露天矿帮坡形式与帮坡角
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(完整word版)露天采矿学露天开采_考试复习试题
露天开采考试复习试题名词解释工作帮：是指由正在进行和将要进行开采的台阶所组成的边帮。
非工作帮:是指由非工作台阶组成的采场边帮顶帮：露天开采境界位于矿床上盘一侧的边坡面称为顶帮底帮：露天开采境界位于矿床下盘一侧的边坡面端帮：位于矿床两端的边坡面最终帮坡面:通过非工作帮最上一台阶的坡顶线和最下一台阶的坡底线所作的假想斜面称为非工作帮坡面,非工作帮坡面位于最终境界时称为最终帮坡面。
最终帮坡角：露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角工作平盘:在开采台阶上进行采掘运输作业的平台露天采场：开采所形成的系统、台阶和露天沟道总称为露天采矿场山坡露天矿：位于露天采场地表最终境界封闭圈以上的露天矿称为山坡露天矿强闭包：设r C是盈闭包s C的任意子闭包，若ω（r C)≤ω（s C），则s C称为强闭包技术境界：以固定边坡角的斜面作为边坡面的境界称为技术境界。
可爆性：岩石可爆性(爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度，它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现可挖性:岩石的可挖性是指岩石可挖掘的特性,它是一个受多因素影响的岩石铲挖阻力的总概念复垦率:复垦后可被利用的土地数量与被矿山占用和破坏的土地数量的比值，用百分数表示.露天矿生产能力：是指在具体矿床地质、工艺设备、开拓方法和采剥方法条件下，露天矿在单位时间内的矿石开采量和矿岩剥采总量。
第一章1请问露天开采有哪些特点?答：优点：A矿山生产能力大；B机械化程度高;C安全和劳动条件好；D矿石损失贫化小;E开采成本低;F基建期短缺点：A对矿床埋藏条件要求严格,合理的开采深度较浅；B占用土地多C受气候条件影响大；D破坏环境第二章1。
简述露天采矿设计程序1)初步确定露天开采境界2)初步确定矿山生产能力3)初步确定矿山总图布置及外部运输4)初步确定开拓运输方式及运装设备类型5)具体进行开拓运输布线6)修改调整并确定露天开采境界7)编制采掘进度计划,验证生产能力8)确定采掘设备数量及工艺参数9)具体进行总图布置及外部运输2。
露天煤矿边坡稳定性验算
xxxxxxxxx公司露天煤矿边坡稳定性验算编制：审核：批准：二〇二〇年五月边坡稳定性验算按照《煤矿安全生产标准化基本要求及评分办法》的相关规定，xxxxx公司采运部技术人员于2020年5月初对露天煤矿进行边坡稳定性验算。
以2020年4月底现状为基础，对露天煤矿工作帮、内排土场、西南排土场、东一排土场、非工作帮的边坡进行验算。
一、露天煤矿边坡现状介绍xxxxx煤矿目前形成的边坡包括工作帮、内排土场、西南排土场、东一排土场、非工作帮。
工作帮：目前工作帮平均长度为 1.8km，工作帮年推进度较大，边坡暴露时间较短。
黄土台阶高度为8m，台阶坡面角为65°；岩石台阶和煤台阶高度为16m，台阶坡面角为70°。
上部台阶主要为第四系黄土、风积沙和第三系钙质红土，下部台阶主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和粗砂岩，地质结构简单。
内排土场：内排土场形成标高为1048、1080、1112、1128、1144、1160、1176、1192八个排土台阶，内排土场台阶坡面角为33°，岩性大致为下部岩石上部黄土。
内排土场单台阶平盘较宽，总体边坡角较缓。
西南排土场：西南排土场北侧紧邻罐子沟煤矿工业场地，南侧紧邻采场，边坡稳定至关重要。
西南排土场最高标高为1280m，单台阶高度为20m，台阶坡面角为33°。
影响西南排土场边坡稳定的主要因素为地表水以及渗入排弃土岩中的大气降水。
东一排土场：2015年东一排土场已排土到界，东一排土场北侧紧邻油库、炸药库，西南侧靠近罐子沟河道（黄河重要支流）。
东一排土场最高标高为1235m，单台阶高度为20m，台阶坡面角为33°。
影响东一排土场边坡稳定的主要因素为地表水以及渗入排弃土岩中的大气降水。
非工作帮：非工作帮为首采区拉沟位置处，服务于整个首采区开采期内，边坡暴露时间十几年。
目前使用的罐子沟排洪渠位于非工作帮南侧，非工作帮边坡管理意义重大。
二、露天煤矿剖面选取在首采区工作帮、内排土场、西南排土场及东一排土场布设了20个稳定分析剖面。
露天矿陡帮开采
露天矿陡帮开采2008-7-30 10:37:03 中国选矿技术网浏览次收藏我来说两句一、陡帮开采的基本原理采用缓帮，即台阶全面开采时，工作帮坡角一般为8～15°；采用陡帮，即台阶轮流开采时，工作帮坡角可达25～35°，有时还更大，接近最终边坡角。
陡帮开采时，工作帮上不是每个台阶布置挖掘机，即不是每个台阶都处于作业状态，其中一部分台阶是作业台阶，另一部分台阶则是暂不作业台阶。
作业台阶和暂不作业台阶轮流开采，如图1所示。
图1 台阶轮流开采法作业台阶保留最小工作平盘宽度，暂不作业台阶只保留很窄的平台。
其值在弓长岭独木采场取15m，浏阳磷矿山田湾采场取10m。
还可两个台阶并段。
为了实施陡帮开采，加陡工作帮坡角，还可以采取其他一些技术措施，例如：（一）横向采掘。
陡帮开采时实体采掘带宽度即爆破进尺寸比较大，其值从几十米到上百米，大大超过挖掘机一次可能采掘的宽度。
为了充分利用采掘后作业空间进行调车和其他作业，挖掘机有时作横向采掘，如图2所示。
此时挖掘机的采掘方向与采掘带垂直。
图2 挖掘机横向采掘B－工作平盘宽度；Bs－爆破进尺；b－暂不作业平台宽度；h－台阶高度（二）纵向爆破。
缓帮开采时，一般实行横向爆破，爆堆在平盘中所占的宽度很大，因而增加了工作平盘宽度。
为了减少工作平盘宽度，实行纵向爆破，爆堆亦纵向布置。
根据弓长岭铁矿独木采场的经验，采用纵向爆破旁冲在10～13m之间，如图3所示。
图3 纵向爆破示意图B L—爆堆旁冲宽度，m（三）采用深度法设置备采矿量。
备采矿量的设置方法可以分为宽度法、长度法和深度法。
当采用深度法设置备采矿量时，剥岩帮坡角越陡，备采矿量越大；采矿工作帮坡角越缓，备采矿量越大。
这是对陡帮开采极为有利的。
二、陡工作帮的作业方式根据工作帮上台阶的轮流方式，陡帮开采的作业方式可以分为：（一）工作帮台阶依次轮流开采及倾斜分条开采这种作业方式如图4所示，其实质是露天矿整个剥岩工作帮由一台或两台挖掘机从上而下依次轮流进行开采，此时剥岩帮上只有一个台阶在作业，其余台阶均处于暂不作业状态。
第三章 露天矿合理帮坡角的确定
第三章露天矿合理帮坡角的确定第一节组成露天边坡岩石赋存情况(1)地层矿区及周边区域所见地层主要有：古生界的石炭系、二迭系，中生界的侏罗系、白垩系，新生界的第三系、第四系。
(2)构造矿区位于北山煤矿向斜东北角的边缘一带，区内的侏罗系地层呈向南倾的单斜构造，地层产状南倾，倾角3°～5°不等。
矿田内没有发现断层，构造属简单类型。
(3)煤层顶、底板岩性煤层底板为灰～灰白色中厚层状，块状构造粉砂质泥岩、细砂岩夹薄层泥质粉砂岩、泥岩。
煤层顶板为灰～灰白色、灰黄色泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、中厚层状、块状构造、质较坚硬、含铁锰质结核，含大量植物叶片化石及硅化木碎片，第二节岩石、结构面、岩石物理力学性质说明煤层顶、板岩性特征，结构面岩性发育情况，附表说明岩石物理力学性质。
表3-1 岩石物理力学实验成果第三节影响边坡稳定性因素采场边坡稳定1、计算指标的选取由于煤层顶板岩层软化系数小，虽然本地区大气降雨稀少、风沙大，但在冬季有一定的降雪，背阳边坡的积雪可以保留到来年的三月底，冰雪融化时也可形成积水，从而软化岩层、降低力学强度指标。
岩石物理力学性质指标见表6—2—1根据剥离岩层的岩性和物理力学性质，剥离物为第二类中硬一型，露天边坡为第二类半坚硬岩石类一型。
根据岩石物理力学性质，经综合加权后的平均值如下：天然容重 2.16t／m3比重 2.46t／m3内摩擦角32.17°凝聚力 2.40Mpa2、边坡稳定性分析对露天边坡的稳定性的定性分析：采场南帮、西帮、东帮为稳定性边帮。
由于北帮是顺层边坡，相对于其它边帮而言，为稳定性较薄弱边帮；3、最终边坡角的确定根据煤矿的岩石物理力学指标，矿山最终边坡角确定见表6—2—2。
表6—2—2 最终边坡角4、边帮稳定性验算凯源煤矿采场各帮的稳定性，经过验算，各帮的稳定系数都在1．3以上。
可行性研究报告所依据的工程地质资料较少，建议在生产中补充工程地质勘探，有针对性的查明各个帮的工程地质情况。
露天矿台阶要素简单介绍和简单分析
1.露天矿台阶基本要素台阶:由坡顶面、坡底面和台阶坡面组成(半无限几何体)。
台阶命名:台阶常以其坡顶面水平和坡底面水平高程命名。
坡顶线和坡底线：台阶坡顶面和坡底面与台阶坡面的交线分别称为台阶的～。
台阶坡面角(α)：台阶坡面与水平面的夹角称为～。
台阶高度(H)：台阶坡顶面与坡底面之间的垂直距离即为～。
台阶宽度(W)：从本台阶的坡顶线(本台阶外缘)到上一个台阶的坡底线(本台阶内缘)之间的距离称为～。
台阶是垂直方向上的最小开采单元，即台阶在其整个高度上是一次爆破、一次铲装。
穿孔和装药作业在台阶的坡顶面进行，铲装和运输作业在台阶的坡底面进行。
台阶高度台阶高度是露天开采中最重要的几何参数之一。
影响台阶高度的因素有：①生产规模、②采装设备的作业技术规格以及对③开采的选别性要求等。
☆②为保证挖掘机挖掘时能获得较高的满斗系数(铲斗的装满程度)，台阶高度应不小于挖掘机推压轴高度的2/3，另一方面，为避免挖掘过程中在台阶的顶部形成悬崖，台阶高度应小于挖掘机的最大挖掘高度。
☆③在品位变化大、矿物价值高的矿山(如金矿)，开采选别性是制约台阶高度的重要因素。
开采选别性系指在开采过程中能够将不同品位和类型的矿石及废石进行区分开采的程度。
2.露天矿最终帮坡角从最上一个台阶的坡顶线到最下一个台阶的坡底线的斜面与水平面的夹角(θ)称为该段边帮的总帮坡角。
最终边坡角是露天采矿场构成要素之一。
指露天矿非工作帮最上一个台阶坡顶与最下一个台阶坡底线所作的假想斜面与水平面的夹角，也称最终帮坡角或最终边帮角。
3. 露天矿台阶坡面角及其取值依据因素；台阶坡面角α：台阶坡面与水平面的夹角称为～台阶坡面角取决于：①岩体稳定性，岩体稳定性级别高时取大值(最大为90°)，否则取小值；②类似矿山经验值；③岩体结构，岩体层理面（或主要优势结构面）的倾向对台阶坡面角有直接的影响。
当台阶坡面与岩体层理面的倾向相同或相近，而且层理面倾角较陡时，台阶坡面角等于层理面的倾角。
露天矿山边坡角设置
露天边坡角几个参考资料2010-1-20 21:04:01 浏览：783 次我要评论[导读]本文详细介绍了露天边坡角几个参考资料。
一、大冶铁矿东露天扩帮区边坡建议值见表1。
二、大弧山铁矿各工程地质分区边坡角初步推荐值见表2。
三、不同矿山地质条件下露天矿边坡角的建议值见表4。
表1 武钢大冶铁矿东露天扩帮区边坡角建议值边帮区域地质分区岩性稳定条件边坡角狮子山北帮东部A西部为显肉红色黑云母中粗粒闪长岩；东部深灰色中细粒闪长岩。
岩体为块状结构，比较完整，坚硬干边坡=40°C=5，K=1.7C=10，K=2.249°断层充水=40°C=50°L1/2 K=1.746°3L1/4 K=1.4尖山东北端帮下部BI蚀变闪长岩和矽卡岩，由于蚀变强烈，强度较低；矽卡岩结晶粒粗，较硬。
岩体为块状、散体和破碎结构干边坡=40°C=5，K=1.4 47°C=10，K=1.6 50°尖山东北端帮上部BII变质闪长岩和黑云母辉石闪长岩，岩体较鹇。
坚硬、完整，属块状结构按浸润水位线与坡顶之交点为7倍的坡高，=40°，C=5和10时分别计算43°（K=1.3）50°（K=1.5）尖山东部端帮C上部岩石为轻微蚀变的变质闪长岩和风化闪长岩。
下部为未变质黑云母辉石闪长岩；块状结构完整、较硬干边坡=40°C=10，K=1.8C=5，K=1.450°水位数为7，=40°时50°尖山东南端帮D下部为矽卡岩。
中部为氧化矿体，胶结较好，上部为矿化闪长岩，近地表风化，局部为半胶结的松散岩体。
主要属散体，碎裂结构不会形成大楔体破坏。
对边坡顶部强风化岩体应注意45°尖山南帮东部E东部为薄层状石榴子石大理岩，西部为中厚层灰白、灰黑色团块大理岩。
圴为致密坚硬大理岩，岩体完整，为层状结构顺层理C=1.5～2=25°～27°40°（K=1.8）切层理C=30～40=30°～33°40°（K=1.5）尖山南帮西部F36米水平以上为灰白色薄至中厚层团块状大理岩；36米以下为灰白色条带状大理岩，岩石较坚硬，完整，属层状结构可按开拓运输条件确定43°～45°注：1.本表摘自《武钢大冶铁矿东露天扩帮区边坡稳定性研究》，1984年3月。
露天开采程序
组合单元内的工作帮坡角：最上一个台阶的坡顶线与最 下一个台阶的坡底线连成的斜面与水平面之间的夹角,
g
arctan nH
(n2)WSWtnaH n
WS ——安全平台的宽度; W——工作平盘的宽度; n——组合台阶个数, H——台阶高度; α—— 台阶坡面角
三、各种帮坡形式 一、只有安全平台时的边帮,如图一五-三六,
最小工作平盘宽度：刚刚满足采运作业需要的空间的宽 度,如图一五-二三
安全挡墙：在工作平盘的外沿用随时堆筑的一道安全挡 墙,如图一五-五,
第三节 掘沟
汽车运输掘沟和铁路运输掘沟、无运输掘沟,把汽车运输 掘沟稍作扩展即可得到铁路运输掘沟, 一、深凹露天矿掘沟[如图一五-六] 掘沟工作分两段进行：首先挖掘出入沟,建立上下两个 台阶水平的运输联系;然后开掘段沟,为新水平台阶的开 采推进提供初始作业空间, 出入沟的坡度：一00t以上的大型汽车的出入沟坡度为 八~一0% ,台阶高度为一二米,坡度为八%时的出入沟坡 长为一五0米左右,
采装设备包括：牙轮钻、电铲[挖掘机]、汽车、火车等,
台阶高度应不小于挖掘机推压轴高度的二/三[以便 满斗],台阶高度应小于挖掘机最大挖掘高度[为了挖 掘机的安全],
一般说来,黑色金属矿山矿体品位变化小,矿体形 态规则,矿物价值低,对选别开采要求低,其台阶高度 为一0~一五米,而有色金属矿山对选别开采要求高, 台阶高度为六~一0米,
几个平台留一个缓冲平台, 当纵坡坡度为八%时,连续陡坡坡长应限制在三五0米,
二、布线方式 如图一五-二八,按线路的形式,线路布置方式分：螺旋布 线和迂回布线 螺旋布线：台阶的出入沟沿最终边帮成螺旋状布置的线 路布置, 迂回布线：出入沟以迂回的方式布置在采场一侧的非 工作帮上的线路布置, 按线路固定与否分为：固定式布线和移动式布线,
露天矿边坡及防治
（4）爆破作用：由于爆破产生的地震可以使岩体的节 理张开，甚至使岩石破碎，影响边坡稳定。
（5）边坡的几何形状：露天采矿中，当坡面角不变时， 边坡愈高愈不稳定。当边坡高度不变时，边坡角愈大愈 不稳定。从水平断面看，边坡愈多愈不稳定，这是因为 凡突向采场的边坡易受拉而破坏，不利于边坡的稳定。
（6）影响边坡的其它因素：有管理方面的因素，如超 挖坡脚、在边坡上部堆置废石和设备、建筑房屋等，风 化作用的影响，地震活动的影响，都会降低边坡的稳定 性。
四、岩体监测与岩体加固
（一）岩体变形监测 1、裂隙人工监测 2、专用设备及测量仪器监测 （二）边坡加固措施
图1－67 锚杆加固边坡示意图 1－锚头；2－张拉段；3－锚固段；4－滑动面；5－墩台
1、应用锚杆（索）加固边坡
Hale Waihona Puke 2、抗滑桩加固边坡图 1－68 抗滑桩布置示意图 1－钻孔桩；2－滑动面
2、抗滑桩加固边坡3、挡墙加固边坡 （1）护坡墙。 （2）普通挡墙。
一、露天矿边坡构成因素
露天矿的开采，是把矿岩划成一定厚度的水平层，自上而 下逐层开采，在露天矿场的周边形成阶梯状的台阶，多个 台阶组成的斜坡就是露天矿边帮即露天矿边坡。
露天矿边坡由台阶、台阶上部平盘、台阶下部平盘、台 阶坡面、台阶坡面角、台阶高度、台阶坡顶线、台阶坡 底线等构成。
台阶根据其用途可分为工作平台、安全平台、清扫平台、 运输平台等。最终边坡是指开采到最终界面的台阶所组成 的边坡。最终边坡角是指最终边坡坡面与水平面之间的夹 角。
图 1－69 普通挡土墙型式 (a) 重力式有趾仰斜墙；(b)重力式有趾直背墙； (c)重力式有趾俯斜墙；
(d)重力式无趾仰斜墙；(e)重力垂直形墙；(f)俯斜式钢筋混凝土墙； (g)分次浇筑俯斜式混凝土墙；(h)悬斜式钢筋混凝土墙；(i)扶壁式钢筋混凝土墙
露天采场最终边帮构成要素有哪些
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
露天采场最终边帮构成要素有哪些
露天采场构成要素
露天采场最终边帮构成要素有以下几点：
1、影响采场最终边帮稳定的因素
露天矿最终边帮由阶段高度、阶段坡面角和清扫平台、安全平台、运输平台等要素组成。
影响最终边帮稳定的主要因素有:
(1)岩石的物理力学性质:包括岩石硬度、凝聚力和内摩擦角等，
(2)地质构造:包括由破碎带、断层、节理裂隙和层理面构成的弱面，不稳的软岩夹层，以及遇水膨胀的软岩等;
(3)水文地质条件:地下水的静压力和动压力，地下水活动对岩层稳定性的影响；
(4)强裂地震区地震的影响，
(5)开采技术条件和边帮存在的时间。
为了保证采场最终边帮的稳定，边帮的形成一般可采取以下技术措施：
(1)靠近最终边帮的1~2 排炮孔采用斜孔、光面爆破、加密孔距等控制爆破。
如大冶铁矿采用孔距为3m 的孔网爆破(正常爆破孔距为4~5m，孔径170mm)。
(2)减少炮孔装药量，采用微差爆破，减少爆破对边帮的震动。
(3)水文地质复杂的矿山，进行专门的疏干工作。
2、最终帮坡角
露天采场最终帮坡角是采场最下一阶段的坡底线和最上一个阶。
第三章露天矿边坡ppt课件
第二节 露天矿边坡研究
露天矿边坡要素
1——底帮边坡；2——顶帮边坡；3——底帮最终边坡角；4——顶帮最 终边坡角；5——台阶边坡角；6——工作帮边坡；7——工作帮边坡角； 8——矿体
• 露天矿边坡的特点
1．露天矿边坡较高，常达数百米；走向较长，常达几公 里。如抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿的设计采深分别 达到480m和350m，走向长分别为6.4Km和4.0Km。 2．露天煤矿边坡岩石只要是沉积岩，层理明显，软弱夹 层较多，岩石强度较低。我国有些露天煤矿的土质边坡较高， 达80m以上，露天金属矿边坡岩石主要是岩浆岩、变质岩， 岩石强度较高，但断层、节理等均较发育，构造复杂。至于 排土场边坡，则是由破碎的岩石和表土堆积而成的。 3．露天矿边坡变形破坏的形式主要是滑坡。露天煤矿的 滑坡主要沿层面、软弱夹层，其次是沿断层、节理发生。滑 动面下部还往往切断岩层。沿层面、软弱夹层、断层的滑动 面较明显，而沿节理切断岩层部分的滑动面则不明显。露天 金属矿的滑坡常沿机理、断层，有时亦沿层面发生。
甘肃金川露天矿边坡变形，即属典型的弯 曲匀倾倒变形 。
图3-8金川露天矿边坡弯曲倾倒变形 ML－厚层大理岩；MI－中厚大理岩；SC－片岩；Hg－角闪岩；F－断层
（4）挠曲
由板裂结构岩体组成的顺向边坡，坡面由 薄层较硬的岩层组成，其内有软弱岩层时（如 页岩、粘土岩等），由于软岩层的作用，硬岩 层在近坡脚附近发生向临空方向的拱折变形， 其形成机制类似于材料力学和弹性力学板的挠 曲，故称这种变形为边坡的挠曲种软弱结构面，如层理、 层面、节理，断层，软弱夹层等。
③受软弱基座控制的蠕动。
当边坡基座具有较厚的软弱岩层时，由于上覆 岩体的重力作用，基座软岩受压，承载力不够， 因而发生塑性流动，向临空方向或减压方向流动 和挤出，引起边坡的变形，称为基座蠕动，又叫 深层蠕动。边坡的这种变形，与上述受软弱结构 面控制蠕动的区别在于：坡体内蠕滑和塑流不是 沿一个统一的滑面，而是受整个软弱基座层控制。 当露天矿边坡底部含有厚度较大的软岩并被开挖 揭露后，边坡受基座控制的蠕动变形便开始了。
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露天矿帮坡形式与帮坡角在采场的扩延过程中，会形成各式各样的帮坡。
本节对帮坡角及 其经济内涵、增加工作帮坡角的途径、各种帮坡角的计算进行较详细 的论述。
一 工作帮坡角工作帮：是由工作台阶组成的边帮，并随台阶的推进而向最终边帮（非工作帮）靠近。
工作帮坡角：一般定义为最上一个工作台阶的坡顶线与最下一个工作台阶的坡底线联成的假想斜面与水平面的夹角（图15-33）。
若工作帮由n 个相邻的工作台阶组成，且工作平盘宽度相等， 工作帮坡角（θ）可由 下式计算：θ =-+arc tg nH n W nH tg ()/1α (15-11)式中，H 为台阶高度，W 为工作平盘宽度，α为台阶坡面角。
实际 生产中各工作平盘的宽度一般不相等。
式(15-11)变为：θ =+=-∑arctg nH W nH tg i i n 11/α (15-12)式中，W i 为从最下部工作台阶算起第i 个工作平盘的宽度，最上部 工作平盘宽度不参与运算。
设图15-33中三个工作平盘的宽度均为40m，台阶高度为12m，台阶坡面角为70。
，则由式(15-11)求得工作帮坡角为θ＝21.14。
工作帮坡角对露天矿开采寿命期内的剥岩量变化有很大的影响。
图15-34所示是矿体规整、在上盘矿岩接触带掘沟、向两侧推进时的采剥关系示意图。
图中将台阶式的工作帮简化为一条直线。
可以看出，当采到第三条带时，要想采出矿量∆T，必须剥离岩石量∆V。
在开采过程中，由于矿体规整，每一条带的矿量基本保持不变，但所需的剥岩量先是随着采场的延深而增加，采到第五条带（H1深度）时达到最大值，而后逐年下降。
如果采用如图中虚线所示的陡工作帮，则前期的剥岩量大大降低，峰值的到来将大大推迟（推迟到H2深度）。
若工作帮坡角等于最终帮坡角，剥岩量将随采场的延深单调增加，剥岩高峰推迟到最后。
因此，工作帮越缓，前期剥岩量越大，基建投资越高，基建周期越长。
由于资金的时间价值，前期剥岩量的增加会降低整个矿山的经济效益。
所以从动态经济观点出发，工作帮坡角应尽量陡一些。
图 15-34 剥岩量-工作帮坡角关系示意图增加台阶高度或减小工作平盘宽度可以使工作帮坡角变陡。
然而，台阶高度受到设备规格和开采选别性的制约，没有多大的变化余地；工作平盘的宽度又必须满足采运设备所需的作业空间的要求，并保持较高的设备作业效率，可减小的幅度也非常有限。
（即使采用前面所述的最小工作平盘宽度，工作帮坡角仍较缓）。
采用组合台阶开采是提高工作帮坡角的有效方法。
二组合台阶组合台阶是将若干个（一般4个左右）台阶组成一组，划归一台采掘设备开采。
这组台阶称为一个组合单元。
图15-35所示是四个台阶组成的一个单元。
在组合单元中，任一时间只有一个台阶处于工作状态，保持正常的工作平盘宽度，其它台阶处于待采状态，只保持安全 平台的宽度。
组合台阶开采只有当采场下降到一定的深度后才能实现。
如果采 场空间允许，可以在不同区段布置多台采掘设备同时进行组合台阶开 采，也可视工作帮的高度在同一区段垂直方向上布置多个组合单元。
组合台阶开采常用于分期开采的扩帮工作。
（分期开采将在后面介绍 ）。
组合单元内的工作帮坡角一般定义为单元内最上一个台阶的坡顶 线与最下一个台阶的坡底线连成的斜面与水平面之间的夹角，计算公式为：θg =-++arctg nH n W W nH tg s ()/2α (15-13)式中，n 为组合单元中台阶的数目；W s 为安全平台的宽度；W 为工 作平盘宽度。
假设n =4，H =12m ，W s =10m ，W =40m ，α=70。
，则求得 θg =31.78。
三 各种帮坡形式图15-36所示是在开采过程中形成的由6个台阶组成的一段帮坡， 每一台阶均保持安全平台宽度（W s ）。
从最上一个台阶的坡顶线到最 下一个台阶的坡底线的斜面与水平面的夹角（θ）称为该段边帮的总帮坡角，其计算式与 式（15-11）相同，只需将式中 的W 换成W s 即可。
设W s =10m ，H=12m ， α=70。
则得 θ = 43.37。
如果图15-36中的剖面通过一宽度为W R 的斜坡道，斜坡道位于第三 台阶的中腰，该段边帮变为图15-37。
建议读者画出这段边帮的水平投 影草图。
图15-37中的θ 仍为总帮坡角。
道路将整段边帮分为AC 和DB 两段 ，图中θ1 和θ2 称为路间帮坡角。
若W R =30m ，其它数据不变，则 θ图 15-35 组合台阶开采中的一个组合单元=34.13° ，θ1 =44.14°， θ2 =42.84°。
可见，在边帮上加入运输道路会使总帮坡角变缓许多（本例中变缓了约9。
）。
若该段帮坡是最终边 帮，帮坡角的变缓意味着多剥离大量的岩石。
这一简单的例子说明在 设计最终境界时，最终帮坡角的选取应考虑到运输道路的布置情况 。
A 图 15-37 具有道路的一段边帮 图 15-36 一段边帮若图15-36所示的边帮上有一个台阶是工作台阶，边帮将变为如图15-38所示。
工作台阶对帮坡角的影响与道路相似。
若这6 个台阶是组合开采中的一个组合单元，那么，该段边帮的总帮坡角（θ）即为前面提到的组合单元工作帮坡角(θg）。
工作平盘上下两段的帮坡角(θ1和θ2 ）有时也称为路间帮坡角。
若其它的数据不变，工作平盘宽度W=40m ，则θ=34.13。
，θ1=52.02。
，θ2=45.32。
更复杂的边帮是既有工作台阶又有道路，如图15-39所示。
读者可利用前面的有关数据计算总帮坡角和路间帮坡角。
若将图15-36中的6个台阶沿垂直方向平分为两个组合单元进行组合台阶开采，边帮变为图15-40。
单个组合单元的工作帮坡角可用式（15-13)计算。
利用前面的数据，计算结果为：θ＝27.86。
，θg＝29.70。
图15-41是实行三台阶并段的最终边帮。
若坡面角α＝70。
，台阶高度H = 12m，安全平台宽度W s = 17m，则该段边帮的总帮坡角为θ=59。
若一露天矿最终境界深为42个台阶高度（即504m），采用这样的安全平台宽度和并段方式，不考虑运输道路时，最终帮坡角可达51.25。
如果不实行并段，每一台阶都留7m宽的安全平台，同一露天矿的最终帮坡角为46.97。
图 15-39 具有工作台阶和道路的一段边帮第七节 生产剥采比生产剥采比是露天生产过程中某一时段（或某一开采区域）内的 岩石量与矿石量之比。
常用的生产剥采比的单位有m 3(岩石)/m 3(矿石)、t(岩石)/t(矿石)、m 3(岩石)/t(矿石)。
如图15-42所示，生产剥采比一般 是按工作帮坡计算的、采场下降一个台阶采出的岩石量与矿石量之比 ，即V H /T H 。
为了与下面将要提到的其它生产剥采比相区别，这里将图15-42所示的生产剥采比称 为几何 生产剥采比，记为SR H 。
6H W s 图 15-41 实行并段的最终边帮图 15-40 组合台阶开采工作帮从图15-42中可以看出，一般情况下，几何生产剥采比先随采场的降深而增加，在某一深度达到最大值，然后随深度的增加而减小。
在矿体形态较复杂的矿山，几何生产剥采比随采场深度变化的曲线可能出现几个峰值。
图 15-42 几何生产剥采比累积生产剥采比是指从开采开始到某一深度（或时间）累积采出的岩石量与矿石量之比，记为SR c。
如图15-43所示，采场下降到深度 D时的累积生产剥采比为 SR c =V D/T D。
图 15-43 累积生产剥采比在编制采掘计划时，往往需考虑剥采比的逐年变化情况，并采取措施（如改变台阶的推进方向、调整工作面的布置方式等），尽量避免剥采比的大幅度波动。
因此，年生产剥采比是编制采掘进度计划时最常用的生产剥采比。
顾名思义，年生产剥采比（SR y）是某一年内采出的岩石量(V y)与矿石量（T y )之比,即： SR y = V y / T y。
从设备管理（包括备品备件）和生产组织的角度，生产剥采比在生产过程中的波动越小越好。
这样可以保持较稳定的设备数量、备品备件的库存量、机修设施的能力以及设备操作和维护人员队伍。
因此在生产计划中常进行所谓的剥采比均衡，以得到较稳定的生产剥采比。
然而，对于一定的矿体形态、最终境界和开采方式，剥采比均衡的结果往往是将剥离高峰处的岩石提前剥离。
图15-44中曲线A是不进行剥采比均衡的生产剥采比随时间变化的曲线。
在“极限均衡状态”，即均衡后的生产剥采比是一常数时（图中的直线B），需要将高峰期的剥岩量V p提前到V p'剥离。
由于资金的时间价值，提前剥离量大会降低总体经济效益。
因此，在提前剥离所带来的经济效益损失与剥采比均衡所能带来的好处之间应进行成本__效益分析，以确定每年最佳的生产剥采比。
这是一个生产剥采比的优化问题，采矿优化界已研究出基于动态规划的剥采比动态优化算法。
应用这些算法可求出在满足每年矿石目标产量的条件下，使矿山生产的总体经济效益达到最大的最佳年生产剥采比。
优化后的生产剥采比曲线一般位于A与B之间（图15-44中曲线C）。
时间 t图 15-44 剥采比均衡示意图第八节分期开采在前面图15-29所描述的开采过程中，工作帮沿水平方向一直推进到最终开采境界，这种开采方法称为全境界开采法。
由于工作帮坡角一般比最终境界帮坡角缓得多，所以全境界开采的初期生产剥采比高，大型深凹露天矿尤为如此。
全境界开采法的缺点是基建时间长、初期投资多，故仅适用于埋藏较浅、初期剥采比低、开采规模较小的矿山。
与全境界开采方法相对应的是分期开采，所谓分期开采就是将最终开采境界划分成几个小的中间境界（称为分期境界），台阶在每一分期内只推进到相应的分期境界。
当某一分期境界内的矿岩将近采完时，开始下一分期境界上部台阶的采剥，即开始分期扩帮或扩帮过渡，逐步过渡到下一分期境界内的正常开采。
如此逐期开采、逐期过渡，直至推进到最后一个分期，即最终开采境界。
图15-45是分期开采概念示意图。
从图中可以看出，由于第一分期境界比最终境界小得多，所以初期剥采比大大降低，从而减小了初期投资，提高了开采的整体经济效益。
图 15-45 分期开采示意图分期开采的另一个重要优点是可以降低由最终境界的不确定性所带来的投资风险。
一个大型露天矿一般具有几十年的开采寿命，在进行可行性研究（或初步设计）时确定的最终境界在几十年以后才能形成。
在科学技术飞速发展、经济环境不断变化的今天，几十年后的开采技术（包括设备）和经济环境与开采初期相比将有很大的差别，这意味着在优化开采境界时采用的技术、经济参数在一个时期后将不再适用，最初设计的最终开采境界也不再是最优境界，甚至是一个很糟糕的境界。
因此，最终开采境界的设计应当是一个动态的过程，而不应是一成不变的。
一开始就将台阶推进到最终境界是高风险的、不明智的。