露天开采境界的设计原理和准则

露天开采境界设计的基本原则是使矿床开采的经济效果最佳,符合基本原则的最优露天开采境界具有特定的基本性质。依据这种基本性质可以建立露天开采境界设计的通用准则;增量剥采比不大于经济合理剥采比,或增量净值不小于零。通用准则可以作为确定和判定最优露天开采境界的直接依据。通用准则不仅适用于各种矿床埋藏条件,而且揭示了各种传统方法和计算机方法的共同原理。     

按边帮剥采比圈定露天开采境界的方法

本文提出边帮剥采比的概念,并推导出应用边帮剥采比等于经济合理剥采比圈定境界的基本公式,阐述了用边帮剥采比圈定露天开采境界的方法,其中以图解法尤为迅速准确。     

当量经济剥采比新概念

经济剥采比是确定露天矿境界的重要因素．指出了经济剥采比的计算过去没有考虑资金的时间价值,而且采用了“矿井优先”的错误原则．在此基础上,提出了当量经济剥采比的新概念,既考虑了回采率和安全性两个主要因素,又体现了“露天优先”的正确原则．建议将确定露天矿境界的原则修正为：境界剥采比小于等于当量经济剥采比．     

近水平露天煤矿端帮靠帮开采方式与剥采比研究

运用露天采矿学的基本原理,提出了端帮靠帮开采的基本方法、实现形式、基本条件以及靠帮开采的意义,给出了靠帮开采剥采比的概念;在单一煤层和复合煤层情况下,推导出了2种端帮靠帮开采方式的靠帮开采剥采比计算公式,建立了不同煤层厚度和覆盖物厚度对靠帮开采剥采比影响趋势预测的数学模型和图示方法.结果表明：在近水平露天煤矿实施端帮靠帮开采,可以降低剥采比,提高煤炭资源回收率和经济效益,同时也丰富了露天开采方法与设计理论.     

合理采剥程序研究

提出了确定合理采剥程序的原则，并结合石人沟露天铁矿生产现状，研究了合理生产采剥比和利用小分区超前开采，实现局部内排的最佳方案。     

当量生产剥采比在某露天矿生产中的应用研究

某露天矿矿为多金属山坡露天矿,设计生产剥采比4.5 m3/t。生产管理过程中,该矿生产任务指标主要是依据公司生产经营目标、生产成本以及选矿生产能力等。该矿矿石产量大致不变,剥离量指标往往受精矿销售价格、公司利润以及采矿生产成本的影响而随意变化,采矿生产往往处于被动局面。这样短期的增减剥离产量,必将降低设备的利用率,使之生产成本增高,并且使生产组织工作复杂化,所以必须对生产剥采比进行优化和控制,达到合理开采的目的。文献(张贵军,王大军.当量生产剥采比在露天矿山生产中的应用[J].东北煤炭技术,1997(6):11-12)中提出的当量生产剥采比概念,结合该矿的生产实际,计算当量生产剥采比,作为公司以及类似矿山反算剥离量指标的参考依据,降低矿山生产成本,保障矿山健康可持续发展。     

采动区建筑物下保护煤柱开采优化设计研究

采用岩层移动角进行留设保护煤柱的传统方法,增大了保护煤柱呆滞量,造成了煤炭资源的巨大浪费.为了探讨综放开采条件下保护煤柱留设的最优尺寸,基于潞安矿区王庄煤矿的地质采矿条件,提出了根据建筑物采动损害允许的临界变形值进行优化设计保护煤柱的新思路.按照概率积分法,预测计算开采工作面位于不同停采线位置时保护煤柱留设的合理尺寸,分析了不同开采方案下建筑物所受采动的影响面积、地表下沉程度及倾斜变形、拉伸变形等地表移动变形对建筑物采动损害的影响程度.通过11个方案的分析比较,结合经济与社会效益,给出了建筑物下保护煤柱留设的最优方案,为综放开采条件下建筑物压煤开采提供了科学依据.     

铜街、曼家寨露天矿采剥工作线推进方向的转向探索

为在降低矿床开采成本、保障露天采场边坡安全,减少矿岩运输距离,增加开采效益等前提下提高爆破效果,对矿床开采过程中逐显的一系列安全、开采成本、运距等问题进行分析,在保持正常生产能力的同时,调整采剥时间与空间的关系,将露天采场划分为2个不同采剥方法的开采区域,把现有的横向推进改为纵向推进,为露天矿山安全生产,降本增效探索一条新思路。该转向方案的实施,可进一步实现优化开采,对矿床的开采效益有一定的提升,并解决了横向开采矿岩混杂的问题,改善爆破效果的同时,更利于降低矿石的损失贫化,还可揭露较大面积的矿体,增加二级矿量保有量。     

蒸汽驱参数优化的正交数值试验

蒸汽驱开采效果是注采参数综合作用的结果,其影响机制比较复杂．通过正交设计确定了注采参数的位级取值,利用正交表得到了少量的组合方案,并对方案进行了数值试验;综合考虑技术和经济因素,定义了蒸汽驱开采效果的评价指标,采用直观分析方法确定出最优的参数组合．数值试验表明,正交数值试验法得到的注采参数组合可达到最优的蒸汽驱开采效果．利用方差分析法得到注采参数的显著性排序,从大到小依次为：生产井井底流压〉蒸汽干度〉采注比〉日注汽量〉注汽温度〉注汽压力．正交数值试验结果可为现场蒸汽驱注采参数的优化提供理论指导,具有实际意义．     

确定露天矿最终境界时关于基建投资允许额的计算

在中国目前条件下,设计和建设新露天矿时对竭力缩减基建投资问题给予了极大的注意。与此同时,在按照矿石允许成本确定经济合理剥采比时却没有考虑到所得的基建投资额。这使中国设计工作者产生了很大困难,不能在确定露天矿最终境界时正确地考虑中国现阶段的国民经济的要求。目前中国已经积累了设计和建设各种露天矿的许多经验。在这些经验的基础上完全可能按照允许的基建投资额来修正露天矿的最终境界。     

露天矿端帮采煤与露天采排工程的时空关系

分析了安家岭露天煤矿端采煤与露天采排工程的时空关系,解释了露天采、剥、排工程如何在时间和空间上影响端帮采煤的开采强度、回采率等主要技术参数,得出的结论对开采近水平矿床的露天煤矿具有普遍意义。     

某露天矿山采掘及运输设备选型与计算

某露天矿实施技改扩建工程,由原60万t/a的生产规模扩建至210万t/a,为充分利用原有设备,发挥设备效率,使原有设备与现有设备之间相互合理搭配,满足露天采场采剥工程需求,降低矿石损失贫化,改善开采经济效果,使设备生产能力与矿山采剥总量相匹配,实现设备大型化,对露天矿山采掘及运输设备进行配套优化选型,作为类似矿山设备选型的参考。     

多采场开采应力扰动与衍生灾害评价指标研究

多采场开采下,重复应力扰动易产生衍生灾害.针对缺少评价协同开采效用和衍生灾害防控效用指标的问题,通过综合协同开采效用因子与衍生灾害防控效用因子,提出了协同开采指数的构建方法.以某金属矿山为工程背景,建立了不同采场参数的数值模型,计算了不同采场和矿柱尺寸协同开采指数,揭示了多采场开采过程中应力扰动影响规律及其衍生灾害效应.基于现场监测结果,验证了协同开采指数对多采场开采协同开采效用和衍生灾害防控效用评价的有效性,研究成果可为采场最优结构参数的确定提供参考.     

论确定露天矿最优开采境界的动态规划法

本文对现有的确定露天矿开采境界的动态规划法进行了详细分析和评述;提出了确定露天矿开采境界的平面间接三维动态规划法、复合块段动态规划法;明确提出并建立了有关动态规划的块段支托模式。上述一系列工作有助于确定露天矿开采境界的动态规划法在理论上的完善和在实际中的应用。作者根据网络学的观点,揭示了确定露天矿最优开采境界二维动态规划法的实质,并在此基础上论述了确定露天矿开采境界平面间接三维动态规划法的基本思想,最优性质和计算方法。应用动态规划的基本原理,加之采用复合块段和块段支托模式等方法,使得用平面间接三维动态规划法确定的露天矿开采境界在空间上基本满足开采优化设计要求,在经济效益上得到提高。用动态规划确定露天矿最优开采境界是64年由著名学者Lerchs和Grossman首次提出的。此后,经历了一个由二维到三维的发展过程。现有的方法可分为直接法和间接法两类,间接法又可细分为两种:一是1971年由Johnson和Sharp首次提出的“三维动态规划法”;另一是1983年由朱贵芳提出的“新三维动态规划法”。根据各自计算方法的特点,不妨把两者分别称为纵断面间接三维动态规划法和横断面间接三维动态规划法,或简称纵断面法和横断面法。针对现有方法存在的不足,本文主要在计算方法上提出一种平面间接三维动态规划法。另外,还将提出与平面法配合使用的复合块段动态规划法和三维支托模式的二维动态规划法。这一系列方法将有助于动态规划法的实际应用。     

新三维动态规划法确定露天矿最优境界

三维动态规划法确定露天矿最优境界,是1971年由约翰逊和夏泊提出来的。由于此法圈出的境界需要人工调整,一直未能实际应用。本文提出的“新三维动态规划法确定露天矿最优境界”,在各横剖面优化的过程中同时考虑了相邻剖面的开采条件与最大盈利的要求,无需建立纵剖面,是一次性实现的三维动态规划法。它保持了动态规划法简捷有效的优点,克服了需要人工调整的缺陷,输出的结果是符合开采要求的最优境界。本文通过我国内蒙什报气石墨矿工程设计实例,来说明这一新方法的基本原理与方法步骤,并用目前广泛应用的“移动锥法”及手算法进行验算,列出了三种方法的计算结果以说明这一新方法的实际效果及可靠性。     

边坡稳定动力效应的动光弹研究(摘要)

矿山露天开采的边坡稳定性,是生产中的关键问题。如果边坡角设计较缓,稳定性提高,可以保证安全生产,但剥采比大幅度提高,导致生产效率低,成本高;如果边坡角设计较陡,剥采比下降,但边坡稳定性差,一但发生大规模滑坡,后果将十分严重,轻则停产清理采场,重则人亡机毁。因此,边坡稳定性的问题,历来受到极大的关注。     

茂名油母页岩露天矿优化开采工艺方案的分析

分析发现,在1958年至1995年间,茂名油母页岩露天矿采用"单斗-铁道开采工艺"进行开采,在剥采工程中存在多种问题未能解决,是导致露天矿长期亏损而关闭的主要原因之一。因试图考虑重新开采,全面总结过去开采经验,综合考虑露天矿原有条件、开采历史及现状情况,把各种先进设备与先进工艺相结合,针对重新开采中可能采用的部分开采工艺方案及优化选择问题,进行必要的分析。     

我国近水平煤田露天开采的若干技术问题

本文针对我国山西、内蒙、陕西一带近水平煤田的特点,探讨了适宜的露天开采工艺、开采程序、开拓运输系统等主要技术问题和提高近期经济效益的措施。剥岩采用单斗挖掘机一汽车运输开采工艺条件下,划分条区开采,双翼内排;采煤采用露天滚筒式采煤机进行煤矸选采;以及运煤采用汽车—溜井—巷道胶带输送机系统等等。对上述近水平煤田的合理开发有实际意义。     

计算经济剥采比的比较法

阐述了计算经济剥采比三种比效法的基本原理和适用条件．并提出了一套相应的计算公式。这个计算方法系统具有形式上的规则性和简明性以及理论上的完善性和系统性。     

开采沉陷中采深偏移系数的性质分析

在处理倾斜煤层的开采沉陷数据时,往往采用平均采深代替走向主断面实际开采深度,此时存在着采深偏移系数的情况,不可避免地造成了开采沉陷预测的不准确性.为了提高开采沉陷预测精度,通过理论推导,给出了采深偏移系数计算公式,分析了上覆岩层岩性、煤层倾角、松散层厚度等地质采矿条件对采深偏移系数的影响.同时,结合11个矿区的开采工作面资料,求取了以平均采深代替走向主断面实际采深时各地表移动变形值的偏差.结果表明,采深偏移系数随着覆岩强度和煤层倾角的增加而增加,随基深比的减小而减小.当煤层倾角达到20°以上时,应该考虑采深偏移系数对各移动变形值造成的影响,为矿山开采沉陷准确预测提供参考.