露天開採境界

1913年前德國對開採水平煤層和鐵礦層提出了計算覆蓋岩層最大允許厚度的方法；1927年蘇聯斯捷申科 (Α.И.Стешенκо)提出境界剝采比和平均剝采比都不大於經濟合理剝采比來確定急傾斜礦床露天開採深度的理論。經發展、完善，為世界各國廣泛採用。

剝采比 包括：①平均剝采比，露天開採境界內的岩石總量Vp與礦石總量Ap之比（圖a）；②分層剝采比，露天開採境界內某一水平分層的岩石量VF與礦石量AF之比(圖b)；③生產剝采比，露天礦某一生產時期的剝離量VS與所採礦量AS之比(圖c)；④境界剝采比，露天開採境界稍有增大時，岩石增量△V與礦石增量△A之比（圖d）；⑤經濟合理剝采比，經濟上允許的最大剝采比。經濟合理剝采比ne的計算方法：有比較法與價格法。前者分原礦成本比較法、金屬成本比較法和儲量盈利比較法。原礦成本比較法計算簡單，公式是：

ne＝(c-a)/b 米3／米3（噸／噸）式中c

是地下開採的採礦成本或允許成本，元/米3(元/噸)；a是露天開採的純採礦成本(不包括剝離)，元/米3(元/噸)；b是露天開採的剝離成本，元/米3(元/噸)。

當露天開採與地下開採的貧化率相差較大時，可以精礦或冶鍊產品的金屬量為基礎，用金屬成本比較法計算經濟合理剝采比。價格昂貴或資源稀缺的金屬礦床，可用儲量盈利比較法，它以礦石工業儲量所獲得的盈利相等，全面地反映了露天開採和地下開採兩者在損失和貧化上的差異。價格法的計算公式與原礦成本比較法相同。但式中c代表礦石的售價，用於只宜露天開採的礦床，如石灰石、白雲石、砂礦和含硫高、易自燃的礦床等。

根據不同資源條件，上述各種方法在中國礦山設計中均有應用。常用的經濟合理剝采比，取成本法和價格法計算結果的低值。

露天開採境界的確定 確定露天開採境界的方法大致有三種：①境界剝采比不大於經濟合理剝采比。如兼用地下開採，就要尋找露天開採與地下開採的合理分界，使全礦床露天開採與地下開採的總經濟效果最佳。這是目前最常用的一種設計原則。②生產剝采比不大於經濟合理剝采比。當用容許成本控制露天礦開採，則露天礦開採的經濟效果，在任何時候都不應劣於容許程度。③平均剝采比不大於經濟合理剝采比。此原則適用於礦床和地表平行或近於平行的條件。確定露天開採境界的傳統方法是：①按采裝、運輸設備的規格和操作要求確定露天礦底部寬度。②確定露天礦的最終邊坡角，其大小必須滿足邊坡穩定和運輸要求，通常根據類似礦山的實測資料或通過邊坡穩定性計算求得。③根據上述某一原則確定露天開採境界，做出露天開採終了平面圖。

目前已應用電子計算機來確定最優境界。較成熟的有移動圓錐法，其次是動態規劃法、圖論法和投影法。移動圓錐法比較實用，應用較廣泛。其原理是用有限個相互交錯重疊的倒圓錐體來模擬露天坑，以圓錐的斜面傾角等於最終邊坡角。做法是：根據鑽孔資料及地形測量資料用電子計算機進行數據處理，建立礦化數字模型，根據礦化數字模型，採礦的損失率（見回採率）、貧化率、選礦和冶鍊的實收率與損耗以及產品價格等，計算各塊段的凈值，得出礦床經濟模型。以露天坑底的某一凈值為正（即收入高於成本）的塊段為中心，作出第一個倒圓錐，求出此圓錐內積累總凈值，總凈值為正時為可采圓錐，否則為不可采；然後依次向鄰近為正值的塊段移動圓錐中心，每移動一次所計算出的凈值增量稱為移動增量。當所有移動增量累計的凈值為最大時，所確定的露天開採境界即為最優（見計算機在採礦工業中的應用）。

參考書目

李寶祥等編：《金屬礦床露天開採》，第一版，冶金工業出版社，北京，1979。