露天矿陡帮开采

露天矿陡帮开采

露天矿陡帮开采加陡露天矿剥岩工作帮【1】所采用的工艺方法、 技术措施和采剥程序的总称。它是针对凹陷露天矿初 期剥岩量比较大，生产剥采比【2】大于平均剥采比【3】这一技 术经济特征，为了均衡整个生产期的剥采比【4】，推迟部分 剥岩量.节约基建投资而发展的一项有效的工艺措施 它还可缩短最终边帮的暴露时间，有利于边坡【5】的稳定。 陡帮开采与缓帮开采不同的是，在露天境界内把采矿 与剥岩的空间关系在时间上做了相应的调整。在保持 相同采矿量的前提下，用加陡剥岩工作帮坡角【6】的工艺 方法把接近露天境界圈附近的部分岩石推迟到后期采 出它与分期开采的目的相同，而比分期开采更加有 效、灵活。 加陡剥岩工作帮的途径露天矿工作帮坡角的大 小与台阶【7】高度成正比，与工作平盘【8】宽度成反比。缓帮开 采工艺因受最小工作平盘，平盘宽度很难减小。陡 帮开采则是把剥岩帮上的台阶分为工作台阶和暂不工 作台阶，只要求工作台阶的工作平盘宽度大于或等于 最小工作平盘宽度，而暂不工作的台阶则可按保证安 全及运输通道的要求，尽量减小宽度。因此说，陡帮开 采是通过控制暂不工作台阶数并减小它们的宽度来减 小整个剥岩工作帮上台阶所占平盘宽度来实现加陡剥 岩工作帮坡角的。其加陡的程度，从大于一般缓工作帮 坡角，直到接近最终边坡角【9】。 陡帮开采的作业方式主要有四种:(l)组合台阶 开采方式(见露天矿组合台阶【10】);(2)倾斜条带式开采方 式;(3)工作台阶追尾式采剥;(4)并段穿爆、分段采装。 倾斜条带式开采实际上是剥岩帮上以一组台阶形式作 业，因此.可以说它是组合台阶开采的特例。追尾式采 剥与组合台阶开采的区别在于前者工作线横向布置纵 向推进，后者.工作线纵向布置横向推进。 陡帮开采的技术经济特点及其应用条件陡帮开 采基建剥岩量小、投资少、基建期短、投产达产快，经济 效益明显，可广泛应用于新建矿山和剥离洪峰尚未到 来的凹陷露天矿，以及扩建改造的矿山。 陡帮开采在欧美等国家已广泛应用.中国从20世 纪7。年代末起，开始研究和应用该项技术，大型露天 矿陡帮开采的技术已在南芬露天铁矿全面应用。

【1】工作帮--工作帮(working slope)由正在进行和将要 进行开采的台阶所组成的边帮。它是露天采矿场构成 要素之一，其位置是不固定的，随开采工作的进行而不 断改变。空间形态取决于组成工作帮的各台阶之间的 相互位置关系，并随矿山工程延深而不断下降。当露天 矿以固定坑线开拓时，工作帮位于矿体上盘;以移动坑 线开拓时，工作帮位于矿体的上下盘。 (蔡鸿起)

【2】生产剥采比--shengC陌n boea一b! 生产剥采比(produetion stripping rati。) 露天矿某一生产时期内剥离的废石量与采出的矿石量 之比(图1)。它是露天矿重要的技术经济指标。露天矿 采剥工程按不变的开采程序发展时，生产剥采比随着 矿山工程的延深而变化，会造成露天矿设备、人员、资 金等经常处于不稳定状态，给生产带来很多困难。随着 技术经济条件的变化，对已确定的生产剥采比应及时 修正，以正确地指导和组织生产。 从 恨犷之 图l生产剥采比示意图 d入J露天开采境界;V，某一生产时期剥岩量; 注、某一生产时期采出的矿石量 生产剥采比的均衡及调整根据矿山大小，服务 年限长短，生产剥采比均衡方式有全期均衡和分期均 衡两种。全期均衡是指在露天矿正常生产年限内，只按 一个生产剥采比均衡生产。分期均衡是指在露天矿正 常生产年限内分几期生产剥采比均衡生产。均衡生产 剥采比的原则是:(l)尽量减少生产初期的生产剥采 比，以利减少基建投资。(2)生产剥采比可以逐步增加， 达到最大值后，逐步减小，不宜发生骤然波动。(3)生产 剥采比达到最大时期，不宜过短。 调整生产剥采比最基本的方法是调整工作平盘宽 度。改变工作平盘宽度一般能适应原来的生产工艺，不 、影响总的开拓运输系统。此外，改变开段沟长度、矿山 工程延深方向和采用分期开采，也是调整生产剥采比 的有效方法。 生产剥采比的确定方法确定生产剥采比有经验 系数法、最大分层矿岩量法、编制生产进度计划和作年 末采场平面图法及V一f(尸)法等四种方法。 经验系数法露天开采境界内扣除基建剥离量后 的平均剥采比乘以经验系数l·l一1·7。这种方法可用 于制订矿山规划或在可行性研究工作中，粗略确定生 产剥采比。 最大分层矿岩量法把可能出现剥离高峰期的几 个连续最大分层的总废石量与总矿石量之比确定生产 剥采比这种方法简便，一般在矿

山规划、可行性研究 或编制进度计划之前预先确定生产剥采比时应用。 编制生产进度计划和作年末采场平面图法通过 编制露天矿生产进度计划和作年末采场平面图，确定 出逐年剥采比用这种方法确定的生产剥采比准确，是 中国金属矿山在初步设计和施工图阶段确定生产剥采 比的主要手段 U一、/‘尸)法图2所示，一条曲线表示按最大工 作帮坡角(梦一叭。、)进行作业。另一条曲线表示按最小 工作帮坡角(犷一升1)进行作业。两条曲线之间技术上 可能的均衡生产剥采比方案很多，通过技术经济比较 确定。这种方法多用于露天煤矿设计。 200。。{一二一下一厌牙{ 1 50()(奋一’尸、//j 11 }0000卜//人，{l 鉴5000必一州 0 200040006000800010000 曰万t 图ZV一八P)法 1未均衡的U二f(1，)泊线，一卉la、时J: 2均衡的V一_/(尸)曲线; 3一未均衡的丫一八尸)曲线峥二灿1。时) 、一剥离量P一生产量 (蔡鸿起)

【3】平均剥采比-- P ing}日n匕oeolb! 平均剥采比(averages，ripping ratio)露天 开采境界内总的废石量与矿石量之比，其单位为 m3一m，·t一，或m又攻它反映r露天矿开采丁一程中某个 时期境界内未开采的矿一岩量总体比值关系，对确定生 产剥采比和开采境界有一定意义某些贵重的有色、稀 有金属矿床或中小型矿山，为了尽量采用露天开采以 减少矿石的损失与贫化，设计中有时运用平均剥采比 不大于经济合理剥采比的原则，确定露天开采境界。 (蔡鸿起)

【4】剥采比--匕OC0ibi 剥采比(striPPing一to一ore叹i。)一般是指露天开采的 矿床或某矿床可露天开采的矿段，需剥离的废石总体积与露天 采区可采出矿石总重量的比值，以立方米/吨为单位表示。亦 可使用体积比或重量比作为剥采比。剥采比亦称剥离比、剥离 率或剥离系数。剥离的废石包括内剥离物(层间剥离物)和外 剥离物。当矿体上覆表土厚度较大时，由于剥离成本不同，表 土与其他剥离物应分别计算。某些矿区除规定了平均剥采比 外，还下达境界剥采比指标。(周家裹)

【5】边坡-- b}onPo 边坡(sl叩e)露天采矿场四周由台阶和运输 坑线等构成的倾向采场的坡面，也称露天矿边帮。它随 开采台阶不断到达境界而逐渐形成。露天矿边坡确定 是否合理及边坡稳定与否，极大地影响矿山经济效果 及人员和设备的作业安全。影响边坡稳定性主要因素 有工程地质条件、水文地质条件、开采技术条件和采矿 场存在时间等。 (蔡鸿起)

【6】工作帮坡角--gongZUObang POJ一00 工作帮坡角(angle of working slope)露天 矿工作帮最上一台阶坡底线和最下一个台阶坡底线所 构成的假想坡面与水平的夹角(见图)。工作帮坡角的 大小，反映在采出矿石量相同条件下，要求剥离岩石量 不同。一般工作帮坡角大，剥岩量少，反之便多。 工作帮坡角的计算公式为: 艺“ 声=aretan百二万一一~—一一一荞丁一 艺h are eota+乙召 l1 \\犷爷 工作帮坡角示意图 小一工作帮坡角;B一工作平台宽度; a一台阶坡面角汤一台阶高度 式中笋为工作帮坡角(“);h为台阶高度，m;Q为台阶坡 面角(。);B为工作台阶宽度，m。 中国金属露天矿工作帮坡角较缓，一般为8o一 120，从20世纪80年代起，逐步采用陡帮开采。工作帮 坡角可达200一250。 (蔡鸿起)

【7】台阶--建筑外部和内部不同标高地面之间用踏步连接的构件，通常是指建筑物入口处、室内外不同标高地面之间设置的踏步。室外的台阶一般还包括与踏步接连的平台部分。建筑物内部如进厅、走廊、过道、休息厅等地面有高差也用台阶连接。

台阶踏步的高宽比一般为1:2至1:4。因此，通常台阶踏步常做成高100～150毫米，宽300～400毫米。

建筑入口处的台阶一般有单面式、三面式以及与坡道组合等形式。有的台阶常与花台、栏杆、边石、坐凳以及立柱、侧墙、雨篷等组织在一起，以加强入口处空间效果。台阶一

般为砖石实体砌筑，为防止台阶与建筑物因沉陷差别而出现裂缝，台阶常在建筑主体基本建成后施工，也可采用从墙体勒脚处挑出钢筋混凝土平台和台阶，或采用钢筋混凝土桥式架空台阶。台阶的平台和踏步常用水泥砂浆抹面,也可作水磨石,或铺设缸砖、马赛克、天然石等。为防止雨水积聚或溢水室内，台阶的平台地面标高最好比室内地面低20～30毫米，向外找坡，以利排水。

【8】平盘--P ingPan 平盘(b ench floor)在开采台阶上进行采掘 运输作业的平台，也称工作平盘。其宽度取决于爆堆宽 度、运输设备规格、设备和动力管线的配置方式以及所 需的回采矿量;它是影响工作帮坡角的重要参数。布设 采掘运输设备和正常作业所必需的宽度，称最小工作 平盘宽度。露天矿实际工作平盘宽度通常大于最小工 作平盘宽度，并以调整平盘宽度实现生产剥采比的均 衡。在陡帮开采时，平盘宽度由推进宽度和临时非工作 平台宽度组成。 (蔡鸿起)

【9】最终边坡角--Zulzhong blonPojloo 最终边坡角(angle of finall)it、lope)露天 采矿场构成要素之一。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。它是按露天 矿边坡结构要素布置后形成的实际角度。露天矿设计 初期，通常从边坡稳定性角度选取最终边坡角。采用的 方法有类比法和计算法。类比法是根据组成边帮的矿 岩物理力学性质，工程地质和水文地质条件，参照类似 矿山的实际资料选取;计算法是对露天矿工程地质作 系统的调查，通过试验研究用计算方法确定最终边坡 角。最终边坡角的大小对露天矿剥岩量影响较大·中国 水厂铁矿边坡角研究表明，最终边坡角提高1度·可使 境界内剥岩量减少1亿t。选取的最终边坡角等十或大 于实质最终边坡角 (蔡鸿起)

【10】露天矿组合台阶-- }ut一onkuong Zuhe to一J一e 露天矿组合台阶(eomblned一bene一of open- pit)将露天矿剥岩帮上若干个生产台阶组合在一 起作为

一个开采单元，进行轮流开采的一组台阶。它是 露天矿陡帮开采工艺的一种作业方式。其开采程序是 挖掘机自最上一个台阶逐个向下进行开采，采完该组 最下一个台阶后，挖掘机再上到最上一个台阶进行下 一个循环的采剥程序。组合台阶结构要素见图，其值的 确定主要取决于矿体赋存条件、矿山规模、装备水平、 新水平开沟位置、采剥推进方向等因素。中国南芬露天 铁矿、德兴铜矿已应用组合台阶开采。美国和加拿大等 国家均普遍采用。 (田泽英) 一气 ………{…{… 组合台阶开采 内红阶高度寿全转北工作平台宽度‘作平盘宽度 召，推进宽度。台阶坡面角冲工作帮坡角

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