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平朔安家岭露天矿东部境界优化武建波;武懋;赵天佑【摘要】根据安家岭露天矿东部境界的现实情况,对东部地表境界进行多方案对比分析,得出最优的东部靠界边界,对安全爆破位置进行合理划分,对靠界边坡进行优化设计提高了边坡的稳定性,研究保证了安家岭露天矿东部靠界安全可靠、技术可行、经济合理.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2018(033)005【总页数】4页(P10-13)【关键词】露天矿;境界;控制爆破;弧形凹端帮;优化【作者】武建波;武懋;赵天佑【作者单位】中煤平朔集团有限公司,山西朔州 036006;中煤平朔集团有限公司生产技术管理中心,山西朔州 036006;中煤平朔集团有限公司生产技术管理中心,山西朔州 036006【正文语种】中文【中图分类】TD824.50 概况平朔安家岭露天煤矿位于宁武煤田北端，地跨朔州市平鲁、朔城两区，行政隶属朔州市平鲁区管辖。
该矿是我国自行设计、自主建设的平朔矿区第二座大型露天煤矿，设计生产能力15.0 Mt/a，核定生产能力20.0 Mt/a。
矿建工程于1997年10月1日开工建设，2001年7月1日主体工程基本建成，进行联合试运转，2003年7月1日全面进行试生产，2004年达产。
2007年进行改扩建，矿界东西长5.1～7.77 km，南北宽1.39～4.87 km，地表境界面积30.33 km2，东边界最宽，西边界最窄。
安家岭露天煤矿采用单斗－卡车综合开采工艺。
上部黄土层外包剥离，岩石剥离自营采用单斗－卡车开采工艺，采煤采用单斗－卡车－地表半固定破碎站－带式输送机半连续工艺。
主要开采4#煤、9#煤、11#煤3个煤层，煤层埋藏深度为170～247 m，煤层厚度变化不大、赋存稳定，煤层平均厚度4#煤10.4 m，9#煤16.3 m，11#煤4.1 m，开采煤层总平均厚度近30.8 m。
现矿坑生产能力10万t/m。
正常采掘带宽度40 m，内排土场最下台阶坡底线与11#煤工作面坡底线最小安全距离50 m，排土工作线跟进采煤工作线。
露天采矿的采矿技术以及工艺的提升和发展摘要:我国的矿石资源丰富，但是可以开发的储存量少。
这就需要先进的采矿技术与工艺的支持。
世界经济在迅猛发展，中国的采矿技术也在不断提高。
本文主要阐述了露天采矿技术工艺的现状和发展前景。
关键词：露天采矿;采矿技术;采矿工艺;一、露天开采技术与装备露天开采是人类开采矿物最早的方式，最开始是开采矿床的露头和浅部富矿，自从19世纪末使用动力挖掘机以来,露天开采技术就得到迅速发展,露天矿的规模逐渐增大。
在最近几年出现了大型的剥离倒堆设备,索斗铲和机械铲的最大铲斗容积(斗容)已分别达到168m和3137.5m3，排土桥理论装运的能力高达25600m3/h。
这些成就促进了露天采矿技术的发展。
目前国内的一些先进采矿技术已经达到国际水准，使得国家的矿产量得到了明显提高，因此拥有良好的露天采矿技术能够使得国家的采矿业得到更好的发展。
(一)高台阶开采这种技术很少被使用，并且台阶的最大高度也不超过15m左右。
由于大型设备的逐渐增多，高台阶开采技术也越来越受到企业的青睐。
(二)陡帮采矿当下，我国的大型露天矿已进入深部进行开采，矿场作业逐渐不得力，设备也变得老化，为了改变当前的状况，需要新技术，新工艺来提高产矿率，提高企业的能力，使得企业能更好、更快的发展。
陡帮开采技术基建工程周期短，并且基建工程量少。
(三)胶结充填采矿技术利用胶结充填采矿这项技术，可以达到保护地球环境的目的，并且可以使资源更有效的被利用。
但是如何使采矿技术和开采的条件有效的结合，限制了此采矿技术大范围应用。
由于高分层充填采矿、分段充填采矿在技术上取得很大的进步，促进了充填采矿法的大范围应用。
(四)矿用电铲国外电动铲为主要电铲。
斗容以16.8、21、30、38、43m3为主。
国内重点露天矿主要以电铲为主，斗容最大为16.8m3。
(五)钻机冶金矿山穿孔设备是潜孔钻和共存牙轮钻是我国主要使用的设备，钻孔的直径大多为250、310mm，中型矿山主要为潜孔钻为，钻孔直径大多是200mm;国外大多采用牙轮钻，直径普遍为310mm～380mm，孔深可达73m。
２０２３年第１０期／第４４卷黄 金ＧＯＬＤ矿业工程基于３ＤＭｉｎｅ软件的露天矿山开采境界圈定收稿日期：２０２３－０５－１７；修回日期：２０２３－０７－０８作者简介：何龙飞（１９８８—），男，工程师，从事矿业咨询设计和项目管理、数字化设计、智慧矿山和矿业国际化技术研究等工作；Ｅ ｍａｉｌ：３５７４２９０７７＠ｑｑ．ｃｏｍ何龙飞（大冶有色金属有限责任公司）摘要：合理的露天开采境界直接关系到矿山经济效益，而境界的圈定是一项非常复杂的工作。
根据某矿山的开采技术条件，利用３ＤＭｉｎｅ软件建立了矿体实体模型和经济模型，并进行了露天开采境界圈定，通过不断优化，得出该矿山的最优露天开采境界。
选择底标高为１２１５ｍ的露天境界为最终的优化境界，考虑到露天坑底最小宽度及台阶坡度影响，选择１２４５ｍ为最低平台高度。
关键词：露天开采；境界圈定；三维软件；边坡；稳定性 中图分类号：ＴＤ８５４ 文章编号：１００１－１２７７（２０２３）１０－００２７－０３文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２３１００６ 矿业是国民经济和社会发展的基础工业，在推进中国工业化、城镇化建设进程中起重要的保障和支撑作用。
矿业技术的发展随着科技的发展而发展，近年来，随着计算机技术的飞速发展，利用矿业三维软件确定露天矿山开采境界已成为主流方法之一［１］。
露天境界的确定直接影响生产规模、开采工艺、设备选型、开拓系统等后续工作，对矿山生产具有重要意义［２－４］。
１ 工程背景某矿山位于刚果（金）南东部的加丹加高原，海拔标高为１４００～１５５０ｍ。
主矿体埋藏较浅，矿体比较厚大，位于向北倾斜的向斜北翼，地表延伸超过３００ｍ，主要赋存在矿山组Ｒ２地层中，总体呈层状分布，倾角近直立，受构造作用影响，矿区地层空间排布错乱，从上到下有多层铜矿体。
各层矿体厚度变化较大，厚薄不一，薄的矿体厚度一般为１０～２０ｍ，厚的矿体厚度可达７０～８０ｍ，矿体平均厚度为４０～５０ｍ。
露天矿山支持无人驾驶的基础设施改善及优化方法文章标题：无人驾驶技术在露天矿山基础设施改善及优化方法中的应用1. 介绍露天矿山是指在地表开采矿石的矿山，由于地形复杂、环境恶劣、安全风险高等特点，传统的矿山作业存在着诸多挑战。
然而，随着无人驾驶技术的发展与应用，露天矿山的基础设施改善及优化方法也得到了革新和提升。
2. 无人驾驶技术在露天矿山中的应用2.1 无人驾驶装载机2.2 无人驾驶运输车2.3 无人驾驶挖掘机2.4 无人驾驶巡检车辆2.5 无人驾驶搬运车辆3. 基础设施改善及优化方法3.1 自动充电站建设3.2 智能交通控制系统3.3 实时监控与预警系统3.4 数据分析与优化调度3.5 精细化管理和指挥中心4. 个人观点和理解4.1 无人驾驶技术为露天矿山的安全生产和效率提升带来了革命性的进步，但同时也面临着技术成熟度和安全保障等方面的挑战。
4.2 基础设施的改善和优化是无人驾驶技术能否真正发挥作用的关键，只有充分配套的设施才能确保无人驾驶系统的可靠性和稳定性。
5. 总结与回顾无人驾驶技术在露天矿山基础设施改善及优化方法中的应用，是一个持续发展和完善的过程。
只有不断地改进和创新，才能让无人驾驶技术在露天矿山作业中发挥最大的效益。
通过以上深度和广度的探讨，我们可以清晰地看到无人驾驶技术在露天矿山基础设施改善及优化方法中的重要作用。
希望本文的解读对您有所启发，让我们共同期待无人驾驶技术在露天矿山作业中的更广泛应用和更大突破。
露天矿山是一种大规模的矿藏开采方式，其采矿规模大、流程复杂，对基础设施和设备要求高。
传统的露天矿山采矿方式存在着诸多挑战，例如地形复杂、环境恶劣、安全风险高等问题。
然而，随着无人驾驶技术的不断发展与应用，露天矿山的基础设施改善及优化方法也得到了革新和提升。
无人驾驶技术在露天矿山中的应用包括无人驾驶装载机、无人驾驶运输车、无人驾驶挖掘机、无人驾驶巡检车辆和无人驾驶搬运车辆。
这些技术的应用，使得矿山作业更加安全、高效和智能化。
基于3DMine的露天煤矿采矿计划的编制及优化发表时间：2020-12-09T13:15:55.110Z 来源：《建筑实践》2020年7月20期作者：李永生1宋阳2 [导读] 通过应用3Dmine矿业工程软件建立地质数据库、采区和排土场的三维模型，实现矿山三维可视化，提供全面的露天矿解决方案，实现三维露天境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计要求。
李永生1宋阳2神华北电胜利能源有限公司胜利露天煤矿内蒙古锡林浩特市 026000 摘要：通过应用3Dmine矿业工程软件建立地质数据库、采区和排土场的三维模型，实现矿山三维可视化，提供全面的露天矿解决方案，实现三维露天境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计要求。
关键词：三维模型；采矿方案引言随着国内三维矿业工程软件的飞速发展，利用矿山三维模型优化设计在矿山开采设计中占有越来越重要的地位。
CAD或传统绘图等传统方法编制短期计划时，由于受到技术手段和方法的限制，往往耗时长、费工多，大部分时间主要耗费在技术含量不高。
3DMine软件按照国际先进的建模方法构架软件三维空间平台基础，在空间平台基础上进行矿床建模、储量估算、采矿设计、矿山生产、打印制图等工作，提供了全面的露天矿解决方案，可以实现三维露天境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计要求。
一、研究背景露天煤矿矿山工程短期开采计划受到诸如煤层赋存条件、勘探程度及可靠性、测量验收及地质素描等资料的精度、市场调节等众多因素的影响，因此短期计划是在一定范围内和一定条件下进行编制的，是一项具有一定预见性（如根据测量验收及煤层数据在一定范围内对煤层进行预测）和稳定性的，并具有开发意义的再创造工作。
短期计划编制的核心是在保证露天煤矿矿山工程发展的时、空关系及有关约束的基础上对计划的工程位置进行合理安排，以保证要求的计划产量和有关指标，并用以指挥、控制实际生产作业。
二、地质数据库的建立 3DMine矿业工程软件通过地质数据库的方式管理勘探的钻孔。
利用3DMine软件进行露天矿境界优化钟德云;胡柳青【摘要】在某露天矿已建立的三维地质模型的基础上,以不同于传统境界优化的方法,利用当前国内优秀的矿业软件3DMine进行露天境界优化设计,实现了真正意义上的最终境界.阐述了利用矿业软件经行境界优化的完整过程以及在最终境界的基础上进行露天采场设计,分析了建模结果.%Based on three-dimensional geological model which has been established in an open-pit mine to the realm different from the traditional optimization methods,the use of current domestic outstanding open-pit mining software 3Dmine realm of optimization,a true sense of the final state had been achieved. Explained by using mining software to optimize the complete process line state and in the final state on the basis of the formation of the open-pit design, the modeling results were analyzed.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P128-130)【关键词】3DMine;境界优化;露天开采【作者】钟德云;胡柳青【作者单位】福州大学紫金矿业学院;福州大学紫金矿业学院【正文语种】中文传统境界优化采用人工法，主要流程包括确定经济合理剥采比、选取露天矿最终边坡角、确定露天矿最小底部宽度和位置、确定露天矿开采深度等，通过平面图线段比法、面积比法等近似确定开采深度，这些都是近似确定最优境界的平面方法。
露天采矿技术的研究现状和发展趋势露天采矿工程学科的核心内容是采矿工艺、边坡控制和地下水控制，而露天采矿工艺的形成与发展，除遵守一般的工艺组成原则外，尚受煤田赋存条件的制约。
所以在借鉴国外露天采矿的理论和经验时，必须考虑我国煤田的具体赋存条件。
随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺在矿山得到了应用。
国内一批先进的采矿工艺技术，己步入世界先进水平的行列。
借鉴、吸收国内外的采矿新技术，利用现代科学技术，改造传统矿业，必将对我国冶金矿产资源的开发产生积极的推动作用，使我国采矿技术水平迅速提高，有力地促进了采矿业的发展。
一、我国露天采煤技术概况我国生产露天矿多数是倾斜煤层，中硬岩石，采用单斗一铁道运输工艺。
60年代以后，对生产露天矿的工艺技术进行了大规模的技术改造，研制了潜孔钻机和回转钻机，穿孔效率提高2-5倍，以后陆续研制成功按油、按沥蜡、乳化油等炸药和毫秒雷管、非电导爆管等爆破材料，爆破技术得到显著提高。
70年代初试验成功挤压介质爆破技术，改善了爆破效果，提高了电铲的装车率。
“一五”至“二五”期间一机部有关制造厂先后研制成3-4m3电铲，100t及150t 电机车和60t自翻车，装备了露天煤矿，使露天矿向机械化、大型化迈进了一步。
抚顺西露天矿设计深度450m，1980年已采到300m深，随着开采深度的增加，运距延长，运输设备效率下降，边坡不稳，环境污染等问题日趋严重.抚顺矿务局于1980年提出了“分区开采、联合运输、内部排土”的技术改造方案：实行集中生产，优先开采剥采比小的西区，煤和油页岩采用联合运输，利用西区采空区进行内部排土.为深露天矿的技术改造开拓了一条新的途径。
与一机部合作研制了理论生产能力为500-700 m3/h整套连续开采工艺装备，于1976年在广东茂名油母页岩露夭矿完成了工业试验，目前已在小龙潭露天矿得到运用。
在此基础上为布沼坝露天矿研制了一套理论生产能力为1500-2000 m3/h的中型成套连续开采工艺设备，已在布沼坝露天正常运用，为褐煤田的大规模开发奠定了基础。
露天矿山开采施工技术方案露天开采是人类使用矿物最早出现的开采方式，最初是开采矿床的露头和浅部富矿，从19世纪末使用动力挖掘机以来，露天开采技术迅速发展，露天矿的规模越来越大露天开采是用一定的采掘运输设备在敞露的空间从事矿石开采作业。
矿产资源的生成需要经过几百万年到几十亿年漫长的年代，才会形成现在能供人类使用宝贵资源，是人类使用的所有资源中唯独矿产资源是不可再生的资源，必需要求人类要充分合理利用和保护矿产资源的生源地。
标签：露天开采;工艺;程序;优化方案引言：由于矿产资源储存的地质条件千变万化，导致矿产资源的开采条件复杂多变必须要使用到采矿工业技术，矿山开采分为露天开采、地下开采和海洋开采随着开采技术的发展，露天开采所使用的采掘工具和采运设备的不同分为机械开采、人工开采、水力开采和挖掘船开采。
在矿床离地面浅，储量比较集中的情况下，采用露天开采方式。
又分为山坡露天和凹陷露天两种露天开采所形成的采坑，台阶和沟道为采砂场开采时通常把砂、岩分成一定厚度的水平分层。
自下而下逐层开采，并保持一定的阶梯形状台阶是露天开采的基本要素一、露天工艺开采露天开采是在一定范围内敞露的空间里，将掩盖在矿体上部的表土及周围部分的岩石剥除掉，而把矿石开采出来。
构成露天开采方案的主要技术因素在一定的矿床地质条件下，任何一个露天开采方案都是由许多技术因素构成的，矿山生产能力、设备选型、开采参数、开采程序、开拓运输系统、总平面布置、选矿等。
这些因素之间是相关的，某一因素发生变化，往往会影响到其他因素的变化和总的经济效果。
这些因素的变化可产生出无限的开采方案。
如果以某个因素仅有三种可能的变化计算，由上列因素就可以派生出上万个方案，这对用计算机进行开采方案优化来说，也是十分繁重和不经济的。
为了在拟定露天开采方案的过程中不遗漏最优的开采方案，以及尽可能减少设计和计算工作量，应区分主要因素和次要因素，抓住影响全局的主要因素，就能把握住最优的开采方案。
1露天开采1.1境界的确定1.1.1确定露天开采境界的确定应下列原则：1 应以“基础储量”为基础，并应充分利用资源。
2 露天采矿场的最终边坡应满足边坡稳定的要求。
3 露天境界底平台尺寸应满足铲装和运输设备要求。
4 中型以上露天矿境界宜采用计算机软件圈定。
1.1.2露天矿分期开采境界的确定应符合下列规定：1 采用分期开采的矿山，一期开采年限不宜小于10年。
2 分期开采过渡期间不宜使矿山减产或出现剥离洪峰。
一期宜为二期扩帮提供技术条件。
3 临时边帮上的安全平台宽度不应小于15m；采用陡帮扩帮作业时，在临时边帮上，每隔60~90m高度应布置一个宽度不小于20m的接滚石平台。
1.1.3露天采矿场最终边坡构成要素应符合下列规定：1 露天矿最终边坡应由台阶高度、台阶坡面角和安全平台、清扫平台、运输平台等要素所构成。
2 平台上设置排水沟时，其宽度应满足排水沟的设置要求。
3 最终台阶宜施行并段，并段台阶数不宜超过3个。
4 安全平台宽度不宜小于5m。
5 清扫平台宽度应满足清扫设备作业要求。
1.2采掘要素1.2.1台阶高度的确定应符合下列规定：1 需穿爆的矿（岩），台阶高度不应超过挖掘机最大挖掘高度的1.5倍。
2 不需穿爆的矿（岩），台阶高度不应超过挖掘机的最大挖掘高度。
1.2.2工作台阶坡面角可根据岩体结构面产状、岩体力学性质及水文地质特征通过计算确定，也可按围岩强度指标和围岩完整性特征通过类比法选取。
1.2.3最小工作平台宽度应按爆堆宽度、装载和运输设备所需宽度、动力管线布置方式，以及采剥作业的安全宽度等计算确定，也可按表7.2.3选取。
表7.2.3 最小工作平台宽度注：1 表中数值采用铁路运输时取上限，采用汽车环形运输时取下限；2 表内数值加上铁路中心线间距为双线运输时最小工作平台宽度。
1.2.4挖掘机最小工作线长度应满足挖掘机的正常作业和运输设备调车要求。
挖掘机最小工作线长度宜按表7.2.4选取。
表7.2.4 挖掘机最小工作线长度1.2.5段沟、出入沟及运输堑沟的沟底宽度应根据运输方式、掘进设备型号、岩石性质确定。
露天开采境界：露天开采终了时形成的空间轮廓。
包括：地面境界AB 、边帮(AC,BD)、底部境界CD （地面境界是一封闭曲线）。
开采境界三要素：底部周界、最终边坡、开采深度作用：关系到露天矿的可采煤量、剥离岩量、生产能力、开采年限等主要技术经济指标，也影响到矿床开拓、运输的环节，最终影响到经济效果。
自然因素：包括矿床埋藏条件（如矿体形态、大小、厚度、倾角等）、矿石及围岩性质、地形，矿山附近的河流、湖泊、工程地质、矿石品位等。
技术组织因素：包括露天和地下开采的技术水平、装备水平，矿山附近的铁路、主要建筑物等对开采境界的影响。
经济因素：包括基建投资、基建时间和达产时间、开采成本和销售价格，开采过程中矿石的贫化和损失，以及国民经济的发展等。
边帮：由采场四周坡面及平台组合而成的表面总体。
工作帮GE 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AG ,BF ）靠近。
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式中，n 为组合单元中台阶的数目；Ws 为安全平台的宽度；W 为工作平盘宽度。
假设n=4，H=12m ，Ws=10m ，W=40m ，α=70。
，则求得 g =31.78。
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。
边帮角：工作边帮角φ 最终边帮角γ，β=-++arctg nH n W W nH tg s ()/2α4H Ws Wc W Ws Ws台阶—为了满足采掘需要而划分的具有一定高度的分层。
台阶通常以其下部平台的标高，命名为XX水平。
上部平盘1—台阶的上部水平面；下部平盘2—台阶的下部水平面；台阶坡面3—朝向采空区的台阶斜面；坡面角a—台阶坡面与下部水平面的夹角；坡顶线4—台阶坡面与上部水平面的交线；坡底线5—台阶坡面与下部平盘的交线；台阶高度h—上部平盘与下部平盘的垂直距离。
矿山露天开采造成的环境问题和恢复治理措施【摘要】世界各国家都将优先发展露天开采作为增加矿产量的主要途径，只要有条件，尽量实现集中开采，以提高劳动生产率，降低成本。
我国也是这样。
但是基于历史原因、认识自然的局限性及法制法规的不完善，露天采矿业迅猛发展的同时，也带来了一系列的矿山环境问题和生态破坏，已严重影响地区的生态环境质量和经济持续发展。
本文基于矿山露天开采过程中可能激发的环境问题，并对其提出了相应的治理措施。
【关键词】露天开采砂岩矿问题治理一、前言砂岩矿是我国重要工业原料,砂岩矿工业的可持续发展关系国民经济健康发展安全。
矿产资源的开发造成矿山环境问题严重，因露天采矿、开挖和各类废渣、废石、尾矿堆置等，直接破坏与侵占大量土地；矿山开发诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害有增无减；采矿疏排水破坏了地下水系统，井泉干枯，人畜饮水困难。
这些都严重影响了矿区周围群众的正常生活和社会稳定，也使得矿山环境恢复治理工作十分艰巨繁重。
二、矿山地质环境存在的问题1、占用和破坏大量土地。
采矿工业占用和破坏土地，包括采矿活动所占用的土地（如厂房、工业广场）；为采矿服务的交通（公路、铁路等）设施，采矿生产过程中堆放的大量固体废弃物所占用的土地等。
2、地质灾害频繁发生。
许多矿山在开采过程中都不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的危害，露天矿山主要表现在：一是露天开采使边坡改变原有的天然平衡状态，地面及边坡开挖影响山体、斜坡稳定，导致岩（土）体变形，诱发崩塌和滑坡等地质灾害；二是矿渣随意堆放，造成超负荷堆放，引起滑坡；三是部分矿山矿渣顺沟堆放，遭遇下雨，沟内汇水携带大量矿渣形成泥石流。
3、水土流失和土地荒漠化。
采矿往往把周围植被砍伐殆尽，水土流失严重，地表丧失或部分丧失了生态功能，造成水土流失、岩石裸露，甚至荒漠化。
4、环境污染。
采矿过程中的环境污染主要来源于废水、粉尘和废渣。
废水未经达标处理就任意排放，甚至直接排入地表水体中，使土壤或地表水体受到污染。
弓长岭露天矿独木采区山坡转深凹露天开采过渡开采境界优化王宇驰
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2018(34)11
【摘要】为对弓长岭露天矿独木采区山坡转深凹露天开采过渡开采境界方案进行优化,通过建立采场地形数据库、钻孔数据库、优化初始模型进行断面优化步长评估与计算,计算出了各个断面步长的导数,进而根据导数给出总体优化步长,进行总体优化迭代计算,从而确定了总体最优方案.采用MATLAB软件编写了适用于独木采区的开采境界优化软件,通过优化计算,得到了新的优化境界,净增加高级别矿量0.1883亿t,净利润提高了5.1564亿元,矿山服务年限提高了约7.5a.
【总页数】4页(P66-68,75)
【作者】王宇驰
【作者单位】鞍钢矿业集团公司弓长岭露天铁矿
【正文语种】中文
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
露天开采境界设计规范
1 最终边坡要素的确定，应符合下列规定：（1）台阶高度的确定应符合下表1 的规定；表1 台阶高度矿岩性质采掘作业方式台阶高度m 松软的岩土机械铲装不爆破不大于机械的最大挖掘高度坚硬稳固的矿岩爆破不大于机械的最大挖掘高度的1.5 倍砂状的矿岩人工开采不大于1.8 松软的矿岩不大于3.0 坚硬稳固的矿岩不大于6.0 注：挖掘机或装载机铲装时，爆堆高度不应大于机械最大挖掘高度的1.5 倍。
（2）台阶坡面角宜按表
2 的规
定选取；表2 台阶坡面角普氏系数f 14～8 7～3 2～1 台阶坡面角（°）75～70 65～60 60～45 注：表中取值可根据节理、裂隙和层理等发育条件及逆边坡方向或顺边坡方向进行调整。
（3）安全平台宽度不应小于3m；最终台阶并
段时，可不设安全平台；（4）每隔2 个～3 个安全平台应设一个清扫平台。
人工清扫时，清扫平台宽度不应小于6m；机械清扫时，清扫平台宽度应按设备
要求确定，但不应小于8m；（5）露天矿最终边坡采用多台阶并段时，并段数不应大于3 个。
2 经济合理剥采比的确定方法，应符合下列规定：（1）经济合理剥采比宜采用盈利比较法计算；（2）当矿石价值不高，地下开采有盈利时，可采用成本比较法计算；（3）只适宜露天开采的矿床，可采用价格法计
算经济剥采比。
3 露天开采境界的圈定，应符合下列规定：（1）境界剥采比。
2013年第39卷第3期工业安全与环保№【ch 2013II l |b 庙a l S 醯田and EI Ivi 咖Ⅱ咖t a 】Prot ecli 眦6lSI 瓜PA C 用户子菜单在露天矿境界优化中的应用连民杰1马帅2孙莹3岑元刚3(1．中钢集团矿业开发公司北京100080；2．西安建筑科技大学管理学院西安710311；3．中钢集团武汉安全环保研究院有限公司武汉430081)摘要露天矿境界优化是露天矿开采设计和生产过程控制的重要内容。
开采境界决定了矿山最终的开采形态，关系到矿山地质环境保护与治理恢复方案的编制。
在sIl Il PA C 中使用用户子菜单，简化了境界优化过程中优化参数变动带来的重复性工作，并在实际应用中证明该子菜单在矿山企业规划设计中具有较高实用性。
关键词SU T 姒C 境界优化用户子菜单露天矿山枇‰of 双】瑚瞄C U 蚰M 锄璐j n O p 饥一pit 蛐ol pt im j 函瞄阻uA N 删i el 姒s hl l ai 2s U N Y i醇cEN Y 1珀ngan 矿(1．硒盼$训慨D ．。
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露天矿开采境界优化与动态管理收稿日期:2003-09-08
作者简介:罗映南(1957-),男,福建漳平人,地质高级工程师,总经理,主要从事矿山技术及企业管理工作;福建省上杭县紫金路紫金大厦,
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罗映南(福建紫金矿业股份有限公司)摘要:随着科学的发展和技术的进步,国内外大中型露天矿已将边坡与开采境界由过去的“相对固定”变为动态优化管理。随着采矿工程实际揭露的矿床地质、边坡工程地质与水文地质条件的变化,及时改变边坡位置、边坡形状、边坡角度,挖掘边坡潜力,调整开采境界,达到多采矿、少剥岩,
以提高经济效益。本文介绍了紫金山金矿边坡挖潜、开采境界优化、5年编制5个境界的动态管理情况;论证了开采境界优化的目标和考虑的主要因素;分析了境界优化、动态管理的效果与效益;在此基础上提出了保证边坡稳定的技术措施。关键词:露天矿;边坡挖潜;开采境界优化;动态管理中图分类号:TD854 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(2004)01-0023-04
1 引 言到目前为止,尚未发现一座露天矿在开采全过程中,矿床地质条件、边坡岩土工程条件与最初设计时一模一样的先例。换言之,矿床开采过程中,矿体与上下盘围岩的相对空间位置、原境界内矿岩量、边坡工程地质条件、水文地质条件的变化或多或少都要发生。因而,作为露天矿的开采境界也不能“一次定终身”,要及时调整优化,以适应变化了的情况,提高开采的经济效益。紫金山金矿1998年开始由地下开采转为露天开采,2002年实际矿石产量为1153万t,采剥总量1181万m3;5年累计采出矿石量4000万t,采剥总量1亿t。露采的5年中,将露天采场的边坡与开采境界纳入动态优化管理,先后组织了4次开采境界调整、修改、优化,产生了5个开采境界,分别是1998年设计院境界,2000年、2001年、2002年和2003年3月公司编制的境界。5年中依据实际情况对边坡挖潜、开采境界优化,平均每年一个境界,对公司经济效益的提升发挥了重要作用。2 开采境界优化与动态管理的必要性露采5年来的实践,以下4个方面决定了边坡挖潜与开采境界优化的必要性、重要性、紧迫性。2.1 适应矿床地质条件的变化紫金山金矿露采以来的5年中矿床生产地质工作不断加强,自行研制的IDS矿床地质计算机模型适合紫金矿床大透镜状矿体、全岩矿化、自主矿体中央向外呈渐变关系的矿床地质特征,并在实践中逐步修正完善;生产中全面实施与国际技术接轨的潜孔钻炮孔取样、化验等多种生产地质方法,上盘发现有新矿体,矿岩界线有较大变化。因而,需要依据变化了的情况,重新考虑边坡位置,调整开采境界,将原境界外的矿体圈入境界内,将不必要剥离的岩石划入境界外,达到多采矿、少剥岩,努力提高资源的可采量。2.2 适应工程地质、水文地质条件的变化经过5年的露采,已开辟出748～1048m总计25
个台阶。构成边坡岩体的岩性、构造、结构面、风化程度、赋水性等工程地质、水文地质、岩土力学特性得到实际揭露。总的情况是采场北部———包括NE帮、N
帮、NW帮地段岩体风化程度较弱,强度较高,边坡未见失稳、破坏征兆,可以适当提高边坡角。采场南部———包括S帮、SW帮、SE帮,岩体风化程度高,呈散体、碎裂结构,黏土矿物含量多;SW帮F5断层是该帮呈复合型平面剪切破坏的决定性因素,南帮边坡需慎重对待。上述情况,要求对边坡进行适当调整,挖掘北帮潜力,保证南帮稳定、安全。2.3 适应井下采空区的发展与变化经采场地压科用多种手段测量、调查,近两年来采场中央原地下采空区、古采硐及16～24线采空区状况基本查明,与原来掌握的资料有较大的发展和变化。边坡挖潜中对采场中央原地下开采11个中段和16～24线5个中段的采空区,按上下盘岩移角和陷落角分别取65°和70°、60°和65°,分别圈出了采场中央和16～24线的岩移圈、陷落圈,岩移圈面积分别为760m×760m、740m×340m。地下采空区的发展变化
2004年第1期/第25卷黄 金GOLD采矿工程23
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.决定了开采境界要有大的改动,所有固定帮边坡要移至岩移圈之外,保证边坡稳定、生产安全。2.4 适应选矿技术的进步和资源高效利用对矿石的需求经过十余年的实践,突破了低品位氧化金矿石大规模堆浸工业利用的一系列关键技术,工艺流程日臻完善,回收率逐年提高。按国家批准的矿石工业指标,≥1g/t表内矿、0.5～1g/t表外矿、0.3～0.5g/t含金废石都达到较高的利用、回收水平。特别是建成了固体含金废弃物利用的选矿厂,年处理0.4～0.5g/t含金废石的能力可达660万t,对原矿需求量加大,对露采境界优化、修改提出了新的要求。综上所述,露采境界优化与动态管理,为适应上述4个方面的变化和要求,其必要性、重要性和紧迫性是显而易见的。3 开采境界优化与动态管理的目标露天矿开采境界的优化决策与动态管理,属多目标、多因素决策。通常要同时达到以下4个目标。3.1 边坡稳定与生产安全露天矿边坡与开采境界的决策,首先要保证在开采期间内整体边坡基本稳定,不允许出现大的滑坡;但局部小台阶的变形甚至破坏,则是允许的,是经济边坡;当开采结束则整体边坡破坏了,则视为最经济的边坡;开采结束几十年边坡还保持稳定与安全,则是安全储备过大,经济上浪费了。紫金山金矿边坡稳定与安全,要考虑地下采空区对边坡稳定的影响,所有边坡要设置在地下采空区引起的地表岩移圈之外,并留有10～20m的安全距离,确保在开采服务年限内整体边坡稳定。3.2 经济要达到经济边坡的技术要求,依据不同边坡区段的工程地质与水文地质条件、边坡高度、边坡存在年限,设计不同构成要素的边坡。边坡位置、边坡形状、边坡角度、平台宽度依工程地质条件变化而变化,是经济边坡的标志和要求,可以达到多采矿、少剥岩,经济效果最佳。3.3 最大限度地利用国家资源资源是国家宝贵的财富,一经开采,不能再生,特别是金矿这样的贵重金属矿床。边坡挖潜与开采境界优化,要保证能露天开采的不用地下开采,以保证较高的回采率;能回收的边角矿体尽可能回收;尽可能减少挂帮矿石,资源损失降到最低。3.4 满足开采工艺要求露天边坡工程要顺应开采工艺,在当前工业技术条件下,结合紫金山开采设备作业参数,满足穿爆、采装、运输、排土、防洪排水工艺要求。4 边坡挖潜考虑的主要因素露天采场开采境界由固定边帮、地表开挖界线、露天底平面3部分构成。固定帮边坡挖潜是开采境界优化的基础,是依据变化了的矿床地质、边坡工程地质、水文地质条件,改变和调整边坡位置,边坡形状,提高边坡角度,达到多采矿、少剥岩或者既多采矿又少剥岩。开采境界优化与动态管理,是生产矿山在原设计基础上,依据变化的条件,挖掘边坡潜力,优化境界,
使之经济上更合理、效益最大化。因而,与一般意义上一个新矿山的边坡工程设计和开采境界圈定有其个性差异。挖潜是在选厂已建成,排土场、采场外部开拓运输系统已定位、建成基础上进行的,只能因势利导,在局部修正,不可能再增加大量投资进行大的变革;挖潜主要是边坡位置、边坡形状、边坡角度等结构参数的优化,因而考虑的主要因素也体现其个性差异。影响边坡稳定的主要因素可归纳为3大类。4.1 决定性因素露天矿高陡岩质边坡稳定性的基础理论,国际上公认“构造控制论”,即边坡稳定与否的决定性因素是构成边坡岩体内的结构面产状、与边坡的空间组合关系及其结构面的摩擦、剪切强度指标。通常,顺坡向的断层、软弱夹层、顺坡向贯通性好的节理,构成边坡破坏的潜在滑动面。金矿下盘即SW帮F5断层就是这样的结构面。4.2 滑坡的诱发因素边坡岩体内的地下水和露天采场频繁的爆破,是边坡失稳破坏的诱发因素,许多滑坡出现在暴雨后或爆破后即为例证。地下水静水压力作用于边坡潜在滑动面上;地下水降低了边坡岩体尤其是结构面的强度指标,其软化系数高达0.4～0.6,对边坡稳定性系数影响10%～30%;爆破震动以应力波形式作用于边坡岩体,并且在边坡表面岩体形成一个爆破松动带,对边坡稳定性系数影响7%～20%;
4.3 人为因素引起滑坡的主观人为因素是边坡位置、结构参数设计不合理;边坡管理尤其是爆破与防排水不当引起滑坡。开采境界优化,综合考虑上述3大类因素,在满足开采工艺要求的前提下,达到安全、经济、资源最大限度地利用。由于紫金山金矿是地下转露天开采,
地下采空区对露天边坡影响是一个特殊因素。境界优化应精心安排边坡位置设计,并力求对地下采空区“因势利导,变害为利”,利用采空区对矿床疏干、边坡
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采矿工程黄 金
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.疏水、超前探矿、露天防洪排水等,达到变害为利。5 开采境界优化方法、效果与效益按上述边坡挖潜与开采境界优化的目标、考虑的主要因素等,在对矿床地质、工程地质分区情况等深入研究的基础上,实施边坡与境界优化。所采用方法是,以系统论和边坡稳定“构造控制论”为理论基础,开发一系列软件系统,打造数字化露天,快速完成边坡结构和境界构成。具体操作过程是,利用公司IDS矿模和CAD软件系统,采取对采场模拟与优化相结合的方法,以计算机为工具进行;应用公司强大的软件、硬件系统,地质、采矿、测量、计算机多专业联合作战完成。5.1 固定帮边坡挖潜固定帮边坡是开采境界最主要的要素,是经济效益潜在力所在。在深入研究紫金山金矿固定边坡4个工程地质分区的基础上,边坡挖潜情况如下。边坡结构要素为:①采用双台阶并段一次预裂爆破,采场两组双并段台阶可节省剥岩量28万m3、336万元;②按4个工程地质分区,分别设计边坡要素构成参数。北东帮(上盘)、西端帮、北帮,岩石质量较好,岩石力学强度较高,风化较弱,取小台阶坡面角70°,平台宽8～10m不等,地表第一个台阶坡面角45°;单段最大边坡角51°～52.5°,整体边坡角42°～49°。下盘及东端帮,属强风化带,力学强度变低,呈碎裂、散体结构,第一个台阶坡面角45°,其余65°;可变的平台宽8～12m,单段最大边坡角46°～50°,整体边坡角40°～45°,边坡形状有直线型、凸形、凹形边坡。总之,边坡要素、边坡形状按多采矿、少剥岩、稳定安全,达到经济边坡的要求。可见,边坡挖潜是开采境界优化最基本、最主要的部分。5.2 开采境界优化露天采场开采境界的另两个要素,一是地表开挖界线(露天固定边帮与地表相贯线的总称),依据地形等高线与台阶标高,规范连接;二是露天底,紫金山金矿矿体呈大透镜状、大脉状。经济合理的露天底平面,不可能是单一的底平面,而是多平面露天底。在优化中分别设计了592m、640m、664m、700m、688m、832m、856m等多平面露天底。开采境界总出入沟在664m,664～592m水平,固定帮布置螺旋线公路,并设计安排了深凹露天排水系统,满足开采全期开采工艺要求。5.3 开采境界动态管理露天开采的对象是自然埋藏的矿体和为安全采矿而剥离的岩体。矿(岩)体是三相介质、各向异性的地质体,其复杂性和多变化决定了开采境界的圈定、优化、修改是动态变化的。2002年优化产生的第4
