岩采剥量和相应的挖掘机配置。一般步骤为：第一步：在分层平面图上逐水平确定年末工作线位置。第二步：确定新水平投入生产的时间。第三步：编制采掘进度计划表。第四步：绘制露天矿采场年末综合平面图。 第61页/共74页62第一步 在分层平面图上逐水平确定年末工作线位置 根据挖掘机的年生产能力，从露天矿上部第一个水平分层平面图开始，逐水平在图纸上画出年末工作线的位置，求出挖掘机在所涉及的台阶上的采掘量并计算本年度的矿岩采剥量及矿石平均品位。然后检验所涉及各台阶水平的推进线位置与矿岩产量及矿石品位是否满足前述的各种约束条件，若不满足，则需要对年末推进线的位置做相应调整，重新计算，直到找到一个满足所有约束条件

49、的可行方案。可以看出，这是一个试错过程，某一年的年末工作线的最终位置往往需要多次调整才能得以确定。借助于计算机辅助设计软件，可以加速这一过程。 第62页/共74页63第二步 确定新水平投入生产的时间 露天矿在开采过程中上下两相邻水平应保持足够的超前关系，只有当上水平推进到一定宽度，使下水平暴露出足够的作业面积后，才能在下水平开始掘沟。在上水平采出 这一面积所需的时间即为下水平滞后开采的时间。多水平同时开采时，应注意各工作水平上推进速度的互相协调。在生产过程中，有时在上水平的局部地段因运输条件或其它因素的制约，会影响下水平工作线的推进。一旦上水平条件允许，应迅速将下水平工作线推进到正常位置，以免影响整个矿山的发展程序。实质上，若计划周密，生产组织得力，这种不正常情况是可以避免的，因为运输道路也是采掘进度计划编制时必须考虑的因素。第63页/共74页64第三步 编制采掘进度