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一、茂名油母页岩露天矿基本情况
（一）矿田概况
茂名油母页岩露天矿区指1958年至1995年间开采过的金塘矿区，位于广东省茂名市西北部3Km处，其地理坐标为：东经110049?00"-110053?35"、北纬21042?17"-21045?00"。连接茂名市的公路、铁路四通八达，交通十分方便，给露天矿的开采提供了非常有利的条件。
矿区地形趋于平坦，海拔标高一般为30m-60m，最高标高为76.28m，最低标高为24.01m，比高为30m-60m。矿区四季多雨，雨量充沛。流经矿区附近的河流有白沙河、泗水河和小东江，均属鉴江水系，可直接排泄矿区地表水。矿区油母页岩赋存于下第三纪茂名系油柑窝层，以透水性不良的白垩纪红色岩层及喷出岩层等为基底。第三纪地层由茂名系油柑窝层与黄牛岭层、尚村层、老虎岭层为含水层，其代号顺次称为第三、第二、第四含水层，由油母页岩层及尚村层将之隔开，第三含水层位于油母页岩层之下部，第二含水层为油母页岩上覆直接岩层，第四含水层位于矿层露头北3000m-4000m以外地区。此外，在矿田附近尚有冲积层存在，称为第一含水层。因此，矿区的水文及气象条件给露天矿的开采带来一些不利，但没有构成严重的威胁。
金塘矿区勘探面积为21Km2，总储量为864.116Mt，其中：A2级储量175.363Mt；B级储量324.919Mt；C1级储量185.210Mt；C2级储量178.624Mt。同时，有关质量资料表明，本区内油母页岩品位较好，地质储量丰富、可靠，矿田为一单褶皱，矿层较平缓，赋存简单，覆盖层薄，剥采比小，便于露天开采。如此储量和工程地质情况，为建设大型油母页岩露天矿提供了得天独厚的自然条件。
（二）开采历史及现状
茂名油母页岩露天矿曾于1958年至1995年间正式开采,在南部油母页岩露头处采用单斗-铁道开采工艺进行开采，历时35年，共采出油母页岩112.05Mt，剥离土岩123.28Mm?，所采油母页岩全部用于炼油。因在开采过程中存在多种问题不能解决而导致开采成本升高，加之采用油母页岩炼油缺乏市场效益，使得露天矿连年亏损，最终被迫于1995年关闭停产并处理原用所有设备。
在原已确定的茂名油母页岩露天矿首采区金塘矿区范围内，主要地质情况和基本开采条件是开采对象较简单，为单一层的富油页岩矿。上部剥离物的厚度随矿层赋存深度的增加而增加，开采初期剥离物厚度为40m，至首区开采结束时，剥离物厚度达90m。目前，在露头处形成了一个采空区，此采空区长约5.5Km，宽约1.1Km,深20m-70m。采空区内聚积有大约30M m?的地表水。
上述开采历史和地质、地貌变化情况，构成了露天矿目前的现状条件。
二、原露天矿严重亏损的主要原因
茂名油母页岩露天矿在1995年正式关停之前处于长期严重亏损状态。综合分析其资源条件、开采历史和动态市场情况，可知导致严重亏损的主要原因如下：
（一）市场的发展变化导致油母页岩炼油经济效益下降
茂名油母页岩露天矿隶属于茂名石油化工公司，所采油母页岩全部用于炼油，在露天矿建成投产以后不久，国内相继探明并开采了几大油田，大大地缓冲了国内原油紧缺的局势，加之国际上石油开采速度突然猛增，原油价格急剧下跌，而在同时期内开采成本不但不下降还相反逐年上升，使油母页岩炼油成本逐年升高。
（二）开采工艺不适宜导致工程复杂、成本偏高
采用单斗--铁道开采工艺进行开采，而此工艺存在机动性差、运输设备爬坡能力差、转弯半径大、展线长、土地占用多、辅助与相关配套工程多、人员多、管理复杂、管理费用多、工作线长、推进强度小、矿建工程量大、建设期长、工程转变期长、投资大等各方面缺点，都会导致露天矿开采成本大幅偏高。
（三）剥离物严重粘车底而返运导致工程效率降低、成本升高
由于采用单斗-铁道工艺，则采用铁道车辆进行剥离物运输、排弃，而露天矿剥离物多为粘性土岩，粘车底而返运现象严重，一般粘车底返运率为18%，这是露天矿粘性剥离物在运输、排弃过程中长期存在的一大问题。因此问题的长期存在而又未能妥善解决，导致剥离物采运排效率大幅降低，使剥离物的运输、排弃成本大幅提高。
（四）开采过程控制不当导致成本逐步升高
原露天矿在开采过程中,由于平时重采矿而轻剥离，就易避难，端帮死角处理不及时，逐年叠积，造成采矿工作线逐年缩短，导致剥采比逐年增高，回采率逐年降低。这样，使得矿石生产成本逐年升高。
三、露天矿改建开采及工艺优化选择
（一）可能选用的开采工艺方案
根据露天开采工艺选择原则，参考国内外各种实用、先进的露天开采工艺、设备，综合考虑露天矿各种现有条件和影响因素，拟提实际可能采用的开采工艺方案如下：
A方案： 采矿采用单斗挖掘机--卡车--半固定破碎站--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺，简称采矿半固定破碎站半连续、剥离连续联合开采工艺方案。
B方案：采矿采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺，简称采矿自移式破碎机半连续、剥离连续联合开采工艺方案。
C方案：采矿采用单斗挖掘机--卡车--半固定破碎站--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺，简称采矿半固定破碎站半连续、剥离自移式破碎机半连续联合开采工艺方案。
D方案：采矿采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺，简称采矿剥离单斗自移式破碎半连续联合开采工艺方案。
E方案：采矿与剥离均采用单斗挖掘机--铁道开采工艺，简称单斗--铁道间断开采工艺方案。
F方案：采矿与剥离均采用单斗挖掘机--卡车开采工艺，简称单斗--卡车间断开采工艺方案。
（二）开采工艺方案的定性分析比较
1、轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺的定性分析：
优点：1）自动化程度高，生产连续，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用少，生产成本低；3）辅助相关配套工程量小，管理相对简单。
缺点：1）与单斗--卡车开采工艺比初期设备投资相对较高；2）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。
2、单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺的定性分析：
优点：1）采装采用单斗挖掘机，使用工艺的灵活性好，岩性适应性强，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用相对较少。
缺点：1）初期投资较大；2）生产环节多，设备种类多，备品备件多，管理复杂；3）为适应带式输送机运输需求，在剥离物采装、运输、排弃工艺之间增加了中间破碎环节而使生产费用增加；4）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。
3、单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺的定性分析：
优点：1）采装采用单斗挖掘机，使用工艺的灵活性好，岩性适应性强，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用相对较少。
缺点：1）初期投资较大；2）生产环节多，设备种类多，备品备件多，管理复杂；3）剥离、采装和运输之间均增加了中间破碎环节而使生产费用增加；4）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。
（一）矿田概况
茂名油母页岩露天矿区指1958年至1995年间开采过的金塘矿区，位于广东省茂名市西北部3Km处，其地理坐标为：东经110049?00"-110053?35"、北纬21042?17"-21045?00"。连接茂名市的公路、铁路四通八达，交通十分方便，给露天矿的开采提供了非常有利的条件。
矿区地形趋于平坦，海拔标高一般为30m-60m，最高标高为76.28m，最低标高为24.01m，比高为30m-60m。矿区四季多雨，雨量充沛。流经矿区附近的河流有白沙河、泗水河和小东江，均属鉴江水系，可直接排泄矿区地表水。矿区油母页岩赋存于下第三纪茂名系油柑窝层，以透水性不良的白垩纪红色岩层及喷出岩层等为基底。第三纪地层由茂名系油柑窝层与黄牛岭层、尚村层、老虎岭层为含水层，其代号顺次称为第三、第二、第四含水层，由油母页岩层及尚村层将之隔开，第三含水层位于油母页岩层之下部，第二含水层为油母页岩上覆直接岩层，第四含水层位于矿层露头北3000m-4000m以外地区。此外，在矿田附近尚有冲积层存在，称为第一含水层。因此，矿区的水文及气象条件给露天矿的开采带来一些不利，但没有构成严重的威胁。
金塘矿区勘探面积为21Km2，总储量为864.116Mt，其中：A2级储量175.363Mt；B级储量324.919Mt；C1级储量185.210Mt；C2级储量178.624Mt。同时，有关质量资料表明，本区内油母页岩品位较好，地质储量丰富、可靠，矿田为一单褶皱，矿层较平缓，赋存简单，覆盖层薄，剥采比小，便于露天开采。如此储量和工程地质情况，为建设大型油母页岩露天矿提供了得天独厚的自然条件。
（二）开采历史及现状
茂名油母页岩露天矿曾于1958年至1995年间正式开采,在南部油母页岩露头处采用单斗-铁道开采工艺进行开采，历时35年，共采出油母页岩112.05Mt，剥离土岩123.28Mm?，所采油母页岩全部用于炼油。因在开采过程中存在多种问题不能解决而导致开采成本升高，加之采用油母页岩炼油缺乏市场效益，使得露天矿连年亏损，最终被迫于1995年关闭停产并处理原用所有设备。
在原已确定的茂名油母页岩露天矿首采区金塘矿区范围内，主要地质情况和基本开采条件是开采对象较简单，为单一层的富油页岩矿。上部剥离物的厚度随矿层赋存深度的增加而增加，开采初期剥离物厚度为40m，至首区开采结束时，剥离物厚度达90m。目前，在露头处形成了一个采空区，此采空区长约5.5Km，宽约1.1Km,深20m-70m。采空区内聚积有大约30M m?的地表水。
上述开采历史和地质、地貌变化情况，构成了露天矿目前的现状条件。
二、原露天矿严重亏损的主要原因
茂名油母页岩露天矿在1995年正式关停之前处于长期严重亏损状态。综合分析其资源条件、开采历史和动态市场情况，可知导致严重亏损的主要原因如下：
（一）市场的发展变化导致油母页岩炼油经济效益下降
茂名油母页岩露天矿隶属于茂名石油化工公司，所采油母页岩全部用于炼油，在露天矿建成投产以后不久，国内相继探明并开采了几大油田，大大地缓冲了国内原油紧缺的局势，加之国际上石油开采速度突然猛增，原油价格急剧下跌，而在同时期内开采成本不但不下降还相反逐年上升，使油母页岩炼油成本逐年升高。
（二）开采工艺不适宜导致工程复杂、成本偏高
采用单斗--铁道开采工艺进行开采，而此工艺存在机动性差、运输设备爬坡能力差、转弯半径大、展线长、土地占用多、辅助与相关配套工程多、人员多、管理复杂、管理费用多、工作线长、推进强度小、矿建工程量大、建设期长、工程转变期长、投资大等各方面缺点，都会导致露天矿开采成本大幅偏高。
（三）剥离物严重粘车底而返运导致工程效率降低、成本升高
由于采用单斗-铁道工艺，则采用铁道车辆进行剥离物运输、排弃，而露天矿剥离物多为粘性土岩，粘车底而返运现象严重，一般粘车底返运率为18%，这是露天矿粘性剥离物在运输、排弃过程中长期存在的一大问题。因此问题的长期存在而又未能妥善解决，导致剥离物采运排效率大幅降低，使剥离物的运输、排弃成本大幅提高。
（四）开采过程控制不当导致成本逐步升高
原露天矿在开采过程中,由于平时重采矿而轻剥离，就易避难，端帮死角处理不及时，逐年叠积，造成采矿工作线逐年缩短，导致剥采比逐年增高，回采率逐年降低。这样，使得矿石生产成本逐年升高。
三、露天矿改建开采及工艺优化选择
（一）可能选用的开采工艺方案
根据露天开采工艺选择原则，参考国内外各种实用、先进的露天开采工艺、设备，综合考虑露天矿各种现有条件和影响因素，拟提实际可能采用的开采工艺方案如下：
A方案： 采矿采用单斗挖掘机--卡车--半固定破碎站--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺，简称采矿半固定破碎站半连续、剥离连续联合开采工艺方案。
B方案：采矿采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺，简称采矿自移式破碎机半连续、剥离连续联合开采工艺方案。
C方案：采矿采用单斗挖掘机--卡车--半固定破碎站--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺，简称采矿半固定破碎站半连续、剥离自移式破碎机半连续联合开采工艺方案。
D方案：采矿采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺，剥离采用单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺，简称采矿剥离单斗自移式破碎半连续联合开采工艺方案。
E方案：采矿与剥离均采用单斗挖掘机--铁道开采工艺，简称单斗--铁道间断开采工艺方案。
F方案：采矿与剥离均采用单斗挖掘机--卡车开采工艺，简称单斗--卡车间断开采工艺方案。
（二）开采工艺方案的定性分析比较
1、轮斗挖掘机--带式输送机--排土机连续开采工艺的定性分析：
优点：1）自动化程度高，生产连续，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用少，生产成本低；3）辅助相关配套工程量小，管理相对简单。
缺点：1）与单斗--卡车开采工艺比初期设备投资相对较高；2）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。
2、单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机--排土机半连续开采工艺的定性分析：
优点：1）采装采用单斗挖掘机，使用工艺的灵活性好，岩性适应性强，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用相对较少。
缺点：1）初期投资较大；2）生产环节多，设备种类多，备品备件多，管理复杂；3）为适应带式输送机运输需求，在剥离物采装、运输、排弃工艺之间增加了中间破碎环节而使生产费用增加；4）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。
3、单斗挖掘机--自移式破碎机--带式输送机半连续开采工艺的定性分析：
优点：1）采装采用单斗挖掘机，使用工艺的灵活性好，岩性适应性强，效率高，开采强度大；2）采运排设备均采用电能驱动，运营费用相对较少。
缺点：1）初期投资较大；2）生产环节多，设备种类多，备品备件多，管理复杂；3）剥离、采装和运输之间均增加了中间破碎环节而使生产费用增加；4）机动灵活性差，仅适用于矿层赋存简单的露天矿。