采矿系统工程 浮动圆锥法优化影响露天开采境界的因素原理？

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内容提示：露天开采第五章露天矿开采境界.

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【摘要】：正 移动圆锥法是一种用计算机进行露天矿开采设计的方法。它根据露天矿的操作约束、矿体埋藏条件、矿岩性质、地形等自然条件、采选冶费用、金属价值等经济因素,以及其它技

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　　1913年前德国对开采水平煤层和铁矿层提出了计算覆盖岩层最大允许厚度的方法；1927年苏联斯捷申科 (Α.И.Стешенκо)提出境界剥采比和平均剥采比都不大于

深度的理论。经发展、完善，为世界各国广泛采用。

　　剥采比  包括：①平均剥采比，露天开采境界内的岩石总量

之比（图a）；②分层剥采比，露天开采境界内某一

之比(图b)；③生产剥采比,露天矿某一生产时期的剥离量

之比(图c)；④境界剥采比，露天开采境界稍有增大时,岩石增量△

之比（图d）；⑤经济合理剥采比，经济上允许的最大剥采比。

的计算方法：有比较法与价格法。前者分原矿成本比较法、金属成本比较法和储量盈利比较法。原矿成本比较法计算简单，公式是：

是地下开采的采矿成本或允许成本，元/米

是露天开采的纯采矿成本(不包括剥离)，元/米

是露天开采的剥离成本，元/米

　　当露天开采与地下开采的

相差较大时，可以精矿或冶炼产品的金属量为基础，用金属成本比较法计算经济合理剥采比。价格昂贵或资源稀缺的金属矿床，可用储量盈利比较法，它以矿石工业储量所获得的盈利相等，全面地反映了露天开采和地下开采两者在损失和贫化上的差异。价格法的计算公式与原矿成本比较法相同。但式中

代表矿石的售价,用于只宜露天开采的矿床，如石灰石、白云石、砂矿和含硫高、易自燃的矿床等。

　　根据不同资源条件，上述各种方法在中国矿山设计中均有应用。常用的经济合理剥采比，取成本法和价格法计算结果的低值。

　　露天开采境界的确定  确定露天开采境界的方法大致有三种：①境界剥采比不大于经济合理剥采比。如兼用地下开采，就要寻找露天开采与地下开采的合理分界，使全

与地下开采的总经济效果最佳。这是目前最常用的一种设计原则。②生产剥采比不大于经济合理剥采比。当用容许成本控制露天矿开采，则露天矿开采的经济效果，在任何时候都不应劣于容许程度。③平均剥采比不大于经济合理剥采比。此原则适用于矿床和地表平行或近于平行的条件。

　　确定露天开采境界的传统方法是：①按采装、运输设备的规格和操作要求确定露天矿底部宽度。②确定露天矿的

，其大小必须满足边坡稳定和运输要求，通常根据类似矿山的实测资料或通过边坡稳定性计算求得。③根据上述某一原则确定露天开采境界，做出露天开采终了平面图。

　　目前已应用电子计算机来确定最优境界。较成熟的有移动圆锥法，其次是动态规划法、图论法和投影法。移动圆锥法比较实用，应用较广泛。其原理是用有限个相互交错重叠的倒圆锥体来模拟露天坑，以圆锥的斜面倾角等于最终边坡角。做法是：根据钻孔资料及地形测量资料用电子计算机进行数据处理，建立矿化数字模型，根据矿化数字模型，采矿的损失率（见

和冶炼的实收率与损耗以及产品价格等，计算各块段的净值，得出矿床经济模型。以露天坑底的某一净值为正（即收入高于成本）的块段为中心，作出第一个倒圆锥，求出此圆锥内积累总净值，总净值为正时为可采圆锥，否则为不可采；然后依次向邻近为正值的块段移动圆锥中心，每移动一次所计算出的净值增量称为移动增量。当所有移动增量累计的净值为最大时，所确定的露天开采境界即为最优（见


》，第一版，冶金工业出版社，北京，1979。

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