摘要：决定矿山开采能否可行，怎样使采矿成本降到最低，让企业在激烈的市场竞争中赢得主动，确定合理的经济剥采比及最优化开采深度就是经营决策中重要的依据之一，对这两个方面进行研究对提高企业盈利有着重要意义。
关键词：露天矿山；经济合理剥采比；最优化开采深度
Abstract: decideing to mine feasibly, how to make the mining cost is minimized, make enterprise in the fierce competition in the market to win the initiative, the determination of reasonable economic stripping ratio and optimization of mining depth is an important basis for business decision, the two aspects research to improve business profit has important significance.
Keywords: open-pit mine; reasonable economy stripping ratio; optimization of mining depth
中图分类号：[TD-9]文献标识码：A文章编号：
1 经济合理剥采比的确定
确定经济合理剥采比主要用比较法，实质是将露天与地下开采的经济效果作比较来确定经济合理剥采比。目前，应用较广泛的是储量盈利比较法系列，该系列中有产品成本比较法、储量盈利平衡法和盈亏平衡法。以下讨论的经济合理剥采比与原矿剥采比相对应。
1.1 产品成本比较法
矿山企业的最终产品可以是原矿、精矿或其他后续矿产品。’
1.1.1原矿成本比较法
露天开采的原矿成本CL包括纯采矿成本a(元／t)和所分摊的剥离费用两部分，即：
原矿成本比较法的原理是将原矿的地采成本作为露采成本的上限，并以此作为依据来确定经济合理剥采比，也就是：
nJH’表示每吨原矿的露采成本不大于地采成本时允许的最大剥采比，即经济合理剥采比。原矿成本比较法确定经济合理剥采比通常适用于露天和地下开采的矿石损失和废石混入率相差不大、矿石不贵重且地下开采有盈利的情况。
1.1.2精矿成本比较法
这种方法是以精矿(或矿产品)作为计算基础，使露采的精矿成本不大于地采精矿成本，该方法考虑了露天与地下开采在贫化率上的差别，即：
式中：DL、DD——分别是露采和地采每吨原矿所分摊的采矿、选矿费用，元/t；KL、KD——分别是露采和地采每吨原矿的精矿产出率。
类似于原矿成本比较法，可得经济合理剥采比：
原矿的精矿产出率为：
结合上式公式中可知原矿品位为：
1.2储量盈利比较法
该法是将单位储量的地下开采盈利作为露天开采盈利的下限，也就是：
上式中，uL、uD——分别为露采与地采每吨圆矿的最终盈利。
类似于产品成本比较法，其经济合理剥比为：
若矿山企业的最终产品为原矿，并允许aL≠aD’，则：
1.3盈亏平衡法
盈亏平衡法适用于矿床采用单一露天开采的情况。这时，要求露采的矿产品成本不得超过其销售价格，或者说，不允许单位工业储量的露采最终盈利小于零，以保证矿山不亏损，即：
由此可得经济合理剥采比：
与储量盈利比较法一样，单位工业储量的盈利可以计算到原矿，也可以计算到精矿。
1.4各种方法的相互关系及适用条件
储量盈利比较法系列的基本思想是要求单位工业储量的露采最终盈利不小于地采盈利。该系列的基本方法是储量盈利比较法，系列中的其他方法都是该方法的特殊形式。
假设露采和地采单位工业储量所获得原矿的数量和质量均相同，即，则有 在这种情况下，储量盈利比较法简化为原矿成本比较法，即：
若露采和地采单位工业储量所获精矿数量和质量均相同，也就是 ，于是：
上式表明，此时可以通过比较精矿成本来反映储量盈利情况，即精矿成本比较法与储量盈利比较法在这种情况下等价。
显然，当矿床仅适用露天开采而不宜用地下开采时，意味着uD=0，此时储量盈利比较法就简化为盈亏平衡法，即：
综上所述，可以将储量盈利比较法系列中的各种计算方法及其分类依据列于下表：
上表中的分类依据实质上是各种计算方法的理论适用条件，由此可以隐身出下表所列出的三种比较对应的技术和实际应用条件。
需要指出的是，在露天开采境界设计的时候，必须把上述各式计算的经济合理剥采比nJH’换算为对应于储量剥采比的经济合理剥采比nJH。
2最优化开采深度的确定
2.1长露天矿开采深度的确定露天矿走向长度大时，首先是在各地质横剖面图上初步确定开采深度，然后再纵剖面图调整露天矿底部标高。
2.1.1在各地质横剖面上初步确定露天开采深度
首先，在各横剖面上做出若干个深度的开采境界方案。当矿体埋藏条件简单时，深度方案取得少一些；矿体复杂时，深度方案取多些，并且必须包括境界剥采比有显著变化的深度。绘制境界时，依据选定的最小底宽和边坡角，这时既要注意露天矿底在矿体中的位置，还要鉴别该横剖面上的边坡角是实际的还是伪倾角，若为伪倾角，则需进行换算。
其次，针对各深度方案，用面积比法或线段比法方案计算其境界剥采比。
最后，将各方案的境界剥采比与开采深度绘成关系曲线，再画出代表经济合理剥采比的水平线，两线交点的横坐标就是所要求的开采深度。
至此，完成了一个地质横剖面图上露天开采理论深度的确定。按同样的方法，可将露天矿范围内所有横剖面图上的理论深度都确定下来。
应当指出，在确定厚矿体的开采深度时，鉴于露天矿底的位置不易确定，有时先按矿体厚度而不是最小底宽作图，然后继续向下无剥离采矿，直至最小底宽为止。这时，作为露天开采的最终深度，显然是最初确定的深度与无剥离开采深度之和。
2.1.2在地质纵剖面图上调整露天矿底部标高在各个地质横剖面图上初步确定了露天开采的理论深度后，由于各剖面的矿体厚度和地形变化不等，所得开采深度也不一。将各剖面图上的深度投影到地质纵剖面图上，连接各点，得出一条不规则的折线。
为了便于开采和布置运输线路，露天矿的底平面宜调整至同一标高。当矿体埋藏深度沿走向变化较大，而且长度又允许时，其底平面可调整成阶梯状。调整的原则是，使少采出的矿石量与多采出的矿石量基本均衡，并让剥采比尽可能小。
2.2 短露天矿开采深度的确定对于走向短的露天矿，需要充分考虑端帮剥离岩石量的影响。在确定开采深度时，用平面图把露天矿作为一个整体来考虑，其具体步骤如下：
2.2.1根据矿体形状和已确定的经济合理剥采比选定几个可能的深度H1、H2、H3…；
2.2.2 针对每一个深度方案，在相应的分层平面图上，按选定的最小底宽并参照矿体形状，绘出该水平的底部周界；
2.2.3 在同一分层平面图上，进一步确定露天矿地表周界及边坡上矿岩接触线的垂直投影在各横剖面图上，按选定的边坡角作边坡线，找出每条边坡线与地形及矿岩接触线交点，然后投影到分层平面图上；在没有剖面的地方，则在分层平面图上，选有代表性的各点作垂直于底部周界的辅助剖面，然后在辅助剖面图上绘出边坡线，找出它与地形线及矿岩接触线的交点，再投影到分层平面图上；最后，将上述横剖面、纵剖面、辅助剖面的投影点连接，即得露天矿地表周界和边坡面上矿岩接触线的垂直投影；
2.2.4按平面图法计算各深度方案的境界剥采比nj1、nj2、nj3…；
2.2.5绘制境界剥采比随深度变化的关系曲线，在曲线上找出境界剥采比等于经济合理剥采比的深度，这一深度就是露天矿的最优开采深度。
3 结束语
总之，露天矿的经济剥采比及最优化开采深度并非在设计时一经确定便完全保持不变, 在矿山生产实际中, 它随着采矿新技术、新设备的利用及采矿成本、矿石价格、露天与地下开采相对成本等因素的变化而变化。
参考文献：
[1]李宝详，金属矿床露天开采[M],冶金工业出版社,2005.
[2]中国矿业学院，露天采矿手册( 第五册)[M],煤炭工业出版社,2010.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。