【正文】 （ 1－ 8） DL、 DD－分別是露天開采和地下開采時(shí)每噸原礦分?jǐn)偟牟傻V、選礦、冶煉生產(chǎn)成本（露天開采不包括剝離成本），元／噸； bC Dhjn a?=? ?DDLL K1DK1nbK1D ??? ? DL、 DD－分別是露天開采和地下開采時(shí)每噸原礦分?jǐn)偟牟傻V、選礦、冶煉生產(chǎn)成本（露天開采不包括剝離成本），元／噸； KL、 KD－分別是露天開采與地下開采時(shí)每噸原礦的金屬產(chǎn)出率，噸／噸； n －剝采比，米 3／米 3； b －剝離成本，元／米 3； γ －礦石容量，噸／米 3。 ?????? ?=? LDDLhj DDKKbn ? 儲(chǔ)量盈利比較法 這種方法是以礦石工業(yè)儲(chǔ)量做為計(jì)算基礎(chǔ)，使露天開采礦石盈利等于地下開采礦石盈利。 其經(jīng)濟(jì)合理剝采比： （ 1－ 10） DL U1nbU ???)U(Ubrn DLhj =? 礦床只用露天開采的價(jià)格法 若原礦的售價(jià)為 P0，則有： γ˙a＋ n˙b≤γ˙P0 經(jīng)濟(jì)合理剝采比為： （ 1－ 11） a)(Pbrn 0hj =? 露天開采境界的延深，可獲得較多的礦量，但相應(yīng)要增加較大的剝巖量。 境界剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比 （ 1）露天 —— 地下聯(lián)合開采礦床 臨近露天開采境界那層礦巖，要露采成本低于地采成本，境界可以向下沿深，當(dāng)兩者成本相等時(shí)作為露采極限。等式的左端為境界剝采比，右端為經(jīng)濟(jì)合理剝采比，即： （ 1－ 13） 如果礦床是露天、地下聯(lián)合開采，此時(shí)開采全礦床的總經(jīng)濟(jì)效益（成本或盈利）最佳。 以上結(jié)論，可通過嚴(yán)密的推導(dǎo)而獲得，此處從略。 其它原則 此外尚有平均剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比、生產(chǎn)剝采比不大于經(jīng)濟(jì)合理剝采比原則確定露天開采境界，但因前者經(jīng)濟(jì)效果欠佳，后者又難以實(shí)現(xiàn)，故在實(shí)踐中極少采用。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可用線段比法。 abcd是采深 H的境界， a1b1c1d1為深度 H－ ?H的境界； ag和 dh為 cc1的平行線。根據(jù)幾何關(guān)系有： ?A＝ m˙?H ?V1＝ ?abe－ ? a1b1e ＝ 1/2H(ctgγ＋ ctgα)H－ 1/2(H－ ?H)(ctgγ＋ ctgα)(H－ ?H) ＝（ ctgγ＋ ctgα） ˙H˙?H－ 1/2（ ctgγ＋ ctgα˙?H2 ?V2＝ ?dfc－ ? d1c1f ＝（ ctgβ－ ctgα） ˙H˙?H－ 1/2（ ctgβ－ ctgα） ˙?H2 境界剝采比： = 當(dāng) ?H→ 0時(shí)，則： Nj ＝ [（ ctgγ＋ ctgα） H＋（ ctgβ－ ctgα） H ]／ m ＝（ ae＋ fd）／ bc＝（ gb＋ ch）／ bc （ 1－ 14） 這就是說，境界剝采比 nj可以用（ gb＋ ch）與 bc線段的比值來計(jì)算。以此為基準(zhǔn)線，依次從 a、 e、 f、 g、 h、 d作 CC0的平行線，交 bc的延長(zhǎng)線于 ae f g h d1。 圖 1－ 9 平面圖法的原理 圖 1－ 10 求 nj 的平面圖法 以圖 1－ 9說明短露天礦計(jì)算境界剝采比的原理。若露天礦采深 H時(shí)的底平面 D恰好是礦體的水平截面，地表周界 L在 xy平面上的投影響積為 S1。一般情況如圖 1－ 10所示， （ 1－ 17） 1SSS SSAVn21221j ?=?=??=1SS SSS SSSn32132321j ??=???= （一）確定露天礦最小底寬 露天礦最小底寬應(yīng)滿足采裝運(yùn)輸設(shè)備的要求。若采用折反式調(diào)車，則： Bmin＝ Rcmin＋ ＋ 2e＋ lc （ 1－ 18） 式中 Rcmin—— 汽車最小轉(zhuǎn)變半徑；米； Bc—— 汽車寬度，米； e—— 汽車距邊坡的安全距離，米； lc—— 汽車長(zhǎng)度，米。 五、露天開采境界的確定方法 （二）選取露天礦邊坡角 最終邊坡角的選取，對(duì)剝巖量影響很大。類比法邊坡角的選取應(yīng)滿足安全條件和技術(shù)條件的最小邊坡角值。 （ 1）在各地質(zhì)橫斷面圖上初步確定露天開采深度。依據(jù)前面選定的最小底寬和邊坡角，繪制開采境界圖。 最后將各方案的境界剝采比與開采深度繪成關(guān)系曲線，與經(jīng)濟(jì)合理剝采比的水平線的交點(diǎn)深度，就是所要求的開采深度。按同樣的方法，可將露天礦床范圍內(nèi)所有橫斷面圖上的理論深度都確定下來。開采深度應(yīng)是最初確定深度與無剝離開采深度之和。 在各個(gè)地質(zhì)橫剖面圖上初步確定了露天開采的理論深度后，由于各剖面的礦體厚度和地形變化不等，所得開采深度也不一。 圖 1 － 13 在地質(zhì)縱斷面圖上調(diào)整露天礦底平面標(biāo)高 ——礦體界線； 調(diào)整前的開采深度； ___ 調(diào)整后的開采深度 為了便于開采和布置運(yùn)輸線路，露天礦的底平面宜調(diào)整至同一標(biāo)高。調(diào)整的原則是，使少采出的礦石量與多采出的礦石量基本均衡；并讓剝采比盡可能小。 圖 1－ 14 在地質(zhì)縱剖面圖上調(diào)整露天底平面標(biāo)高 短露天礦開采深度的確定 圖 1－ 15 短露天礦開采深度的確定 a－平面圖； b― 第 Ⅳ 勘探線剖面圖； c―1 － 1‘輔助剖面圖 對(duì)于走向短的露天礦，需要充分考慮端幫剝離巖石量的影響。在沒有剖面的地方，則在分層平面圖上，選有代表性的各點(diǎn)作垂直于底部周界的輔助剖面（圖 1－ 15c的 1－ 1‘），然后在輔助剖面圖上繪出邊坡線，找出它與地形線及礦巖接觸線的交點(diǎn)，再投影到分層平面圖上。這一深度就是露天礦的合理開采深度。 這樣得出的底部周界，就是最終的設(shè)計(jì)周界，如圖 1－ 16的實(shí)線所示。 （ 2）將透明紙覆于地形圖上，然后按邊坡組成要素，從底部周界開始，由里向外依次給出各個(gè)臺(tái)階的坡底線（ 圖 1－ 17）。 （ 3）在圖上布置開拓運(yùn)輸線路。繪制時(shí)，要注意傾斜運(yùn)輸?shù)篮透髋_(tái)階的連接。此外，各水平的周界還要滿足運(yùn)輸工作的要求。 圖 1－ 17 初步圈定的露天礦開采終了平面圖 （ 5）檢查和修改上述露天開采境界。假如差別太大，就要重新確定境界。例如，當(dāng)境界內(nèi)有高山峻嶺時(shí)，為了大幅度減小剝采比，就需要避開高山部位；又如，當(dāng)境界外所剩礦量不多，若全都采出所增加的剝采比又不大，則宜擴(kuò)大境界，全部用露天開采。從操作上講，最終邊坡角越小越安全。如果加大最終邊坡角，超出了安全穩(wěn)定的角度，會(huì)造成邊坡滑坡，危及采場(chǎng)作業(yè)人員的安全。國(guó)內(nèi)一些礦山的最終邊坡角變化在 35176。 左右。它的鉆孔作用為沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)式的。露天礦山主要用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，其類型一般分以下幾種： 手持式鑿巖機(jī)：其重量較輕，通常小于 20千克，功率較小，如 Y－ 3。操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，在礦山中已很少使用。它是將一臺(tái)或幾臺(tái)鑿巖機(jī)連同自動(dòng)推進(jìn)器一起安裝在特制的鉆臂或臺(tái)架上，并且有行走機(jī)構(gòu)，使鑿巖機(jī)作業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。 （三）鋼繩沖擊鉆機(jī) 目前，由于生產(chǎn)能力較低，所以我國(guó)鋼繩沖擊鉆機(jī)用量較少。 （四）潛孔鉆機(jī) 潛孔鉆機(jī)同鋼繩沖擊鉆機(jī)相比，鉆孔產(chǎn)率高，機(jī)械化程度高，減少了輔助作業(yè)時(shí)間，提高了鉆機(jī)的作業(yè)率，減輕了工人的體力勞動(dòng)，工作安全可靠，由于潛孔鉆機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，設(shè)備重量輕，投資費(fèi)用低，特別是可以通過鉆鑿各種斜孔來控制礦石品位，能消除根底、減少大塊，提高爆破質(zhì)量。 潛孔鉆機(jī)可在中硬或中硬以上 （ f≥8）的礦巖中鉆鑿炮孔。 （五）牙輪鉆機(jī) 牙輪鉆機(jī)是在旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種近代新型鉆孔設(shè)備。 1939年，開始試用于露天礦。 1949年，美國(guó)采用壓縮空氣排渣，提高了鉆孔效率并延長(zhǎng)了鉆頭的壽命。 1965年，出現(xiàn)了鋃嵌硬質(zhì)合金柱齒的牙輪鉆頭之后，鉆頭壽命顯著提高，并能在花崗巖，鐵燧巖，磁鐵石英巖等堅(jiān)硬的礦巖中鉆孔，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于潛孔鉆機(jī)，因而使牙輪鉆機(jī)在露天礦中獲得了廣泛的應(yīng)用。蘇聯(lián)生產(chǎn)十余種，列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有四種，效果較好的有 CBLLI－ 250mH。 爆破工作的目的是破碎堅(jiān)硬的實(shí)體礦巖，為采裝工作提供塊度適宜的挖掘物。此外，爆破質(zhì)量的好壞，對(duì)采裝、運(yùn)輸、粗碎等工序也有較大影響。 （一）淺孔爆破 淺孔爆破采用的炮孔直徑較小，一般為 30~75毫米左右，炮孔深度一般在 5米以下，有時(shí)可達(dá) 8米左右，如用鑿巖臺(tái)車鉆孔，孔深還可增加。 二、爆破工作 在正常的小臺(tái)階開采中，通常采用垂直鉆孔，有的采礦場(chǎng)也采用水平鉆孔，以利于孔底爆破擴(kuò)孔時(shí)巖渣的排除，并增大裝藥量，達(dá)到增大爆破礦巖量的效果。作為水平鉆孔的概念則是：炮孔中心線至上部平盤的最小距離。 按經(jīng)驗(yàn)法，底盤抵抗線與臺(tái)階高度 H的關(guān)系為： W＝（ ~ ） H （米） （ 1－ 20） 必要時(shí)可參照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中 ——炮孔直徑，分米； ——裝藥密度，克／厘米 3； ——裝藥系數(shù)， ~； ——炮孔臨近系數(shù)，一般為 ~； ——單位炸藥單耗，千克／米 3。有時(shí)按鉆孔直徑的 15~30倍根據(jù)不同礦巖的機(jī)械物理性質(zhì)不同的起爆方法來確定。 a ＝ mw （ 1－ 21） 式中 a——孔距，米； m——鄰近系數(shù)，一般取 ～ 2； w——底盤抵抗線，米。礦巖較堅(jiān)硬難爆，應(yīng)取小值，反之取大值。在大區(qū)微差爆破時(shí)，在炮孔負(fù)擔(dān)爆破面積不變的情況下，適當(dāng)增大炮孔鄰近系數(shù)，一般會(huì)改善爆破效果，降低大塊率。 （ 3）排距 b 采用兩排以上的多排孔爆破時(shí)，兩排孔之間的距離稱為排距。當(dāng)多排齊發(fā)爆破時(shí)，排間距也可按（ ~） w選取。 （ 4）超深 為使爆破保證質(zhì)量，不致在爆破處底盤坡底線處殘留根底，根據(jù)礦巖機(jī)械物理性質(zhì)、抵抗線的大小等因素，鉆孔深度要比臺(tái)階高度適當(dāng)加大，這一加大深度為超深。一般為臺(tái)階高度的 5%~20%左右，如礦巖可碎性好，亦可進(jìn)行無超深爆破。一般變化于 ~／米 3左右。在生產(chǎn)實(shí)踐中，要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加以調(diào)整。 （ 2）多排孔爆破時(shí)裝藥量計(jì)算 多排孔爆破時(shí)，第一排孔裝藥量按式 1－ 23計(jì)算，從第二排起，因受前排礦巖夾制作用，裝藥量要適當(dāng)增加，要可用下式計(jì)算： Q ＝ KqabH （ 1－ 24） 式中 b ——炮孔排距，米； K ——礦巖阻力夾制系數(shù)，采用齊發(fā)爆破時(shí)，取 K＝ ~ ，采用微差爆破時(shí)，取 K＝ ~ ，第二排孔取下限，以后各排根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加。 填塞 炮孔充填長(zhǎng)度通常不應(yīng)小于藥包中心至自由面的最小距離。 填塞長(zhǎng)度 Lt可按下式計(jì)算： Lt ＝ （ 8~20 ） d （ 1－ 25） 式中 d ——炮孔直徑，米。 （二）深孔爆破 深孔爆破就是用鉆孔設(shè)備鉆鑿較深的鉆孔，作為礦用炸藥的裝藥空間的爆破方法。 深孔爆破的鉆孔設(shè)備主要應(yīng)用潛孔鉆和牙輪鉆。傾斜炮孔的裝藥較均勻，礦巖的爆破質(zhì)量較好，為采裝工作創(chuàng)造好的條件。 深孔爆破主要參數(shù) 爆破效果的好壞是以對(duì)爆破提出的各項(xiàng)要求指標(biāo)全面衡量的結(jié)果，爆破效果好的爆破應(yīng)該是在系統(tǒng)的綜合指標(biāo)體現(xiàn)上應(yīng)較佳。 圖 1－ 24 工作面炮孔的位置 a－炮孔布置平面圖 b－炮孔布置剖面圖 H－臺(tái)階高度； α－坡面角； β－炮孔傾角； D－孔徑； a－孔距； Wp－底盤抵抗線； b－行距； lz填塞長(zhǎng)度； lB裝藥長(zhǎng)度 （ 1）底盤抵抗線