某铜矿露天开采境界优化

蒋胡灿

(内蒙古维拉斯托矿业有限公司， 内蒙古 赤峰市 025372)



某铜矿露天开采境界优化

蒋胡灿

(内蒙古维拉斯托矿业有限公司， 内蒙古 赤峰市 025372)

根据某铜矿矿体赋存特征及开采技术条件，采用盈利比较法计算得出露天经济合理剥采比为8.48 t/t。结合矿山实际，选择3种不同露天境界方案进行对比，得出台阶高度12 m，每2个台阶并段，并段之后24 m，每并段之后留设1个清扫平台，清扫平台宽度14 m的最优方案。通过手工与三维优化相结合的方式调整并最终圈定了最优的露天境界，为矿山生产提供了技术依据。

露天开采；盈利比较法；经济合理剥采比；露天境界

某斑岩铜矿床的矿体赋存在12～19勘探线之间，标高2770 m以上，埋深25～220 m，南、东埋深较小，北、西埋深较大。矿体南北长590 m，东西宽265～613 m，平均391 m，呈似层状产出，矿体底界略向西倾，倾角一般0°～30°。总体呈南北高，中间低的“W”形展布，从上到下依次为Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3矿体。矿石体重为2.51 t/m3，松散系数1.3，f系数6～8；岩石体重2.62 t/m3，松散系数1.5～1.7，f系数6～12；矿岩自然安息角为41.2°～43.8°。

根据矿体赋存特征以及开采技术条件，在选择开采方式时，露天开采展现出经济合理，剥采比较小，贫化小，损失小，生产成本低等突出优势，因此，确定2794 m标高以上的Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅰ-3共3条矿体采用露天开采，2770～2794 m之间铜矿石品位较低，由于当前行情下开采价值不高，留待以后开发利用。

1 经济合理剥采比的确定

影响露天开采境界确定的因素有很多，不同矿床的影响因素与影响程度也各不相同[1-10]。因此，露天开采境界的确定需对矿床条件、技术组织及经济等诸多因素进行综合考虑,常用剥采比来确定露天开采境界，其中经济合理剥采比是确定露天开采境界的重要依据[1-4]。

本文采用盈利比较法确定经济合理剥采比Nj[3-4,8]。计算公式如下：

式中：γ——矿石平均体重，2.51t/m3；

b——露天开采剥离费用，20元/m3；

ηl、ηd——露天、地下开采的实际回采率，分别为95%和88%；

Dl、Dd——露采、地采原矿采选加工费，分别为82元/t和133.5元/t；

α1、α2——矿石中Cu、Mo地质品位，分别为0.44%和0.01%；

ε1、ε2——Cu、Mo选矿回收率，分别为79%和83%；

p1、p2——Cu、Mo精矿中有用成份价格，分别为5.09万元/t和14万元/t。

计算结果为：Nj=8.48 t/t，即经济合理剥采比为8.48 t/t。

2 露天境界的确定

2.1 露天境界圈定的原则[1-2,9-10]

(1) 保证露天境界内采出的矿石有盈利，即露天境界剥采比不大于8.48 t/t。

(2) 考虑矿区矿体赋存条件，采用平均剥采比不大于经济合理剥采比的原则进行检验。

(3) 考虑到露天开采作业条件好，生产效率高，损失贫化率低的优点，在经济合理条件下，开采境界应尽可能多的圈进矿量，以充分发挥露采的优越性。

(4) 圈定的露天采场境界所形成的最终边坡角小于或等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场的生产安全。

2.2 露天采场参数的确定

(1) 开采深度的确定。采场开采深度主要是依据开采技术条件确定，根据境界剥采比小于经济合理剥采比的原则确定露天境界的合理开采深度[3-8]。结合某铜矿床的赋存条件及矿山开采技术条件，确定矿山开采高度在2794～3178 m之间，即开采深度为384 m。

(2) 底平面的确定。在确定开采深度的基础上，考虑以下4个因素确定露采境界的底平面：一是根据确定的开采深度，2794 m为设计的最低标高，二是底平面边界保持平直，满足运输线路对曲线半经的要求，三是底平面长度满足汽车运输的要求，四是底平面的最小宽度满足铲装运设备的要求，经计算，取32 m。

2.3 开采境界方案的优化与确定

根据矿山实际情况，类比国内同类型矿山[9]，设计选取的采场边坡参数为：台阶高度12 m，台阶坡面角α=65°，清扫平台宽度14 m，运输道路宽度15 m，最终边坡角37.69°～44.46°(其中南侧边坡最终边坡角取42.57°，北侧边坡最终边坡角取44.46°，东侧边坡最终边坡角取37.69°，西侧边坡最终边坡角取43.88°)。

根据矿山需要，为了确定最优露天开采境界，设计选取3个境界方案参数进行比较[10]：

(1) 方案Ⅰ，台阶高度12 m，每2个安全平台留设1个清扫平台，安全平台宽度6 m，清扫平台宽度14 m；

(2) 方案Ⅱ，台阶高度12 m，每2个台阶并段，并段之后24 m，每并段之后留设1个清扫平台，清扫平台宽度14 m；

(3) 方案Ⅲ，台阶高度12 m，每2个安全平台留设1个清扫平台，安全平台宽度4 m，清扫平台宽度14 m。

通过计算，各境界方案的比较结果见表1。

表1 开采境界比较结果

由表1可知，虽然方案Ⅰ和方案Ⅲ采出矿量较方案Ⅱ多，但是采剥比较方案Ⅱ大，且基建期的剥离量较大，通过对比，确定方案Ⅱ境界是最优的。

2.4 露天境界的确定

为准确圈定露天境界，弥补三维软件的不足，采用手工与三维优化相结合的方式调整露天境界。在经济合理剥采比允许范围内，适当在平剖面图上调整开采终了台阶，同时依据上述所确定的采场边坡参数进行场内公路、台阶设计。最终确定的露天境界长×宽=1035 m×685 m，露天采场占地面积为68.67×104m2，矿山露天终了境界立体图和平面图见图1、图2。

图1 露天开采最终境界终了立体示意

图2 露天开采终了境界平面

3 结 论

本文根据某铜矿的矿体赋存特征及开采技术条件，通过盈利比较法确定了经济合理剥采比，然后结合矿山生产实际，通过露天开采境界的比较，确定台阶高度12 m，每2个台阶并段，并段之后24 m，每并段之后留设1个清扫平台，清扫平台宽度14 m为最优方案，并通过手工与三维优化相结合的方式进行露采开采境界的圈定与优化，最终确定了适合矿山生产的露天开采境界，对矿山的实际生产具有十分重要的指导意义。

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