一种圈定露天矿山分期开采境界的方法与流程

本发明属于露天开采技术，具体涉及一种露天矿境界的圈定方法。

背景技术：

露天矿境界的圈定是露天矿重要的经济指标之一，直接影响到矿山的经济效益，境界过大会导致成本升高，境界过小会导致资源的浪费。

目前,我国的露天开采境界圈定的设计中，广泛采用境界剥采比小于经济合理剥采比的原则来确定矿山境界。需要做以下工作:确定露天矿最小底宽、露天矿最终边坡角、确定露天矿开采深度、绘制露天矿底部周界、绘制露天矿开采最终平面图等，其中确定开采深度是这些工作的核心。

在露天开采的最终境界内，在平面上或在深度上划分若干中间境界依次进行开采，为分期开采。与全境界开采相比，分期开采具有减少露天矿初期投资、加快露天矿基建、早日收回投资、提高矿山整体经济效益的优点。

目前，圈定分期开采境界时，分期开采境界的边坡角取露天开采最终边坡角。在矿山的实际生产过程中，在未达到分期开采境界的最低水平时，上部水平已开始扩帮，进入扩帮过渡期，因为露天采场工作帮坡角远小于分期开采境界的边坡角，若形成分期开采境界后开展扩帮作业，将造成停产过渡或减产过渡的困境。因此，分期开采境界并不会在生产过程中出现，仅是一个虚拟的假想境界。

分期开采境界边坡角采用露天开采最终边坡角，不能反映露天矿生产的真实状态，且存在扩帮过渡期，扩帮过渡期的生产组织管理不善将造成停产过渡或减产过渡；同时，对于设计人员及矿山管理人员，由于分期开采境界不曾形成，不能准确计算分期开采境界的经济效益。

目前，国内已有露天矿山分期开采的研究和实践，如《矿业快报》2005年第6期发表的“大型露天铁矿分期开采实践的研究”一文中，针对分期开采采用组合台阶剥岩的生产实际情况,探讨了采用深度法计算备采矿量,强化采剥管理,量化矿山工程延深速度,指导矿山生产。但该研究，也未对分期开采境界边坡角和露天开采最终边坡角开展研究。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对目前圈定分期开采境界存在的上述缺陷，而提供一种圈定露天矿山分期开采境界的方法，以反映矿山生产的真实状态，消除扩帮过渡期，便于设计人员及矿山管理人员准确计算分期开采境界的经济效益。

为实现本发明的上述目的，本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法采用以下步骤实现：

1)计算陡帮开采工作帮坡角

根据露天开采最终境界的采场结构参数，确定陡帮开采工艺参数，计算陡帮开采工作帮坡角；其中露天开采最终境界的采场结构参数包括：台阶高度、最终边坡角、台阶坡面角、安全平台宽度、清扫平台宽度、运输平台宽度；陡帮开采工艺参数包括：组合台阶数、一组内台阶数、临时非工作平台宽度、铲运机一次循环推进宽度、工作线水平推进速度。

2)圈定分期开采境界

在露天开采最终境界内，以陡帮开采工作帮坡角作为分期开采境界的边坡角；以境界剥采比不大于经济合理剥采比为原则，确定分期开采境界；根据矿体实际赋存状况，圈定的分期开采境界存在两种情况：

①分期开采境界与露天开采最终境界不相交，分期开采境界的边坡角为陡帮开采工作帮坡角；

②分期开采境界与露天开采最终境界相交，分期开采境界的边坡由两段组成，上部为露天开采最终境界的上部边坡，下部为陡帮开采工作帮坡，圈定的境界即为分期开采境界；此时，分期开采境界边坡角大于陡帮开采工作帮坡角，小于露天开采最终边坡角。

所述的陡帮开采工作帮坡角为陡帮开采可实施情况下的较大角度，一般情况下，控制在26°～38°范围之间。

本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法采用以上技术方案后，具有以下有益效果：

(1)以陡帮开采工作帮坡角作为边坡角圈定分期开采境界，分期开采境界为露天矿山生产过程中真实存在的一个阶段性开采境界；

(2)消除了扩帮过渡期，避免了传统分期开采存在减产过渡或停产过渡的风险，保障了矿山生产的连续性；

(3)便于设计人员和矿山管理人员准确计算分期开采境界的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法在分期开采境界边坡与最终境界边坡不相交情况下的露天矿山分期开采境界横剖面示意图；

图2为本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法在分期开采境界边坡与最终境界边坡相交情况下的露天矿山分期开采境界横剖面示意图。

附图标记为：1-露天开采最终境界；2、3-露天开采最终边坡角，其中2-露天开采上盘最终边坡角，3-露天开采下盘最终边坡角；4-分期开采境界；5、6-陡帮开采工作帮坡角，其中5-陡帮开采上盘工作帮坡角，6-陡帮开采下盘工作帮坡角。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法做进一步详细说明。

图1所示的本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法在分期开采境界边坡与最终境界边坡不相交情况下的露天矿山分期开采境界横剖面示意图并结合图2看出，本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法存在两种情况：①分期开采境界边坡与最终境界边坡不相交；②分期开采境界边坡与最终境界边坡相交。

本发明一种圈定露天矿山分期开采境界的方法具体采用以下步骤：

1)计算陡帮开采工作帮坡角

根据露天开采最终境界1的采场结构参数——台阶高度、最终边坡角、台阶坡面角、安全平台宽度、清扫平台宽度、运输平台宽度，确定陡帮开采工艺参数——组合台阶数、一组内台阶数、临时非工作平台宽度、铲运机一次循环推进宽度、工作线水平推进速度，计算陡帮开采工作帮坡角；所述的陡帮开采工作帮坡角为陡帮开采可实施情况下的较大角度，控制在26°～38°范围之间。

2)圈定分期开采境界

在露天开采最终境界1内，以陡帮开采工作帮坡角作为分期开采境界4的边坡角，即：以陡帮开采上盘工作帮坡角5作为分期开采境界4的上盘边坡角，以陡帮开采下盘工作帮坡角6作为分期开采境界4的下盘边坡角；以境界剥采比不大于经济合理剥采比为原则，确定分期开采境界4；根据矿体实际赋存状况，圈定的分期开采境界4存在两种情况：

①分期开采境界4与露天开采最终境界1不相交，分期开采境界4的边坡角为陡帮开采工作帮坡角，即；分期开采境界4的上盘边坡角为陡帮开采上盘工作帮坡角5，分期开采境界4的下盘边坡角为陡帮开采下盘工作帮坡角6；

②分期开采境界4与露天开采最终境界1相交，分期开采境界4的边坡由两段组成，上部为露天开采最终境界1的上部边坡，下部为陡帮开采工作帮坡，圈定的境界即为分期开采境界；此时：分期开采境界上盘边坡角大于陡帮开采上盘工作帮坡角5，小于露天开采上盘最终边坡角2；分期开采境界下盘边坡角大于陡帮开采下盘工作帮坡角6，小于露天开采下盘最终边坡角3。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种圈定露天矿山分期开采境界的方法，根据露天开采最终境界(1)的采场结构参数，确定陡帮开采工艺参数，计算陡帮开采工作帮坡角；在露天开采最终境界(1)内，以陡帮开采上盘工作帮坡角(5)作为分期开采境界(4)的上盘边坡角，以陡帮开采下盘工作帮坡角(6)作为分期开采境界(4)的下盘边坡角。圈定的分期开采境界(4)存在两种情况：即分期开采境界(4)与露天开采最终境界(1)不相交和相交。采用本发明圈定的分期开采境界，贴合矿山生产实际，避免了传统分期开采存在减产过渡或停产过渡的风险，保障了矿山生产的连续性；便于设计人员和矿山管理人员准确计算分期开采境界的经济效益。

技术研发人员：王运敏;常剑;代碧波;汪为平
受保护的技术使用者：中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司
技术研发日：2018.12.11
技术公布日：2019.02.15