一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法和系统

本申请涉及煤矿开采，特别涉及一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法和系统。

背景技术：

1、在煤矿开采领域中，定义季节性作业的露天矿为季节性剥离露天矿。对于这些季节性剥离露天矿，在开采过程中，冬季存在岩土因寒冷天气而形成剥离难以正常推进的冻土，所以为有效避开冬季恶劣的剥离施工条件，降低生产成本，此类露天矿玻璃采煤工程大多实时季节性作业，即将剥离工程集中在春夏两季，采煤工程集中在秋冬两季，这种超前剥离会导致一段时期内排土空间释放不均衡从而导致采运排接续困难。因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请提供一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，包括：步骤s101、基于构建的采场矿岩剥离量模型，计算露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量；步骤s102、根据露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量，确定露天矿的备排分界平盘；步骤s103、将露天矿当前剥离周期的矿岩剥离量依次循环排弃至排土场备排分界平盘以下的内排台阶上，形成内排土场组合台阶备排初始形态；其中，组合台阶由一个标准内排台阶和一个缩短至最小工作平盘宽度的内排台阶组成；步骤s104、将当前采场的剥离量排弃到备排分界平盘以下的组合台阶上，此时备排分界平盘达最大宽度，下一年剥离周期的剥离量排弃到备排分界平盘以上的位置，备排分界平盘恢复初始宽度。

4、优选的，在步骤s101中，基于采场矿岩剥离量模型：

5、v采＝b×h采场×(l(j)+h采场/tanβ)

6、确定露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量v采；式中，b为内排土场的推进度，h采场为露天矿的采场高度，l(j)为露天矿的采场的坑底工作线长度；β为露天矿采场的端帮帮坡脚。

7、优选的，在露天矿采场区域，根据最上层煤顶板已知高程，得到露天矿最上层煤顶板距露天矿坑底的高差h1，以及，露天矿地表距离最上层煤顶板的高差h2；对露天矿最上层煤顶板距露天矿坑底的高差h1和露天矿地表距离最上层煤顶板的高差h2进行和运算，得到露天矿的采场高度。

8、优选的，在步骤s102中，按照公式：

9、

10、计算内排土场备排平盘的分界线高度h3；

11、确定距离分界线高度h3最近的内排土场平盘为露天矿的备排分界平盘；

12、其中，v弃为露天矿当前剥离周期的排弃量，λ为露天矿采场的松散系数，v采为露天矿采场的矿岩剥离量，b为内排土场的推进度；a为内排土场内组合台阶的组数；l为内排场的排土平盘宽度；bmin为最小工作平盘宽度；l(i)为露天矿采场的坑底工作线长度；β为露天矿采场的端帮帮坡脚。

13、优选的，在步骤s103中，在当前剥离周期内，以排土场内备排分界平盘为界，将当前剥离量排弃至备排分界平盘下的台阶上，将标准内排台阶转化为组合台阶，形成内排土场的备排初始形态。

14、优选的，在步骤s104中，响应于当前剥离周期对应的采场向前推进，基于组合台阶的备排初始形态，剩余煤岩台阶所含矿岩剥离量，在备排分界平盘下，以组合台阶的形态依次循环跟进，备排分界平盘达最大宽度。

15、本申请实施例还提供一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设系统，包括：矿岩剥离量计算单元，配置为基于构建的采场矿岩剥离量模型，计算露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量；备排分界线确定单元，配置为根据露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量，确定露天矿的备排分界平盘；组合台阶构建单元，配置为将露天矿当前剥离周期的矿岩剥离量依次循环排弃至排土场备排分界平盘以下的内排台阶上，形成内排土场组合台阶备排初始形态；其中，组合台阶由一个标准内排台阶和一个缩短至最小工作平盘宽度的内排台阶组成；组合推进单元，配置为将当前采场的剥离量排弃到备排分界平盘以下的组合台阶上，此时备排分界平盘达最大宽度，下一年剥离周期的剥离量排弃到备排分界平盘以上的位置，备排分界平盘恢复初始宽度。

16、技术效果：

17、本申请实施例提供的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，首先，基于构建的采场矿岩剥离量模型，计算出露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量；然后，根据露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量，确定露天矿的备排分界平盘；接着，将露天矿当期剥离周期的矿岩剥离量依次循环排弃至排土场备排分界平盘以下的内排台阶上，形成内排土场组合台阶备排初始形态；其中，组合台阶由一个标准内排台阶和一个缩短至最小工作平盘宽度的内排台阶组成；最后，当将当前采场的剥离量排弃到备排分界平盘以下的组合台阶上，备排分界平盘达最大宽度时，下一年剥离周期的剥离量排弃到备排分界平盘以上的位置，备排分界平盘恢复初始宽度。籍此，通过将内排土场的部分内排台阶缩短至最小工作平盘宽度，与相邻的标准内排台阶组成组合台阶，整个露天矿以组合台阶的方式进行内排，一方面，备排分界平盘以下，有效增加了内排量，避免了由于超前剥离、排土空间不够等原因造成的排土接续中断而导致的矿山生产停滞不前的问题，显著提升了经济效益；另一方面，备排分界平盘以上的台阶作为预留备排空间，有效保证了采场、内排土场的接续发展，当采场内需要进行大量剥离时，所预留备排台阶可以有效的缓解由于排土空间不足所导致的影响矿山生产的情况；同时，预留备排空间减少了运输车辆高上行、高下行的现象，降低了运输车辆的损耗，提高了卡车作业人员的安全系数，减小了内排运距，增大了边帮稳定性。

技术特征：

1.一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，在步骤s101中，基于采场矿岩剥离量模型：

3.根据权利要求2所述的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，在步骤s102中，

5.根据权利要求1所述的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，在步骤s103中，

6.根据权利要求1所述的季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法，其特征在于，在步骤s104中，

7.一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种季节性剥离露天矿组合台阶备排空间留设方法和系统。该方法包括：基于构建的采场矿岩剥离量模型，计算露天矿采场当前剥离周期的矿岩剥离量，以确定露天矿的组合台阶的备排分界平盘；将露天矿当前剥离周期的矿岩剥离量依次循环排弃至排土场备排分界平盘以下的内排台阶上，形成由一个标准内排台阶和一个缩短至最小工作平盘宽度的内排台阶组成的组合台阶循环推进的排弃方式。籍此，备排分界平盘以下，有效增加了内排量，避免了由于超前剥离、排土空间不够等原因造成的排土接续中断而导致的矿山生产停滞不前的问题，显著提升了经济效益；备排分界平盘以上的台阶作为预留备排空间，有效保证了采场、内排土场的接续发展。

技术研发人员：曹博,文宇,宋子岭,吕明家,汪帅,王健,郭晓兵,李文璐,周亚森,于春雨
受保护的技术使用者：辽宁工程技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15