本发明属于矿床开采技术领域，具体是露天矿经济合理剥采比确定方法。
背景技术：
在露天矿床开采中，为了采出矿石，需剥离一定数量的岩石。在我国露天矿开采设计中广泛采用境界剥采比小于等于经济合理剥采比的原则圈定露天矿开采境界。当前设计中计算经济合理剥采比的方法有原矿成本比较法、精矿成本比较法和储量盈利比较法。但是，在矿石开采过程中，由于剥岩和
采矿存在时间上超前与滞后的关系，因此开采矿石和岩石的成本与物料所处位置有关。传统方法确定经济合理剥采比，无论是哪种方法均未考虑矿石和岩石开采的时间因素，将所有的矿石作为一个整体，按统一的经济剥采比圈定开采境界，无法确定合理露天境界开采深度，无法实现矿床开采的经济效益最大化。
技术实现要素：
针对现有计算方法存在的问题,本发明提供一种露天矿经济合理剥采比确定方法，适用于露天开采境界设计，以确定露天境界的最优位置。技术方案如下：
一种露天矿经济合理剥采比确定方法，包括以下步骤：
构造露天矿经济合理剥采比计算目标函数按露天矿经济合理剥采比为露天矿预期盈利为零时的极限值来确定露天矿经济合理剥采比，计算公式如下：
t岩＝t矿*ne/n；(1)
其中，i为贴现率；
ne为经济合理剥采比；
t矿为境界延深增加的矿石量；
a矿为矿石采矿成本；
b岩为岩石剥离成本；
d矿为原矿销售价格；
e矿为矿石的其它开采费用；
t岩表示每年需剥离岩石量；
t表示第t年，
其中，n为开采年限，根据露天矿山开采年下降速度，确定开采不同深度矿岩的开采年限n；
n＝h/v；(3)
其中，h为矿石赋存深度；
v为矿山开采年下降速度，
根据矿石赋存深度h、境界延深增加的矿石量t矿、a矿为矿石采矿成本、b岩为岩石剥离成本、d矿为原矿销售价格、e矿为矿石的其它开采费用以及贴现率i确定每年需剥离岩石量t岩，并利用公式1分别确定对应矿石赋存深度h下的经济合理剥采比ne。
优选地，按贴现率i为0％、5％、10％、15％测算露天矿经济合理剥采比。
优选地，按照境界剥采比小于等于经济合理剥采比的原则确定露天矿境界剥采比。
优选地，根据不同的矿石赋存深度h计算对应深度的经济合理剥采比，并依照不同开采深度对应的经济合理剥采比来分别确定对应的露天矿境界剥采比，并进而分别确定不同开采深度对应的露天矿境界。
本发明提出一种确定露天矿经济合理剥采比计算方法，通过建立露天矿经济合理剥采比与矿石量、贴现率、成本、售价和矿石赋存深度的目标函数。对于确定深凹露天矿开采境界最终位置，本发明与现有计算方法相比，充分考虑了开采深度和开采时间的不同对经济合理剥采比影响，为科学的进行深露天矿境界确定等提供参考依据。该方法可以在深凹露天矿境界确定时在设计单位推广应用。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示露天矿的露天境界的示意图。
附图标记说明：1.原始地表；2.矿石；3.岩石；4.露天境界；5.露天境界边坡角；6.境界延深增加的岩石量；7.境界延深增加的矿石量；h.境界延深米数；h.矿石赋存深度。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的露天矿经济合理剥采比确定方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
如图1所示，其中，1为原始地表；2为矿石；h为矿石赋存深度。对应该矿石2，需要挖掉岩石3形成露天境界4，5为露天境界边坡角。其中，虚线和实线分别表示境界延深前和延深后的露天境界。h为境界延深米数，6为境界延深增加的岩石量，7为境界延深增加的矿石量。本实施例的露天矿经济合理剥采比确定方法，包括以下步骤：
步骤s1：构造经济合理剥采比计算目标函数rev，为保证露天矿合理正常生产期间有盈利，按露天矿经济合理剥采比为露天矿预期盈利为零时的极限值，来确定露天矿经济合理剥采比，并按照境界剥采比小于等于经济合理剥采比的原则确定露天矿境界剥采比，计算公式如下：
t岩＝t矿*ne/n；(1)
其中，i为贴现率，单位％，考虑矿石和岩石开采的时间因素，按项目的贴现率(预期收益)考虑开采预期盈利；
ne为经济合理剥采比，单位是t/t；
t矿为境界延深增加的矿石量，单位是t；
a矿为矿石采矿成本，单位是元/t；
b岩为岩石剥离成本，单位是元/t；
d矿为原矿销售价格，单位是元/t；
e矿为矿石的其它开采费用，单位是元/t，所述其它开采费用是指采矿成本以外的开采费用；
t岩表示每年需剥离岩石量；
t表示第t年。
步骤s2，按照矿岩均匀分布，先剥离岩石后，再开采矿石，将露天矿开采过程进行分解，根据类似工程确定露天矿山开采年下降速度，从而确定开采不同深度矿岩的开采年限n；
n＝h/v；(3)
其中，h为矿石赋存深度，m；
v为矿山开采年下降速度，m/a。
步骤s3，根据不同的矿石赋存深度h，根据境界延深增加的矿石量t矿、a矿为矿石采矿成本、b岩为岩石剥离成本、d矿为原矿销售价格、e矿为矿石的其它开采费用以及贴现率i确定每年需剥离岩石量t岩，并利用公式1确定对应开采深度h的经济合理剥采比ne。
下面以一个实例来说明。矿山的基本条件为：某露天铁矿为生产矿山，现计划进行扩帮境界设计。矿体倾角90°，矿体厚度50m，矿石体重3t/m3，每延深10m，增加矿石量1500t。扩帮年下降速度按40m/a，采矿成本15元/t，剥岩成本12.25元/t，矿石其他费用13元/t，原矿售价91元/t；
项目贴现率取分别按0％、5％、10％、15％进行测算；
矿体开采深度分别按120m和400m进行计算；
将上述参数代入到公式(3)中，最终计算该露天矿不同开采深度下的经济合理剥采比如下表1所示：
表1
可以看出当贴现率为0％时，开采深度不同，经济合理剥采比不变；
可以看出，当考虑贴现率时，经济合理剥采比随着贴现率的增加而减小；
可以看出，当考虑贴现率时，经济合理剥采比受矿体所处位置影响，矿体赋存越深，经济合理剥采比越小。与传统方法确定经济合理剥采比相比，开采深部矿体的经济合理剥采比减小，确定的最终境界也将缩小。露天境界设计时可以结合矿山实际情况对露天境界进行选择。由此，由于不同开采深度的经济合理剥采比不同，则不同开采深度的境界剥采比也不同，则可以根据不同开采深度对应的境界剥采比来分别设计各开采深度的露天矿境界。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种露天矿经济合理剥采比确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
构造露天矿经济合理剥采比计算目标函数
按露天矿经济合理剥采比为露天矿预期盈利为零时的极限值来确定露天矿经济合理剥采比，计算公式如下：
t岩＝t矿*ne/n；(1)
其中，i为贴现率；
ne为经济合理剥采比；
t矿为境界延深增加的矿石量；
a矿为矿石采矿成本；
b岩为岩石剥离成本；
d矿为原矿销售价格；
e矿为矿石的其它开采费用；
t岩表示每年需剥离岩石量；
t表示第t年，
其中，n为开采年限，根据露天矿山开采年下降速度，确定开采不同深度矿岩的开采年限n；
n＝h/v；(3)
其中，h为矿石赋存深度；
v为矿山开采年下降速度，
根据矿石赋存深度h、境界延深增加的矿石量t矿、a矿为矿石采矿成本、b岩为岩石剥离成本、d矿为原矿销售价格、e矿为矿石的其它开采费用以及贴现率i确定每年需剥离岩石量t岩，并利用公式1分别确定对应矿石赋存深度h下的经济合理剥采比ne。
2.根据权利要求1所述的露天矿经济合理剥采比确定方法，其特征在于，
按贴现率i为0％、5％、10％、15％分别测算露天矿经济合理剥采比。
3.根据权利要求1所述的露天矿经济合理剥采比确定方法，其特征在于，
按照境界剥采比小于等于经济合理剥采比的原则确定露天矿境界剥采比。
4.根据权利要求1所述的露天矿经济合理剥采比确定方法，其特征在于，
根据不同的矿石赋存深度h计算对应深度的经济合理剥采比，并依照不同开采深度对应的经济合理剥采比来分别确定对应的露天矿境界剥采比，并进而分别确定不同开采深度对应的露天矿境界。
技术总结
本发明公开一种露天矿经济合理剥采比确定方法。通过建立露天矿经济合理剥采比与矿石量、贴现率、成本、售价和矿石赋存深度的目标函数，充分考虑了开采深度和开采时间的不同对经济合理剥采比影响，为科学的进行深露天矿境界确定等提供参考依据。该计算方法可以在深凹露天矿境界确定时推广应用。
技术研发人员：文振明;周育;韩波;王鹏;秦梓赫
受保护的技术使用者：中冶北方(大连)工程技术有限公司
技术研发日：2020.08.04
技术公布日：2020.12.01
声明：
“露天矿经济合理剥采比确定方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：中冶北方(大连)工程技术有限公司
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