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露天开采境界

/surface mining limits/
条目作者王运敏

王运敏

最后更新 2022-01-20
浏览 163
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露天矿开采终了时或某一时期所形成的采场空间边界。

英文名称
surface mining limits
所属学科
矿业工程

  它由露天采场的地表境界、底部境界和周围边坡组成。露天矿采用分期开采时,有分期境界,开采结束时形成最终境界。露天开采境界的大小决定露天矿的可开采储量和剥离岩量。露天开采境界的位置和演化与露天矿开拓、采剥程序、生产能力以及基建工程量密切相关,并直接影响矿床开采的总体经济效果。

  影响露天开采境界的因素很多,归纳起来有3个方面:①自然因素。包括矿体埋藏条件、矿石和围岩的物理力学性质及工程地质条件、水文地质条件和矿区地形地貌。②经济因素。包括矿床勘探程度及储量等级、矿石的质量和价值、原矿和精矿成本及售价、基建投资、基建期、国家及地区经济发展的方针及政策等。③技术组织因素。主要是指露天开采的技术水平、装备水平、管理水平及其发展趋势,以及制约和促进其应用推广的技术与组织条件。以上各种因素,对不同地区、不同矿床、不同开采时期所起的作用是不同的,因此,在确定露天开采境界时,必须全面分析和综合考虑各种因素,分清主次关系。

  1927年,苏联A.I.斯捷申科[注]提出境界剥采比和平均剥采比都不大于经济合理剥采比来确定急倾斜矿床露天开采深度的理论。这一理论经发展和完善已为世界各国广泛采用。

  中国露天矿山开采境界确定的原则主要有:①境界剥采比不大于经济合理剥采比。该原则是常用的一种设计原则。原则实质是露天开采境界向下延深时,露天开采的边界经济效益不劣于地下开采经济效益。②平均剥采比不大于经济合理剥采比。该原则针对露天开采境界内的全部矿岩量而言,要求露天开采的总体经济效果不劣于地下开采。圈定露天开采境界时,选取两项中一项为主要原则,另一项进行校核。③生产剥采比不大于经济合理剥采比。该原则的理论依据是露天矿任一生产时期按正常工作帮坡角进行生产时,其生产成本不超过地下开采成本或允许成本。因设计方法的可操作性较差,这个原则很少被采用。

  圈定露天开采境界的方法有手工设计和动态优化设计。

  手工设计是在地质剖面图和分层平面图上进行,用求积仪量取图形面积,其圈定步骤是:①确定露天矿底部最小宽度和位置;②选取最终边坡角;③确定开采深度;④绘制露天矿开采终了平面图。20世纪80年代,以计算机辅助设计软件为平台,按照手工圈定露天开采境界的步骤,用计算机辅助绘图和圈定露天开采境界在中国开始应用。

  动态优化设计的研究在中国始于20世纪末。动态优化设计方法有浮动圆锥法、LG(Lerchs-Grossmann)图论法、动态规划法和网络最大流法等,应用较广泛的是浮动圆锥法和LG图论法。动态优化设计在实践中得到较广泛的应用。

  • 李宝祥.金属矿床露天开采.北京:冶金工业出版社,1992.
  • 王青,任凤玉.采矿学.2版.北京:冶金工业出版社,2011.

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