露天采矿习题集附答案

1 露天开采的基本概念

（1）什么叫露天开采？什么样的矿床适合用露天开采? 露天开采和地下开采相有什么优缺点？ （2）简述我国露天开采发呈现状及前景。

（3）什么叫露天矿、露天采场？划分山坡露天矿和凹陷露天矿的依据是什么？ （4）说明封闭圈、台阶、采掘带、采区的概念。 （5）画图表示台阶及其构成要素。 （6）简述工作帮和非工作帮的概念。

（7）简述平安平台、运输平台、清扫平台的概念及其在露天开采中所起的作用。 （8）什么叫剥采比？

（9）简述露天矿的建设程序？ （10）露天矿的开采步聚有哪些？ 2 矿岩松碎工作

（1）矿岩松碎的方法有哪些？简述各种方法的适用条件。

（2）简述露天矿的主要穿孔设备，针对不同生产规模的矿山，怎么进行设备选型及数量计算？ （3）露天开采中常运用的爆破作业方法有哪几种？在露天矿的生产过程中各起什么作用？ （4）简述露天矿深孔爆破参数有哪些？

（5）简述微差爆破和挤压爆破的优点及技术要点。

（6）简述露天矿靠近边坡的爆破工作常用的方法与技术要点。 （7）简述矿床露天开采对爆破工作的基本要求。 3 采装工作

（1）简述单斗挖掘机的工作参数。 （2）单斗挖掘机采掘带宽度如何确定？ （3）单斗挖掘机如何选择和计算？ 4 露天矿运输

（1）简述露天矿运输的基本特点。

（2）简述露天矿常用的运输方式及各种运输方式的适用条件。 （3）简述各种运输方式的特点。 5 排岩工作

（1）选择废石场应遵循哪些原则？

（2）简述目前露天矿常用的排岩工艺与各自的特点。

（3）露天矿为什么要对土地进行复垦？土地复垦的基本步骤和要求是什么？ 6 露天开采境界

（1）什么叫露天开采境界？影响露天开采境界的因素有哪些？ （2）露天开采境界组成要素有哪些？

（3）什么是剥采比？常用的剥采比有哪些形式？ （4）如何用产品成本比较法确定经济合理剥采比？ （5）确定经济合理剥采比有哪些方法？适用条件如何？ （6）何为长露天矿？如何确定长露天矿境界剥采比？ （7）何为短露天矿？如何计算短露天矿境界剥采比？ （8）简述确定露天矿开采境界的方法和步骤。 7 矿床露天开拓

（1）什么叫露天矿开拓？

（2）露天矿床开拓有哪些类型？简述各种开拓方式的特点及适用条件。 （3）简述影响开拓方法选择的因素和主要原则。

（4）马路运输开拓坑线布置形式有几种？特点如何？

（5）铁路运输开拓适用于什么条件？有何优缺点？

（6）什么是固定坑线开拓？什么是移动坑线开拓？移动坑线开拓和固定坑线开拓相比有何优缺点？适用于什么状况？

（7）新水平打算工程包括哪些内容？掘沟工程包括哪些内容？ （8）掘沟方法有哪些类型？

（9）露天堑沟的工作要素有哪些？

（10）无运输掘沟法有哪些类型？各有何特点？ 8 露天矿生产实力与采掘进度支配

（1）简述露天矿生产实力的基本概念，露天矿生产实力包括哪些内容？ （2）简述确定露天矿生产实力的方法。

（3）什么是矿山工程延深速度？什么叫采矿工程延深速度？其关系如何？ （4）为什么要进行生产剥采比的调整与均衡，其主要方法有哪些？ （5）为什么要编制采掘支配？采掘支配有哪些类型？ 9 露天矿边坡稳定性分析与维护 （1）露天矿边坡有哪些特点？ （2）影响边坡稳定的因素有哪些？ （3）露天涯坡破坏有哪几种类型？

（4）边坡稳定性计算与分析的方法有哪些？ （5）简述露天矿边坡治理的常用方法。 10 露天矿防水与排水

（1）露天矿山发生涌水能给矿山的生产带来哪些危害？ （2）露天矿产生涌水的自然因素和人为因素有哪些？ （3）露天矿防水的主要措施有哪些？

（4）简述矿床疏干的概念，矿床疏干有哪些方式？ （5）露天矿的排水系统有哪几种？

露天矿习题集答案

1. 露天开采的基本概念

1. 矿床露天开采是用肯定的采掘运输设备，在敞露的空间里从地表起先进行开采作业。为了采出

矿石，需将矿体四周及其上部覆盖岩石剥掉，通过露天沟道或地下井巷把矿石和岩石运至地表卸载点。

有的矿床规模很大，埋藏较浅，甚至出露地表，只要将上覆岩层及部分围岩剥离掉，不需掘进

大量的井巷就可以从地表干脆挖掘出有用的矿物，这种矿床适合用露天开采。 国内外广泛应用露天开采的主要缘由是，与地下开采比较，它有如下突出优点：

（1） 受开采空间较小，可采纳大型机械设备，从而可大大提高开采强度和矿石产量； （2） 劳动生产率高，为地下开采的5~10倍； （3） 开采成本低，为地下开采的1/4~1/3；

（4） 矿石损失贫化小，损失率和贫化率不超过3~5%；

（5） 对于高温易燃的矿体，露天开采比地下开采更为平安牢靠；

（6） 基建时间短，约为地下开采的一半，每开采一吨矿石的基建投资也比地下开采低； （7） 劳动条件好，作业比较平安。 露天开采的主要缺点是：

（1）在开采过程中，穿爆、采装、汽车运输、卸载以及排岩等作业粉尘较大，汽车运输排出

的一氧化碳逸散到大气中，废石场的有害成分在雨水的作用下流入江河湖泊和农田等，污染大气、水域和土壤，将危及人民身体健康，影响农作物及植物的生长，使生态环境遭遇不同程度的破坏；

（2）露天开采须要把大量的剥离物运往废石场排弃，因此废石场占地较多； （3）气候条件如寒冷和冰雪、酷热和暴雨等，对露天开采作业肯定影响。

2. 我国目前约有露天矿山1500个，其中重点铁矿约40个，重点有色金属矿约12个，依据统计

结果，我国露天开采占总开采量的比例见表所示。

矿石种类 铁矿石 有色金属 煤炭 建筑材料 冶金协助材料 露天开采占总开采量比例（%） 86.4 49.6 5 100 90.5 3. 露天矿是指用露天法开采矿床的矿山企业。

露天开采所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和，称为露天采场。

依据矿床埋藏条件，露天矿分为山坡露天矿和凹陷露天矿。露天开采境界封闭圈以上为山坡露天矿，封闭圈以下为凹陷露天矿。

4. 露天开采上部境界在同一标高上形成的闭合曲线，称为封闭圈。

露天开采时，通常是把矿岩划分成肯定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持肯定的超前关系。在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状，每个阶梯就是一个台阶。 挖掘机一次挖掘的宽度为采掘带。

采掘带假如长度足够和必要，可以沿长度划分成若干区段，各配置的采掘运输设备进行开采，这样的区段称为采区，采区的长度是一台电铲所占的采掘工作线长度。 5. 台阶的基本构成要素如下图所示：

台阶上部平盘

台阶坡顶线

台阶坡面

44

台阶坡底线

32 台阶下部平盘

h 20 α

台阶标号

台阶高度 台阶坡面角

6. 露天采场的构成要素及代表的含义为：

（1）工作帮：由正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮叫做工作帮。

（2）非工作帮坡面：通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜

面叫做非工作帮坡面，非工作帮坡面位于最终境界时叫做最终帮坡面或最终边坡面。

7. （1）平安平台：用作缓冲和阻截滑落的岩石以及减缓最终边坡角，保证最终边帮的稳定性和下

部水平的工作平安。

（2）运输平台：作为工作台阶与出入沟之间的运输联系的通道。

（3）清扫平台：用于阻截滑落的岩石并用清扫设备进行清理，他又起平安平台的作用。 8. 剥采比就是指露天矿开采过程中，为开采有用的矿物，剥离的废石量和采出的有用矿石量之比，

即单位矿石所需剥离的岩石量。开采境界改变，剥采比也随着改变，因此，露天开采境界与剥采比联系在一起。在确定境界时常用的几种剥采比为：

（1）平均剥采比np，是指露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比。 （2）分层剥采比nf，是指在同一分层内剥离岩石量与采出矿石量之比。

（3）境界剥采比nj，是以最终边坡角划定的境界，由某一水平延长至另一水平常，所增加的剥离岩石量与采出矿石量之比。

（4）生产剥采比（也称时间剥采比）ns，是指露天矿某一生产时期剥离的废石量与所采出的矿石量之比。

（5）经济合理剥采比nj h.，是指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比。以该剥采比从事露天开采时，露天开采成本不大于地下开采成本。

9. 露天采场采出矿石和岩石是按肯定的工艺过程实现的，这种工作总称露天矿山工程。

露天矿山工程按施工对象分为剥离工程和采矿工程，按施工形式可分为掘沟工程和扩帮工程。露天矿开采过程中，为运出各工作台阶上采出的矿石和岩石．必需挖掘一些坑道，以建立地面和各工作平台的运输联系，此外，为了开拓新的工作台阶以建立工作线，也必需挖掘—些坑道、前者叫出入沟，前者叫开段沟。 10. 矿山正常状况下，在开采一个台阶时，要先掘出入沟，然后再在此基础上掘开段沟并铺设线路，

当开段沟掘完后，即在沟一侧或两侧布置工作线而进行剥离，当上—水平扩帮工作进行到肯定程度后，便可进行其次水平的掘沟和扩帮工作，矿山工程亦从第—水平延深到其次水平。从施工形式上看，露天矿开采工程就是在露天开采境界内从上而下，按—个分层不断掘沟和扩帮的过程。

其次章 矿岩松碎工作

一.答：

机械法、爆破法、水力破裂法。 二. 答：

露天矿主要的穿孔设备有凿岩机、凿岩台车、冲击式穿孔机、潜孔钻机、牙轮钻机等。

凿岩机是小型露天矿的主要穿孔设备，同时也是大中型露天矿一次浅孔、二次破裂、边角根底处理及露天矿硐室凿岩的主要设备。

凿岩台车目前在露天矿应用的还不多、但它对提高凿岩效率、改善劳动条件、进行多品级矿石分采以及边坡处理、运输道路的修筑等工作是较为有利的。

冲击式穿孔机(也叫磕头钻)是60年头以前各国露天矿主要的穿孔设备。由于它适应性差，只能打垂直孔，且需定时取渣，穿孔效率低，劳动强度大，目前已被渐渐淘汰。

潜孔钻机具有机动敏捷，操作修理便利，作业成本低的持点，可以在中硬以上的矿岩穿凿各种不同倾斜度的炮孔。在穿凿大孔径炮孔时，排渣效果不良，因此，只适合在中小型矿山运用。

牙轮钻机能应用于各种硬度的矿岩，在坚硬以下矿岩中穿凿孔径在150mm以上的炮孔时，牙轮钻优于潜孔钻，牙轮钻机械化、自动化程度高，钻孔效率高，是目前国内外露天矿先进的穿孔设备。但牙轮钻在极硬矿岩中或穿凿150mm以下孔径的钻孔时，效率降低。 三. 答：

露天矿常用的爆破方法有深孔爆破、浅孔爆破、硐室爆破、药壶爆破、袒露爆破等。

浅孔爆破主要用于小型露天矿的爆破作业和大中型矿山的协助爆破作业。浅孔孔深3—5m，孔径为25—75mm。

深孔爆破是大型露天矿常用的主要爆破方法，部分小型露天矿也有应用。深孔孔深一般为10—15m，孔径75—300mm。

硐室爆破主要用于露天矿基建和一些特殊状况，少数穿孔实力小的采石场也用硐室爆破作为生产爆破的主要手段。

药壶爆破用于穿孔工作困难条件下，以削减钻孔工作量，克服较大的反抗线，一般与浅孔爆破结合运用、以降低大块率。

袒露爆破(也叫糊炮)即在岩石的表面放上肯定量的炸药进行爆破的方法，主要用于二次破裂和处理根底。 四. 答：

答：露天矿深孔爆破参数有台阶高度，装药长度，堵塞长度，底盘反抗线，最小反抗线，钻孔长度，超深，孔距，排距，排孔，炸药消耗量，单孔装药量及炮孔数等。 五. 答：

多排孔微差爆破一般是指多排孔之间以毫秒级微差间隔时间的爆破。其优点有： 1.提高爆破质量

2可扩大孔网参数，降低炸药单耗，提高每米炮孔崩矿量 3一次爆破量大，故可削减爆破次数，装运工作效率提高 4可降低地震效应，削减爆破对边坡和建筑物的危害

挤压爆破是不将上次爆破下来的矿石放出或采装完毕。就进行下一次爆破．当下一次爆破起爆后，被爆岩体在沿自由面方向向前移动遇到石堆的阻挡产生了挤压作用。这种爆破方法的持点是：

1提高爆破能量利用率．矿石破裂质量提高，矿石在挤压过程中发生冲撞。减轻了二次破裂工作量。

2削减了非生产时间，提高了工时利用率，提高一次爆破矿岩量，降低了爆破频率。 六. 答：

为了平整光滑的最终边坡面，并使其少受爆破损伤作用，提高边坡岩体的自稳实力，所以采作光面或预裂爆破。光面爆破和预裂爆破主要区分是光面爆破的光面孔在主爆孔之后起爆，而预裂爆破的预裂孔是在主爆孔之前首先起爆而形成预裂缝。主爆孔间距比光面孔间距大，装药量多采纳连续装药，光面孔采纳不耦合装药。光面孔和预裂孔同时起爆，是为了获得孔间应力叠加作用，使炮孔连心线上的裂隙简洁形成，获得好的光面效果。光面孔和预裂孔同时起爆是为了使炮孔连心线上达到较强的拉应力叠加作用，有利于定向裂隙的形成。 七. 答：

露天外采对爆破工作的基本要求是每次爆破的矿岩量应满意挖掘机有肯定时间的采装工作量；要求爆破质量好：大块率低，爆堆集中便于装运，无爆破后冲、根底、底板平整，平安性好，经济：

(1)有足够的爆破贮备量，保证采装工作的连续进行。

(2)要有合理的矿岩块度，爆破后的块度应满意后续工作的块度要求。

(3)要有规整的爆堆和台阶，爆堆过高，会影响挖掘机平安作业；爆堆过低，会影响采装的作业效率，爆堆前冲过大，会使清理量增大，运输线路也受影响，前冲过小，说明矿岩碎胀性不好。因此爆堆的高度和宽度都要适宜。爆破后台阶工作面也要规整，个允许出现根底，伞檐等凹凸不平现象。

(4)要平安经济。在爆破设计中，要充分考虑爆破对周四周设备、人员及建筑物的危害，保证作业平安．爆破要经济合理。

3. 采装工作

1. 单斗挖掘机主要工作参数有：挖掘半径，最大挖掘半径，挖掘高度，卸载半径，卸载高度，下

挖深度。

2. 合理的采掘带宽应保持挖掘机向里侧回转角不大于90°，向外侧的回转角不大于45°，其值：

bc(1~1.7)Rwz

但不得超过下式计算值 bcRwzfRxmaxc

式中 f——斗柄规格利用系数，f=0.8~0.9； c——外侧台阶坡底线或煤堆坡底线至铁路中心线距离，c=3~4m；

Rwz——铲斗平放在站立水平面的挖掘半径； Rxmax——斗柄最大水平伸出时的卸载半径。

3. 单斗挖掘机如何选择和计算？

答：单斗挖掘机主要依据矿山规模、矿岩剥采总量、开采工艺、矿岩物理力学性质、设备供应状况等因素确定。

小型露天矿一般选用1~2m³斗容的挖掘机；中型露天矿一般选用2~4m³斗容的挖掘机大型露天矿一般选用4~10m³斗容的挖掘机；特大型露天矿一般选用不小于8~10m³斗容的挖掘机。采纳汽车运输时，挖掘机斗容要与汽车载重量相配套，一般一车装4~6斗。 挖掘机台班生产实力：

Qc3600EKHT

tKp式中 Qc—— 单斗挖掘机台班生产实力，m³； E—— 挖掘机铲斗容积，m³； t —— 挖掘机铲装循环时间，s； KH—— 挖掘机铲斗满斗系数； Kp—— 矿岩在铲斗的松散系数； T—— 挖掘机班工作时间，h； —— 班工作时间利用系数。

4 露天矿运输

1.（1）露天矿基本物料运量大部集中于单一方向；

（2）在运输设备数量不多时，运输量指标较高，线路或道路运输强度大，线路车辆周转快； （3）矿岩具有较大的密度，较高的强度和磨蚀性，块度不一，装卸时有冲击作用； （4）露天矿的其他工艺过程与运输的牢靠性紧密相关； （5）机车车辆运输周期中的技术停留时间占有很大比重；

（6）矿岩装载点及剥离物卸载点不固定，采场与废石场台阶上的运输网路要常常移动； （7）从露天采场提升矿岩的坡度陡；

（8）矿石需分采和配矿时，运输组织非常困难；

（9）露天矿运输网路的位置与矿体构造因素有关，线路场地狭窄。

2. 露天矿运输方式依据不同的作业原理，可分为连续式和间断式运输；依据物料移动方法、行走

方式和线路设备的类型，可分为铁路运输、马路运输、斜坡道箕斗提升运输、联合运输、带

式输送机运输、水利运输和重力运输等主要运输方式。

3. （1）马路运输的特点：马路运输开拓坑线布置形式有直进式、回返式、螺旋式三种。

A. 直进式马路开拓的特点是布线简洁、沟道展线最短，汽车运行不需回弯、行车便利、运行速度及效率高，因此在条件允许的状况下，应优先考虑运用。

B. 回返式坑线开拓的优点是简洁布线，适用范围广，矿山工程发展简便，同时工作台阶数目较多。但其缺点是：汽车经过曲率半径很小的回返平台时，须减速运行，降低了运输效率。

C. 螺旋坑线开拓在大型露天矿很少采纳，只用当地形困难、矿床赋存形式不规则或采场平面形态尺寸较小而开采深度又大的露天矿，应用此种方法较为适宜。

（2）铁路运输的特点：铁路运输开拓在我国和前苏联的露天矿中仍占很重要地位，一般当露

天的运量大、地形坡度在30°以下，比高在200m以内时，采纳铁路单一运输开拓法具有明显的优越性，其通用性较强，运输实力大，运营费用低，运输设备及线路结构坚实，工作牢靠，易于修理，作业受气候条件的影响较小，并且它能与国营铁路干脆接轨，简扮装卸工作，对于满意埋藏较深、平面尺寸较大的大中型露天矿生产甚为适宜。

铁路运输的主要缺点是：由于线路坡度小，曲率半径大，基建工程量大，基建投资高，建设时间较长，新水平开拓延长工程缓慢，年下降速度比其他运输方式低，随着开采深度下降，运行周期长、运输效率明显下降。当采纳移动坑线开拓时，线路质量难以保证，线路移动和修理工作量增加，运行管理困难，影响挖掘机的效率。

（3）带式输送机运输的特点：铁路运输开拓受其运用条件，合理开采深度较小，汽车运

输虽具有一系列优点，但受合理运距的，开采深度也不能很大，并且铁路运输和汽车运输所设置的开拓坑道都是缓沟，其坡度只能在6°以下，因此线路展线都很长，掘沟工程量和边坡补充扩帮量增加，从而影响矿山基建和生产的经济效果。斜坡胶带运输开拓其线路坡度一般大于16°，不随露天矿延长而降低生产实力，且运输实力大，运距短，运输成本低，便于实现自动化，劳动成产率和挖掘机效率提高，有利于增加年下降深度。

但胶带运输开拓对矿岩块度要求较严格，矿岩必需预先破裂，在采场内设破裂站基建费高，移设困难，因此胶带运输开拓一般应用于露天矿开采深度大的矿山，开采深度小的矿山一般不用。

5 排岩工作

1. 选择废石场应当遵循哪些原则？

答：选择排土场应做到：

（1） 尽可能采纳内部排土，通过二次转排技术经济论证，主动采纳临时排土场。 （2） 不占良田，少占耕地，尽量利用山坡、山谷的荒地，避开村庄的迁移。 （3） 在不影响矿山发展的状况下，尽可能靠近采场布置排土场，以便削减运距。

（4） 场地应在居民区、工业场地的下风侧或最小风侧及生活水源的下游，以免造成环境污

染。

（5） 场地不应截断山洪和河流，避开设在水文地质困难的地段，以保证排土场的稳定。 （6） 排土场中有可能再利用的部分要考虑回收时装运的便利，以便二次利用。 （7） 排土场地可分散布置，以利于多出口运输，疏散通过实力，缓和排弃高峰。 （8） 场地的选择有利于整用土地的复垦。 排土场还应满意：

（9） 排土场总容积与露天矿设计的总的剥岩量相适应。 （10） 排土场的接受实力应保证露天矿年度采掘支配的要求。 （11） 排土场要保持良好的工程状况，保证排土作业的平安进行。

2. 简述目前露天矿常用的排岩工艺与各自的特点。

（1）人工排土成本低，需设备少，堆置高度高，但排土实力不大，且须有足够的工业场地，

只能运用于土岩量不大，采纳窄轨运输的中小型露天矿。作业内容包括：卸车、清底、回车、清场及处理个别掉道事故等。

（2）电铲排土具有排土实力大，移道工作量少等特点，但初期投资大，适用于以铁路运输的

大型露天矿，尤其是南方多雨地区及岩石松软的矿山。电铲排土段分为上下两个分台阶，电铲在下部分台阶的平盘上。车辆位于上部分台阶的线路上，将土翻入受土坑，由电铲挖掘并堆垒，在堆垒过程中，挖掘机沿排土工作线移动。其工序可概括为：列车翻卸土岩、挖掘机堆垒、移设铁路。

（3）汽车推土机排土具有工序简洁、堆置高度高，能充分利用排土场容积、排弃设备机动

性较高、基建设资和经营费少等特点。

汽车推土机排土作业工序有气车翻卸土岩、推土机推土、平整工业场地、整修排土场马路。详细为：汽车进入排土场后，沿排土场马路到达卸土段，进行调车，使汽车后退停于卸土带背向排土台阶坡面进行翻卸。汽车翻卸后，由推土机进行推土平整。

3. 露天矿为什么要对土地进行复垦？土地复垦的基本步骤和要求是什么？

答：建设一个露天矿必定要占用一部分土地，土地复垦的目的就是一方面对资源进行二次开

发和利用，另一方面爱护环境、维护排土场的稳定，防止雨水的冲刷。土地是不行再生的资源，是人类赖以生存的基础，土地复垦是一项迫切而光荣的任务。 土地复垦的基本步骤和要求有：

（1） 表土的采集、储存和复用：首先将露天矿开采范围内表土剥离，堆放在肯定的地方储

存，供复土运用，或在排土场、工业场地等有土壤资源的地方采集，供复土时运用。

（2） 按合理的依次进行排弃、回填，复土时要按岩石的种类、性能和快度的大小分层堆置。 （3） 场地打算：场地整备后有良好的稳定性，地表水源，以免水土流失。 （4） 场地铺垫表土。

6 露天开采境界

1. 什么叫露天开采境界？影响露天开采境界的因素有哪些？

答：露天开采境界是指露天矿开采终了时所形成的空间轮廓。 影响露天开采境界的因素有：（1）自然因素：包括矿床埋藏条件（矿体的分布状况、倾角、厚度等）、矿石及围岩的物理机械性质、矿区地地形及水文地质状况等。（2）经济因素：包括基本建设投资、开采成本、矿石质量、开采时的矿石损失和贫化、矿山基建期限及达到设计产量的期限、机械设备供应状况等等。（3）组织技术因素：包括的范围很广，其中露天开采的因素有地面的重要建筑物、厂房、铁路、河流以及设置排土场的可能性等。促进露天开采的因素有：矿石和围岩软松极不稳定、矿物易燃或含泥量许多的矿床，而使之不能采纳地下开采方法。

上述这些因素，对于不同的矿床，在不同时间、地点和条件下，对露天开采境界的影响程度是不同的。例如地表厂房和建筑无的，在一般矿山是次要因素，但在某些地区和矿山却起着确定性的作用。因此，在确定露天开采境界时，必需综合考虑各种因素的影响，分清哪些是影响设计的主要因素，起作用的因素，哪些是次要因素。但是，对于组织技术上的一些因素，也不是肯定的。例如河流对露天开采境界的影响，一方面河流改道很困难，费用高，但另一方面这种改道又不是不行能的，应结合详细条件，在设计中加以探讨比较才能确定。 ２．露天开采境界由露天采矿场的地表境界、底部境界和四周边坡组成。 ３．什么是剥采比？常用的剥采比有哪些形式？

答：剥采比就是指露天矿开采过程中，为开采有用的矿物，剥离的废石量和采出的有用 矿石量之比，即单位矿石所需剥离得岩石量。开采境界改变，剥采比也随着改变，因此，露天

开采境界与剥采比联系在一起。在确定境界时常用的几种剥采比为： （1）平均剥采比np，是指露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比。 （2）分层剥采比nf，是指在同一分层内剥离岩石量与采出矿石量之比。

（3）境界剥采比nj，是以最终边坡角划定的境界，由某一水平延长至另一水平常，所增加的剥离岩石量与采出矿石量之比。

（4）生产剥采比（也称时间剥采比）ns，是指露天矿某一生产时期剥离的废石量与所采出的矿石量之比。

（5）经济合理剥采比nh.j，是指经济上允许的最大剥岩量与可采矿量之比。以该剥采比从事露天开采时，露天开采成本不大于地下开采成本。 ４．如何用产品成本比较法确定经济合理剥采比？

答：（1）按原矿成本比价计算。原矿成本比较计算的方法，是用原矿作为计算的基础，使露天开采出来的原矿成本等于地下开采成本。 露天开采矿石成本为：

CL=γPa+nb, 元/m3

式中 CL--------露天开采的原矿成本，元/m3；

a--------露天开采每吨岩石的纯采矿成本，元/m3； b-------露天开采剥离单位体积岩石的成本，元/m3； γP-------矿石容重，t/m3； n-------剥采比，m3/m3。

设以地下开采那部分矿体的原矿成本为CD(元/t)，按露天开采的基本要求，以保证露天开采的原矿成本不超过地下开采成本，其关系式为：

panbpCD

满意上式的最大剥采比，就是经济合理剥采比，即

nj.hp(CDa)b,m3/m3。

式中 n j .h---------------经济合理剥采比，m3/m3； CD---------------地下开采原矿成本，元/t。

原矿成本比较法要求基本数据简洁，数据来源便利，是矿山设计中常用经济合理剥采比的方法，但该法没有涉及矿石损失率和回收率，即没有考虑露天开采和地下开采两者在损失、贫化方面的差别，从而未能反映出露天开采的优越性。

（2）按最终产品成本比较。此方法是按露天开采经采、选、冶所得产品总成本等于地下开采产品成本进行计算的。依据这一原则，当只计算到相同品位的精矿成本时，其关系式为：

(abnpSL)TL(CDSD)TD

式中 SL 、SD---------------分别是露天开采和地下开采时每吨原矿的选矿成本，元/t； TL、TD--------------- 分别是露天开采和地下开采时生产一吨精矿所需原矿吨数，t/t.

类似于原矿成本比较法，可得经济合理剥采比 n j .h

nj.hpTDbTL[(CDSD)(aSL)] ， m3/m3 （1）

依据贫化率的定义，实际贫化率为：

原矿品位：

aoa'

aoa''a'ao(1)a''

式中 a'-------------原矿品位； Ao-------------------矿石的工业品位； a''-------------实际贫化率。

TL所以

[ao(1L)a''L]LTD式中

[ao(1D)a''D]D

L、D--------------分别为露天开采和地下开采的实际贫化率；

L、D --------------分别为露天开采和地下开采选矿回收率； -----------------精矿品位。

将上述二公式带入公式（1）中，则经济合理剥采比为：

nj.hp[ao(1L)a''L]L{}(CDSD)(aSL)} b[ao(1D)a''D]D

假如最终产品不是精矿而是金属矿时，其计算方法基本相同。可得：

nj.hP[ao(1L)a''L]LL{(CDSDYD)(aSLYL)}b[ao(1D)a''D]DD

最终产品比较法中包含有贫化率L、D,考虑到露天开采和地下开采在贫化率上的差别，但该法要求的基础数据多，计算繁琐，计算时未考虑在开采回收数量上的差异。 ５．确定经济合理剥采比有哪些方法？运用的条件是什么？

答：经济合理剥采比是指露天开采境界设计的重要指标，也是衡量露天矿开采经济合理性的主要依据，其含义是指允许分摊到有用矿物上的最大剥离量。目前确定经济合理剥采比的方法大致可分两类：

（1）比较法。是以露天开采和地下开采的经济效果作比较来计算，确定用露天开采和地下开采的界限；又分为产品成本比较法和储量盈利比较法。 （2）盈利法（也叫价格法）。适用于一些只宜用于露天开采的矿床，如砂矿、含硫高易自燃的矿床等，由于不能用地下开采与之相比照，故不用上述比较法，而用矿石的销售价格确定经济合理的剥采比，以保证露天开采的原矿成本不超过其价格，以保证矿山不亏损。

６．答：长露天矿是指矿体厚度与长度之比１：４以上的矿体。长露天矿可不考虑端帮 量。 ７．答：短露天矿是指矿体厚度与长度之比１：４以下的矿题，一般采纳平面图确定境界剥采比。段露天矿须要考虑端帮原矿岩量，一般不用横断面图确定境界剥采比。

7 矿床露天开拓

4. 什么叫露天矿开拓？

答：露天矿在开采过程中，采剥工作是在若干个具有肯定高度的台阶上进行的，随着采剥工作的开展，必需不断的向下延长开拓新的工作水平，露天矿开拓就是指按肯定的方式和程序建立地表与露天采场内各工作水平及各工作水平之间的矿岩运输通路，以保证露天矿正常生产的运输联系，刚好打算新水平。

２．露天矿床开拓有哪些类型？简述各种开拓方式的特点及适用条件。

答：露天矿床开拓是通过掘进一系列坑道来实现的，而掘进坑道又必需与矿山采纳的运输方式相适应，因此，开拓巷道类型和运输方式就往往作为划分露天矿开拓方法的依据。

（1） 按开拓巷道的类型及有无分类。沟道开拓法，地下井巷开拓法，无沟开拓法，联合开

拓法。（前苏联）

（2） 按不同的运输方式分类。斜坡铁路开拓法，斜坡马路开拓法，斜坡运输机开拓法，斜

坡卷扬开拓法，平硐溜井开拓法，斜井提升开拓法，竖井提升开拓法，联合开拓法。

３．影响开拓方法选择的因素有哪些？选择开拓方法的主要原则是什么？

答：影响开拓方法选择的主要因素有：

（3） 自然地质条件：即地形、矿床地质、水文地质、工程地质及气候等因素。

（4） 生产技术条件：即矿山规模、矿区开采程序、生产工艺流程，选用设备类型及技术装

备等。

（5） 经济因素：即矿山基本建设投资、矿石生产成本及劳动成产率等。 选择开拓方法的主要原则有：

（6） 开拓方法能满意生产实力的须要。

（7） 基本建设时间短，基建投资少，早投产早达产。 （8） 生产工艺简洁，平安牢靠，技术上先进。 （9） 生产经营费用低。 （10） 不占良田，少占耕地。

４．马路运输开拓坑线布置形式有几种？各有什么特点？

答：马路运输开拓坑线布置形式有直进式、回返式、螺旋式三种。

（11） 直进式马路开拓的特点是布线简洁、沟道展线最短，汽车运行不需回弯、行车便利、

运行速度及效率高，因此在条件允许的状况下，应优先考虑运用。

（12） 回返式坑线开拓的优点是简洁布线，适用范围广，矿山工程发展简便，同时工作台阶

数目较多。但其缺点是：汽车经过曲率半径很小的回返平台时，须减速运行，降低了运输效率。

（13） 螺旋坑线开拓在大型露天矿很少采纳，只用当地形困难、矿床赋存形式不规则或采场

平面形态尺寸较小而开采深度又大的露天矿，应用此种方法较为适宜。

５．铁路运输开拓适用于什么条件？有何优缺点？

答：铁路运输开拓在我国和前苏联的露天矿中仍占很重要地位，一般当露天的运量大、地形坡度在30°以下，比高在200m以内时，采纳铁路单一运输开拓法具有明显的优越性，其通用性较强，运输实力大，运营费用低，运输设备及线路结构坚实，工作牢靠，易于修理，作业受气候条件的影响较小，并且它能与国营铁路干脆接轨，简扮装卸工作，对于满意埋藏较深、平面尺寸较大的大中型露天矿生产甚为适宜。

它的主要缺点是：由于线路坡度小，曲率半径大，基建工程量大，基建投资高，建设时间较长，新水平开拓延长工程缓慢，年下降速度比其他运输方式低，随着开采深度下降，运行周期长、运输效率明显下降。当采纳移动坑线开拓时，线路质量难以保证，线路移动和修理工作量增加，运行管理困难，影响挖掘机的效率。

６．什么是固定坑线开拓？什么是移动坑线开拓？两者相比较有何优缺点？

答：当坑线沿露天矿最终边帮设置时，运输干线除随采矿工作的发展延长或缩短外，不作任何移动，称为固定坑线开拓。

出入沟不是从设计最终境界上掘进，而是在采场其他地点掘进，开采过程中出入沟随工作线的推动而移动。始终到开采境界边缘出入沟才固定下来，这种方式称为移动坑线开拓。 优缺点从略。

７．答：露天矿开采过程中，只有不断地开拓新的工作台阶，才能保证矿山持续生产，达到稳产

高产的目的，这些开拓新工作台阶的工作就是新水平打算工作。 掘沟工程是新水平打算工程的一部分。

８．按运输设备类型，可分为：铁路运输掘沟法、汽车运输掘沟法和联合运输掘沟法。

按沟道断面开掘方法可分为全断面掘沟法和分层掘沟法。

按装车方式分为平装车掘沟法、上装车掘沟法和联合装车掘沟法。

９．露天堑沟的几何要素有：沟的底宽、沟帮坡面角、沟深、沟的纵断面坡度和沟的长度。

１０．无运输掘沟法亦称倒堆掘沟，它是用挖掘设备将沟内岩石干脆倒至沟旁排弃，或用定向抛

掷至沟外，而在掘沟时无需运输设备。

8、露天矿生产实力与采掘进度支配

（1）答：露天矿的生产实力是在详细矿床地质条件、工艺设备、开拓方法和开采方式条件下，露天矿在单位时间内所能开采出来的最大矿石量或剥采总量。一般包括矿石生产实力和矿岩生产实力。露天矿的生产实力分为设计生产实力和实际生产实力。 （2）答：确定露天矿生产实力的方法有：按市场需求量确定生产实力、按开采技术条件确定生产实力。后者有分为按采场中可能布置的挖掘机台数确定生产实力、按采矿工程水平推动速度确定、按采矿工程延深 速度确定和按经济因素确定生产实力。 （3）答：露天矿采矿工程延深速度vk 、工作线推动速度vt和矿山工程延深速度vy三者的关系式推导如下： vt = vy ( cot + cot ) vt = vk ( cot + cot ) vk = vy [( cot + cot ) / ( cot + cot )] VTVyVK （4）答：一般状况下要求矿石产量持续稳定，但不同时期生产剥采比的改变，会引起采、运设备需求数量的改变，影响采矿成本。因此，需对露天矿的生产剥采比作适当的调整，即均衡生产剥采比，使露天矿在肯定时期内保持生产规模的稳定。 （5）答：通过编制采掘进度支配，对初步拟定的矿山生产实力、均衡生产剥采比和储备矿量保有期予以验证及修正，并支配落实。因此，采掘进度支配要在全面系统地探讨露天矿剥采关系、生产实力协调和各生产工艺协作的基础上编制，具有预见性和指导性。

9 露天矿边坡稳定性分析与维护 （1）露天矿边坡有哪些特点？

答：（1）露天矿边坡多为高大边坡，边坡揭露的岩层多，地质条件差异大；（2）露天矿边坡是由剥采工程形成的，边坡岩体较破裂，而且一般不加维护，因而易受风化作用的影响；（3）露天煤矿的边坡主要由沉积岩构成，层理明显，懦弱层较多，岩石强度低；而金属露天矿的边坡主要由岩浆岩、变质岩构成，岩石强度较高，但断层、节理较发育，构造困难；（4）露天采场爆破作业频繁，且常有运输设备运行，因而边坡常受振动作用；（5）露天矿采场最终边坡是由上至下渐渐形成的，上部边坡服务时间长，下部边坡服务时间短；（6）露天矿不同部位边坡的稳定性要求不同。布置有采

掘设备、运输线路、站场、下部有采掘作业的边坡要求其稳定性较高，而那些对生产影响不大或存在时间较短的边坡要求较低；（7）露天煤矿的滑坡主要沿层面、懦弱夹层滑动，其次是沿断层、节理发生；而金属露天矿的滑坡主要是沿节理、断层发生，有时沿层面滑动。

（2）影响边坡稳定的因素有哪些？

答：（1）岩石矿物及岩体结构；（2）水的影响；（3）爆破振动；（4）其它因素。

（3）露天涯坡破坏有哪几种类型？

答：边坡破坏类型有：（1）平面破坏；（2）楔体破坏；（3）圆弧形破坏；（4）倾倒破坏。

（4）边坡稳定性计算与分析的方法有哪些？

答：边坡稳定性分析的方法主要有：（1）岩体结构分析法；（2）数学模型分析法；（3）工程参数类比法。

（5）简述露天矿边坡治理的常用方法。

答：边坡治理的常用方法有：（1）地表、地下水的疏干；（2）削坡减载；（3）人工加固。包括抗滑桩、锚杆、锚索喷射混凝土护坡和喷浆防渗透等。

10露天矿防水与排水

v（1）露天矿山发生涌水能给矿山的生产带来哪些危害？

答：（1）降低设备效率和运用寿命；（2）降低矿山工程下降速度；（3）破坏边坡的稳定性，威逼采矿作业。

（2）露天矿产生涌水的自然因素和人为因素有哪些？

答：自然因素：（1）气候条件的影响，其中以降水量和蒸发量对地下水的影响最大；（2）地表水体的影响，特殊是在裂隙发育透水性较好的岩层里，地表水体很可能成为矿山涌水的来源；（3）地形条件的影响；（4）岩石结构的影响；（5）地质构造的影响。

人为因素：（1）不正确的开采工作；（2）废坑积水；（3）未封闭或封闭不严的勘探钻孔影响。

（3）露天矿防水的主要措施有哪些？

答：地面防水：（1）截水沟；（2）河流改道；（3）调洪水库；（4）拦河护堤；地下防水：（1）探水钻孔；（2）防水墙和防水门；（3）防水矿柱；（4）防渗帷幕。

（4）简述矿床疏干的概念，矿床疏干有哪些方式？

答：矿床疏干是借助于巷道、疏水钻孔、明沟等各种疏水构筑物，在矿山基建之前或基建过程中，预先降低开采地区的地下水位，以保证采掘工作正常而平安进行的一项防水措施。

矿床疏干方式有：巷道疏干、深井疏干、明沟疏干、联合疏干。 （5）露天矿的排水系统有哪几种？

答：露天矿的排水系统主要有：自流排水系统、露天采场底部集中排水系统、露天采场分段截流排水系统、地下井巷排水系统。

11、 计算机在露天开采中的应用

（1）答：目前，计算机在露天开采中的应用包括以下几个方面：①计算机在露天矿设计中的应用，建立矿床模型表示各种地质信息，便于计算机处理；确定露天矿生产实力，使投资和生产成本最低；露天开采境界优化设计等。②计算机在露天矿生产和建设中的应用，表现在建立矿山管理信息系统，刚好采集、加工及反馈生产中的各种信息；编制矿山生产支配，管理露天矿各项生产工艺等等。③计算机在露天矿技术经济分析中的应用，表现在确定矿体边界品位，从事矿石质量中和，科学地精选能够配矿，矿山库存和合理地管理露天矿材料及备件。

（2）答：露天矿优化设计的计算机方法有：图论法、线性规划法、网络流法、运输规划法、移动圆锥法、动态规划法、参数化法。

12、露天转地下开采

（1）答：依据露天和地下采矿工艺联系的紧密程度，露天转地下开拓系统可分为露天和地下开拓系统、局部联合开拓系统和联合开拓系统三种类型。

（2）答：①露天开采对地下开采的影响集中表现在要求地下第一阶段矿块的采矿方法及其结构有利于平安生产。②地下开采对露天开采的影响主要表现在露天矿受地下开采影响的范围和程度，与露天和地下在时间、空间上的结合程度，以及地下采空区的状况等因素有关。为了保证作业平安而实行的综合措施，可能导致露天开采强度的下降，特殊是在地下开采移动区内进行露天开采时，可能会严峻影响矿山的技术经济指标。