帮坡形式与帮坡角
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露天开采考试复习试题名词解释工作帮:是指由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。
非工作帮:是指由非工作台阶组成的采场边帮顶帮:露天开采境界位于矿床上盘一侧的边坡面称为顶帮底帮:露天开采境界位于矿床下盘一侧的边坡面端帮:位于矿床两端的边坡面最终帮坡面:通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面,非工作帮坡面位于最终境界时称为最终帮坡面。
最终帮坡角:露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角工作平盘:在开采台阶上进行采掘运输作业的平台露天采场:开采所形成的系统、台阶和露天沟道总称为露天采矿场山坡露天矿:位于露天采场地表最终境界封闭圈以上的露天矿称为山坡露天矿强闭包:设r C是盈闭包s C的任意子闭包,若ω(r C)≤ω(s C),则s C称为强闭包技术境界:以固定边坡角的斜面作为边坡面的境界称为技术境界。
可爆性:岩石可爆性(爆破性)表示岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度,它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现可挖性:岩石的可挖性是指岩石可挖掘的特性,它是一个受多因素影响的岩石铲挖阻力的总概念复垦率:复垦后可被利用的土地数量与被矿山占用和破坏的土地数量的比值,用百分数表示.露天矿生产能力:是指在具体矿床地质、工艺设备、开拓方法和采剥方法条件下,露天矿在单位时间内的矿石开采量和矿岩剥采总量。
第一章1请问露天开采有哪些特点?答:优点:A矿山生产能力大;B机械化程度高;C安全和劳动条件好;D矿石损失贫化小;E开采成本低;F基建期短缺点:A对矿床埋藏条件要求严格,合理的开采深度较浅;B占用土地多C受气候条件影响大;D破坏环境第二章1。
简述露天采矿设计程序1)初步确定露天开采境界2)初步确定矿山生产能力3)初步确定矿山总图布置及外部运输4)初步确定开拓运输方式及运装设备类型5)具体进行开拓运输布线6)修改调整并确定露天开采境界7)编制采掘进度计划,验证生产能力8)确定采掘设备数量及工艺参数9)具体进行总图布置及外部运输2。
露天矿陡帮开采2008-7-30 10:37:03 中国选矿技术网浏览次收藏我来说两句一、陡帮开采的基本原理采用缓帮,即台阶全面开采时,工作帮坡角一般为8~15°;采用陡帮,即台阶轮流开采时,工作帮坡角可达25~35°,有时还更大,接近最终边坡角。
陡帮开采时,工作帮上不是每个台阶布置挖掘机,即不是每个台阶都处于作业状态,其中一部分台阶是作业台阶,另一部分台阶则是暂不作业台阶。
作业台阶和暂不作业台阶轮流开采,如图1所示。
图1 台阶轮流开采法作业台阶保留最小工作平盘宽度,暂不作业台阶只保留很窄的平台。
其值在弓长岭独木采场取15m,浏阳磷矿山田湾采场取10m。
还可两个台阶并段。
为了实施陡帮开采,加陡工作帮坡角,还可以采取其他一些技术措施,例如:(一)横向采掘。
陡帮开采时实体采掘带宽度即爆破进尺寸比较大,其值从几十米到上百米,大大超过挖掘机一次可能采掘的宽度。
为了充分利用采掘后作业空间进行调车和其他作业,挖掘机有时作横向采掘,如图2所示。
此时挖掘机的采掘方向与采掘带垂直。
图2 挖掘机横向采掘B-工作平盘宽度;Bs-爆破进尺;b-暂不作业平台宽度;h-台阶高度(二)纵向爆破。
缓帮开采时,一般实行横向爆破,爆堆在平盘中所占的宽度很大,因而增加了工作平盘宽度。
为了减少工作平盘宽度,实行纵向爆破,爆堆亦纵向布置。
根据弓长岭铁矿独木采场的经验,采用纵向爆破旁冲在10~13m之间,如图3所示。
图3 纵向爆破示意图B L—爆堆旁冲宽度,m(三)采用深度法设置备采矿量。
备采矿量的设置方法可以分为宽度法、长度法和深度法。
当采用深度法设置备采矿量时,剥岩帮坡角越陡,备采矿量越大;采矿工作帮坡角越缓,备采矿量越大。
这是对陡帮开采极为有利的。
二、陡工作帮的作业方式根据工作帮上台阶的轮流方式,陡帮开采的作业方式可以分为:(一)工作帮台阶依次轮流开采及倾斜分条开采这种作业方式如图4所示,其实质是露天矿整个剥岩工作帮由一台或两台挖掘机从上而下依次轮流进行开采,此时剥岩帮上只有一个台阶在作业,其余台阶均处于暂不作业状态。
第三章露天矿合理帮坡角的确定第一节组成露天边坡岩石赋存情况(1)地层矿区及周边区域所见地层主要有:古生界的石炭系、二迭系,中生界的侏罗系、白垩系,新生界的第三系、第四系。
(2)构造矿区位于北山煤矿向斜东北角的边缘一带,区内的侏罗系地层呈向南倾的单斜构造,地层产状南倾,倾角3°~5°不等。
矿田内没有发现断层,构造属简单类型。
(3)煤层顶、底板岩性煤层底板为灰~灰白色中厚层状,块状构造粉砂质泥岩、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、泥岩。
煤层顶板为灰~灰白色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、中厚层状、块状构造、质较坚硬、含铁锰质结核,含大量植物叶片化石及硅化木碎片,第二节岩石、结构面、岩石物理力学性质说明煤层顶、板岩性特征,结构面岩性发育情况,附表说明岩石物理力学性质。
表3-1 岩石物理力学实验成果第三节影响边坡稳定性因素采场边坡稳定1、计算指标的选取由于煤层顶板岩层软化系数小,虽然本地区大气降雨稀少、风沙大,但在冬季有一定的降雪,背阳边坡的积雪可以保留到来年的三月底,冰雪融化时也可形成积水,从而软化岩层、降低力学强度指标。
岩石物理力学性质指标见表6—2—1根据剥离岩层的岩性和物理力学性质,剥离物为第二类中硬一型,露天边坡为第二类半坚硬岩石类一型。
根据岩石物理力学性质,经综合加权后的平均值如下:天然容重 2.16t/m3比重 2.46t/m3内摩擦角32.17°凝聚力 2.40Mpa2、边坡稳定性分析对露天边坡的稳定性的定性分析:采场南帮、西帮、东帮为稳定性边帮。
由于北帮是顺层边坡,相对于其它边帮而言,为稳定性较薄弱边帮;3、最终边坡角的确定根据煤矿的岩石物理力学指标,矿山最终边坡角确定见表6—2—2。
表6—2—2 最终边坡角4、边帮稳定性验算凯源煤矿采场各帮的稳定性,经过验算,各帮的稳定系数都在1.3以上。
可行性研究报告所依据的工程地质资料较少,建议在生产中补充工程地质勘探,有针对性的查明各个帮的工程地质情况。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
露天采场最终边帮构成要素有哪些
露天采场构成要素
露天采场最终边帮构成要素有以下几点:
1、影响采场最终边帮稳定的因素
露天矿最终边帮由阶段高度、阶段坡面角和清扫平台、安全平台、运输平台等要素组成。
影响最终边帮稳定的主要因素有:
(1)岩石的物理力学性质:包括岩石硬度、凝聚力和内摩擦角等,
(2)地质构造:包括由破碎带、断层、节理裂隙和层理面构成的弱面,不稳的软岩夹层,以及遇水膨胀的软岩等;
(3)水文地质条件:地下水的静压力和动压力,地下水活动对岩层稳定性的影响;
(4)强裂地震区地震的影响,
(5)开采技术条件和边帮存在的时间。
为了保证采场最终边帮的稳定,边帮的形成一般可采取以下技术措施:
(1)靠近最终边帮的1~2 排炮孔采用斜孔、光面爆破、加密孔距等控制爆破。
如大冶铁矿采用孔距为3m 的孔网爆破(正常爆破孔距为4~5m,孔径170mm)。
(2)减少炮孔装药量,采用微差爆破,减少爆破对边帮的震动。
(3)水文地质复杂的矿山,进行专门的疏干工作。
2、最终帮坡角
露天采场最终帮坡角是采场最下一阶段的坡底线和最上一个阶。
1、露天开采:用一定的采掘运输设备在敞露的空间里从地表开始进行开采作业地下开采:从地下矿床的矿块里采出矿石的过程。
山坡露天矿:露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿凹陷露天矿:封闭圈以下为凹陷露天矿封闭圈:露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线,称为封闭圈。
露天采场:露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和,称为露天采场。
台阶:露天开采时,通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层,自上而下层开采,并保持一定的超前关系。
在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状,每个阶梯就是一个台阶。
台阶的命名:通常以开采该台阶的下部平盘的标高表示,故常把台阶叫作xx 水平。
工作台阶:台阶是露天采场基本构成要素之一,进行采剥作业的台阶为工作台阶。
非工作台阶:暂不作业的台阶为非工作台阶。
爆破带:开采时,将工作台阶划分成若干个条带逐条顺次开采,称每一条带为爆破带。
采掘带:挖掘机一次挖掘的宽度为采掘带。
非工作帮:由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天采场的四周表面称作非工作帮。
底帮:位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮。
顶帮:位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮。
端帮:位于矿体两端的边帮叫做端帮。
最终边坡角:指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角,也称最终帮坡角或最终边帮角。
上部最终境界线:最终帮坡角与地面的交线为露天采场的上部最终境界线下部最终境界线:最终帮坡面与露天采场底平面的交线为下部最终境界线或称底部周界剥采比:剥离的岩石量与所采的矿石量之比,即每采一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥采比出人沟:是建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间倾斜的运输通路开段沟:是在每个水平上为开辟开采工作线面掘进的近似水平的沟道。
3、露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和,称为露天采场。
基本要素:非工作帮、工作帮、最终边坡角、工作帮坡角、上部最终境界线、下部最终境界线。
5、露天开采的基本内容是什么?露天开采通常包括:地面的场地准备、矿床的疏干和防排水、矿山基建及生产工作以及生产结束时地表的恢复利用等内容。
陡帮扩帮方法(1)所谓陡帮扩帮方法是与缓帮开采比较而言,其特点是:①扩帮临时工作帮坡角一般在20-25º之间,有时也可能达到40º。
②采场分成采矿区和扩帮剥岩区,并分别在不同标高各自进行独立作业。
③其间留有较陡的工作帮,并保证采矿和剥岩相适应。
(2)陡帮扩帮方法的几种形式及适用条件陡帮扩帮方法按照台阶的排列组合形式和采剥工作面的推进方向分以下几种形式:按扩帮台阶的组合形式划分①分条带自上而下的逐层扩帮法——是指在一个开采分期里,把扩帮区段沿倾斜方向分成一个或几个条带,每个条带都采用自上而下逐个台阶进行扩帮的方式。
只有在最上一个台阶安设采掘运输设备。
②组合台阶陡帮扩帮法当采用分条带自上而下逐层扩帮法在设备类型和扩帮作业面积均满足不了扩帮强度要求的条件下,沿陡坡剥岩方向,把扩帮区段的台阶分成若干组,每一组在某一时间内只有一个台阶处于工作状态,并保持着正常作业的工作平台宽度,其他台阶处于待工作状态,并小于正常工作台阶宽度,以达到缩小剥岩帮的水平投影宽度。
这样即保证了较陡的扩帮工作帮坡角,又提供了较多的电铲工作面,满足扩帮强度的需要。
台阶组数越多,扩帮强度越高。
(3)按采剥工作面的推进方向分类①采矿和扩帮工作面均垂直矿体走向布置,沿矿体走向推进,这种布置方式在连续分期扩帮开采工艺里用的最多。
②扩帮工作面垂直矿体走向布置,而采矿工作面沿走向布置,这种方式用于改建扩建或者开始分期过渡的矿山。
③扩帮区段上部采用平行矿体走向布置工作面,下部采用垂直矿体布置工作面,形成上缓下陡的临时剥岩工作帮,适用大中型铁路运输的矿山。
(4)陡帮扩帮方法的主要参数陡帮扩帮采剥工作面的主要参数一般包括:①台阶高度(h)——10、12、15m;②工作面台阶坡面角(α)——60-70°;③采剥带宽度Be——是指电铲在扩帮周期内垂直矿体走向的实际距离,其大小和矿体赋存条件、分层矿量、矿山规模有关,一般50-150m。
露天煤矿常用基本术语解释1、台阶:露天开采时,通常按剥离、采矿或排土作业的要求划分成一定厚度的水平分层,自上而下逐层开采,并保持一定的超前关系,在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状,每个阶梯就是一个台阶或称为阶段。
台阶是进行独立采矿、剥离、排土作业的单元体。
2、露天采场:具有完整的生产系统,进行露天开采的场所。
3、地表境界线:露天采场最终边帮与地表的交线。
4、底部境界线:露天采场最终边帮与其底面的交线。
5、开采深度:凹陷露天采场内开采水平最高点至露天采场底面垂直深度。
6、平盘:台阶的水平部分,也称平台。
7、平盘宽度:平盘上台阶坡顶线至坡底线的距离。
8、台阶坡面:台阶上、下平盘之间的倾斜面,也称边坡。
9、台阶坡面角:台阶坡面与水平面的夹角。
10 、台阶稳定坡面角:台阶稳定的坡面与水平面的夹角。
11、台阶高度:台阶上、下平盘之间的垂直距离。
12 、工作线推进方向:开采过程中工作面侧向移动方向。
13 、剥离物:露天采场内的表土、岩层和不可采矿体。
14 、排土场:堆放剥离物的场所。
15 、剥采比:剥离量与有用矿物量之比值。
16、闭坑:由于矿产资源储量枯竭后,经审批可以废弃的矿山。
17 、采掘带:开采时,将工作台阶划分成若干条带逐条带顺次开采,每一条带叫采掘带。
18、非工作帮:由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天矿场的四周表面称为非工作帮或最终边坡。
19、底帮:位于矿体下盘一侧的边帮叫底帮。
20、顶帮:位于矿体上盘的一侧的边帮叫顶帮。
21、端帮:位于矿体走向两端的边帮叫端帮。
22、工作帮:正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫工作帮23、非工作帮坡面:通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫非工作帮坡面或最终帮坡面。
24、最终帮(边)坡角:最终帮坡面与水平面的夹角叫最终帮(边)坡角。
25、工作帮坡面:通过工作帮最上一个台阶的坡底线与最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面叫工作帮坡面。
1.4.1.2 露天采矿方案(1)露天开采境界的确定根据矿床的赋存条件、地形地貌、边坡工程以及开采现状等因素,综合确定露天采矿场最终边坡角不大于45°,台阶高度10m,工作阶段坡面角70°,安全平台宽度3m,清扫平台宽度:8~10m,每两个安全平台留一个清扫平台,运输道路宽度8m,并圈定了窑泉锰铁铅锌矿⑧矿体露天开采境界,详见露天开采终了平面图,采场主要参数见表1-2。
根据圈定的露天开采境界,⑧矿体露天开采境界内矿岩量534.55万吨,设计利用矿石量91.82万吨,考虑损失率5%,贫化率5%,实际采出矿石量91.82万t,岩石量442.73万t,平均剥采比4.82t/t。
4.6.1 采剥方法的确定根据矿区地质条件及矿体赋存特点和物理力学性质,设计采用穿孔、爆破、采装、运输、排土的间断生产工艺。
穿孔选用KQ150型潜孔钻机;爆破采用多排孔微差爆破,非电导爆管起爆;采装采用1m³挖掘机装车,运输采用10t矿用自卸汽车运输;采用推土机推排。
4.9.1 开采对象及开采范围本次设计的开采对象是窑泉⑧锰铁铅锌矿露天转地下的矿体,即1520m标高以上的挂帮矿体及1520m以下的下部矿体。
4.9.2 开采方式及首采地段选择根据矿山地下开采资源储量及赋存条件以及生产能力验证,确定了地下开采工程开采的合理规模为5万t/a。
地下开采设计分为两个区段进行回采:1520m标高以上挂帮矿体开采区、1520m标高以下的下部矿体开采区。
(1)挂帮矿体开采区:开采1520m标高以上的挂帮矿体。
该部分矿体分布有三块,分别分布于露天采场的东南端、东北端及西端。
设计考虑的中段标高为1520m;分段标高分别为1535m、1550m、1565m和1580m,共计4个分段,分段高度15m。
(2)下部矿体开采区:开采1520m标高以下的矿体,设置1450一个中段,中段高度70m。
首先开采1520m以上挂帮矿体,再开采下部矿体。
第四节 台阶的推进方式(讲授与自学结合)掘沟为一个新台阶的开采提供了运输通道和初始作业空间,完成掘沟后即可开始台阶的侧向推进。
一 采掘方式及工作平盘参数 1、有哪两种基本的采掘方式,各自的优缺点是什么?2、采区宽度与采掘带宽度的基本概念;3、最小工作平盘宽度的基本概念及其确定(考虑不同的调车方式);二 工作线的布置方式1、工作线的布置方式可分哪三种,各自的优缺点是什么?第五节 采场扩延过程与布线方式(讲授与自学结合)一、采场扩延过程与布线方式简述其中在斜坡道之间留有一段水平(或坡度很缓的)道路,称为缓冲平台。
缓冲平台的作用是减少陡坡的持续长度,以免重车在陡坡上连续行驶时间过长,引起引擎过热和加速机械磨损;同时也避免下坡连续刹车时间过长,使汽车制动鼓发热,造成可能的车速失控,发生车祸。
缓冲平台的坡度一般不大于3%,长度在80m 左右。
二 布线方式布线方式可以从哪几个方面分类?分为哪几类?各自的优缺点是什么?(c) (b) (a) 图 15-15 台阶推进示意图三 并段每一台阶推进到最终边帮时,均与上部台阶之间留有安全平台。
在实际生产中,常常在最终边帮上每隔两个或三个台阶留一个安全平台,将安全平台之间的台阶合并为一个“高台阶”,称为并段。
由于并段后台阶的高度增加,石块滚落到安全平台上的滚落速度也加大,故实行并段后的安全平台宽度应适当加宽。
一般是每并入一个台阶,安全平台的宽度增加1/3左右。
选择安全平台的宽度时还应考虑最终帮坡角的要求。
若依据滚石安全要求所设置的安全平台宽度使最终帮坡角大于最大允许帮坡角时,需增加安全平台宽度。
第六节 帮坡形式与帮坡角一 工作帮坡角工作帮是由工作台阶组成的边帮,并随台阶的推进而向最终边帮(非工作帮)靠近。
工作帮坡角一般定义为最上一个工作台阶的坡顶 线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角(图15-33)。
若工作帮由n 个相邻的工作台阶组成,且工作平盘宽度相等, 工作帮坡角(θ)可由 下式计算: θ =-+arct g nHn W nH t g ()/1α (15-11)式中,H 为台阶高度,W 为工作平盘宽度,α为台阶坡面角。
露天矿边坡:露添开采工程将矿床中部分矿岩采出后,形成了露天采场。
露天采场四周由台阶、沟道及其附近土体、岩体组成的斜坡,称为露天矿边坡或露天矿边帮。
边坡角:垂直边坡走向,边坡某部分最上一个台阶的坡顶至最下一个台阶的坡底的连线与水平线之间的夹角,称为该部分边坡的边坡角。
露天矿最终边坡:露天采场到达最终境界位置时的边坡,称为露天矿最终边坡,或称非工作帮边坡。
相应的边坡角,称为露天矿最终边坡角,或非工作帮边坡角。
工作帮边坡:正在进行开采作业的边坡,称为工作帮边坡。
工作帮边坡角:采矿工程上将工作帮台阶坡底的连线与水平线之间的夹角称为工作帮边坡角。
台阶边坡:单个台阶的边坡台阶边坡角:与台阶边坡相应的边坡角露天矿边坡依与倾斜矿体的相对位置,分为:底帮边坡、顶帮边坡、端帮边坡根据组成边坡的岩性,可分为土质边坡、岩质边坡依露天矿采场位于境界封闭圈以上或以下,可分为山坡露天矿边坡、凹陷露天矿边坡边坡破坏是指:边坡解体、崩落、滑落而言的按滑动面形状分有:平面滑动、楔体滑动、圆弧行滑动等露天矿边坡的变形破环按其发生形态可分为剥落、崩落、滑动、沉降、流动等几种基本形态。
剥落:是指台阶顶坡面附近的松软、多裂隙土岩碎块,因风化、生产爆破、运输机械等震动作用沿台阶坡面下滚,堆积于坡底。
崩落:是指边坡上大量陡立柱状或棱块状的土体、岩块向下倾倒、坍塌、移动,土体或岩块间有相对位移,边坡岩体内还往往有倾角较大的岩体结构面存在。
滑动:是指完整的边坡土岩休沿其内部的一定面或带,或边坡上部的松散堆积土岩沿其基底面(或带)作整体移动。
沉降:是指边坡上原状的松散多孔土岩或排弃土岩,在其自重或上部机械设备重力作用下产生的一种垂直下沉变形。
流动:是指饱水的松软土岩以4—6°甚至更缓的坡角沿台阶表面、基岩面或地面沟谷呈流体移动。
抗滑柱的适用范围:用于土体、松软岩体或破裂岩体,也可以用于岩体强度比较小,岩体比较完整的岩质边坡中控制爆破:微差减震爆破,预裂爆破,缓冲爆破边坡监测:是指用仪器或装置,探测边坡岩体的移动规律或稳定状况,目的是提供边坡稳定性分析用的基本资料,预报滑坡。
采矿基本知识绪论1、露天开采:用一定的采掘运输设备在敞露的空间里从地表开始进行开采作业。
地下开采:从地下矿床的矿块里采出矿石的过程。
山坡露天矿:露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿凹陷露天矿:封闭圈以下为凹陷露天矿封闭圈:露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线,称为封闭圈。
露天采场:露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和,称为露天采场。
台阶:露天开采时,通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层,自上而下逐层开采,并保持一定的超前关系。
在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状,每个阶梯就是一个台阶。
台阶的命名:通常以开采该台阶的下部平盘的标高表示,故常把台阶叫作xx 水平。
工作台阶:台阶是露天采场基本构成要素之一,进行采剥作业的台阶为工作台阶。
非工作台阶:暂不作业的台阶为非工作台阶。
爆破带:开采时,将工作台阶划分成若干个条带逐条顺次开采,称每一条带为爆破带。
采掘带:挖掘机一次挖掘的宽度为采掘带。
非工作帮:由结束开采工作的台阶平台、坡面和出入沟底组成的露天采场的四周表面称作非工作帮。
底帮:位于矿体下盘一侧的边帮叫做底帮。
顶帮:位于矿体上盘一侧的边帮叫做顶帮。
端帮:位于矿体两端的边帮叫做端帮。
最终边坡角:指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角,也称最终帮坡角或最终边帮角。
上部最终境界线:最终帮坡角与地面的交线为露天采场的上部最终境界线下部最终境界线:最终帮坡面与露天采场底平面的交线为下部最终境界线或称底部周界剥采比:剥离的岩石量与所采的矿石量之比,即每采一吨矿石所需剥离的岩石量叫做剥采比出人沟:是建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间倾斜的运输通路。
开段沟:是在每个水平上为开辟开采工作线面掘进的近似水平的沟道。
3、露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和,称为露天采场。
基本要素:非工作帮、工作帮、最终边坡角、工作帮坡角、上部最终境界线、下部最终境界线。
5、露天开采的基本内容是什么?露天开采通常包括:地面的场地准备、矿床的疏干和防排水、矿山基建及生产工作以及生产结束时地表的恢复利用等内容。
露天矿山工程:在露天开采的整个生产过程中,矿岩的采剥工作必须经过一定的生产环节,如掘沟、剥离和采矿等,剥离和采矿又是以扩帮的形式进行的。
每个生产环节都需要按一定的工序(如穿孔、爆破、采装、运输和排土等)进行生产,所有这些工作统称为露天矿山工程。
出入沟:建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间的倾斜运输通路。
开段沟:为开辟开采工作线而掘进的水平沟道。
最终边帮角:最终帮坡面与水平面的夹角。
山坡/凹陷露天矿:封闭圈以上为山坡露天矿,封闭圈一下为凹陷露天矿。
最终帮坡面:通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的破底线所作的假想斜面。
台阶:露天开采时,通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层,自上而下逐层开采,并保持一定的超前关系,在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状,每个阶梯就是一个台阶或阶段。
上部最终境界线:最终帮坡面与地表的交线为露天矿场的上部最终境界线。
清扫平台:是用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理,又起安全平台的作用;宽度依清扫设备而定。
安全平台:用于缓冲和阻截滑落的岩石及减缓最终边坡角,保证最终边帮的稳定性和下部工作水平的工作安全;安全平台宽度一般大于2 m;最终台阶并段可不设安全平台。
运输平台:是工作台阶与出入沟之间运输联系的通道;其宽度取决于运输方式和线路数目。
采区:指阶段(或盘区)内用天井(或平巷)等采准工程,进一步把矿体切割为若干部分的回采矿体的单独作业区。
矿床露天开拓:矿床露天开拓就是建立地面与露天采场内各工作水平之间的矿岩运输道路,并及时准备出新的工作水平。
溜井降段:当溜井布置在采场内部时,随着开采水平的下降,溜井口也要降到相应水平,即溜井降段,一般每次降低一个台阶高度。
无运输掘沟:不采用运输设备的掘沟,主要包括挖掘机倒堆掘沟和定向抛掷爆破掘沟。
露天开采程序:露天开采范围内采矿、剥岩的顺序,即采剥工程在时间和空间上发展变化的方式,包括台阶划分,掘沟,采剥初始位置确定,水平推进,垂直延伸方式,工作帮构成等。
露天矿基本知识(一)1、露天矿山工程:露天采矿的目的,是从地面把地壳中有用物中开采出来,为此按一定工艺过程,把岩石从整体中开采出来的全部工作。
2、有用物:在地壳的构成物岩石中,含有对人类有用的成份,有用成份含量高或品质优良适于工业应用的岩石。
3、剥离物:不含有用成分或含量不足以工业应用的岩石.4、矿体:有用矿物在地壳中的聚集体.5、矿层:层状的矿体.6、矿床:矿体的赋存地.7、煤田:煤矿床常称为煤田.8、露天矿田:划归一个露天矿开采的煤田或其一部分.9、露天矿场:用矿山设备进行露天矿山工程的场所.10、露天矿:从事露天采矿的矿山企业.11、台阶:在开采过程中,为满足采运作业的需要,把露天矿场被划分为若干具有一定高度的水平分层或有某些倾斜的分层.这种分层称为台阶,也称阶段或梯段.12、采掘带:台阶开采中通常顺序地划分为具有一定宽度的条带,这种条带称为采掘带.13、采掘区:采掘带长度足够且有必要,可沿全长划成若干区段各配以采掘设备进行开采.这样的区段称为采掘区.14、工作面:在采掘区中,把矿岩从整体或爆堆中挖掘出来的地方,称为工作面.15、工作线:以作好挖掘准备,即配有挖掘设备'运输路线'动力供应等地采区称为工作线.16、剥采比:在露天开采过程中,需要将煤层上部的岩石剥离才能开采,每采一吨煤需剥离的岩土量称为剥采比.17、煤系:煤系是含煤岩系的简称,凡具有成因联系,并含有可采煤层的一整套沉积岩系就叫煤系.18、动用储量:在开采过程中,已开采部分的采出量与损失量之和称为动用储量.19、露天开采:是直接揭露出矿体进行开采,是搬移土岩及采出矿石的总称.搬移土岩的过程称剥离,开采矿石的过程称采矿。
20、车产比:露天矿中所出动的运输设备数量与采掘设备数量之比.21、露天开采工艺系统:完成采掘、运输、排卸三个主要环节的机械设备和作业方法的总称。
22、合并式开采工艺系统:是指将采、运、排三个环节中的两个或两个以上的环节合并,由同一设备完成的工艺。
一、名词解释:露天开采:采煤与剥离两部分的总称。
边帮:由采场四周坡面及平台组合而成的表面总体。
工作帮:由工作台阶所组成,正在进行开采的边邦或者一部分。
非工作帮:由非工作台阶所组成的边邦。
台阶;在开采过程中,为了满足采运作业的需要,往往把露天采场划分为具有一定高度的水平(或倾斜)分层,每一个分层称为一个台阶。
出入沟;(煤层露头或露头埋藏最浅处,开始挖煤时建立第一个台阶时开挖的沟。
)建立采场与地表运输通道的露天沟道。
开段沟;开掘某标高采掘工作面的沟道。
开采程序:露天开采范围内采煤、剥岩的顺序。
即采剥工程在时间和空间上发展变化的方式。
开采程序包括内容:台阶划分、掘沟、采剥初始位置确定、水平推进、垂直延伸方式、工作帮构成等工作帮坡角;一般定义为最上一个工作台阶的坡顶线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角。
最终边帮角:露天采场终了时,最上台阶坡顶线和最下台阶坡底线组合成的假想平面与水平面的夹角。
上部平盘—台阶的上部水平面;下部平盘—台阶的下部水平面;台阶坡面—朝向采空区的台阶斜面;坡面角:台阶坡面与水平面的夹角。
坡顶线:台阶上部平盘与坡面的交线。
坡底线:台阶下部平盘与坡面的交线。
排土场:露天开采为了采煤而必须剥离的土岩,经运输设备运至一定地点排弃,这个排弃的场所称为排土场。
坑道系统:通过开掘的坑道,把矿场内台阶与台阶、各台阶与地面设施联系起来的坑道。
开拓运输系统:坑道内铺设运输线路时称开拓运输系统。
露天矿床开拓:建立地面与露天矿场内各工作水平以及各工作水平之间的煤岩运输通道,以保证露天矿场的生产运输,并及时准备出新工作水平。
露天开采境界:露天矿场开采终了时形成的空间轮廓。
剥采比:开采单位煤量所须剥离的岩石量。
m3/t平均剥采比:露天开采境界内,全部岩石量与采出煤量之比。
境界剥采比:当露天开采境界做少量变化(扩大或减少△h )所引起的岩土量与煤量变化之比值。
生产剥采比:露天矿某一生产时期剥离的岩土量与采出煤量之比。
第六节 帮坡形式与帮坡角在采场的扩延过程中,会形成各式各样的帮坡。
本节对帮坡角及 其经济内涵、增加工作帮坡角的途径、各种帮坡角的计算进行较详细 的论述。
一 工作帮坡角工作帮:是由工作台阶组成的边帮,并随台阶的推进而向最终边帮(非工作帮)靠近。
工作帮坡角:一般定义为最上一个工作台阶的坡顶线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角(图15-33)。
若工作帮由n 个相邻的工作台阶组成,且工作平盘宽度相等, 工作帮坡角(θ)可由 下式计算:θ =-+arc tg nH n W nH tg ()/1α (15-11)式中,H 为台阶高度,W 为工作平盘宽度,α为台阶坡面角。
实际 生产中各工作平盘的宽度一般不相等。
式(15-11)变为:θ =+=-∑arctg nH W nH tg i i n 11/α (15-12)式中,W i 为从最下部工作台阶算起第i 个工作平盘的宽度,最上部 工作平盘宽度不参与运算。
图 15-33 工作帮与工作帮坡角设图15-33中三个工作平盘的宽度均为40m,台阶高度为12m,台阶坡面角为70。
,则由式(15-11)求得工作帮坡角为θ=21.14。
工作帮坡角对露天矿开采寿命期内的剥岩量变化有很大的影响。
图15-34所示是矿体规整、在上盘矿岩接触带掘沟、向两侧推进时的采剥关系示意图。
图中将台阶式的工作帮简化为一条直线。
可以看出,当采到第三条带时,要想采出矿量∆T,必须剥离岩石量∆V。
在开采过程中,由于矿体规整,每一条带的矿量基本保持不变,但所需的剥岩量先是随着采场的延深而增加,采到第五条带(H1深度)时达到最大值,而后逐年下降。
如果采用如图中虚线所示的陡工作帮,则前期的剥岩量大大降低,峰值的到来将大大推迟(推迟到H2深度)。
若工作帮坡角等于最终帮坡角,剥岩量将随采场的延深单调增加,剥岩高峰推迟到最后。
因此,工作帮越缓,前期剥岩量越大,基建投资越高,基建周期越长。
由于资金的时间价值,前期剥岩量的增加会降低整个矿山的经济效益。
第三章露天矿合理帮坡角的确定第一节组成露天边坡岩石赋存情况(1)地层矿区及周边区域所见地层主要有:古生界的石炭系、二迭系,中生界的侏罗系、白垩系,新生界的第三系、第四系。
(2)构造矿区位于北山煤矿向斜东北角的边缘一带,区内的侏罗系地层呈向南倾的单斜构造,地层产状南倾,倾角3°~5°不等。
矿田内没有发现断层,构造属简单类型。
(3)煤层顶、底板岩性煤层底板为灰~灰白色中厚层状,块状构造粉砂质泥岩、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、泥岩。
煤层顶板为灰~灰白色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、中厚层状、块状构造、质较坚硬、含铁锰质结核,含大量植物叶片化石及硅化木碎片,第二节岩石、结构面、岩石物理力学性质说明煤层顶、板岩性特征,结构面岩性发育情况,附表说明岩石物理力学性质。
表3-1 岩石物理力学实验成果第三节影响边坡稳定性因素采场边坡稳定1、计算指标的选取由于煤层顶板岩层软化系数小,虽然本地区大气降雨稀少、风沙大,但在冬季有一定的降雪,背阳边坡的积雪可以保留到来年的三月底,冰雪融化时也可形成积水,从而软化岩层、降低力学强度指标。
岩石物理力学性质指标见表6—2—1根据剥离岩层的岩性和物理力学性质,剥离物为第二类中硬一型,露天边坡为第二类半坚硬岩石类一型。
根据岩石物理力学性质,经综合加权后的平均值如下:天然容重 2.16t/m3比重 2.46t/m3内摩擦角32.17°凝聚力 2.40Mpa2、边坡稳定性分析对露天边坡的稳定性的定性分析:采场南帮、西帮、东帮为稳定性边帮。
由于北帮是顺层边坡,相对于其它边帮而言,为稳定性较薄弱边帮;3、最终边坡角的确定根据煤矿的岩石物理力学指标,矿山最终边坡角确定见表6—2—2。
表6—2—2 最终边坡角4、边帮稳定性验算凯源煤矿采场各帮的稳定性,经过验算,各帮的稳定系数都在1.3以上。
可行性研究报告所依据的工程地质资料较少,建议在生产中补充工程地质勘探,有针对性的查明各个帮的工程地质情况。
露天开采三开采程序太原理工大学矿业工程学院露天开采概述台阶几何要素掘沟台阶的推进方式采场扩延过程与布线方式帮坡形式与帮坡角分期开采第三章露天开采程序一、概述开采程序:露天开采范围内采煤、剥岩的顺序。
即采剥工程在时间和空间上发展变化的方式。
包括内容:台阶划分、掘沟、采剥初始位置确定、水平推进、垂直延伸方式、工作帮构成等。
露天采场平面投影与剖面示意图mmmmmmmmmmmm封闭圈mmmmm二、台阶几何要素台阶由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成。
台阶几何要素:台阶坡面角是岩体稳定性的函数台阶高度受生产规模、采装设备、开采的选别性影响台阶宽度W=Wc(爆破带宽度)Ws(安全平台宽度)。
台阶几何要素台阶三要素:W台阶宽度H台阶高度台阶坡面角台阶高度:不小于挖掘机推压轴高度的(以便满斗)。
台阶高度应小于挖掘机最大挖掘高度(为了挖掘机的安全)。
台阶坡面角与矿岩稳定性有关。
岩石普氏系数f台阶坡面角(度)工作台阶:正在被开采的台阶。
爆破带:工作台阶上正在被爆破、采掘的部分。
其宽度为爆破带宽度(或采区宽度)。
*台阶的采掘方向:挖掘机沿采掘带前进的方向。
台阶的推进方向:台阶向外扩展的方向。
安全平台:在开采过程中工作平台不能一直推进到上各台阶的坡底线位置而是应留下一顶宽度。
留下的这部分叫安全平台。
安全平台宽度一般为个台阶高度。
最小工作平盘宽度:刚刚满足采运作业需要的空间的宽度。
安全挡墙:在工作平盘的外沿用碎石堆筑的一道安全挡墙。
*台阶立体图台阶划分:水平划分、倾斜划分划分原则:有利于发挥设备效率作业安全和提高煤质。
单台阶开采程序:开采倾斜的出入沟、开掘开段沟、进行扩帮。
**三、掘沟掘沟是新台阶开采的开始一般分为两阶段进行:首先挖掘出入沟以建立起上下两个台阶水平的运输联系然后开掘段沟为新台阶的开采推进提供初始作业空间。
出入沟参数:出入沟的坡度取决于汽车的爬坡能力和运输安全要求出入沟的坡度:t以上的大型汽车的出入沟坡度为台阶高度为米坡度为时的出入沟坡长为米左右。
第六节 帮坡形式与帮坡角在采场的扩延过程中,会形成各式各样的帮坡。
本节对帮坡角及 其经济内涵、增加工作帮坡角的途径、各种帮坡角的计算进行较详细 的论述。
一 工作帮坡角工作帮:是由工作台阶组成的边帮,并随台阶的推进而向最终边帮(非工作帮)靠近。
工作帮坡角:一般定义为最上一个工作台阶的坡顶线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角(图15-33)。
若工作帮由n 个相邻的工作台阶组成,且工作平盘宽度相等, 工作帮坡角(θ)可由 下式计算:θ =-+arc tg nH n W nH tg ()/1α (15-11)式中,H 为台阶高度,W 为工作平盘宽度,α为台阶坡面角。
实际 生产中各工作平盘的宽度一般不相等。
式(15-11)变为:θ =+=-∑arctg nH W nH tg i i n 11/α (15-12)式中,W i 为从最下部工作台阶算起第i 个工作平盘的宽度,最上部 工作平盘宽度不参与运算。
图 15-33 工作帮与工作帮坡角设图15-33中三个工作平盘的宽度均为40m,台阶高度为12m,台阶坡面角为70。
,则由式(15-11)求得工作帮坡角为θ=21.14。
工作帮坡角对露天矿开采寿命期内的剥岩量变化有很大的影响。
图15-34所示是矿体规整、在上盘矿岩接触带掘沟、向两侧推进时的采剥关系示意图。
图中将台阶式的工作帮简化为一条直线。
可以看出,当采到第三条带时,要想采出矿量∆T,必须剥离岩石量∆V。
在开采过程中,由于矿体规整,每一条带的矿量基本保持不变,但所需的剥岩量先是随着采场的延深而增加,采到第五条带(H1深度)时达到最大值,而后逐年下降。
如果采用如图中虚线所示的陡工作帮,则前期的剥岩量大大降低,峰值的到来将大大推迟(推迟到H2深度)。
若工作帮坡角等于最终帮坡角,剥岩量将随采场的延深单调增加,剥岩高峰推迟到最后。
因此,工作帮越缓,前期剥岩量越大,基建投资越高,基建周期越长。
由于资金的时间价值,前期剥岩量的增加会降低整个矿山的经济效益。
所以从动态经济观点出发,工作帮坡角应尽量陡一些。
图 15-34 剥岩量-工作帮坡角关系示意图增加台阶高度或减小工作平盘宽度可以使工作帮坡角变陡。
然而,台阶高度受到设备规格和开采选别性的制约,没有多大的变化余地;工作平盘的宽度又必须满足采运设备所需的作业空间的要求,并保持较高的设备作业效率,可减小的幅度也非常有限。
(即使采用前面所述的最小工作平盘宽度,工作帮坡角仍较缓)。
采用组合台阶开采是提高工作帮坡角的有效方法。
二组合台阶组合台阶是将若干个(一般4个左右)台阶组成一组,划归一台采掘设备开采。
这组台阶称为一个组合单元。
图15-35所示是四个台阶组成的一个单元。
在组合单元中,任一时间只有一个台阶处于工作状态,保持正常的工作平盘宽度,其它台阶处于待采状态,只保持安全 平台的宽度。
组合台阶开采只有当采场下降到一定的深度后才能实现。
如果采 场空间允许,可以在不同区段布置多台采掘设备同时进行组合台阶开 采,也可视工作帮的高度在同一区段垂直方向上布置多个组合单元。
组合台阶开采常用于分期开采的扩帮工作。
(分期开采将在后面介绍 )。
组合单元内的工作帮坡角一般定义为单元内最上一个台阶的坡顶 线与最下一个台阶的坡底线连成的斜面与水平面之间的夹角,计算公式为:θg =-++arctg nH n W W nH tg s ()/2α (15-13)式中,n 为组合单元中台阶的数目;W s 为安全平台的宽度;W 为工 作平盘宽度。
假设n =4,H =12m ,W s =10m ,W =40m ,α=70。
,则求得 θg =31.78。
三 各种帮坡形式图15-36所示是在开采过程中形成的由6个台阶组成的一段帮坡, 每一台阶均保持安全平台宽度(W s )。
从最上一个台阶的坡顶线到最 下一个台阶的坡底线的斜面与水平面的夹角(θ)称为该段边帮的总帮坡角,其计算式与 式(15-11)相同,只需将式中 的W 换成W s 即可。
设W s =10m ,H=12m , α=70。
则得 θ = 43.37。
如果图15-36中的剖面通过一宽度为W R 的斜坡道,斜坡道位于第三 台阶的中腰,该段边帮变为图15-37。
建议读者画出这段边帮的水平投 影草图。
图15-37中的θ 仍为总帮坡角。
道路将整段边帮分为AC 和DB 两段 ,图中θ1 和θ2 称为路间帮坡角。
若W R =30m ,其它数据不变,则 θ图 15-35 组合台阶开采中的一个组合单元=34.13° ,θ1 =44.14°, θ2 =42.84°。
可见,在边帮上加入运输道路会使总帮坡角变缓许多(本例中变缓了约9。
)。
若该段帮坡是最终边 帮,帮坡角的变缓意味着多剥离大量的岩石。
这一简单的例子说明在 设计最终境界时,最终帮坡角的选取应考虑到运输道路的布置情况 。
A 图 15-37 具有道路的一段边帮 图 15-36 一段边帮若图15-36所示的边帮上有一个台阶是工作台阶,边帮将变为如图15-38所示。
工作台阶对帮坡角的影响与道路相似。
若这6 个台阶是组合开采中的一个组合单元,那么,该段边帮的总帮坡角(θ)即为前面提到的组合单元工作帮坡角(θg)。
工作平盘上下两段的帮坡角(θ1和θ2 )有时也称为路间帮坡角。
若其它的数据不变,工作平盘宽度W=40m ,则θ=34.13。
,θ1=52.02。
,θ2=45.32。
更复杂的边帮是既有工作台阶又有道路,如图15-39所示。
读者可利用前面的有关数据计算总帮坡角和路间帮坡角。
若将图15-36中的6个台阶沿垂直方向平分为两个组合单元进行组合台阶开采,边帮变为图15-40。
单个组合单元的工作帮坡角可用式(15-13)计算。
利用前面的数据,计算结果为:θ=27.86。
,θg=29.70。
图15-41是实行三台阶并段的最终边帮。
若坡面角α=70。
,台阶高度H = 12m,安全平台宽度W s = 17m,则该段边帮的总帮坡角为θ=59。
若一露天矿最终境界深为42个台阶高度(即504m),采用这样的安全平台宽度和并段方式,不考虑运输道路时,最终帮坡角可达51.25。
如果不实行并段,每一台阶都留7m宽的安全平台,同一露天矿的最终帮坡角为46.97。
图 15-39 具有工作台阶和道路的一段边帮第七节 生产剥采比生产剥采比是露天生产过程中某一时段(或某一开采区域)内的 岩石量与矿石量之比。
常用的生产剥采比的单位有m 3(岩石)/m 3(矿石)、t(岩石)/t(矿石)、m 3(岩石)/t(矿石)。
如图15-42所示,生产剥采比一般 是按工作帮坡计算的、采场下降一个台阶采出的岩石量与矿石量之比 ,即V H /T H 。
为了与下面将要提到的其它生产剥采比相区别,这里将图15-42所示的生产剥采比称 为几何 生产剥采比,记为SR H 。
6H W s 图 15-41 实行并段的最终边帮图 15-40 组合台阶开采工作帮从图15-42中可以看出,一般情况下,几何生产剥采比先随采场的降深而增加,在某一深度达到最大值,然后随深度的增加而减小。
在矿体形态较复杂的矿山,几何生产剥采比随采场深度变化的曲线可能出现几个峰值。
图 15-42 几何生产剥采比累积生产剥采比是指从开采开始到某一深度(或时间)累积采出的岩石量与矿石量之比,记为SR c。
如图15-43所示,采场下降到深度 D时的累积生产剥采比为 SR c =V D/T D。
图 15-43 累积生产剥采比在编制采掘计划时,往往需考虑剥采比的逐年变化情况,并采取措施(如改变台阶的推进方向、调整工作面的布置方式等),尽量避免剥采比的大幅度波动。
因此,年生产剥采比是编制采掘进度计划时最常用的生产剥采比。
顾名思义,年生产剥采比(SR y)是某一年内采出的岩石量(V y)与矿石量(T y )之比,即: SR y = V y / T y。
从设备管理(包括备品备件)和生产组织的角度,生产剥采比在生产过程中的波动越小越好。
这样可以保持较稳定的设备数量、备品备件的库存量、机修设施的能力以及设备操作和维护人员队伍。
因此在生产计划中常进行所谓的剥采比均衡,以得到较稳定的生产剥采比。
然而,对于一定的矿体形态、最终境界和开采方式,剥采比均衡的结果往往是将剥离高峰处的岩石提前剥离。
图15-44中曲线A是不进行剥采比均衡的生产剥采比随时间变化的曲线。
在“极限均衡状态”,即均衡后的生产剥采比是一常数时(图中的直线B),需要将高峰期的剥岩量V p提前到V p'剥离。
由于资金的时间价值,提前剥离量大会降低总体经济效益。
因此,在提前剥离所带来的经济效益损失与剥采比均衡所能带来的好处之间应进行成本__效益分析,以确定每年最佳的生产剥采比。
这是一个生产剥采比的优化问题,采矿优化界已研究出基于动态规划的剥采比动态优化算法。
应用这些算法可求出在满足每年矿石目标产量的条件下,使矿山生产的总体经济效益达到最大的最佳年生产剥采比。
优化后的生产剥采比曲线一般位于A与B之间(图15-44中曲线C)。
时间 t图 15-44 剥采比均衡示意图第八节分期开采在前面图15-29所描述的开采过程中,工作帮沿水平方向一直推进到最终开采境界,这种开采方法称为全境界开采法。
由于工作帮坡角一般比最终境界帮坡角缓得多,所以全境界开采的初期生产剥采比高,大型深凹露天矿尤为如此。
全境界开采法的缺点是基建时间长、初期投资多,故仅适用于埋藏较浅、初期剥采比低、开采规模较小的矿山。
与全境界开采方法相对应的是分期开采,所谓分期开采就是将最终开采境界划分成几个小的中间境界(称为分期境界),台阶在每一分期内只推进到相应的分期境界。
当某一分期境界内的矿岩将近采完时,开始下一分期境界上部台阶的采剥,即开始分期扩帮或扩帮过渡,逐步过渡到下一分期境界内的正常开采。
如此逐期开采、逐期过渡,直至推进到最后一个分期,即最终开采境界。
图15-45是分期开采概念示意图。
从图中可以看出,由于第一分期境界比最终境界小得多,所以初期剥采比大大降低,从而减小了初期投资,提高了开采的整体经济效益。
图 15-45 分期开采示意图分期开采的另一个重要优点是可以降低由最终境界的不确定性所带来的投资风险。
一个大型露天矿一般具有几十年的开采寿命,在进行可行性研究(或初步设计)时确定的最终境界在几十年以后才能形成。
在科学技术飞速发展、经济环境不断变化的今天,几十年后的开采技术(包括设备)和经济环境与开采初期相比将有很大的差别,这意味着在优化开采境界时采用的技术、经济参数在一个时期后将不再适用,最初设计的最终开采境界也不再是最优境界,甚至是一个很糟糕的境界。
因此,最终开采境界的设计应当是一个动态的过程,而不应是一成不变的。
一开始就将台阶推进到最终境界是高风险的、不明智的。