组合台阶开采技术在露天矿开采中的研究与应用

组合台阶开采技术在露天矿开采中的研究与应用

王冰

攀钢集团工程技术有限公司特种工程分公司  四川 攀枝花617000

摘要：选择应用组合台阶陡帮开采发能够最大限度的将露天采矿效率提升，其也同样是达到推迟剥岩与降低生产剥采率目的关键因素，具有高效性的应用特征。该种方法从其本质来看，其实就是以预留空间为前提，在这一基础上帮助构建多层台阶以实现剥采率减少的目标，继而帮助提升采矿效率。该种方法应用优势的逐渐提升使人们开始注意到了此种采矿方法。因此对该方法的应用过程进行深入分析具有极为重要的现实意义。

关键词：组合台阶；开采技术；露天矿开采；应用

目前，我国露天煤矿通常采用单台阶等宽平台的缓帮开采方案，这种开采方案具有采场时空关系松弛，回旋余地大的优点，但是采用这种设计方案，露天煤矿通常会出现前期采剥比较大，后期采剥比低的问题，造成露天矿出现投资大、成本回收慢等缺点，同时采用这种设计方案，露天矿的另一重要经济指标运距也较大，严重影响矿山的经济效益。因此，针对这一情况，1978年，国内首次引入陡帮开采技术用于我国北方的部分大型露天煤矿的设计中，有效缓解了部分大型露天煤矿在建矿初期出现的采剥总量大，基建投入大，生产成本高的问题。

1组合调节作业法的作业顺序

选择组合调节作业法，只需保存一个工作平台，该平台承担运输、工程爆破和采矿的功能。只要所附平台在其正常状态下符合运输规定，平台就具有排他性。这种运输平台的主要特点是可以将多种类型的运输平台组合在一起，按照标准从上到下沿台阶挖掘日常任务，具有明显的不连续性。组合式台式挖掘机应用的关键点是，它实际上是由沿工作中心线的并行处理驱动的，并在连续剥离的情况下逐渐向工作重点移动。在采矿阶段，对于台阶，规定其间距应超过组合台阶的工作平台，挖掘机必须沿着道路逐渐移动到下一个平板，直到到达工作中心线的关键点。这种组合方法的使用，真正达到了在组合步骤中逐步扩大运输平板直至成为新的工作平台的总体目标。此时，由于挖掘机本身的原因，位于上端的平台工作台阶的总宽度将在下部平台上不断加宽。此时，平台本身的总宽度将逐渐减小，以使其符合运输平台的具体总宽度规定。在这种情况下，只能使其充分发挥运输效应。根据自上而下的方法，可以在特定操作条件下实现组合台架法应用标准下的汽提循环系统的总体目标。

组合调节作业法的选择通常包括采矿和剥离，尤其是对于一些平坦和倾斜的平缓岩层。在开采矿产资源时，一般将水平驱动力作为推动工作进展的具体类型。一旦在台阶上进行剥离，就可以产生连续的组合模式，从而达到开挖中后期基本开采总量的标准，但在这种前提下，如果仍然选择和使用组合台阶工作方法，将失去原有的工作意义。为了保证平板的基本总宽度，在所有工作中都需要扩大中间边坡的坡度。应用的最终目的是实现露天煤矿陡坡开采的应用目标，在铁矿石开采过程中协助平衡采剥关系，解决一直存在的采剥比例严重失衡的问题。这也是降低矿产资源开采和剥离成本的主要因素，为在可持续发展道路上完成均衡生产步骤奠定坚实基础。

2组合台阶开采的重要意义

1）组合台阶开采能够有效减少每年的征地工程量。总所周知，矿山的广场用地、采场用地以及排土场用地都需要大量的土地进行支撑。然而现在，很多大型的露天矿都面临的征地困难，征地滞后的问题，严重影响了露天矿的正常开采。因此，通过采用工作帮坡角较大的组合台阶开采方式，能够有效减少每年矿山开采的土地需要量，在保证露天矿正常生产，经济效益稳步实现的同时，为解决征地问题赢取更多的时间。

2）组合台阶开采能够有效均衡矿山的剥采比。剥采比是露天煤矿重要的经济指标之一，采用组合台阶开采能够灵活调整矿山的剥采比，避免出现剥采比失调和生产上的“马鞍形”现象的出现，保证矿山的可持续发展。尤其是在煤炭行业不稳定的情况下，使用灵活的组合台阶开采调控矿山的剥采比，能够最大化实现资金的时间价值，保证矿山的经济效益，在煤炭行业低迷时，降低剥离量，减少资金投入，降低生产成本，在煤炭行业兴盛时，增加剥离量，提高产量，提高经济效益。

3）组合台阶开采能够有效减少运距，降低运输成本。组合台阶开采的工作帮坡角较大，使得采场和排土场的距离降低，降低卡车的运距，提高施工效率的同时，减少运输成本。

4）组合台阶开采有利于采场的边坡稳定。相对缓帮开采工艺，组合台阶开采工艺的永久边坡形成较晚，这就造成边坡的服务时间缩短，有利于边坡的治理和维护。

3组合台阶开采工艺特点

3.1穿爆环节

当进行联合台阶开采时，一些台阶暂时不开采，这将成为爆破岩块的缓冲台阶。爆破时，由于暂时不作业的台阶宽度小于爆破的侧面冲击距离，爆破后形成的大部分岩块会落在临时不作业平台和坑线上，不会影响下坑线的运输。但是，如果不设置临时操作平台，由于平台宽度远小于爆破侧面冲击距离，爆破后产生的大量岩石将覆盖下坑线，影响下坑线的正常运输。因此，针对这种情况，通常通过控制爆破技术和调整临时悬挂工作平台的宽度来解决。在爆破过程中，优先采用有利于提高工作边坡坡度角的爆破方法。同时，根据爆破侧面冲击距离的大小，调整临时悬挂工作平台的宽度。一般来说，临时悬挂工作平台的宽度适当小于爆破侧面冲击距离，这有利于爆破后产生的大部分炸药可以留在这个平板上，减少恢复交通所需的清洁工作量，提高施工效率。

3.2采矿环节

对于缓坡开采，缓坡开采通常是使用多个电铲在不同的工作步骤中同时工作。当几个工作步骤的输出不平衡时，需要及时调整电铲，以达到平衡回收的效果。因此，在缓倾斜开采过程中，需要经常使用电铲。在联合台阶开采中，在完成每组台阶的开采循环后，电铲将电铲从最低工作台调整到最高工作台，进入下一个循环的联合台阶开采，并进入循环操作模式。因此，随着采矿工作的进展，电铲将在挖掘线上连续作业，电铲来回移动的频率将大大降低。

3.3运输环节

台阶联合开采与缓倾斜开采在矿坑线系统的重新定位和布置以及卡车的运行方式上有所不同。

矿坑线系统重新定位和布局。综上所述，台阶联合开采运输系统布置在非临时工作面。根据工作线的长度、矿坑线系统的数量和组合台阶组中的台阶数量，矿坑线布局分为两种类型：返回式和直线式。坑线系统的布置位置和形式并非一成不变，而是根据现场实际情况随时进行调整。在联合台阶开采过程中，由于上部台阶的不断扩大，下部新台阶的形成，甚至随着开采台阶工作线长度的不断变化和外部运输出口的变化，有必要将矿坑线的位置和形状安排在右侧、左侧甚至相反的方向。只要能够保证矿坑线移位期间运输线的正常使用，就可以根据现场实际情况调整初始工作面的准备方法。

卡车操作。在卡车操作方面，与缓坡开采相比，台阶联合开采不灵活。这受到联合台阶开采特点的限制：首先，联合台阶暂时不工作的工作平台的相对宽度相对较窄；第二，暂时未操作的台阶充满了爆破后产生的岩石。因此，矿区通常只有一个出口用于岩石运输，卡车只能在工作台上双向驾驶轻型和重型车辆。缓坡采掘区一般有两个运输出口，因此轻型和重型车辆可以朝不同方向行驶。在车辆运输方面，形式相对灵活。

3.4首工作面准备

组合台阶开采特有的工艺环节就是准备首采面。在组合台阶开采过程中，需要先进行首采面的准备工作，只有首采面准备出来后，才可以通过将工作台阶不断进行向下转移形成新的采掘工作面，同时建立新采掘工作面和上不平盘相连通的运输线路。

结论

综上所述，以采矿的实际需要与采矿对象为基础，能够实现对单台阶的有效分解，通过类比分析采矿工程将能够最大限度的将采矿条件予以改善，继而达到陡帮剥离目的，为实现大面积矿石的揭露目标奠定基础。从实际情况来看，组合台阶模式的应用能够将生产剥离率减少，为及时将大量矿石揭露与保持矿山稳定的开采过程提供了完备条件。

参考文献：

[1]薛万海.安太堡露天矿过背斜期间陡帮开采方案[J].露天采矿技术，2020,35(01):86-90.

[2]杨国成，胡铁男.新疆天池能源南露天煤矿南帮陡帮开采条件下边坡稳定性分析[J].露天采矿技术，2020,35(03):11-14.