第13-14講 露天礦生產(chǎn)能力與采掘進度計劃

1、1. 本章提要介紹露天礦生產(chǎn)能力確定的基本方法，生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律及其調(diào)整和均衡的基本方法，露天礦采掘進度計劃編制方法與步驟。2. 露天礦生產(chǎn)能力露天礦生產(chǎn)能力的基本概念 露天礦生產(chǎn)能力的基本概念生產(chǎn)能力是露天礦山企業(yè)的最主要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一。露天礦生產(chǎn)能力是在具體礦床地質(zhì)條件、工藝設(shè)備、開拓方法和開采方式條件下，露天礦在單位時間內(nèi)所能開采出來的最大礦石量或剝采總量。一般包括礦石生產(chǎn)能力和礦巖生產(chǎn)能力（說明：露天礦生產(chǎn)能力大小通過用礦石年產(chǎn)量和礦巖年采剝總量兩個指標(biāo)來表示。因為每個露天礦的礦床賦存條件、開拓方法和礦山工程發(fā)展方式等各不相同，生產(chǎn)剝采比差別很大，故生產(chǎn)能力應(yīng)用上述兩個指標(biāo)來共

2、同表示）。通常所說的礦山生產(chǎn)能力是指礦石生產(chǎn)能力。露天礦的礦巖生產(chǎn)能力和礦石生產(chǎn)之間的關(guān)系，可以通過生產(chǎn)剝采比進行換算，礦巖生產(chǎn)能力A和礦石生產(chǎn)能力AP的關(guān)系如下： 式中 nS露天礦生產(chǎn)剝采比，m3/m3或t/t。上式表明，露天礦在礦石生產(chǎn)能力一定的情況下，礦巖生產(chǎn)能力直接取決于生產(chǎn)剝采比。也可以說，露天礦的礦石生產(chǎn)能力在一定生產(chǎn)剝采比條件下，應(yīng)有相應(yīng)的剝離工程量來保證。露天礦的生產(chǎn)能力分為設(shè)計生產(chǎn)能力與實際生產(chǎn)能力。實際生產(chǎn)能力主要取決于露天礦的現(xiàn)有工藝系統(tǒng)、礦床賦存條件、開拓方式和開采方法。3. 露天礦生產(chǎn)能力露天礦生產(chǎn)能力的確定 露天礦生產(chǎn)能力的確定露天礦生產(chǎn)能力是設(shè)計和建設(shè)露天礦企業(yè)的

3、主要依據(jù)之一，其大小直接影響到礦山設(shè)備選型、投資、生產(chǎn)成本、礦山服務(wù)年限、礦山定員和綜合經(jīng)濟效益等。影響露天礦生產(chǎn)能力的因素是多方面的，主要有采礦技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面。 采礦技術(shù)方面的因素：同時進行采礦的工作面數(shù)、礦山工程發(fā)展速度、運輸線路的通過能力等； 經(jīng)濟方面的因素：露天礦工業(yè)儲量的保有年限、基建投資、勞動生產(chǎn)率和礦石成本等。因此，在確定露天礦生產(chǎn)能力時，應(yīng)以市場或用戶需求、技術(shù)上可行和經(jīng)濟上合理等方面綜合考慮予以確定。 按市場需求量確定生產(chǎn)能力由礦石成品的市場需求量確定原礦產(chǎn)量AP，即 （t/a） 式中 KC成品礦石的品位，%；AC市場或用戶每年需求的成品礦石量，t/a；KP原礦礦石品位，

4、%；采礦損失率，%；選礦回收率，%。 按開采技術(shù)條件確定生產(chǎn)能力露天礦生產(chǎn)能力常常受到礦山具體礦床條件和開采技術(shù)水平的限制，在確定生產(chǎn)能力時，可以從以下幾個方面試算。 按采場中可能布置的挖掘機臺數(shù)確定生產(chǎn)能力挖掘機是露天礦的主要采掘設(shè)備，每臺挖掘機構(gòu)成一個工作面。露天礦的生產(chǎn)能力取決于可能布置的挖掘機工作面數(shù)。根據(jù)礦體的賦存情況及開采參數(shù)等確定可能布置的挖掘機臺數(shù)?？赡懿贾玫耐诰驒C總數(shù)決定了礦巖生產(chǎn)能力，其中可能布置的采礦工作面數(shù)，決定了礦石生產(chǎn)能力。首先計算每個采礦臺階可能布置的挖掘機臺數(shù)NW為：（臺） 式中 Lg一個采礦臺階的工作線長度，m；LC一臺挖掘機所需的采區(qū)長度，m。然后，確定露天

5、礦同時開采的臺階個數(shù)NB，它主要取決于礦體厚度、傾角、工作幫坡面角和工作線推進方向。對水平與近水平礦體（圖1.8.1所示）有： 式中 H礦體厚度，m；h采礦臺階高度，h=B/(cot-cot1)，m；B采礦臺階最小工作平盤的寬度，m；采礦臺階的工作幫坡角，度；1采礦臺階的坡面角，度。對傾斜與急傾斜礦體（圖1.8.2），由于和，因此，當(dāng)工作平盤寬度相同時，可能同時工作的臺階數(shù)有：式中 HS礦體在水平方向上的厚度，m；采礦臺階工作幫坡線的水平投影，m；礦體的傾角，度。 當(dāng)采礦方向從礦體上盤向下盤推進時取“”號；當(dāng)采礦方向從礦體下盤向上盤推進時取“”號。露天礦可能的生產(chǎn)能力為： 式中 QW挖掘機平均

6、年生產(chǎn)能力，t/a。說明：對水平或近水平礦體，采用礦體厚度計算可能布置的同時開采的臺階個數(shù)，是因為礦體厚度是其主要的限制條件；而對于傾斜與急傾斜礦體，其水平厚度則成為主要的限制條件。 對于圖1.8.2(a)，有，對于圖1.8.2(b)，有，故有；為最小工作平盤寬度與臺階坡長在水平投影之和。 以上計算一般只適用于比較規(guī)則的層狀急傾斜礦體。當(dāng)?shù)V體形狀復(fù)雜礦體厚度不穩(wěn)定時，可以用露天礦分層平面圖來確定可能布置的挖掘機臺數(shù)，再進一步求算露天礦可能有的礦巖生產(chǎn)能力。 按采礦工程水平推進速度確定生產(chǎn)能力 露天礦可能達到的生產(chǎn)能力，很大程度上取決于礦山工程發(fā)展速度。礦山工程發(fā)展速度是表示露天礦開采強度的指標(biāo)

7、。在露天礦生產(chǎn)過程中，工作線不斷往前推進，開采水平不斷下降，直至最終境界（即，礦山工程沿水平和向下兩個方向發(fā)展）。通常用工作線水平推進速度和礦山工程延深速度兩個指標(biāo)來表示開采強度。當(dāng)露天礦的挖掘機數(shù)目一定時，工作線的水平推進速度vH（m/a）隨著挖掘機的平均生產(chǎn)能力的增大而提高，隨著臺階數(shù)目的增多而降低。若要加大工作線的推進速度，最根本的措施是使用高效率的采運設(shè)備。水平與近水平礦體的礦石生產(chǎn)能力AP主要取決于工作線水平推進速度vH，即單位時間內(nèi)剝采臺階沿工作幫推進方向的水平推進距離，即 式中 H礦體厚度，m；Lg采礦臺階工作線平均長度，m；礦石容積密度，t/m3；礦石回采率，%；廢石混入率，%

8、。說明：意味單位時間（a）內(nèi)所采出的純礦石量，即工業(yè)儲量。 按采礦工程延深速度確定生產(chǎn)能力采礦工程延深速度是指在露天采場內(nèi)最底部的采礦臺階在單位時間內(nèi)的垂直下降速度。另：礦山工程的延深速度是根據(jù)新水平的準(zhǔn)備時間所完成的臺階高度，折合成每年下降進尺，又稱下降速度，其計算式為：（m/a）式中 h新水平臺階高度，m；T新水平開拓準(zhǔn)備時間，a。對于開采水平和近水平（傾角小于10）礦體的露天礦來說，除了基建時期以外，一般不存要延深的問題。此時，礦山工程發(fā)展速度只表現(xiàn)為工作線推進速度，即礦石生產(chǎn)能力直接取決于工作幫的推進速度，以這個速度即可驗證露天礦可能達到的生產(chǎn)能力。對于開采傾斜礦體與急傾斜礦體的露天礦

9、來說，礦山工程的發(fā)展速度主要應(yīng)表現(xiàn)為礦山工程延深速度。采礦工程延深速度影響露天礦生產(chǎn)能力，延深速度快意味著采礦量大，但此時工作線推進速度與延深速度要保持一定的制約關(guān)系，即礦山工程延深速度不但取決于下部新水平開拓準(zhǔn)備的時間，而且受上部水平工作線推進速度所限制。這時工作線水平推進速度vH與采礦延深速度vT和剝離工程延深速度vTB之間必須滿足如圖1.8.3所示的以下協(xié)調(diào)關(guān)系： 或 ； 式中 工作幫坡角，度；底幫幫坡角，度；礦體傾角，度。礦山工程延深方向與工作線推進方向一致為“+”，相反則為“-”。露天礦采礦工程延深時，由于延深方向不同，使采礦工程延深速度vT與剝離工程延深速度vTB不一致。如圖1.8

10、.3(a)所示，當(dāng)剝采工程沿露天礦底幫延深時，vT、vH與vTB之間除滿足上兩式的關(guān)系外，還應(yīng)滿足如下關(guān)系： 當(dāng)剝采工程沿露天礦礦層底板或頂板延深時，vT、vTB與vH之間滿足如圖1.8.3(b)、(c)所示的以下關(guān)系：式中 vH頂幫工作幫推進速度取“”號；底幫工作幫推進速度取“”號。當(dāng)剝采工程沿山坡延深時，如圖1.8.3(d)所示，vH、vT與vTB滿足如下關(guān)系： ；式表明，延深速度是受工作線推進速度制約的；在、一定的情況下，要加快延深速度，必須相應(yīng)加快水平推進速度。否則，就不能保持正常的工作平臺寬度，因而可能出現(xiàn)采剝失調(diào)。 現(xiàn)以沿礦體下盤移動坑線開拓為例說明上述兩者的制約關(guān)系（圖8-15）

11、。礦山工程沿礦體底板延深，當(dāng)由D延至Q時，為了保證以上各臺階有足夠的工作平盤寬度，若兩個方向均按工作幫坡面角進行發(fā)展，D點上的工作水平就應(yīng)分別推進至A和B點。因此，礦山工程延深速度和工作水平推進速度應(yīng)保持式的關(guān)系。從式可以看出，礦山工程延深速度同時受水平推進速度和新水平開拓準(zhǔn)備時間的限制。從長期和總體來看，要求與值之間要相互適應(yīng)。當(dāng)時，說明工作線推進速度快，新水平開拓準(zhǔn)備速度較慢，具體表現(xiàn)為上部工作平盤不斷加寬，這個過程就是擴大生產(chǎn)儲備或為調(diào)節(jié)生產(chǎn)剝采比超前剝離的過程。反之，新水平開拓準(zhǔn)備速度較快，工作平盤逐漸縮小，是壓縮剝離，增加產(chǎn)量的過程。經(jīng)常調(diào)節(jié)平盤寬度是屬于礦山工程發(fā)展的正常現(xiàn)象。倘若

12、工作平盤長期不斷加寬，或工作平盤壓縮到小于正常工作平盤寬度，都會造成“采剝失調(diào)”，對生產(chǎn)是非常不利的。從圖8-16可以看出，當(dāng)?shù)V山工程延深角與采礦工程延深角（礦體傾角）不同時，延深速度出現(xiàn)了兩個概念：一個是礦山工程延深速度，另一個是采礦工程延深速度。采礦工程延深速度是指露天礦場境界內(nèi)被開采礦體的水平面每年垂直下降的米數(shù)，但其數(shù)值卻取決于礦山工程處深速度的大小?，F(xiàn)說明兩者的幾何關(guān)系。 如圖8-16(a)所示，礦山工程沿露天礦底幫延深，采礦工作線由下盤向上盤推進。當(dāng)?shù)V山工程由O點延深至D點時，采礦工程則由B延至C，于是有。同理，若改變礦山工程延深方向和采礦工作線推進方向，如圖8-16(b)，則有。

13、 因此，采礦工程延深速度與礦山工程延深速度的關(guān)系式為式中 up采礦工程延深速度（m/a）；工作幫坡面角，度；礦山工程延深角，度；礦體傾角，度；分子中“”礦山工程延深方向與采礦工作線推進方向一致為“+”，相反則為“-”；分母中“”采礦工作線推進方向與礦體傾斜方向一致為“+”，相反則為“-”。 分析上式可知，在不同開采條件下，up與u間的變換關(guān)系。 當(dāng)用底幫固定坑線開拓緩傾斜礦體（底幫不用剝巖擴幫）或沿礦體與圍巖接觸帶用移動坑線開拓時，=，則up=u。 當(dāng)露天礦沿頂幫或底幫用固定坑線開拓傾斜或急傾斜礦體時（圖8-16a），upu，而且up與u的差值前者比后者大。 當(dāng)開采礦體與地面傾向相同的山坡露天

14、礦時（圖8-16b），如果，則upu；如果，則upu。 當(dāng)開采礦體與地面傾向相反的山坡露天礦時，則upu。由此可知，采礦工程延深速度與礦山工程延深速度二者不等。理論上講，用采礦工程延深速度確定露天礦生產(chǎn)能力較接近實際。但因金屬露天礦一般沿礦體或接近礦體掘溝延深up與u相近，故金屬露天礦設(shè)計中，常采用礦山工程延深速度u驗證露天礦生產(chǎn)能力，其計算公式如下（t/a）。式中 Ak礦石生產(chǎn)能力，t/a；u礦山工程延深速度，m/a；h臺階高度，m；Pc所選用的有代表性的水平分層礦量，t；礦石的實際回收率；礦石貧化率。從公式可知，礦山工程延深速度決定于新水平準(zhǔn)備的時間。新水平準(zhǔn)備一般包括上一水平為保證新水平

15、掘溝所需的擴幫工程及新水平出入溝、開段溝的掘鑿。完成這些工程所需的時間決定于采用的采運設(shè)備、工藝方式、工程順序等。一般說來汽車運輸較靈活，可以達到較高的延深速度，鐵路運輸較低。設(shè)計中所需數(shù)據(jù)，可以參照類似礦山的實際資料選取，也可以通過編制新水平進度計劃來研究確定延深速度。開采傾斜、急傾斜礦床的露天礦，其礦石生產(chǎn)能力主要取決于礦山工程的延深速度。延深速度有兩個概念，一個是礦山工程延深速度，另一個是采礦工程延深速度。礦山工程延深速度通常包括剝離工程、采礦工程和新水平準(zhǔn)備。采礦工程延深速度，是指露天礦境界內(nèi)被開采礦體的水平面每年垂直下降的速度，一般以米/年表示。 礦山工程延深速度與采礦工程延深速度之

16、間的數(shù)量關(guān)系如圖10-1所示，即式。 按經(jīng)濟因素確定生產(chǎn)能力 上面討論了按技術(shù)條件確定露天礦生產(chǎn)能力的方法，并用上述方法求得技術(shù)上可能達到的最大生產(chǎn)能力。該生產(chǎn)能力顯然在技術(shù)上是可行的，但在經(jīng)濟上不一定合理。如露天礦儲量一定時，以最大生產(chǎn)能力開采時，其基建費用可能過大。另外，以大生產(chǎn)能力開采時，開采時間過短，而使大型設(shè)備、礦山建筑物、構(gòu)筑物不能得到充分的利用。因此，在確定生產(chǎn)能力時，除了開采技術(shù)因素外，必須著重考慮它的經(jīng)濟合理性。關(guān)于露天礦經(jīng)濟合理的論證，我國金屬露天礦在設(shè)計中，仍采用經(jīng)濟合理服務(wù)年限驗證生產(chǎn)能力的方法。 對不同的生產(chǎn)能力方案進行比較分析，以確定經(jīng)濟效益最佳的生產(chǎn)能力。也可建立

17、露天礦開采的經(jīng)濟模型，求出合理的生產(chǎn)能力。對礦石儲量不太大的露天礦，確定生產(chǎn)能力時還應(yīng)考慮服務(wù)年限。服務(wù)年限太短，會造成基本建設(shè)設(shè)施過早報廢，導(dǎo)致礦山總體效益不佳，甚至不能全部收加投資。露天礦服務(wù)年限T可按下式計算：（a）式中 Q露天礦開采境界內(nèi)的工業(yè)儲量，t；AP露天礦原礦生產(chǎn)能力，t/a；露天開采的礦石回采率，%；K礦石儲量備用系數(shù)，一般取K=1.11.2。 在校驗露天礦生產(chǎn)能力時，如果根據(jù)已知的年產(chǎn)量按上式求得的正常服務(wù)年限，符合規(guī)定的經(jīng)濟合理服務(wù)年限，則說明該年產(chǎn)量在經(jīng)濟上是合理的；反之，是不合理的，因為這時露天礦的設(shè)備、建筑物等固定資產(chǎn)，除采裝運設(shè)備和部分可拆移的設(shè)備外，均將提前廢棄

18、。選礦廠、冶煉廠如附近不能及時開發(fā)出新的礦源接續(xù)供礦，則也將提前廢棄。這在經(jīng)濟上是不合理的。不過，也有些特殊情況，如國家急需的礦源，允許縮短服務(wù)年限，以加大其生產(chǎn)能力。再如開采條件好的富礦、小礦、附近有遠景儲量大的露天礦、地下水大的露天礦，其服務(wù)年限也可適當(dāng)縮短。倘若礦區(qū)內(nèi)有幾個采礦場的露天礦，其單個采礦場的服務(wù)年限也可以縮短。國內(nèi)露天礦的礦山規(guī)?？砂幢?.8.1劃分，露天礦的服務(wù)年限可參考表1.8.2確定?？捎梅从车V石工業(yè)儲量與礦山經(jīng)濟壽命之間合理關(guān)系的泰勒公式確定露天礦的服務(wù)年限：（a）。式中符號及單位同上式。表1.8.1 露天礦山規(guī)模類型劃分表礦山類別礦山規(guī)模（104t/a）特大型大型中

19、型小型黑色冶金礦山10001000300300601000100010010030100100301001002010010050110.1110.3303010200020001000100030030252010 在合理年限范圍內(nèi)，可以在技術(shù)經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)上初選出幾個生產(chǎn)規(guī)模方案進行比較。生產(chǎn)能力不同，將影響其基建投資和礦石成本。這樣，可能出現(xiàn)生產(chǎn)能力大、總投資高而成本低和生產(chǎn)能力小、總投資少而成本較高的兩類方案。在這種情況下評定方案優(yōu)劣的原則，可用評價礦山規(guī)模經(jīng)濟效益的主要指標(biāo)投資收益率（投資返本率）來表示。一般情況下，一個經(jīng)濟上合理的建設(shè)規(guī)模，應(yīng)該是投資收益率高、建設(shè)快、達產(chǎn)時間短和產(chǎn)

20、量持續(xù)穩(wěn)定。應(yīng)該指出，隨著露天礦采運設(shè)備的更新及開采工藝技術(shù)的改進，尤其是近年來大型挖掘機及汽車的廣泛使用，露天礦的生產(chǎn)能力受工作面數(shù)目及礦山工程下降速度的限制越來越小。這就勢必把確定生產(chǎn)能力的主要矛盾轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟因素上來。但確定經(jīng)濟合理的生產(chǎn)能力是一個復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟課題，要結(jié)合我國經(jīng)濟體制的現(xiàn)狀進行研究，不能照搬外國。目前我國在這方面還缺乏深入地研究。4. 露天礦生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律生產(chǎn)剝采比，是指露天礦一定生產(chǎn)時期內(nèi)剝離的巖石量VS與采出礦石量AS的比值，其單位可用m3/m3或t/t表示，即 。生產(chǎn)剝采比是露天礦開采的重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。無論是研究露天礦工程發(fā)展程序，還是確定露天礦生

21、產(chǎn)能力，都與這一指標(biāo)密切相關(guān)。例如，生產(chǎn)剝采比是編制采掘進度計劃的重要指標(biāo)，它決定著露天礦采剝總量的大小。一個礦山的生產(chǎn)規(guī)模，不僅以礦石的產(chǎn)量來表示，而更主要的是應(yīng)以采剝總量來衡量。特別是對于一些生產(chǎn)剝采比較大的粘土、有色金屬和煤炭露天礦來說，剝離量遠遠超過礦量，就更不能忽視巖石的開采。由式可知，在一定的礦石生產(chǎn)能力下，露天礦的采剝總量取決于生產(chǎn)剝采比的大小，而露天礦的設(shè)備、人員和地面設(shè)施規(guī)模等又主要是由礦巖生產(chǎn)能力所決定的。因此，生產(chǎn)剝采比往往是影響露天礦的基建投資和生產(chǎn)成本的重要因素。 生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律在露天礦生產(chǎn)過程中，礦山工程是在各工作臺階上進行的，所有工作臺階的總體組成了露天礦場

22、的工作幫。露天礦工作幫是由若干個正在進行開采的臺階坡面和平臺構(gòu)成的，其形態(tài)決定于組成工作幫的各臺階間的相對位置，也就是取決于臺階高度、平盤寬度和臺階坡面角等要素。露天開采過程中，工作幫的范圍和位置隨礦山工程的進度不斷變化，剝離巖石量和采出礦石量也相應(yīng)發(fā)生變化，從而使生產(chǎn)剝采比發(fā)生變化。露天礦工作幫及其幫坡角與生產(chǎn)剝采比的變化密切相關(guān)。工作幫坡角大，生產(chǎn)剝采比小。如圖1.8.4所示，工作幫坡角可用下式計算： 式中 N組成工作幫的工作臺階數(shù)目；hi第i個工作臺階的臺階高度，m；Bi第i個工作臺階平盤寬度，m；1工作臺階坡面角。 由上式可以看出，工作幫坡面角的大小取決于臺階高度、臺階坡面角和工作平臺

23、寬度三個要素。通常h和是定值，因此當(dāng)B=Bmin時，則工作幫坡面角=max。當(dāng)單臺階逐個開采時，=min=0，由此可知，露天礦工作幫坡角隨著B值的調(diào)節(jié)而變化，其變化范圍介于max和min之間。 在現(xiàn)代化露天礦中，工作平臺上需要設(shè)置大型的穿孔、采掘和運輸設(shè)備，因而工作平臺需要保持一定的寬度。在不斷掘溝和擴幫的過程中，礦山工程的深度不斷增加，直到最終開采深度。各開采水平的工作線由最初的掘溝位置不斷向一側(cè)（或兩側(cè)，由固定坑線或移動坑線決定）推進，直到最終邊界。在這種礦山工程發(fā)展的過程中采出一定數(shù)量的礦石和巖石。 開采程序和開采參數(shù)不變情況下生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律開采程序保持不變，是指礦山工程按一定的工

24、作線推進方向，一定的延深方向和開段溝長度，保持固定的臺階高度和工作平臺寬度等條件進行礦山工程。露天礦的生產(chǎn)按一定的工作幫坡面角發(fā)展時，其生產(chǎn)剝采比通常是變化的，現(xiàn)以一個簡單的例子來研究其變化規(guī)律。某露天礦礦體賦存情況和采場境界如圖1.8.5所示，在固定的臺階高度和工作平盤寬度條件下進行發(fā)展，每延深個水平所采的礦石量、剝離量及剝采比變化規(guī)律如圖1.8.6所示。采場沿底幫掘溝，工作線由下盤向上盤推進。礦山工程延深方向與礦體傾向一致，按某一固定的工作幫坡面角生產(chǎn)時，開采延深到各水平的工作幫推進位置如圖1.8.5所示。 由圖1.8.6可以看出，工作幫坡角不變時，生產(chǎn)剝采比隨著礦山工程的延深而變化：開始

25、是大量剝離巖石，但采礦量為零，這個階段為露天礦的基建階段。隨后，開始采出礦石，生產(chǎn)剝采比則隨著開采深度延深而不斷增大，達到一個最大值后逐漸減小。生產(chǎn)剝采比的這種變化規(guī)律是開采傾斜礦體的普遍規(guī)律，其中生產(chǎn)剝采比最大期間叫剝離洪峰期，一般發(fā)生在凹陷露天礦工作幫上部接近露天礦地表境界的部位。對于水平與近水平礦體，隨地形條件和礦體厚度的變化，生產(chǎn)剝采比也呈現(xiàn)由小到大、再由大到小的變化規(guī)律，但其生產(chǎn)剝采比高峰期比較平緩（即，生產(chǎn)剝采比變化幅度較?。页掷m(xù)時間較長。圖9-4為某露天礦I采區(qū)的生產(chǎn)剝采比變化曲線。工作幫坡角的大小，對生產(chǎn)剝采比的變化有較大的影響?，F(xiàn)代露天礦，根據(jù)工作幫坡面角的不同，可分為緩

26、幫（工作幫坡面角為815）及陡幫（工作幫坡面角為1635）兩種開采方式。緩幫開采的特點是，組成工作幫的各工作臺階進行獨立開采，故保證各工作平盤的正常寬度，是保證露天礦正常生產(chǎn)的基本條件。工作平盤的大小，決定于采倔、運輸設(shè)備規(guī)格、運輸線路數(shù)目及調(diào)車方式以及所需的回采礦量。只有在特殊情況下，工作平盤寬度可允許減到最小值，即除回采礦量寬度以外，布置采掘運輸設(shè)備和正常作業(yè)所必需的最低限度值，該值稱為最小工作平盤寬度。因此，保持最小工作平盤寬度是露天礦生產(chǎn)的起碼條件。隨著露天礦山技術(shù)的發(fā)展及大型設(shè)備的使用，出現(xiàn)了陡幫開采工藝。陡幫開采工藝一般用于剝離幫的開采。它與緩幫開采的區(qū)別是，它不是每一個臺階都處于

27、作業(yè)狀態(tài)，只有部分臺階進行作業(yè)，其余臺階暫不作業(yè)。作業(yè)臺階與暫不作業(yè)臺階輪換交流，故也稱臺階輪流開采法。根據(jù)開采臺階輪換方式不同，陡幫開采可分為組合臺階開采和傾斜條帶式開采兩種主要開采方式。組合臺階開采是把臺階分為若干組，每組由一個作業(yè)臺階和若干暫不作業(yè)的臺階組成（圖8-2）。每組臺階的最上一個臺階保留工作平盤寬度，其他臺階均保留安全平臺寬度，一般由36個臺階組成一組。每組臺階由上而下逐個臺階輪流開采。上一個臺階推進到預(yù)定的寬度后，設(shè)備轉(zhuǎn)到下一個臺階開采。當(dāng)一組中每個臺階均推到預(yù)定寬度后，即完成一個開采循環(huán)。每組臺階一般只配一臺挖掘機作業(yè)。循環(huán)周期一般為35a。如圖8-2所示，工作平臺寬度BP

28、是擴幫寬度和安全平臺之和，該值不能小于最小工作平盤寬度。它是根據(jù)采裝和運輸設(shè)備的正常作業(yè)的要求決定的。BP越小，工作幫坡面角越陡。根據(jù)我國部分礦山的設(shè)計資料，該值為4060 m。傾斜條帶式開采（圖8-3），是把剝巖幫劃分為若干傾斜條帶，由里向外擴幫，各臺階從上而下尾隨式開采。尾隨的工作平臺長度根據(jù)運輸方式和工作面運輸線路布置確定，一般為150250m。各臺階除正在作業(yè)的地段有較寬的工作平臺外，其余地段僅留安全平臺即可。各個臺階一般設(shè)臺挖掘機，雙側(cè)進車時，可設(shè)置2臺。當(dāng)每個臺階均推進到預(yù)定寬度后，即完成一個循環(huán)，每個周期一般為l3a。 陡幫開采工藝的主要優(yōu)點是基建剝離量小、投產(chǎn)早、達產(chǎn)快、初期生

29、產(chǎn)剝采比小，另外推遲了最終邊幫巖體的暴露，有利于邊幫的穩(wěn)定與維護。我國不少露天礦正在使用陡幫開采或設(shè)計采用陡幫開采，如南芬鐵礦、弓長嶺鐵礦、海南鐵礦、德興銅礦、齊大山鐵礦等。隨著露天礦公路運輸?shù)陌l(fā)展及采掘設(shè)備的更新，陡幫開采工藝在我國露天礦山將得到廣泛的應(yīng)用。工作幫坡面角較小時，剝采比初期上升較快，剝離洪峰發(fā)生較早，然后在一個很長時期內(nèi)剝采比逐漸下降。工作幫坡角較大時，剝采比上升較慢，剝離洪峰發(fā)生在開采到較深的位置，也即發(fā)生在生產(chǎn)的較晚時期，高峰以后剝采比急驟下降。此外，同露天礦場，即在同一礦床埋藏條件下，采用不同的開拓方案、掘溝位置和工作線推進方向時，生產(chǎn)剝采比的具體變化情況也不相同。但是，

30、無論哪類礦床，采用哪種開拓、開采方法，只要礦山工程按不變的發(fā)展程序和固定的工作幫坡面角發(fā)展時，露天礦生產(chǎn)剝采比變化的共同規(guī)律是，生產(chǎn)剝采比隨開采深度而變化，并且經(jīng)歷一個由小到大，達到高峰后再逐漸減小的過程。 上述生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律，必然給露天礦帶來不利的影響，因為在正常情況下，要求露天礦的礦石產(chǎn)量大致不變，為了更有效地使用露天礦大型機械設(shè)備，其數(shù)最亦應(yīng)相對穩(wěn)定。但如果生產(chǎn)剝采比不斷變化，露大礦的礦巖總量也就逐年變化，這樣在短期內(nèi)就要改變生產(chǎn)采掘、運輸設(shè)備的數(shù)量。例如，在剝采比洪峰期，更要求短期集中大量的設(shè)備和相應(yīng)的輔助設(shè)施，配備足夠的人員；洪峰之后又要削減。這樣短期的增減，必特降低設(shè)備的利用

31、率，使基建費用增大，生產(chǎn)成本增高，并且使露天礦的生產(chǎn)組織工作復(fù)雜化。因此必須對生產(chǎn)剝采比進行調(diào)整，降低高峰期的生產(chǎn)剝采比，削平剝離高峰，使生產(chǎn)剝采比在一定時期內(nèi)相對穩(wěn)定，以達到經(jīng)濟合理地開采礦床的目的。 開采程序和開采參數(shù)變動對生產(chǎn)剝采比的影響若生產(chǎn)剝采比變化幅度較大，則需對其進行適當(dāng)調(diào)整。生產(chǎn)剝采比的調(diào)整，就是設(shè)法降低高峰期的生產(chǎn)剝采比，使露天礦能在較長時期內(nèi)以較穩(wěn)定的生產(chǎn)剝采比進行開采。為此，應(yīng)首先了解影響生產(chǎn)剝采比變化的因素，以便找出調(diào)整的具體方法。影響生產(chǎn)剝采比變化的因素很多，概括起來有兩個方面： 自然因素包括地質(zhì)構(gòu)造、地形、礦體埋藏深度、厚度、傾角和形狀等。這些因素是客觀存在的，人們

32、只能通過地質(zhì)勘探工作充分認識它，以便能準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)剝采比的變化規(guī)律。 技術(shù)因素主要是開拓方法、開拓溝道位置、工作線推進方向、礦山工程延深方向以及開段溝長度、工作幫坡角等。這些因素是人為的，人們可以根據(jù)客觀條件和需要予以改變，使生產(chǎn)剝采比達到較長時間的均衡。生產(chǎn)剝采比的調(diào)整主要是通過改變礦山工程的發(fā)展方式（即，調(diào)整開采參數(shù)或開采程序）來實現(xiàn)的。以下將著重討論改變臺階間相互位置、開段溝長度和礦山工程延深方向?qū)ιa(chǎn)剝采比進行調(diào)整的方法。 改變工作平盤寬度對生產(chǎn)剝采比的影響用改變臺階間相互位置即改變工作平盤寬度的方法，可以將生產(chǎn)剝采比高峰期間的一部分巖石提前或移后剝離，從而減小高峰期生產(chǎn)剝采比的數(shù)值

33、。如圖1.8.7所示，為減小洪峰剝采比，可以將生產(chǎn)剝采比洪峰期的一部分剝離量提前或滯后。前者是通過加大工作平盤寬度，后者一般可通過采用組合臺階以減小工作平盤寬度來實現(xiàn)。圖中以粗線表示按固定工作平臺寬度發(fā)展時的工作幫位置；細線表示改變工作平臺寬度后的工作幫位置。剝采工程延深至6、7水平時為剝離洪峰期。為降低這個時期的生產(chǎn)剝采比，在延深至第6水平時，其上各水平剝離臺階超前剝離量為V1。在延深至第7水平時，其上各水平剝離臺階采用兩兩組合，組合臺階中的下水平臺階平盤寬度變小為Bmin-A，其滯后剝離量為V2。當(dāng)剝采工程越過洪峰剝離期后，逐漸取消組合臺階，恢復(fù)為單臺階開采。此時，由開采水平6延深至水平7

34、的生產(chǎn)剝采比下降值為： 式中 P7剝采工程由水平6延深至水平7所采出的礦石量，即剝離高峰期采出的礦石量。改變工作平盤寬度容易實現(xiàn)，一般能適應(yīng)原有的生產(chǎn)工藝，并不影響總的開拓運輸系統(tǒng)，是調(diào)整露天礦生產(chǎn)剝采比的主要措施之一。然而，用改變工作平盤寬度的方法調(diào)整生產(chǎn)剝采比是有限度的。減小后的工作平盤寬度不得小于最小工作平盤寬度；加大后的工作平盤寬度，應(yīng)使露天礦保持足夠的工作臺階數(shù)目，以滿足配置露天礦采掘設(shè)備的需要。實際上，露天礦的工作平盤寬度經(jīng)常處于變動之中，關(guān)鍵在于掌握變動工作平盤寬度的規(guī)律，以便有效調(diào)整露天礦生產(chǎn)和生產(chǎn)剝采比，使之滿足于生產(chǎn)計劃要求。當(dāng)臺階分組開采時（如圖9-6），可以加大工作幫坡

35、角。其工作幫坡角可按下式計算：式中 z分組臺階開采的工作幫坡角，度；n分組臺階數(shù)目；h臺階高度，m；B工作平盤寬度，m；b運輸平臺寬度，m；臺階坡面角，度。臺階分組開采時的工作幫坡角，不僅取決于最小工作平臺寬度，而且與分組臺階數(shù)目有關(guān)。在其它條件相同情況下，分別按=15、=30進行開采時，生產(chǎn)剝采比隨開采深度的變化，如圖9-7所示。由圖9-7可以看出，工作幫坡角由15加大到30時，剝離高峰發(fā)生在開采深度較深的位置，即發(fā)生在較晚的時期。工作幫坡角較小時，生產(chǎn)剝采比的變化曲線比較接近于分層剝采比的變化曲線，剝采比初期上升較快，剝離高峰發(fā)生較早。工作幫坡角較大時，生產(chǎn)剝采比的變化曲線則比較接近于境界

36、剝采比的變化曲線即剝采比上升較慢，剝離高峰發(fā)生較晚。 改變開段溝長度對生產(chǎn)剝采比的影響開段溝的最大長度，視生產(chǎn)工藝的不同而異，通常等于該水平的走向長度（工作線縱向布置時），最小長度一般不短于采掘設(shè)備所要求的采區(qū)長度。例如，用鐵路運輸時要求長一些，采用汽車運輸時可以短一些，最短可以只挖個基坑，而使露天礦推進方向改變，由垂直走向推進變?yōu)檠刈呦蛲七M?，F(xiàn)舉例說明改變開段溝長度對生產(chǎn)剝采比的影響。在圖1.8.5的條件下，最初形成的開段溝長度等于走向長度的三分之一，約700m，然后在該水平開始推幫，推幫與延長開段溝平行作業(yè)，這種開拓方式也是露天礦剝采工程發(fā)展的普遍形式。該方式每下降一個水平采出的礦巖量和生

37、產(chǎn)剝采比的變化如圖1.8.8所示。圖中和為剝采工程延深到13水平后，繼續(xù)延長開段溝和相應(yīng)在上部水平進行推幫過程中采出的礦石量。對比圖1.8.6和圖1.8.8可以看出，新水平開拓準(zhǔn)備時，采取延長開段溝與推幫平行作業(yè)的方式發(fā)展剝采工程，與掘完開段溝全長后再進行推幫方式相比，具有以下特點：a) 生產(chǎn)剝采比變化比較平緩，高峰值下降；b) 出礦前的剝巖量減少，有利于減少礦山基建剝離量。顯然，最初開段溝長度越短，上述差別越大，降低生產(chǎn)剝采比高峰值和減少基建工程量的效果越顯著。由此可見，汽車運輸無開段溝逐步擴展工作線的礦山工程發(fā)展方式是優(yōu)越的。當(dāng)?shù)V體露頭、覆蓋層厚度和礦體厚度均差別較大的情況下，在覆蓋層較薄

38、和礦體較厚的區(qū)段先掘進開段溝，然后以逐步延長的方式發(fā)展，可以得到更好的效果。此外，在礦體沿走向厚度不同的情況下，當(dāng)生產(chǎn)剝采比達到高峰時，適當(dāng)減慢或停止礦體較薄部分工作幫推進，對于降低剝離高峰也有作用。這是山坡露天礦經(jīng)常采用的調(diào)整生產(chǎn)剝采比的措施之一。 應(yīng)當(dāng)指出，對于鐵路運輸?shù)穆短斓V，由于要求的最小采區(qū)長度較長，改變開段溝長度的幅度不大。因此，單純采用這種方法調(diào)整生產(chǎn)剝采比是很難得到明顯的效果。這時就應(yīng)采取其他的措施來配合。 改變開段溝位置和工作線推進方向?qū)ιa(chǎn)剝采比的影響開段溝位置、工作線推進方向和延深方向等的改變，通常會使生產(chǎn)剝采比產(chǎn)生重大變化。在一定的地質(zhì)埋藏條件下，露天礦可以采用不同的開

39、采工藝，各種開采工藝又可采取多種不同的開段溝位置、工作線推進方向和延深方向，不同方案的生產(chǎn)剝采比變化規(guī)律是不同的。工作線推進方向與開段溝位置有密切聯(lián)系。開段溝位置決定于工作線的初始位置和推進方向。 圖9-9、9-10表示同一露天礦采用不同的開段溝位置和工作線推進方向（沿底幫開拓；沿下盤開拓；沿上盤開拓；沿頂幫開拓）時，對礦山基建工程量和生產(chǎn)剝采比的不同影響。顯然，在圖9-9中，沿礦體頂板開拓比沿底幫開拓時，礦山基建工程量少，生產(chǎn)剝采比小。然而不同開段構(gòu)位置和工作線推進方向也要求所采用的生產(chǎn)工藝、開拓運輸系統(tǒng)與它相適應(yīng)。開段溝位置與工作線推進方向的改變往往影響全局，涉及整個生產(chǎn)系統(tǒng)的變化，這是與

40、上述兩種調(diào)整生產(chǎn)剝采比方法的區(qū)別所在。因此，通常在設(shè)計中研究數(shù)個可能的工作線推進方案，綜合考慮礦山工程發(fā)展程序、生產(chǎn)工藝、開拓運輸系統(tǒng)、礦山基建工程量、生產(chǎn)剝采比等因素，選擇一個綜合經(jīng)濟效果最優(yōu)的工作線推進方案。無論采用什么開段溝位置和工作線推進方向，只要工作平盤寬度保持不變，在整個生產(chǎn)過程中，仍然保持著生產(chǎn)剝采比變化的一般規(guī)律，仍然存在著生產(chǎn)剝采比高峰期。此時，仍需借助改變工作平盤寬度、開段溝長度等措施對生產(chǎn)剝采比作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以利于露天礦持續(xù)、經(jīng)濟合理地開采礦石。 改變礦山工程延深方向?qū)ιa(chǎn)剝采比的影響 如圖8-8所示，礦山工程初期沿山坡AB延深可加速采出礦石和減少掘溝工作量。當(dāng)生產(chǎn)水平最

41、低標(biāo)高達到B點后，礦山工程改沿BC方向延深，可減少初期生產(chǎn)剝采比。當(dāng)露天礦最低水平達到C點之前，為了保證露天礦持續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)完成BCED或的擴幫工程量。若擴幫工程由外向內(nèi)進行時，則應(yīng)完成BCED擴幫工程量。此時，礦山工程應(yīng)由B沿山坡BD延深到D，然后，沿露天礦開采境界延深到E。若由內(nèi)向外擴幫時，應(yīng)完成擴幫工程量，此時，自上而下沿BC方向往外擴幫。此外，為了降低剝離高峰值，頂幫也可以同時采取壓縮上部工作平盤寬度的措施，相當(dāng)于設(shè)立臨時頂幫開采境界FGH。此時，F(xiàn)HJK的擴幫工程量應(yīng)在工作幫達到JH位置之前完成。顯然，由于改變礦山工程延深方向而使不同時期的礦巖采出量得到改變，從而達到調(diào)整生產(chǎn)剝采比的目

42、的。 分區(qū)開采或分期開采對生產(chǎn)剝采比的影響開采大型露天礦時，露天礦的最終境界往往很大，此時為了減小初期生產(chǎn)剝采比和基建工程量，可采用分期開采的方法。分區(qū)開采或分期開采可使生產(chǎn)剝采比有較大的調(diào)整余地，其值接近于平均剝采比，或從小到大地逐漸增加，且初始基建剝離量很小。所謂分期開采，就是在開采大型礦床時，選擇礦石多、巖石少、開采條件好的地段作為第一期開采或者是在露天開采最大的范圍內(nèi)，初期按小境界進行開采，形成了一定高度的固定邊幫后，再過渡到按最終境界開采。這樣就可以把大量的巖石推遲到若干年后剝離，減少初期巖量。因此，它是大型露天礦減小基建工程量的有效措施。分期開采小境界劃分為兩類：一類沿傾向劃分，一

43、類沿走向劃分。對于沿走向較長的礦體，特別是沿走向礦體厚度和覆蓋層厚度不同的礦體，可以沿走向分期開采（又稱分區(qū)開采）。初期在礦體較厚覆蓋層較薄的區(qū)段先建礦，這樣可以減少初期生產(chǎn)剝采比和基建工程量，而后由小而大逐步擴大開采范圍。對于礦體厚度較大、延續(xù)較深、走向長度不大的礦體，分期境界可沿傾向（或深度）劃分，如圖8-12所示。根據(jù)礦體埋藏條件，露天礦般多劃分為兩期開采，也有劃分為多期開采的。然而，只要是分期開采，都存在著過渡問題。所謂過渡，就是由小境界向大境界擴幫開采的過程。它是指按小境界生產(chǎn)若干年后，在保證礦山正常生產(chǎn)的前提下，在小境界開采結(jié)束的同時，把按大境界生產(chǎn)時應(yīng)該剝離而未剝離的巖石量剝除，

44、使露天礦有計劃有步驟地從小境界轉(zhuǎn)入大境界生產(chǎn)。當(dāng)?shù)V體覆蓋層厚度、礦體厚度、品位等沿露天礦走向或平面上變化較大時，采取分區(qū)開采的效果是顯著的。同時，還可以利用采空區(qū)進行內(nèi)排土，以減少運距和外部排土場地占地面積。并非所有露天礦都適宜采用分期開采。一般說，除生產(chǎn)礦山因技術(shù)經(jīng)濟條件的變化，需要擴大開采境界，而在客觀上形成了分期開采的必然條件外，對于設(shè)計的露天礦，采用分期開采的條件是：a) 整個露天礦的儲量大，服務(wù)年限在5060a以上；b) 分期開采的經(jīng)濟效果顯著，初期投產(chǎn)和達產(chǎn)快；c) 露天礦由第一期境界向第二期境界開始過渡以前的正常生產(chǎn)年限應(yīng)大于15a，殊情況下不得小于l0a。否則，就顯不出分期開采

45、的優(yōu)越性；d) 露天礦在過渡期間，礦山產(chǎn)量不應(yīng)降低；在不得已的情況下，允許有計劃的減產(chǎn)，但應(yīng)在礦區(qū)內(nèi)各礦間組織產(chǎn)量平衡；e) 過渡期間的生產(chǎn)剝采比不應(yīng)大于經(jīng)濟合理剝采比，并力求維持與第一期生產(chǎn)剝采比相近。上述條件只是作為考慮采用分期開采的基本因素，并非決定條件。一個具體露天礦確定其是否采用分期開采時，尚應(yīng)從總的經(jīng)濟效果和技術(shù)可能性來加以確定。 分期開采的擴幫過渡方式。從一期境界向二期境界過渡的擴幫工程的發(fā)展方式可以有三種，如圖8-13所示。一種是由小境界向外擴幫的方式（圖8-13a）。這種方式的優(yōu)點是無須為進行補充剝巖而另行掘構(gòu)；其缺點是在預(yù)定擴幫的邊幫上，要留足夠的平臺寬度，使前期剝巖量增大

46、，并對下部臺階的生產(chǎn)作業(yè)有干擾，影響安全。一種是自最終境界向內(nèi)的擴幫方式，如圖8-13(b)所示。它的優(yōu)點是不干擾正常生產(chǎn)；過渡時期補充剝巖，具有獨立的開拓系統(tǒng)；缺點是須在最終邊幫處開掘雙壁溝延深，降低了補充剝巖開拓系統(tǒng)的延深速度，從而難以在預(yù)定的時間內(nèi)完成過渡任務(wù)。還有一種是工作線沿走向推進的方式，它可以利用前兩種方式的優(yōu)點，如圖8-13(c)所示。不論采用哪種擴幫方式，分期開采在礦山設(shè)計中都應(yīng)在編制采掘進度計劃時將正常生產(chǎn)與過渡擴幫的關(guān)系明確規(guī)定下來。5. 露天礦生產(chǎn)剝采比生產(chǎn)剝采比的初步確定與均衡 生產(chǎn)剝采比的初步確定與均衡 露天礦山發(fā)展過程各階段生產(chǎn)剝采比的確定是規(guī)劃露天礦設(shè)備、人員和

47、輔助設(shè)施的重要指標(biāo)，是生產(chǎn)前預(yù)計的數(shù)值。露天礦的生產(chǎn)剝采比一般是通過編制礦山長期進度計劃和年度計劃來確定的，是計劃值，稱為計劃生產(chǎn)剝采比。而實際生產(chǎn)中所形成的生產(chǎn)剝采比是根據(jù)一定的礦山工程發(fā)展程序和生產(chǎn)剝采比變化的情況，經(jīng)過調(diào)整后得出的，與計劃剝采比的數(shù)值會有所不同，故稱為實際生產(chǎn)剝采比。本節(jié)所討論的生產(chǎn)剝采比均指計劃生產(chǎn)剝采比。 初步確定的計劃生產(chǎn)剝采比 編制礦山工程發(fā)展計劃是一項復(fù)雜的工作。因此，編制長遠計劃的年限不能過長，礦山工程發(fā)展程序的方案亦不宜過多。為了掌握露天礦發(fā)展過程中不同發(fā)展階段的生產(chǎn)剝采比數(shù)值，以及進行礦山工程發(fā)展程序、生產(chǎn)工藝和開拓運輸系統(tǒng)方案比較的需要。通常在編制礦山工

48、程發(fā)展進度計劃之前，根據(jù)礦山工程發(fā)展程序，初步計算確定露天礦不同發(fā)展階段的設(shè)計生產(chǎn)剝采比。 初步確定的設(shè)計生產(chǎn)剝采比，是根據(jù)設(shè)計擬定的一定礦山工程發(fā)展程序和生產(chǎn)剝采比變化情況，經(jīng)過調(diào)整后確定的生產(chǎn)剝采比，亦稱均衡生產(chǎn)剝采比。通過繪制礦巖量變化曲線V=f(P)和生產(chǎn)剝采比變化曲線nS=f(P)確定計劃生產(chǎn)剝采比。步驟如下： 繪制露天礦工程發(fā)展平面圖按B=Bmin發(fā)展，礦山工程延深到各水平時的礦山工程位置，繪制露天礦場平面圖。平面圖上應(yīng)繪有各水平的工作線位置。為了減少工作量，圖上僅畫出臺階的坡底位置。通常前期每下降一個水平繪制一張平面圖，后期可以每隔數(shù)個水平繪制一張平畫圖。 繪制分層平面圖或斷面圖

49、 將上述各露天礦場平面圖上的工作線位置畫到斷面圖（即剖面圖）上或分層平面圖上。 利用斷面圖還是利用分層平面圖，主要考慮計算礦巖量的精確性和方便。采用分層平面圖時，計算工作量大，但較能適應(yīng)礦石品位和礦體的變化，端幫工作量計算也較準(zhǔn)確。礦體較長，傾角較緩，礦體產(chǎn)狀穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造和地形簡單的情況下，一般宜采用斷面圖，否則宜用分層平面圖。畫有工作線位置的斷面，如圖9-2所示。圖9-13為按最小平臺寬度推進時，礦山工程延深到每個水平時的工作線推進位置的分層平面圖。 計算各水平的采出礦、巖量利用剖面算量法或平面算量法計算剝采工程每延深一個水平或工作幫每推進一段距離，本水平及其上各水平所采出的礦石量和剝離量

50、，并繪制成表，其形式如表9-1。在剖面圖上計算每延深一個水平（第水平）i采出的礦石量：（t） 式中 延深至第i水平時，在第j剖面上采出礦石的剖面面積，m2；在第j剖面上第i水平處的影響距離，m；礦石容積密度，t/m3；礦石回采率，%；礦石混入率，%。在剖面圖上計算每延深一個水平（第i水平）的剝離量：（m3）。式中 第下降一個水平（第i水平）第j斷面上的巖石面積，m2；li第i水平外的影響距離，m；w礦層中的含廢石率，%。 用類似的方法，可以在分層層圖上計算每延深一個水平所采出的礦石量和巖石量。 確定生產(chǎn)剝采比如表1.8.3所示，礦山工程按B=Bmin發(fā)展時，每延深一個水平（第i水平），生產(chǎn)剝采

51、比：nsi=Vi/Pi。 以采出在礦石累計量為橫坐標(biāo)，以剝離巖石累計量為縱坐標(biāo)，繪出V=f(P)曲線圖，以生產(chǎn)剝采比ns為縱坐標(biāo)繪出ns=f(P)曲線圖，如圖1.8.9。 在分析nf(P)和V=f(P)曲線圖的基礎(chǔ)上，可以初步推定露天礦不同發(fā)展階段的生產(chǎn)剝采比，作為進行方案比較和編制礦山工程發(fā)展計劃的依據(jù)。 在礦場很長的情況下，由于端幫工程量計算的誤差不大，工作線接近平行推進，為了減少繪圖工作量，可以省去平面圖，直接在斷面圖上繪制礦山工程延深到各水平時的工作線位置，而后據(jù)之繪制曲線圖。必要時，可將部分斷面的臺階推進位置畫在平面圖上，檢查工作線的形狀和鋪設(shè)線路的可能性，以便作適當(dāng)調(diào)整。也可以在斷

52、面圖上只畫出工作幫坡線的位置（如圖9-14），以進一步減少繪圖和計算工作量。 生產(chǎn)剝采比的調(diào)整與均衡一般情況下，要求礦石產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定。從圖1.8.9可以看出，不同時期生產(chǎn)剝采比的變化，會引起采、運設(shè)備需求數(shù)量的變化，影響采礦成本。因此需對露天礦的生產(chǎn)剝采比作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，即均衡生產(chǎn)剝采比，使露天礦在一定時期內(nèi)保持生產(chǎn)規(guī)模的穩(wěn)定。以下重點討論初步確定均衡生產(chǎn)剝采比的方法。 利用采剝關(guān)系發(fā)展曲線確定均衡生產(chǎn)剝采比均衡生產(chǎn)剝采比的實質(zhì)是，在整個生產(chǎn)過程中調(diào)整某些發(fā)展階段的剝巖量，以求得在較長時期內(nèi)穩(wěn)定不變的生產(chǎn)剝采比。具體確定可在礦巖變化曲線V=f（P）或生產(chǎn)剝采比變化曲線n=f（P）圖上進行。a)

53、利用V=f（P）圖確定均衡生產(chǎn)剝采比V=f（P）曲線，又稱PV圖，是露天礦按一定礦山工程發(fā)展程序而得出的露天礦剝巖和采礦累計量關(guān)系曲線，如圖8-9所示。圖中橫坐標(biāo)為采出礦石累計量，它反映了露天礦不同開采深度下的采剝關(guān)系。露天礦只可能在兩種極限條件范圍內(nèi)進行生產(chǎn)，即按最大工作幫坡面角生產(chǎn)和按最小工作幫坡面角進行生產(chǎn)。后者相當(dāng)于露天礦逐層開采，工作幫坡面角為零。用礦巖變化曲線PV圖均衡生產(chǎn)剝采比，就是在兩種極限情況下計算并繪出其相應(yīng)的關(guān)系曲線，然后在這兩個極限之中尋出一個均衡生產(chǎn)剝采比。一般不會逐層開采，而是盡量接近最大工作幫坡面角生產(chǎn)。因此，為了節(jié)省工作量，一般只討論前一種極限情況，并根據(jù)它來尋

54、求生產(chǎn)剝采比的均衡。在礦山工程發(fā)展程序確定后，工作臺階僅保持最小工作平盤寬度，即按最大工作幫坡角發(fā)展，繪出采礦場延深至各水平的平面圖以及各水平的分層平面圖，利用圖中標(biāo)出的工作線推進位置計算出延深至各水平的采剝量并編制成表8-1類型的礦巖量表。然后，以橫坐標(biāo)為礦石累計量，縱坐標(biāo)為剝離巖石累計量，以礦巖量表中各水平的兩種累計量作為V=f（P）上各點坐標(biāo)值，標(biāo)出各點，聯(lián)成曲線，如圖8-9所示。顯然，V=f（P）圖上曲線的斜率為剝采比。曲線V=f（P）斜率的變化反映了生產(chǎn)剝采比的變化。根據(jù)上述原理，只要作出B=Bmin時的V=f（P）曲線之后，使可在接近該曲線處畫出保持一定斜率的直線，此直線即代表某時

55、期的均衡生產(chǎn)剝采比。如圖8-9中第一期均衡生產(chǎn)剝系比為ab直線；第二期均衡生產(chǎn)剝采比為bc直線。以后隨V=f（P）曲線的變化，逐步減小生產(chǎn)剝采比，此時第一期均衡生產(chǎn)剝采比為 第二期均衡生產(chǎn)剝采比為 在確定均衡生產(chǎn)剝采比時，可按上述方法同時作出幾個不同的方案，經(jīng)詳細比較后再擇優(yōu)確定。確定的一般原則為：l 盡量減少初期生產(chǎn)剝采比，以減少基建投資；l 生產(chǎn)剝采比可能逐步增加，達到最大值后，逐步減少，不宜發(fā)生突然波動，以免設(shè)備和人員隨之發(fā)生較大變動，每次調(diào)整量應(yīng)為挖掘機年生產(chǎn)能力的整倍數(shù)；l 一般生產(chǎn)剝采比達到最大的時期不宜過短，尤其是機械化程度比較高的礦山。這是因為，生產(chǎn)過程中以最大生產(chǎn)剝采比進行生產(chǎn)的時間過短，意味著露天礦在一段時間大量增加設(shè)備和人員，這一段時間過去后又得大幅縮減，這不僅使設(shè)備利用率低，也給生產(chǎn)組織管理帶來困難。該段時間長短可根據(jù)具體條件確定，一般不短于510年。通常機械化程度低的礦山取小值，反之取大值。露天礦附近有其他礦山，設(shè)備、人員便于調(diào)動，產(chǎn)量便于平衡時，也可取小值。b) 利用n=f（P）圖確定均衡生產(chǎn)剝采比將圖8-9的橫坐標(biāo)定為采出礦石累計量，縱坐標(biāo)改為生產(chǎn)剝采比，即可作出n=f（P）曲線。根據(jù)n