1. 引言
露天开采境界是指露天矿在开采终了时或某一特定时期所形成的采场空间边界,这些边界由露天采场的地表境界、底部境界和周围边坡组成。露天矿在分期开采时,会有分期境界,最终形成的边界称为最终境界。露天开采境界就是露天矿的最终矿坑边界,这些边界决定了露天矿的可开采储量和剥离岩量,并且与露天矿的开拓、采剥程序、生产能力以及基建工程量密切相关,直接影响矿床开采的总体经济效果。露天开采境界主要包括以下几个方面:
1. 最终边坡:这是露天矿坑最外侧的边坡,决定了矿坑的最终形状和范围。
2. 采矿深度:指露天开采可以达到的最大深度,通常由经济因素和技术条件决定。
3. 平面边界:从俯视角度看,露天矿的开采范围在平面上的投影。
4. 台阶系统:露天矿通常采用阶梯式开采,每个台阶都有其特定的高度和宽度。
5. 安全平台:在边坡上设置的平台,用于保证边坡稳定性和作业安全。
6. 运输道路:用于运输矿石和废石的道路系统,也是开采境界的一部分。
露天开采境界的确定需要综合考虑地质条件、矿体形态、经济效益、环境影响等多种因素。合理的开采境界可以优化资源利用,确保开采的安全性和经济性。
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、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。
3. 确定原则
露天开采境界决定了露天矿开采的最终规模和形态。露天开采境界的确定是矿山设计中的一个重要环节,直接影响矿山的经济性、安全性和可持续性。露天开采境界通常由以下几个关键要素来确定:
1. 最终边坡角:露天矿坑的边坡角度,决定了矿坑的形状。这是为了确保边坡的稳定性,防止滑坡等地质灾害。
2. 矿体边界:矿体的几何形状和分布范围决定了开采的物理边界。通常,只有当矿石的品位达到经济开采价值时,这部分矿体才会被纳入开采境界。
3. 剥采比:指开采一定量的矿石所需要剥离的废石量。剥采比过高时,开采成本会增加,影响经济效益。
4. 经济因素:矿石的市场价格、开采和处理成本、运输成本等经济因素也会影响露天开采的最终境界。如果矿石价格下降或开采成本上升,可能会缩小开采境界。
5. 环境和法规限制:环境保护、土地使用权、政府政策以及周围地区的地形地貌等也可能对开采境界产生制约。
2. 平均剥采比不大于经济合理剥采比:针对露天开采境界内的全部矿岩量,要求露天开采的总体经济效果不劣于地下开采。
3. 生产剥采比不大于经济合理剥采比: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。
4. 圈定方法
圈定露天开采境界的方法有:
1. 手工设计: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。
2. 动态优化设计:包括浮动圆锥法、LG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。
这些原则和方法确保露天矿的开采境界在技术和经济上都是合理的,从而优化矿床的开采效果。