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第十章 露天开采 * * 第一节 概述 一、露天开采的特点及发展 特点 采掘空间直接露在地表 剥离矿体周围的岩石及其上覆的岩石 露天沟道系统运输矿石和岩石 优点 （1）矿山产量规模大；（2）建设周期短；（3）开采成本低；（4）劳动生产率高；（5）吨矿投资率低；（6）资源回收率高；（7）木材、金属、电力消耗少；（8）作业安全、劳动条件好。 缺点 （1）占用土地多；（2）对环境污染大；（3）受气候影响大；（4）对矿藏赋存条件要求严格。 世界能源储量 煤 90% 石油、天然气占10% 世界所有矿产总产量 露天开采占80% 世界采煤比重 露天开采44% 世界年产量的露天矿 1000万吨 70多个 4000万吨 30个 我国年产超1000万吨 霍林河 伊敏河 准格尔 平塑 元宝山 各主要国家露天开采比重见表10-1、10-2 表10-1 几个主要国家露天开采比重，% 100 63 90 4-5 中国 100 -- 85-90 -- 英国 100 63 96 83.5 加拿大 100 60-70 80 45.5 原苏联 100 88 96 60.0 美国 建筑材料 有色金属 铁 煤 矿石种类 国家 9 15.2 27.5 73.2 波兰 16 100.8* 56.8 108.9 原西德 47 36.3 69.6 117.0 澳大利亚 36 30.0* 100.0 309.0 原东德 79 16.6 45.5 326.6 原苏联 2117 36.7 60.0 499.0 美国 露天矿个数 效率（t/I） 露天采煤比重（%） 露天采煤量（Mt） 国家 表10-2 各主要露天采煤国露天采煤情况（1987年统计，*为1983年资料） 二、露天开采步骤 露天矿建设和生产的步骤如下： 1、地面准备 2、矿区隔水和疏干 3、矿山基建工程 4、日常生产 三、露天开采生产工艺系统分类 1、矿岩准备 2、矿岩采掘与装载 3、矿岩移运 4、排卸 四、基本名词术语 （一）露天开采境界及边帮 1、露天开采境界 露天开采终了时的空间状态。它包括开采终了时的地面境界AB，边帮AC、BD和底部境界线CD（图10-2） 2、边帮 采场四周坡面及平台组合才表面总体。 （1）工作帮（图10-2中GE）由工作台阶组成，正在进行开采的边帮或一部分。 （2）非工作帮（图10-2中AG,BF）由非工作台阶组成的边帮。 3、边帮角 （1）工作边帮角（图10-2中）工作帮最上台阶和最下台阶坡底线形成的假想平面与水平面的夹角。 （2）最终边帮角（图10-2中）露天采场终了时，最上台阶坡顶线和最下台阶坡底线组合成的假想平面与水平面的夹角。 （二）台阶要素 1、台阶 露天矿场划分具有一定高度的水平（或倾斜）分层，每一个分层为一个台阶（图10-3、图10-4） （1）台阶坡面台阶朝向采空区一侧的倾斜面（图10-4中 3） （2）台阶坡面角台阶坡面与水平面的夹角（图10-4中 ） 2、台阶顶线 台阶上部平盘与坡面的交线（图10-4中 4）。 3、台阶坡底线 台阶下部平盘与坡面的交线（图10-4中 5） （三）开拓及开采素 1、出入沟 建立采场与地表运输通路的露天沟道。 2、开段 开掘某标高采掘工作面的沟道。 3、开采程序 采场内土岩的剥离和采煤工程，在空间和时间上合理配合的发展顺序。 第二节 露天开采境界及开采程序 一、露天开采境界 露天开采条件 1、覆盖面薄、矿层倾角小、厚度大 2、矿层赋存不稳定、矿石易自燃、历史上已被地下开采过 从技术上分析，露天开采有一个合理的开采范围，如（图10-5）所示。 从经济上分析，露天开采有一个经济上的限度 （10-1） 或 （10-2） 式中Co——矿石（煤）允许成本， 元/米3； a——露天纯采煤成本，元/米3； b——露天矿剥离成本，元/米3； Pi——第i水平采出量，米3； Vi——第i水平所需剥离量，米3。 一个采完的露天矿场呈一个大凹坑（图10-6）其境界或范围是：深度、底的周界（长度l和宽度b）、最终边帮角（底帮α、顶帮γ、端帮β）三个要素组成。 二、剥采比 公式10-2说明 左边等式 表明在现有技术经济条件（即Co、a、b值可确定）。 右边等式 表明随开采深度的增加，采出矿量和所需剥离量的比值。 1）剥采比