露天開採境界的確定方法

2022-08-25 17:15:07 字數 3304 閱讀 3124

(一)確定露天礦最小底寬

露天礦最小底寬應滿足採裝運輸裝置的要求。目前我國絕大多數礦山以自卸汽車運輸為主,故只介紹汽車運輸最小底寬的計算。若採用折反式調車,則:

bmin=rcmin+0.5bc+2e+0.5 lc (1-18)

式中  rcmin——汽車最小轉變半徑;公尺;

bc——汽車寬度,公尺;

e——汽車距邊坡的安全距離,公尺;

lc——汽車長度,公尺。

若採用回返式調車,則:

bmin=2(rcmin+0.5bc+e) (1-19)

在確定開採境界時,若礦體厚度小於最小底寬,底平面按最小底寬繪製;若礦體厚度大於最小底寬不多,則以礦體厚度為最低水平底寬;若礦體寬度遠大於最小底寬,露天礦底的位置主要以境界內可採礦量盡量大而剝巖量最小確定之。

(二)選取露天礦邊坡角

最終邊坡角的選取,對剝巖量影響很大。在保證邊坡穩定的前提下,邊坡角的選取一般按類似已進行開採礦山實用的邊坡角選取。模擬法邊坡角的選取應滿足安全條件和技術條件的最小邊坡角值。

(三)確定露天開採深度

1、長露天礦開採深度的確定

露天礦走向長度大時,首先在各地質橫斷面圖上初定開採深度,然後再用縱斷面圖調整露天礦底部標高。

(1)在各地質橫斷面圖上初步確定露天開採深度。

首先,在橫剖面圖上作出若干個深度的開採境界方案(圖1-11)。依據前面選定的最小底寬和邊坡角,繪製開採境界圖。

其次,針對各開採深度方案,用面積比法或線段比法計算其境界剝採比。

最後將各方案的境界剝採比與開採深度繪成關係曲線,與經濟合理剝採比的水平線的交點深度,就是所要求的開採深度。

圖 1-11 長露天礦開採深度的確定圖1-12 厚礦體的無剝離開採

h1-最初確定的開採深度;

h2-無剝離開採的深度

h3-最終的露天開採深度

至此,完成了乙個地質橫斷面圖上露天開採理論深度的確定。按同樣的方法,可將露天礦床範圍內所有橫斷面圖上的理論深度都確定下來。

應當指出,在確定厚礦體的開採深度時,鑑於露天礦底的

位置不易確定,有時按礦體厚度而不是最小底寬作圖(圖1-12 ),然後繼續向下無剝巖採礦,直至最小底寬為止。開採深度應是最初確定深度與無剝離開採深度之和。

(2)在地質縱斷面圖上調整露天礦底部標高。

在各個地質橫剖面圖上初步確定了露天開採的理論深度後,由於各剖面的礦體厚度和地形變化不等,所得開採深度也不一。將各剖面圖上的深度投影到地質縱剖面圖上,連線各點,得出一條不規則的折線(圖1-13中的虛線)。

圖 1 -13 在地質縱斷面圖上調整露天礦底平面標高

——礦體界線調整前的開採深度調整後的開採深度

為了便於開採和布置運輸線路,露天礦的底平面宜調整至同一標高。當礦體埋藏深度沿走向變化較大,而且長度又允許時,其底平面可調整成階梯狀。調整的原則是,使少採出的礦石量與多採出的礦石量基本均衡;並讓剝採比盡可能小。

圖1-14的實線便是調整後的設計深度。

圖 1-14 在地質縱剖面圖上調整露天底平面標高

2、短露天礦開採深度的確定

圖 1-15 短露天礦開採深度的確定

a-平面圖; b―第ⅳ勘探線剖面圖; c―1-1『輔助剖面圖

對於走向短的露天礦,需要充分考慮端幫剝離岩石量的影響。在確定開採深度時,用平面圖把露天礦作為乙個整體來考慮,其具體步驟如下:

(1)根據礦體形狀和己確定的經濟合理剝採比,選定幾個可能的深度方案h1、h2、h3……等;

(2)針對每乙個深度方案,在相應的分層平面圖上,按選定的最小底寬並參照礦體形狀,繪出該水平的底部周界d(圖1-15a);

(3)在同一分層平面圖上,進一步確定露天礦地表周界l及邊坡上礦岩接觸線的垂直投影在各橫剖面圖及縱剖面圖上,按選定的邊坡角作邊坡線(圖1-15b),找出每條邊坡線與地形及礦岩接觸線交點,然後投影到分層平面圖上(圖上的a、b、c、f點)。在沒有剖面的地方,則在分層平面圖上,選有代表性的各點作垂直於底部周界的輔助剖面(圖1-15c的1-1『),然後在輔助剖面圖上繪出邊坡線,找出它與地形線及礦岩接觸線的交點,再投影到分層平面圖上。最後,將上述橫剖面、縱剖面、輔助剖面的投影點連線,即得露天礦地表周界和邊坡面上礦岩接觸線的垂直投影;

(4)按平面圖法計算各深度方案的境界剝採比nj.1、nj.2、nj.3、……;

(5)繪製境界剝採比nj隨深度h變化的關係曲線,在曲線上找出境界剝採比nj等於紹濟合理剝採比njh的深度。這一深度就是露天礦的合理開採深度。

(四)繪製露天礦底部周界

無論是長露天礦還是短露天礦,調整後的開採深度往往不再是最初方案的深度,需要重新繪製底部周界,如圖1-16所示,其步驟為:

圖 1-16 底部周界的確定

ⅰ~ⅸ 剖面線理論周界最終設計周界

(1)按調整後的露天開採深度,繪製該水平的地質分層平面圖;

(2)在各橫剖面、縱剖面、輔助剖面圖上,按所確定的露天開採深度繪出境界;

(3)將各剖面圖上露天礦底部周界投影到分層平面圖上,連線各點,得出理論上的底部周界(圖1-16上的虛線);

(4)為了便於採掘運輸,初步得出的理論周界,尚需進一步修整,修整的原則是:

① 底部周界要盡量平直,彎曲部分要滿足運輸裝置對曲率半徑的要求;

② 露天礦底的長度應滿足運輸線路的要求,特別是採用鐵路運輸的礦山,其長度要保證列車正常出入工作面。

這樣得出的底部周界,就是最終的設計周界,如圖1-16的實線所示。

(五)繪製露天礦開採終了平面

露天礦開採終了平面圖的繪製方法是:

(1)將上述露天礦底部周界繪在透明紙上。

(2)將透明紙覆於地形圖上,然後按邊坡組成要素,從底部周界開始,由里向外依次給出各個台階的坡底線(圖1-17)。很明顯,露天礦深部各台階的坡底線在平面圖上是閉合的,而處在地表以上的則不能閉合,但要便其末端與相同標高的地形等高線密接。

(3)在圖上布置開拓運輸線路。

(4)從底部周界開始,由里向外依次繪出各個台階的坡面和平台。繪製時,要注意傾斜運輸道和各台階的連線。在圈定各個水平時,應經常用地質橫、縱剖面圖和分層平面圖校核礦體邊界,以使在圈定的範圍內礦石量多而剝巖量少。

此外,各水平的周界還要滿足運輸工作的要求。

當開採方案簡單或設計技術成熟時,上述2、3、4步可以合併,亦即繪出露天礦底部周界後,根據選定的開拓運輸方式及出入溝口位置,自里向外繪出各個台階的平台和坡面,一次繪出露天礦開採終了平面圖。

圖 1-17 初步圈定的露天礦開採終了平面圖

(5)檢查和修改上述露天開採境界。由於在繪圖過程中,原定的露天開採境界常受開拓運輸線路影響而有變動,因而需要重新計算其境界剝採比和平均剝採比,檢查它們是否合理。假如差別太大,就要重新確定境界。

此外,上述境界還要根據具體條件進行修改。例如,當境界內有高山峻嶺時,為了大幅度減小剝採比,就需要避開高山部位;又如,當境界外所剩礦量不多,若全都採出所增加的剝採比又不大,則宜擴大境界,全部用露天開採。

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