露天矿生产计划.ppt
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露天矿生产计划.ppt
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采矿学教学课件金属矿床露天开采金属矿床露天开采露天开采l绪论l矿床品位与储量计算l岩石的力学性质及分级l最终开采境界的确定l露天开采程序l露天矿生产计划l露天矿床开拓l露天开采工艺l矿山技术经济第十六章第十六章露天矿生产计划露天矿生产计划l露天矿生产能力露天矿生产能力l边界品位的确定边界品位的确定l采掘进度计划编制采掘进度计划编制1露露天天矿矿生生产产能能力力l影响露天矿生产能力的主要因素l根据储量估算生产能力l根据开采技术条件验证生产能力l市场与经济效益1.1影响露天矿生产能力的主要因素影响露天矿生产能力的主要因素
(1)矿体自然条件,即矿物在矿床中的分布、品位和储量。
(2)开采技术条件,即开采程序、装备水平、生产组织与管理水平等。
(3)市场,即矿产品的市场需求及产品价格。
(4)经济效益,即矿山企业在市场经济环境中所追求的主要目标。
1.2根据储量估算生产能力根据储量估算生产能力泰勒公式:
t=6.5R(1/4)pa=R/t式中,t为矿山服务年限(年),R为矿床可采矿石储量(百万吨),pa为矿石年产量。
一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比一些矿山设计生产能力与泰勒公式计算结果对比矿山名称储量(万t)设计生产能力(万t/a)泰勒公式计算值(万t/a)美国双峰铜矿44700013701490加拿大卡罗尔铁矿20000049004650加拿大赖特山铁矿18000044504285澳大利亚纽曼山铁矿14000040003500前苏联南部采选公司14450030503610前苏联朱哈依洛夫矿233701000935中国南芬铁矿3400010001215中国大孤山铁矿18000600750中国白云鄂博东矿172206007301.3根据开采技术条件验证生产能力根据开采技术条件验证生产能力开采技术条件对生产能力的作用体现在矿山工程延伸速度和台阶水平推进速度。
露天矿可能达到的生产能力与垂直延伸速度的关系为:
式中,Vh为矿山工程延伸速度(米/年),H为台阶高度(米),Tb为有代表性的水平分层矿量,为矿石回采率(%),为废石混入率(%)。
延伸速度与水平推进速度之间的关系为:
Vl=Vh(ctgu+ctgl)式中,Vl为台阶水平推进速度,u和l分别为上下盘工作帮坡角。
uVlVhl采场延深速度与台阶水平推进速度关系示意图1.3根据开采技术条件验证生产能力根据开采技术条件验证生产能力露天矿可能达到的延伸速度和水平推进速度最终取决于可能布置的挖掘机数量及挖掘机的台班工作效率。
可能布置的挖掘机总数决定了矿岩生产能力,其中可能布置的采矿挖掘机数决定了矿石生产能力。
台阶可能布置的挖掘机数Ns为:
Ns=Lb/Lc式中,Lb为一个台阶的工作线长度,Lc为一台挖掘机正常作业所需的工作线长度(即采区长度)。
若Lb为一个台阶的采矿工作线长度,则Ns为一个台阶上可能布置的采矿挖掘机数。
1.3根据开采技术条件验证生产能力根据开采技术条件验证生产能力HBHB同时采矿台阶数示意图1.3根据开采技术条件验证生产能力根据开采技术条件验证生产能力可同时采矿的台阶数:
式中,B为矿体水平厚度,W为工作平盘宽度,H为台阶高度,为工作帮坡角,为矿体倾角,为台阶坡面角。
露天矿可能达到的生产能力为:
Pa=NsNbq式中,Ns为一个台阶可能布置的采矿挖掘机数,q为挖掘机台年效率。
值得指出的是,矿石生产能力必须由与之相适应的岩石剥离能力来保证,因此有必要依据可能布置的总挖掘机台数和生产剥采比验证矿岩总生产能力。
1.3根据开采技术条件验证生产能力根据开采技术条件验证生产能力1.4市场与经济效益市场与经济效益一个在市场上独立竞争的矿山企业,其生产经营的主要目标是获得最大经济效益,从动态经济角度评价矿山企业经济效益的常用指标是矿山寿命期内能实现的总净现值(NPV)。
NPV=Pvout+PVin式中,PVout和PVin分别为矿山投资产品的负现值和矿山经营获得的正现值。
PVout、PVin和NPV与生产能力的关系PVinPVoutNPV=PVinPVoutP*a生产能力Pa现值NPV与生产能力关系示意图3采采掘掘进进度度计计划划编编制制l露天矿采掘进度计划的编制目标与分类露天矿采掘进度计划的编制目标与分类l国内编制露天矿长远采掘进度计划的一国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般方法般方法l国外采掘进度计划编制方法国外采掘进度计划编制方法3.1露天矿采掘进度计划的编制目标露天矿采掘进度计划的编制目标l编制露天矿采掘进度计划的总目标是确定一个技术上可行的、能够使矿床开采的总体经济效益达到最大的、贯穿于整个矿山开采寿命期的矿岩采剥顺序。
3.1露天矿采掘进度计划的编制目标露天矿采掘进度计划的编制目标所谓矿床开采的总体经济效益最大,从动态经济观点出发即是使矿床开采中实现的总净现值(NPV)最大。
所谓技术上可行是指采掘进度计划必须满足一系列技术上的约束条件,主要包括:
l
(1)在每一个计划期内为选厂提供较为稳定的矿石量和入选品位。
l
(2)每一计划期的矿岩采剥量应与可利用的采剥设备的生产能力相适应。
l(3)各台阶水平的推进必须满足正常生产要求的时空发展关系,即最小工作平盘宽度、安全平台宽度、工作台阶的超前关系、采场延深与台阶水平推进的速度关系等。
3.1露天矿采掘进度计划的编制分类露天矿采掘进度计划的编制分类l依据每一计划期的时间长度和计划总时间跨度的不同,露天矿采掘计划可分为长远计划、短期计划和日常作业计划。
3.1露天矿采掘进度计划的编制分露天矿采掘进度计划的编制分类类-长远计划长远计划长远计划的每一计划期一般为一年,计划总时间跨度为矿山整个开采寿命。
长远计划是确定矿山基建规模、不同时期的设备、人力和物资需求、财务收支和设备添置与更新等的基本依据,也是对矿山项目进行可行性评价的重要资料。
长远计划基本上确定了矿山的整体生产目标与开采顺序,并且为制定短期计划提供指导。
没有长远计划的指导,短期计划就会没有“远见”,出现所谓的“短期行为”,造成采剥失调,损害矿山的总体经济效益。
3.1露天矿采掘进度计划的编制分露天矿采掘进度计划的编制分类类短期计划短期计划l短期计划的一个计划期一般为一个季度(或几个月),其时间跨度一般为一年。
短期计划除考虑前述的技术约束外,还必须考虑诸如设备位置与移动、短期配矿、运输通道等更为具体的约束条件。
短期计划既是长远计划的实现,又是对长远计划的可行性的检验。
3.1露天矿采掘进度计划的编制分露天矿采掘进度计划的编制分类类日常计划日常计划l日常作业计划一般指月、周、日采掘计划,它是短期计划的具体实现,为矿山的日常生产提供具体作业指令。
3.2国内编制露天矿长远采掘进度国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般方法计划的一般方法l国内目前编制露天矿采掘进度计划仍采用手工方法,手工法需要的基础资料主要有:
l
(1)地表地形图:
图上绘有矿区地形等高线和主要地貌特征。
图纸比例一般为1:
1000或1:
2000。
l
(2)台阶分层平面图:
图上绘有每一台阶水平的地质界线(包括矿岩界线)和最终境界线。
图纸比例一般为1:
1000或1:
2000。
l(3)分层矿岩量表:
表中列出每一台阶水平在最终境界线内的矿石和岩石量。
表166是一矿岩量表的示例。
l(4)开采要素:
包括台阶高度、采掘带宽度、采区长度和最小工作平盘宽度、运输道路要素(宽度和坡度)等。
l(5)台阶推进方式、采场延深方式、掘沟几何要素及新水平准备时间。
l(6)挖掘机数量及其生产能力。
l(7)选厂生产能力、入选品位及其它。
3.2国内编制露天矿长远采掘进度国内编制露天矿长远采掘进度计划的一般步骤计划的一般步骤编制采掘进度计划从第一年开始,逐年进行。
主要工作是确定各水平在各年末的工作线位置、各年的矿岩采剥量和相应的挖掘机配置。
一般步骤为:
l第一步:
在分层平面图上逐水平确定年末工作线位置。
l第二步:
确定新水平投入生产的时间。
l第三步:
编制采掘进度计划表。
l第四步:
绘制露天矿采场年末综合平面图。
3.3国外采掘进度计划编制方法国外采掘进度计划编制方法l发达国家的露天矿几乎全采用分期开采,故编制长远采掘计划主要包括确定每一分期的分期境界和各分期境界内的台阶开采顺序(包括分期间的过渡)。
所需主要资料
(1)三维块状品位模型文件:
即应用第一章中介绍的估值方法建立的矿床模型。
(2)地表地形等高线文件:
即以闭合多边形形式存储的地表地形等高线文件。
(3)地表地形离散模型文件:
该模型是以地表地形等高线文件为基础,将矿区水平面(XY平面)离散成等尺寸的二维模块形成的。
文件中记录了每一模块中心点处的地表标高。
二维模块在X、Y方向上的边长应与三维品位模型中模块在同方向上的边长相等,并且这两个模型中在X、Y方向上须实现模块对齐。
(4)最终境界等高线文件:
即以闭合多边形形式存储的最终境界等高线文件,每一台阶水平的境界形态用位于台阶中线水平的一组多边形描述。
(5)最终境界离散模型文件:
该模型与地表地形离散模型相似,是二维块状模型,用于记录最终境界在XY平面上每一模块中心处的标高。
(6)已知数据与约束条件文件:
文件中存有编制采掘计划需要考虑的所有约束条件和用到的所有数据。
如最大采选能力、入选品位允许变化范围、最小工作平盘宽度、台阶要素、道路要素、价格、成本等。
步骤步骤l第一步:
产生一个境界序列。
l第二步:
确定分期境界。
l第三步:
后处理。
l第四步:
矿岩量计算。
l第五步:
绘制开拓矿量与累积剥岩量曲线。
l第六步:
试拟一个剥岩计划。
l第七步:
绘制采剥计划年末推进线。
分六期开采的分期境界示意图分六期开采的分期境界示意图EDBACF绘制开拓矿量曲线1825126201510505已开拓矿量Mt时间(年)已开拓矿量随时间的变化关系绘制累积剥岩量曲线254.94.515最小累积剥岩量随时间的变化关系10080604020201510505累积剥岩量Mt时间(年)22.018.23.812.87.52.01.05.50.9FEDCBA
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