露天开采课件.ppt

1、采矿学教学课件,金属矿床露天开采,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,1 露 天 矿 生 产 能 力,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,1.1 影响露天矿生产能力的主要因素,(1)矿体自然条件，即矿物在矿床中的分布、品位和储量。 (2)开采技术条件，即开采程序、装

2、备水平、生产组织与管理水平等。 (3)市场，即矿产品的市场需求及产品价格。 (4)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。,1.2 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（百万吨），pa为矿石年产量。,一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比,1.3 根据开采技术条件验证生产能力,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：,式中，Vh为矿山工程延伸速度(米/年)，H为台阶高度(米)，Tb为有代表性的水平分层矿量， 为矿

3、石回采率(%) ，为废石混入率(%)。,延伸速度与水平推进速度之间的关系为： Vl=Vh(ctgu + ctgl) 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。,1.3 根据开采技术条件验证生产能力,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

4、掘 机 数 N s 为： N s = Lb/Lc 式 中，L b 为 一 个 台 阶 的 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）。 若 L b 为 一 个 台 阶 的 采 矿 工 作 线 长 度， 则 N s 为 一 个 台 阶 上 可 能 布 置 的 采 矿 挖 掘 机 数。,1.3 根据开采技术条件验证生产能力,1.3 根据开采技术条件验证生产能力,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。,露天矿可能达到的生产能力为： Pa=Ns

5、 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 和生产剥采比验证矿岩总生产能力。,1.3 根据开采技术条件验证生产能力,1.4 市场与经济效益,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

6、 + 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。,PVout 、PVin 和NPV与生产能力的关系,3 采 掘 进 度 计 划 编 制,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,3.1 露天矿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

7、的 矿 岩 采 剥 顺 序。,3.1 露天矿采掘进度计划的编制目标,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。,3.1 露天矿采掘进度计划的编制分类,依 据 每 一 计 划 期 的 时 间 长

8、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 常 作 业 计 划。,3.1 露天矿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。,3.1露天

9、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。,3.1 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。,3.2 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

10、一般为1：1000或1：2000。 (2)台阶分层平面图：图上绘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。,3.2 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

11、确定各水平在各年末的工作线位置、各年的矿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。,3.3 国外采掘进度计划编制方法,发 达 国 家 的 露 天 矿 几 乎 全 采 用 分 期 开 采， 故 编 制 长 远 采 掘 计 划 主 要 包 括 确 定 每 一 分 期 的 分 期 境 界 和 各 分 期 境 界 内 的 台 阶 开 采 顺 序（包 括 分 期 间 的 过 渡 ) 。,所需主要资料,(1) 三维块状品位模型文件：即应用第一章中介绍的估

12、值方法建立的矿床模型。 (2)地表地形等高线文件：即以闭合多边形形式存储的地表地形等高线文件。 (3)地表地形离散模型文件：该模型是以地表地形等高线文件为基础，将矿区水平面（XY平面）离散成等尺寸的二维模块形成的。文件中记录了每一模块中心点处的地表标高。二维模块在X、Y方向上的边长应与三维品位模型中模块在同方向上的边长相等，并且这两个模型中在X、Y方向上须实现模块对齐。 (4)最终境界等高线文件：即以闭合多边形形式存储的最终境界等高线文件，每一台阶水平的境界形态用位于台阶中线水平的一组多边形描述。 (5)最终境界离散模型文件：该模型与地表地形离散模型相似，是二维块状模型，用于记录最终境界在XY平面上每一模块中心处的标高。 (6)已知数据与约束条件文件：文件中存有编制采掘计划需要考虑的所有约束条件和用到的所有数据。如最大采选能力、入选品位允许变化范围、最小工作平盘宽度、台阶要素、道路要素、价格、成本等。,