某銅礦露天開采境界優化

蔣胡燦

(內蒙古維拉斯托礦業有限公司， 內蒙古 赤峰市 025372)

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某銅礦露天開采境界優化

蔣胡燦

(內蒙古維拉斯托礦業有限公司， 內蒙古 赤峰市 025372)

根據某銅礦礦體賦存特征及開采技術條件，采用盈利比較法計算得出露天經濟合理剝采比為8.48 t/t。結合礦山實際，選擇3種不同露天境界方案進行對比，得出臺階高度12 m，每2個臺階并段，并段之后24 m，每并段之后留設1個清掃平臺，清掃平臺寬度14 m的最優方案。通過手工與三維優化相結合的方式調整并最終圈定了最優的露天境界，為礦山生產提供了技術依據。

露天開采；盈利比較法；經濟合理剝采比；露天境界

某斑巖銅礦床的礦體賦存在12～19勘探線之間，標高2770 m以上，埋深25～220 m，南、東埋深較小，北、西埋深較大。礦體南北長590 m，東西寬265～613 m，平均391 m，呈似層狀產出，礦體底界略向西傾，傾角一般0°～30°。總體呈南北高，中間低的“W”形展布，從上到下依次為Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3礦體。礦石體重為2.51 t/m3，松散系數1.3，f系數6～8；巖石體重2.62 t/m3，松散系數1.5～1.7，f系數6～12；礦巖自然安息角為41.2°～43.8°。

根據礦體賦存特征以及開采技術條件，在選擇開采方式時，露天開采展現出經濟合理，剝采比較小，貧化小，損失小，生產成本低等突出優勢，因此，確定2794 m標高以上的Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3共3條礦體采用露天開采，2770～2794 m之間銅礦石品位較低，由于當前行情下開采價值不高，留待以后開發利用。

1 經濟合理剝采比的確定

影響露天開采境界確定的因素有很多，不同礦床的影響因素與影響程度也各不相同[1-10]。因此，露天開采境界的確定需對礦床條件、技術組織及經濟等諸多因素進行綜合考慮,常用剝采比來確定露天開采境界，其中經濟合理剝采比是確定露天開采境界的重要依據[1-4]。

本文采用盈利比較法確定經濟合理剝采比Nj[3-4,8]。計算公式如下：

式中：γ——礦石平均體重，2.51t/m3；

b——露天開采剝離費用，20元/m3；

ηl、ηd——露天、地下開采的實際回采率，分別為95%和88%；

Dl、Dd——露采、地采原礦采選加工費，分別為82元/t和133.5元/t；

α1、α2——礦石中Cu、Mo地質品位，分別為0.44%和0.01%；

ε1、ε2——Cu、Mo選礦回收率，分別為79%和83%；

p1、p2——Cu、Mo精礦中有用成份價格，分別為5.09萬元/t和14萬元/t。

計算結果為：Nj=8.48 t/t，即經濟合理剝采比為8.48 t/t。

2 露天境界的確定

2.1 露天境界圈定的原則[1-2,9-10]

(1) 保證露天境界內采出的礦石有盈利，即露天境界剝采比不大于8.48 t/t。

(2) 考慮礦區礦體賦存條件，采用平均剝采比不大于經濟合理剝采比的原則進行檢驗。

(3) 考慮到露天開采作業條件好，生產效率高，損失貧化率低的優點，在經濟合理條件下，開采境界應盡可能多的圈進礦量，以充分發揮露采的優越性。

(4) 圈定的露天采場境界所形成的最終邊坡角小于或等于露天邊坡穩定所允許的角度，以保證露天采礦場的生產安全。

2.2 露天采場參數的確定

(1) 開采深度的確定。采場開采深度主要是依據開采技術條件確定，根據境界剝采比小于經濟合理剝采比的原則確定露天境界的合理開采深度[3-8]。結合某銅礦床的賦存條件及礦山開采技術條件，確定礦山開采高度在2794～3178 m之間，即開采深度為384 m。

(2) 底平面的確定。在確定開采深度的基礎上，考慮以下4個因素確定露采境界的底平面：一是根據確定的開采深度，2794 m為設計的最低標高，二是底平面邊界保持平直，滿足運輸線路對曲線半經的要求，三是底平面長度滿足汽車運輸的要求，四是底平面的最小寬度滿足鏟裝運設備的要求，經計算，取32 m。

2.3 開采境界方案的優化與確定

根據礦山實際情況，類比國內同類型礦山[9]，設計選取的采場邊坡參數為：臺階高度12 m，臺階坡面角α=65°，清掃平臺寬度14 m，運輸道路寬度15 m，最終邊坡角37.69°～44.46°(其中南側邊坡最終邊坡角取42.57°，北側邊坡最終邊坡角取44.46°，東側邊坡最終邊坡角取37.69°，西側邊坡最終邊坡角取43.88°)。

根據礦山需要，為了確定最優露天開采境界，設計選取3個境界方案參數進行比較[10]：

(1) 方案Ⅰ，臺階高度12 m，每2個安全平臺留設1個清掃平臺，安全平臺寬度6 m，清掃平臺寬度14 m；

(2) 方案Ⅱ，臺階高度12 m，每2個臺階并段，并段之后24 m，每并段之后留設1個清掃平臺，清掃平臺寬度14 m；

(3) 方案Ⅲ，臺階高度12 m，每2個安全平臺留設1個清掃平臺，安全平臺寬度4 m，清掃平臺寬度14 m。

通過計算，各境界方案的比較結果見表1。

表1 開采境界比較結果

由表1可知，雖然方案Ⅰ和方案Ⅲ采出礦量較方案Ⅱ多，但是采剝比較方案Ⅱ大，且基建期的剝離量較大，通過對比，確定方案Ⅱ境界是最優的。

2.4 露天境界的確定

為準確圈定露天境界，彌補三維軟件的不足，采用手工與三維優化相結合的方式調整露天境界。在經濟合理剝采比允許范圍內，適當在平剖面圖上調整開采終了臺階，同時依據上述所確定的采場邊坡參數進行場內公路、臺階設計。最終確定的露天境界長×寬=1035 m×685 m，露天采場占地面積為68.67×104m2，礦山露天終了境界立體圖和平面圖見圖1、圖2。

圖1 露天開采最終境界終了立體示意

圖2 露天開采終了境界平面

3 結 論

本文根據某銅礦的礦體賦存特征及開采技術條件，通過盈利比較法確定了經濟合理剝采比，然后結合礦山生產實際，通過露天開采境界的比較，確定臺階高度12 m，每2個臺階并段，并段之后24 m，每并段之后留設1個清掃平臺，清掃平臺寬度14 m為最優方案，并通過手工與三維優化相結合的方式進行露采開采境界的圈定與優化，最終確定了適合礦山生產的露天開采境界，對礦山的實際生產具有十分重要的指導意義。

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