礦山評估與礦場設計 申論題歷屆試題與參考架構

高考三級,民國 102~115 年共 13 份試卷、63 題,其中 57 題附參考答題架構。考這一科的類科:採礦工程。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。

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115 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    編製大型礦山總投資預算時,需嚴謹界定預算投資範圍與項目。請回答下列問題:

    (一)請詳述礦山工程建設總投資(Total Capital Investment)涵蓋的三大核心預算項目之具體內容。(15 分)

    (二)在礦床探勘評估時, 「多邊形法(Polygonal Method)」與「距離反比加權法(IDW)」皆屬常見的資源評估方法。請詳述兩者之幾何或數學原理差異及適用時機。 (10 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題旨在評估大型礦山建設投資預算的劃分範疇,以及探勘階段常用空間品位內插方法的幾何與數學本質差異。作答應條理清晰,結合理論定義與工程應用場景展開。

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  2. 2

    某金屬礦山採用「無軌分段充填法」之地下採掘巷道。請回答下列問題:

    (一)在深部高地應力區開鑿運輸巷道,岩體評分(RMR)介於 35~40 之間,請規劃針對此坑道的「主動支撐(Active Support)」與「被動支撐(Passive Support)」聯合支撐設計原理。(9 分)

    (二)地下運輸巷道與採掘工作面之通風設計,需考量有害氣體稀釋與設備散熱。請詳細說明「串聯通風」與「並聯通風(獨立通風)」之優缺點。並說明為何法規強烈建議在此作業環境採用並聯通風。(8 分)若預估突發湧水量將達正常湧水量的 3 倍,在設計井下中央水泵房與排水管路時,應採取那些冗餘備援(Redundancy)配置原則?(8 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題探討深部高地應力劣等圍岩坑道的主被動聯合支撐機制,以及地下無軌開採之通風安全法規考量與突發湧水泵房冗餘配置原則,核心在於地工安全與機電防災之綜合規劃。

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  3. 3

    某臺灣南部大型露天石灰石礦礦場面臨機械老化問題,礦廠考慮以混合動態機械更新之方式提升生產效率並降低成本。請回答下列問題:

    (一)詳細說明石灰石礦床常見的地質特徵與賦存形式為何?(8 分)

    (二)該露天礦場年產量 700 萬噸,如果執行採礦流程最佳化,應注意那些關鍵因素?(8 分)

    (三)假設鑽裝一體機每日可開鑿斜井 300 米(其中含服務通道),設計斜井開挖時應考量那些地質與岩體因素?並具體說明斜井開挖的岩體支護方式。(9 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題聚焦於大型露天石灰石礦場之地質特徵、採礦流程系統化最佳化要點,以及斜井開挖之地質評估與岩體支護對策,旨在測試考生對大型石灰石採運一體化工程之全盤掌握。

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  4. 4

    規劃露天礦場時,地形地質圖與邊坡設計剖面圖是決定礦場生命週期的關鍵。請回答下列問題:

    (一)請解釋經濟剝離率(Break-Even Stripping Ratio, BESR)之定義。在繪製開採最終境界圖(Ultimate Pit Limit)時,如何利用瞬時剝離率與BESR 的關係來決定境界範圍?(10 分)

    (二)在露天開採的邊坡設計剖面圖中,請說明區分台階坡面角(Bench Face、段間坡角(Inter-ramp Angle)與總體坡角(Overall Slope Angle)Angle)之定義差異。若礦區地層走向與邊坡平行且傾角屬順向坡,應如何調整總體坡角以防止平面滑動?(15 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題探討露天採礦經濟剝離率與開採終界之確定法則,並剖析邊坡幾何角度定義及其在順向坡地質構造下的穩定性調整工程對策。

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114 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    (一)繪製一水庫上游至下游縱向剖面圖,包含有大壩、取水口、水庫高水位水面、水庫低水位水面、水庫庫底。(10 分)

    (二)請說明粗粒淤積物、中粒淤積物、細粒淤積物於水庫之分布。(10 分)

    (三)列舉清除水庫內淤積沉積物的設備。(10 分)

    (30 分)

    參考架構・破題

    本題結合水利防淤與採礦土石處置原理,考核水庫縱向剖面構造、沉積物沉降水力分選分布特徵,以及現代化水庫清淤工法設備之配置。

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  2. 2

    說明採用露天採礦法在爆破時必須決定的各項主要參數有那些?(30 分)

    (30 分)

    參考架構・破題

    露天採礦爆破設計是一門將炸藥能量與岩體結構精準匹配的工程技術,決定爆破參數須全盤考量穿孔幾何尺寸、裝藥量配置及起爆時序網路。

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  3. 3

    (一)土石採取之砂、石、土的運輸可選擇那幾種方式?(10 分)

    (二)這幾種運輸方式各有什麼特點?(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    土石採取工程中砂石土物料的運搬佔整體運營成本極高比例,選擇適當運輸方式須綜合評估運距、地形坡度、物料粒徑及環境衝擊等因素。

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  4. 4

    由於礦山投資為高風險項目,在計算投資開發價值回報是採用雙複利率計算,試說明雙複利率之獲利計算由單利率、複利率為基礎衍生出的雙複利率型式。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    礦產資源屬不可再生之耗竭性資產,礦山投資評估採雙複利率法,核心在於同時滿足高風險投機獲利要求與初始資本安全回收之雙重財務目標。

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113 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述下列名詞之意涵:(每小題 4 分,共 20 分)

    (一) Magnetic Prospecting

    (二) Seismic Prospecting

    (三) Internal Rate of Return

    (四) In-Situ Stress

    (五) Borehole Mining

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考核採礦工程與礦山評估跨領域之基礎名詞,涵蓋地球物理探勘、經濟效益評估、岩石力學及非傳統採礦工法等核心概念。

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  2. 2

    請說明臺灣原料石類礦場採用露天開採時,其階段高度、平台寬度與採掘面斜度等相關設計原則。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    原料石露天開採設計直接關乎作業安全與邊坡穩定,依臺灣現行法規與工法規範,各項幾何參數須與機具性能、地質岩性及水土保持嚴密配合。

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  3. 3

    當一露天礦場完成可行性評估且認定具有開採價值時,請詳述後續之礦山開發作業。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    露天礦場可行性評估確認具開採價值後,標誌著專案由前期規劃邁向實質工程建設,後續作業包含行政法規核准、工程細部設計、現場基建剝離及投產驗收。

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  4. 4

    礦山開發投資為目前高風險項目之一,請說明礦山開採之投資風險分析。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    礦山開發具有投資規模大、回收期長、地下地質隱蔽性高及外部環境變數多等特點,建立系統化投資風險識別、量化評估與對策機制為專案決策之關鍵核心。

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  5. 5

    露天礦場之礦石運輸可選擇卡車、火車、輸送帶及聯合運輸方式等,請說明這幾種運輸方式之優缺點。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    運輸系統佔露天採礦總營運成本高達四成以上,選擇卡車、火車、輸送帶或聯合運輸方式,須權衡產能規模、運距、地形坡度及能源維護成本。

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112 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述下列名詞之意涵:(每小題5分,共25分)

    (一)Stripping Ratio

    (二)Smooth Blasting

    (三)Frasch Process

    (四)Stope and Pillar Method

    (五)Net Present Value

    (25 分)

    參考架構・破題

    本題測驗採礦工程之五項基礎核心術語,橫跨露天採礦幾何指標、控制爆破、化學原地溶採、地下採礦法及專案財務分析等關鍵領域。

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  2. 2

    何謂岩體分類(Rock Mass Rating)?在設計坑室礦柱法開採作業時,岩體分類扮演什麼角色?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    岩體評分系統(RMR)是將複雜工程地質特徵量化為設計參數的重要橋梁,在坑室礦柱法設計中,RMR是評定頂板暴露能力與推算礦柱支撐穩定性之核心準據。

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  3. 3

    地質統計與傳統統計學在基本假設上有何不同?請說明克利金(Kriging)礦量評估法。(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    傳統統計學與地質統計學的根本分水嶺在於對空間相關性之認定,克利金法以變異函數為基石,提供無偏且估計變異數最小之最佳線性空間插值礦量評估方案。

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  4. 4

    今有一礦場緊鄰聚落,在爆破時要杜絕飛石(Fly Rock),並將爆破震動減半,請問你如何設計爆破作業?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    鄰近聚落之露天礦山爆破作業,核心挑戰在於控制爆破能量的無序擴散,設計須以杜絕飛石危害為防線,並藉由精確控制單段最大藥量與阻隔波形傳播以達成震動減半。

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  5. 5

    大型露天開採礦山常使用直井/隧道運搬礦石,請問在配置碎石設備(Crusher)時,你如何選擇其位置?考慮的因素為何?(15分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    大型露天礦山結合直井與隧道運搬礦石時,破碎設備是連結露天採裝與地下連續運輸的樞紐,其位置選擇需兼顧物流能耗、工程地質、直井防堵塞及系統運維經濟性。

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111 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    依下列條件計算露天開採最終殘壁的坡度。 (20 分)開採階段:20 階階段高:10 公尺階段寬:由上至下 1-4 階、6-9 階、11-14 階、16-19 階,階段寬為 3 公尺。第 5 階、第 10 階、第 15 階,階段寬為 5 公尺各階段坡度:75o

    (20 分)

    參考架構・破題

    計算露天開採最終殘壁坡度,核心在於由單階坡面投影長度與各台階安全平台寬度,累加求得採坑邊坡之總垂直高度與總水平投影距離,並透過三角函數推導總體坡角。

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  2. 2

    在礦山探勘(prospecting)階段中所進行蘊藏量估算時,若使用傳統的影響範圍法(area of influence method),請就以下鑽孔布置繪製並詳述評估步驟及計算公式。(20 分)探勘鑽孔

    (20 分)

  3. 3

    在探勘(exploration)階段完成並決定以露天開採(open-pit mining)方式對該礦體執行開發。繪出從整地-開發-開採-開採結束之露天開採細部作業流程。(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    露天開採是將地表覆土與圍岩自上而下逐層剝離以採掘礦石的開採方式。本題要求繪製從整地、開發、開採至開採結束的全生命週期細部作業流程,作答應以清晰的流程圖為主軸,並輔以各階段關鍵工程內涵之說明。

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  4. 4

    請試述下列名詞之意涵:(20 分)

    (一)最大剝土比(SRmax, Maximum stripping ratio)及計算公式

    (二)總剝土比(SR0, Overall stripping ratio)及計算公式

    (三)折現現金流量報酬率(DCFROR, discount cash flow rate of return)

    (四)次平巷坑室開採法(Sublevel stoping method)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題考驗露天採礦經濟邊界判定指標、礦業專案財務評估準則以及地下採礦工法之核心概念。作答時應清晰界定各名詞在採礦工程與財務決策中的物理或經濟本質,列出標準數學公式並詳加註釋各項參數,最後說明其在礦場設計時的實務應用價值。

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  5. 5

    地下開採之房柱法(room and pillar method)及室柱法(stope and pillar method)同為不支撐法(unsupported method) 。試述此二種開採在巷道、礦柱布置、開採、運搬作業及所使用設備之異同。 (20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    房柱法與室柱法同屬地下開採中利用天然留設礦柱支護頂板的不支撐採礦法。兩者核心差異在於適用的礦床賦存幾何形態與厚度,進而導致巷道系統、礦柱幾何排列規則性、回採出礦方式及採掘裝運設備規格上的明顯不同。

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110 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述下列名詞之意涵:(每小題 4 分,共 20 分)

    (一) Longwall Mining

    (二) Continuous Miner

    (三) Subsidence

    (四) Rock Quality Designation(RQD)

    (五) Cutoff Grade

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題涵蓋煤礦地下開採工法、採掘機械設備、地層沉陷力學、工程岩體評價及礦場經濟品位決策等五項採礦工程核心名詞。作答時應以精準簡練的文字,條列闡明各名詞之學術定義、工程運作機制、評估計算方式及其在礦場設計之實務意義。

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  2. 2

    地表下有一水平煤層,說明其礦脈深度與厚度之探勘方法及步驟。若覆土厚度過高,其開採方法與作業特性為何?並對開採時可能引起之工安危害,提出相對應之工程對策。(20 分)

    (20 分)

  3. 3

    礦場壽命可分為探礦、探勘、開拓以及開採等四階段,請詳述前述階段所實施之礦山評估步驟。(20 分)

    (20 分)

  4. 4

    試從自然因素、經濟因素以及技術因素等三方面,請詳述其對露天礦場開採境界之影響。(20 分)

    (20 分)

  5. 5

    依下列參數,設計露天階段採礦作業所需之鑽孔數(Number of holes)及鑽孔間距(Hole spacing)。(20 分)單排鑽孔爆破作業露天階段長度 60 公尺爆破後破碎礦石之總重:27,456 公噸每孔線裝藥密度(Loading density):104 公斤/公尺藥石比(Powder factor):0.25 公斤/噸鑽孔內裝藥高度(Height of charge in hole):11 公尺鑽孔直徑:0.305 公尺

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題為露天階段爆破設計之經典工程計算題,核心在於利用藥石比、線裝藥密度與裝藥高度推導出總炸藥量及單孔裝藥量,進而決定最適鑽孔數,並依台階長度配置最佳鑽孔間距。作答應條理清晰列出計算公式、物理意義、代入過程與幾何佈局檢核。

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109 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請詳述在進行露天礦場階段開發設計時考慮下列因素主要的原因及其對開採的重要性。(每小題5分,共20分)

    (一)維護適當的階段寬度及良好的運輸道路。

    (二)在維護邊坡穩定的前提下將最終殘壁的角度最大化。

    (三)在開發時期,在不影響設備、人力及生產規劃的前提下儘可能延後表土剝離的時程。

    (四)螺旋式(spiral)及回頭式(switch back)運輸道路設計的優缺點考量。

    (20 分)

    參考架構・破題

    露天礦階段(bench)設計的核心,是在「安全」與「經濟」之間取得平衡:階段寬度與道路決定生產效率與安全,最終邊坡角決定剝土量,剝離時程決定前期資金壓力,道路型式則影響運距與邊坡。四小題各 5 分,每題都要寫出「原因」與「對開採的重要性」兩層。

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  2. 2

    礦山設計時,在考量經濟前提下最大允許剝土比(maximum allowable stripping ratio)的定義為何?如何以公式表達?為何最大允許剝土比可用來決定開採邊界及開採效益?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    最大允許剝土比(又稱損益平衡剝土比、經濟剝土比)是指開採單位礦石所能負擔的最大廢石剝離量,在此比值下採礦的利潤恰為零。它把「礦石價值」與「剝離成本」連結起來,因此可用來劃定露天開採的經濟邊界。

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  3. 3

    石礦房柱法地下開採之規劃須針對坑室及礦柱之尺寸及布置進行設計,請列出所需考量之因子及設計流程。(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    房柱法的設計核心是「礦柱強度足以承受上覆荷重、坑室頂板跨距能自持」,同時追求最大回收率。答題要先列影響因子,再以流程方式說明從調查到驗證的設計步驟。

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  4. 4

    請以解說及圖示詳述石礦房柱法地下開採的開發作業及開採布置?(20分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    石礦房柱法是以規則排列的坑室(room)採礦、保留礦柱(pillar)支撐頂板的地下開採法,適用於緩傾斜或厚大的石灰石、大理石等礦體。本題要求「解說+圖示」,須分開發作業與開採布置兩部分作答,並附平面與剖面示意圖。

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  5. 5

    在進行礦山礦量評估時傳統方法是以有限鑽探岩心品位的影響範圍(area of influence)進行計算,請依下圖鐵礦鑽探平面及剖面圖詳述其礦量評估計算方法。 (20分)鑽孔布置平面圖DH:鑽孔編號單位:公尺Sec. 1+00 剖面圖單位:公尺地表土壤深度 品位, %邊坡礦脈

    (20 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

108 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    請試述下列名詞之意涵:(每小題 6 分,共 30 分)

    (一)岩體分類法(Rock Mass Rating)

    (二)昇井工法(Raise Boring Method)

    (三)平滑開炸(Smooth Blasting)

    (四)懸臂式削岩機(Roadheader)

    (五)克利金(Kriging)

    (30 分)

    參考架構・破題

    本題為五個名詞解釋,各 6 分,每個名詞宜包含「定義、原理或方法、應用或優缺點」三層,篇幅平均分配。

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  2. 2

    試說明礦山經濟評估使用之現金流量折現法(DCF)的基本假設及運算步驟。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    現金流量折現法(DCF)是將礦山壽命期內各年淨現金流量依折現率折算為現值,以判斷投資可行性的方法,核心是貨幣時間價值。答題分「基本假設」與「運算步驟」兩段,最好附上 NPV 與 IRR 公式。

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  3. 3

    考慮一鄰近聚落露天礦場,試就其可能遭遇之落石風險及爆破震動等環境衝擊問題,探討其工程對策。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    鄰近聚落的露天礦場,主要衝擊在於邊坡落石對道路與居民的危害,以及爆破造成的地面震動、空氣噪音(空氣超壓)與飛石。答題應先說明成因,再分「落石風險」與「爆破震動」兩部分提出工程對策與管理措施。

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  4. 4

    針對地下採礦場開發,試說明其通風之設計原則及其環保考量。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    地下礦場通風的目的,是供應人員呼吸所需新鮮空氣,稀釋並排除有害氣體、粉塵與炸煙,並調節溫濕度。設計須兼顧安全、經濟與對外環境的影響。答題分「設計原則」與「環保考量」兩段。

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  5. 5

    考慮一石礦,其礦床賦存為一逆向層狀構造,其等高線地形圖及剖面圖如下所示,試問如何設計其開採(包括開採方式及開採順序),以確保其安全並獲得較佳經濟效益。(25 分)road

    (25 分)

    本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。

107 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    一露天大理石礦場使用油壓鏟裝機(hydraulic excavator, back hoe)及卡車進行鏟裝運輸作業。卡車運送礦石一趟的總運輸週期時間(cycle time) ,裝載-卸料-回原裝載點,請說明可細分為那些作業及單一作業時間。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    卡車運輸週期時間是推算卡車產能與配車數的基礎。題目要求將「裝載-運送-卸料-回到裝載點」一個完整循環拆解成各項作業,並說明每一項的時間組成與影響因素,最後可延伸到配車計算。

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  2. 2

    露天大理石礦場的階段爆破設計,請列出可控制的爆破參數及不可控制的爆破參數,並請列出評估爆破成果的項目。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    露天階段爆破的成果取決於岩體條件與爆破設計。答題先區分「可控制參數」(設計者能決定)與「不可控制參數」(岩體與環境既有條件),再列出評估爆破成果的指標。

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  3. 3

    請解釋下列地球物理探勘的方法並舉例各方法適合探勘的礦床。(25 分)

    (一)自然電位法(Self-potential method)

    (二)誘導分極法(Induced polarization method)

    (三)重力法(Gravitational method)

    (四)電磁法(Electromagnetic method)

    (25 分)

    參考架構・破題

    地球物理探勘是利用礦體與圍岩在電性、密度、磁性等物理性質的差異來推測地下礦體。本題四種方法每項約 6 分,每項依「原理、量測方式、適合探勘的礦床」三層作答。

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  4. 4

    針對一非金屬礦床之開發,請詳述在選擇開採方法時必須考慮的因素。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    開採方法的選擇是礦山設計最關鍵的決策,必須在安全、技術可行、經濟效益與環境保護間取得最佳組合。非金屬礦床(如石灰石、大理石、白雲石、矽砂)單位價值低、量大、常靠近地表,因此特別重視成本、運輸與環境衝擊。答題可依幾大面向分類說明。

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105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    解釋名詞:(每小題 6 分,共 30 分)

    (一)剝岩比(Stripping Ratio)

    (二)不偶合裝藥(Decoupling)

    (三)金剛索鋸(Diamond Wire Saw)

    (四)岩體分類(Rock Mass Rating)

    (五)地質統計(Geostatistics)

    (30 分)

    參考架構・破題

    五個名詞分屬露天開採經濟、爆破控制、石材切割、岩石力學與礦量評估,每小題 6 分,宜以「定義+原理或公式+工程應用」三層作答,不要只寫一句定義。

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  2. 2

    露天礦場視覺景觀的衝擊愈來愈受重視,請問在礦場開發設計時可如何降低其影響?(10 分)

    (10 分)

    參考架構・破題

    露天礦場裸露的白色或灰色階段面在山坡上極為醒目,降低視覺衝擊要從「選址與開採順序規劃、作業中遮蔽與分段復育、閉礦後整體復舊」三個時間點同時著手。

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  3. 3

    臺灣東部軟玉(閃玉)礦脈常賦存在蛇紋岩體外緣,請問你對軟玉礦脈地下開採設計的構想為何?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    軟玉礦脈產於蛇紋岩體與圍岩接觸帶,礦體小、形態不規則、價值高但易碎裂,圍岩蛇紋岩又常破碎軟弱;設計重點在「詳細探勘掌握脈體、選擇性低稀釋開採、保護玉料完整、強化支保與粉塵防護」。

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  4. 4

    今有一大理石石材礦(Dimension Stone Quarrying)以露天方式開採,目前其作業面上層有 20 公尺片節理發達,成材率甚低之大理石,中間夾有一層 1 公尺之片岩,下層為 30 公尺完整之大理石,請問你如何設計其生產作業?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本礦是上 20 m 低成材率大理石、中 1 m 片岩夾層、下 30 m 完整大理石的三層結構,設計原則是「分層分用途開採」:上層當碎石或工業原料以爆破量產,夾層當廢石剝除,下層才以無爆破切割生產高價荒料。

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  5. 5

    花蓮和平林道 10 公里處有一工業原料石礦供應規格石灰石(30mm~80mm)給蘇澳化工業。請粗估其生產成本,並說明如何作本礦之經濟分析/評估?(20 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    本題分兩部分:先以「開採→破碎篩分→運輸→間接費用」逐項建立單位成本結構粗估生產成本,再以礦量、市場、資本支出與現金流量折現(NPV、IRR)做經濟評估,並特別處理林道運輸與規格產品的特殊性。

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104 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    解釋名詞:(每小題 4 分,共 20 分)

    (一) Oxygen Balance of Explosive

    (二) Frasch Process

    (三) Vertical Crater Retreating(VCR)

    (四) Shaft Sinking

    (五) Net Present Value(NPV)

    (20 分)

    參考架構・破題

    五個名詞涵蓋炸藥化學、特殊採礦法、地下開拓與礦業經濟評估,每題 4 分,以「定義+原理+用途」簡潔作答。

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  2. 2

    請說明下列礦床之礦量評估方法及其開採設計(含主要生產機械):

    (一)臺灣北部之煤礦。(6 分)

    (二)立霧溪口之沖積沙金礦。(6 分)

    (三)花蓮和平、和仁地區大構造變質石灰岩之水泥原料礦。(6 分)

    (四)花蓮瑞穗、玉里地區之蛇紋石材礦。(7 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    四種礦床的形態、規模與價值差異很大:薄層煤、砂礦、巨厚石灰岩、石材,礦量評估與開採設計必須「依礦床特性對症下藥」,每小題都寫成「礦床特性→礦量評估→開採方法→主要機械」四段。

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  3. 3

    請列表說明礦石運輸可採用的方法及其作業特性(如距離、地形、運量、成本等)。(25 分)

    (25 分)

    參考架構・破題

    礦石運輸方式的選擇取決於運距、地形落差、年運量與單位成本,本題要求「列表」,應先列表比較,再補充選用原則。

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  4. 4

    大型工業原料礦山採用直井/隧道密閉式運輸,在佈置作業(Mine Layout Planning)時,碎礦機(Crusher)位置選擇的思考與評估重點為何?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    直井/隧道密閉式運輸系統中,碎礦機是溜礦井出口與皮帶輸送之間的咽喉,其位置一旦固定很難移設,選址必須兼顧地質、物流、礦場壽命與施工維護。

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  5. 5

    今有一露天礦場鄰近聚落,會面臨景觀、爆破震動、噪音及放流水等環境問題,請問如何以工程方法解決之?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    鄰近聚落的露天礦場有景觀、爆破震動、噪音、放流水四大問題,答題要逐項寫出「來源→工程對策→監測管理」,並強調在設計階段就納入。

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103 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    爆破作業在礦山開發中主要目的是使岩石破碎以利鏟裝作業,是礦山開發與生產中重要的操作流程,在選擇炸藥時所須考慮之因素有那些?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    炸藥選擇要讓炸藥的能量特性與岩石性質匹配,同時兼顧作業環境、安全、法規與成本,答題可分「岩石條件、炸藥性能、作業環境、安全與經濟」四大類。

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  2. 2

    一個礦山之開發會受到主觀及客觀因素之影響而對最初之設計有所調整及變動,這些影響礦山開發之因素有那些?請詳述之。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    礦山開發從探勘到生產歷時長,原始設計常因地質認識加深、市場與法規變化、經營者判斷而調整;答題依題意分「客觀因素」與「主觀因素」兩大類詳述,並說明對設計的影響。

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  3. 3

    礦業法規定,申請礦業權須提出開採構想及其圖說,此意謂取得礦業開發權力之前,須對礦山進行評估與設計,此開採構想應載明的事項有那些?(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    礦業法要求申請礦業權時須附開採構想及圖說,目的在申請階段就確認礦床可經濟、安全、合乎環保地開採,避免「先取得權利、後擱置或濫採」。作答時先點出立法目的,再有系統地列出開採構想應載明的事項,最後說明各事項與礦山評估、設計的關聯。

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  4. 4

    以現金流量折現報酬法(DCFROR)評估礦業權價值其涉及的主要參數有那些?(9 分)其取值依據或參考依據主要有那三大類?(6 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    DCFROR(Discounted Cash Flow Rate of Return)是求使專案各期現金流量折現後淨現值等於零的折現率,亦即內部報酬率,再與投資者的最低可接受報酬率比較。本題先寫定義式,再列主要參數(9 分),最後歸納參數取值依據三大類(6 分)。

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  5. 5

    露天開採與地下開採相比,其具有的優點有那些?(10 分)又露天開採會帶來那些問題?(10 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    露天開採與地下開採的取捨,核心在剝採比、礦床埋深與經濟極限。本題先比較露天開採相對於地下開採的優點(10 分),再說明露天開採衍生的問題(10 分),最後可簡述對策作收尾。

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  6. 6

    設計一露天階段式開採礦山所需考慮之階段布置因素為何?(8 分)又我國對階段開採各類礦場之採掘面安全規範為何?(12 分)

    (20 分)

    參考架構・破題

    階段式露天開採是臺灣石灰石、白雲石、大理石等礦場的主要方式。本題分兩部分:設計時階段布置要考慮的因素(8 分),以及我國法規對各類礦場階段開採採掘面的安全規範(12 分)。

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102 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF

  1. 1

    礦量評估包括可採礦量的估算以及礦石品位三度空間之分布。應用地質統計學是最先進的方法。請說明其原理及運算方法。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    地質統計學(geostatistics)由 Matheron 在 Krige 的南非金礦研究基礎上發展,核心概念是「區域化變數」:品位在空間上具有連續性與相關性,越近的樣品越相似。作答先講原理,再依「資料整理→變異函數→結構分析→克利金估計→礦量計算」寫運算方法。

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  2. 2

    礦山經濟評估有(一)霍斯科公式(Hoskold's method)、(二)現金流量折現報酬率(DCFROR)及(三)淨現值法(NPV)等三種。請問淨現值法的基本假設及運算步驟。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    淨現值法(NPV)將礦山各年預期現金流量,以選定折現率折算至評估基準年,扣除投資後總和為正即具投資價值。題目只問 NPV,作答聚焦其基本假設與運算步驟,可順帶比較 Hoskold 法與 DCFROR 作結。

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  3. 3

    礦山機械的擁有(Ownership)與操作(Operating)支出是開採成本最大的項目。請說明更換礦山機械的時機,並提出量化(計算)之依據。(15 分)

    (15 分)

    參考架構・破題

    礦山機械成本分為擁有成本(折舊、利息、保險、稅)與操作成本(燃料、潤滑、輪胎、維修、操作人員)。隨使用時數增加,擁有成本平均值下降、維修成本上升,兩者合計的單位時數(或單位產量)累積平均成本會出現最低點,這就是經濟壽命與更換時機。

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  4. 4

    臺灣有愈來愈多企業赴東南亞及中國大陸投資礦業。請問海外投資礦業必須考慮/評估的因素有那些?(10 分)

    (10 分)

    參考架構・破題

    海外礦業投資除了礦床本身的技術與經濟可行性,更大的不確定性來自地主國的政治、法規、稅制與社會環境。作答以 PEST(政治、經濟、社會、技術)加上礦床與環境的架構分類列出,條理清楚即可。

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  5. 5

    降低環境衝擊及加強水保設施是礦場設計愈來愈重要的作業。請問大規模露天開採礦山面臨此二方面的問題有那些?對策為何?(20 分)六、今有一白雲石礦,其礦床賦存為一囊狀構造(Capsule)。早期以露天方式開採供應鋼鐵原料。近年因剝岩比太高,且剝岩處理困難擬改為地下開採。此礦海拔約在800~1000 公尺處之山腰,其等高線地形圖及剖面圖如下。請問你如何設計其開採方法?並敘述開採方法之特點。(25 分)100 m 露天已開採礦量 露天開採平台150 m 0M 500 M

    (45 分)

    參考架構・破題

    本題含兩部分:(五)大規模露天礦山的環境衝擊與水土保持問題及對策(20 分);(六)囊狀白雲石礦由露天轉地下開採的方法設計(25 分)。後者原題附等高線與剖面圖,作答時依題述「礦體位於海拔 800~1000 公尺山腰、上部已露天開採、剝岩比過高」設計。

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題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。