序論：在您撰寫露天礦開采中的研究與應(yīng)用時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

組合臺階開采技術(shù)具有生產(chǎn)采剝比較均衡、基建工程量較少等特點，在露天礦開采中較為常用，工作幫的坡角通常為20～30°。一些露天礦開采使用單臺階等寬平臺作業(yè)，該作業(yè)方式具有回旋余地大、采場時空關(guān)系松弛等優(yōu)勢，同時存在后期采剝比較小的問題，造成露天礦開采成本較高，不利于提高露天礦的經(jīng)濟效益。陡幫開采技術(shù)有效解決了露天礦生產(chǎn)成本高的問題，有利于露天礦開采活動可持續(xù)發(fā)展。因此，為了提高露天礦的經(jīng)濟效益，研究組合臺階開采技術(shù)在露天礦開采中的應(yīng)用策略尤為重要。

1組合臺階開采技術(shù)及其應(yīng)用價值

1．1組合臺階開采技術(shù)露天礦開采平臺主要分三類:一是單臺階等寬平臺，每個臺階均可視為一個工作平盤，各平盤上部均布設(shè)運輸線路及采掘設(shè)備，為順利完成開采任務(wù)各平臺的采寬均有富余，同時確保各平臺寬度一致;二是雙并段臺階，位于工作幫上的2個臺階組合到一起，一個臺階為滿足運輸設(shè)備作業(yè)需求的平盤，另一個臺階適當(dāng)加寬處理;三是組合臺階，露天礦在開采過程中容易形成雞窩狀、螺旋狀礦床，需利用水平降深提高采掘效率，使用組合臺階開采技術(shù)能擴大工作盤或工作幫的坡角，可有效增加采煤量，凸顯該技術(shù)的實用價值。在組合臺階開采(見圖1)過程中，組合臺階的數(shù)量由一臺電鏟的服務(wù)能力確定，僅有一個平盤具備穿爆與采裝運輸?shù)哪芰?。開采過程中電鏟順延工作線方向從上到下采、剝，直至最后一個工作面為止，以組為單位完成開采任務(wù)，各組的臺階由暫不作業(yè)工作臺階、作業(yè)臺階構(gòu)成，通過逐個臺階施工提高間斷性，展開循環(huán)式開采活動。Φ為組合臺階工作幫的坡角(坡度);Be為運輸平盤寬度;Bg為組合臺階工作平盤的寬度圖1組合臺階開采圖例

1．2組合臺階開采技術(shù)應(yīng)用的價值第一，露天礦開采中使用組合臺階開采技術(shù)具有減少年均征地工程量的作用。在礦山運營過程中排土場用地、采場用地、廣場用地的面積較大，為合理使用土地資源，解決浪費土地資源的問題，需使用組合臺階開采技術(shù)，增大工作幫坡角的方式減少年均土地開采總量，確保露天礦正常運營的前提下穩(wěn)步提高經(jīng)濟效益;第二，使用組合臺階開采技術(shù)能提高礦山剝采比的均衡性。衡量露天礦經(jīng)濟效益的指標(biāo)之一是剝采比，有效應(yīng)用組合臺階開采技術(shù)能解決剝采比失調(diào)的問題，在露天礦發(fā)展不穩(wěn)定時期使用該技術(shù)能調(diào)整剝采比，最大程度利用資金資源，通過減少剝離量的方式達到控制資金投入的目的，露天礦生產(chǎn)成本隨之降低;第三，組合臺階開采技術(shù)可縮短運輸距離，主要源于工作幫的坡角變大，排土場、采場間的距離減小，基礎(chǔ)上減少運輸成本，提高采掘工作效率;第四，使用組合臺階開采技術(shù)露天礦的邊坡更為穩(wěn)定，利于營造安全的露天礦生產(chǎn)氛圍［1］。

2組合臺階開采技術(shù)在露天礦開采中的應(yīng)用要點

2．1穿爆使用組合臺階開采技術(shù)的過程中，部分臺階暫不作業(yè)，這部分臺階成為爆破巖塊緩沖地段，爆破時暫不作業(yè)臺階的寬度與旁沖距離相比要小，大部分因爆破而剝落的巖塊會落到坑線上及暫不作業(yè)平臺上，不會阻礙其他臺階的運輸。若無暫不作業(yè)平臺，在爆破后大量巖塊會掩蓋下部坑線，造成下部坑線無法正常運輸?shù)暮蠊??；诖?，使用組合臺階開采技術(shù)時，專職人員會調(diào)整好暫不作業(yè)平臺的寬度，聯(lián)合使用控制爆破技術(shù)，結(jié)合實際情況首選擴大工作幫坡角的方案，確保暫不作業(yè)臺階的寬度與爆破旁沖距離相契合，通常情況下臺階的寬度比爆破旁沖距離要小，確保大部分巖塊能落到平盤上，提高露天礦開采運輸效率。

2．2采掘緩坡開采過程中專職人員會同時啟動多臺電鏟，在不同平盤上展開開采。多個工作臺階開采量不一致時需積極調(diào)整電鏟，確保各點的采出量較為均衡。需要專職人員在露天礦開采過程中頻繁地調(diào)整電鏟，存在浪費時間與人力問題，很難提高工作效率。在露天礦開采中使用組合臺階開采技術(shù)，電鏟循環(huán)往復(fù)地展開開采活動，按照從上至下的順序調(diào)整開采位置，運動到最后一個工作臺階，就會進入下個組合臺階開采程序，依托循環(huán)作業(yè)模式提高采掘效率。開采時電鏟基于掘坑線連續(xù)采掘，無需專職人員頻繁地調(diào)整電鏟的運行參數(shù)。

2．3運輸使用組合臺階開采技術(shù)，專職人員將運輸系統(tǒng)設(shè)置在暫不作業(yè)平臺，依據(jù)工作線的長度布置坑線，每組臺階的數(shù)量與坑線系統(tǒng)數(shù)相關(guān)，使用直進式、回返式兩種技術(shù)手段布置坑線系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)露天礦開采的情況調(diào)整。組合臺階開采時位于上部的臺階持續(xù)擴幫，工作線長度隨之改變，改變外部運輸出口的位置，需要專職人員朝著反方向或向左、向右布置坑線。在坑線位移期間運輸線路只要能保持暢通，組合臺階開采工作面均立足實際靈活調(diào)整。組合臺階開采與緩幫開采相比卡車運輸效率較低，造成這一現(xiàn)象的原因有以下幾個:第一，暫不作業(yè)平臺寬度有限;第二，暫不作業(yè)平臺堆積巖塊?；诖?，在使用組合臺階開采技術(shù)時，需設(shè)置巖石運輸出口，及時清理平臺的巖塊，通常情況下各采掘區(qū)有一個運輸出口，輕重車可分向運行，以提高運輸管理靈活性［2］。

2．4首采面準(zhǔn)備露天礦開采過程中使用組合臺階開采技術(shù)需專職人員做好首采面準(zhǔn)備工作，為做到這一點專職人員需實地踏勘，了解露天礦的具體情況，在此基礎(chǔ)上科學(xué)地確定首采工作面，為工作臺階逐層下移并產(chǎn)生新的采掘面奠定基礎(chǔ)，保障新采掘面不會影響車輛運輸。

3組合臺階開采技術(shù)在露天礦開采中的應(yīng)用策略

3．1選定組合臺階開采參數(shù)為有效應(yīng)用組合臺階開采技術(shù)需專職人員選定技術(shù)參數(shù)，工作幫坡角計算公式為φ=tg－1Nh/b1+N(b2+hotgα)，式中，φ為工作幫坡角，N為組內(nèi)臺階數(shù)量，h為臺階高度，b1為單次循環(huán)推進寬度，b2為暫不作業(yè)平臺的寬度，α為臺階坡面角，組合臺階開采的結(jié)構(gòu)受露天礦開采裝備水平、礦山規(guī)模、礦體賦存條件、采剝推進形式、開溝位置等因素影響。涉及因素較多，參數(shù)間的關(guān)聯(lián)性、制約性較強，需遵循如下原則合理設(shè)定各項參數(shù):一是技術(shù)參數(shù)滿足露天礦規(guī)?；a(chǎn)需求;二是技術(shù)參數(shù)與露天礦開采設(shè)備效率、性能相適應(yīng);三是組合臺階開采技術(shù)方案具有可行性及簡明性，確保露天礦開采活動能夠高效展開;四是盡量追加工作幫坡角;五是保障開采現(xiàn)場安全穩(wěn)定。不同參數(shù)的確定方式存在差異，以臺階坡面角為例，該角度的大小與露天礦巖石性質(zhì)有關(guān)，受采剝推進方式、巖石裂隙發(fā)育程度、后排孔裝藥量、爆破參數(shù)等因素影響，需要專職人員在確定參數(shù)前廣泛地占有露天礦相關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上通過實測、類比等方式明確臺階坡面角的范圍，加之計算最終得出精確的臺階坡面角。在應(yīng)用組合臺階開采技術(shù)時，亦可通過試驗的方式選定技術(shù)參數(shù)，以非工作平臺的寬度為例，依據(jù)工作幫坡角、非工作平臺寬度的遞減函數(shù)關(guān)系展開試驗活動，實證技術(shù)參數(shù)是否會影響非工作平臺運輸?shù)男?，調(diào)整開采參數(shù)，確保非工作平臺能有一定的寬度且寬度合理［3］。

3．2從實際出發(fā)合理使用開采技術(shù)露天礦開采過程中使用組合臺階開采技術(shù)，需專職人員從實際出發(fā)，了解該技術(shù)適用條件，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化開采環(huán)境，提高技術(shù)應(yīng)用有效性。例如，在水平礦體使用組合臺階開采技術(shù)，同時礦體、地形一致(見圖2)，圖2中的工作幫坡角、組合后陡幫角度分別為β1、β2，φ、δ代表最終幫坡角。在露天礦順延某個境界拉溝降深的條件下，北部工作幫在臺階持續(xù)降深的過程中逐個到界，此時得到最終邊幫，南部工作幫將工作幫坡角的自然降深、地表的交界點視為基準(zhǔn)予以設(shè)置。通過觀察圖2，在露天礦工程觸及煤層頂板時，陡幫β1比β2多剝離一個三角巖量，雖然該巖量能在生產(chǎn)期間采掘出來，但露天礦生產(chǎn)期間不能延遲剝離，基于此在生產(chǎn)初期露天礦的剝采比并不理想，這說明組合臺階開采技術(shù)不適合在水平礦體上應(yīng)用。再如，在緩傾斜礦體(見圖3)使用組合臺階開采技術(shù)，礦體傾斜角度為5～25°，最終幫坡角通常情況下與煤層底板的角度相同，通過觀察圖3，在工作幫點1運動至1’時，開采深度隨之增加，增加量為一個ΔH，相比緩幫開采，陡幫開采能少剝離巖石，少剝離量為一個ΔV，在礦體傾角持續(xù)增大的條件下，ΔV的總量會增多，使用組合臺階開采技術(shù)能在初期減小剝采比，在此基礎(chǔ)上提高露天礦的經(jīng)濟效益。

3．3確定工作盤、非工作盤的寬度為有效應(yīng)用組合臺階開采技術(shù)，需工作盤的寬度與爆堆寬度相適應(yīng)，還要能為各類設(shè)備提供成長運輸與運行的條件，基于此工作盤寬度需綜合考慮道路寬度、安全生產(chǎn)距離、道路外側(cè)到下個臺階坡頂線的距離、爆堆坡底線到運輸?shù)缆返木嚯x，設(shè)置道路寬度時還需考慮露天礦卡車的尺寸及其運輸方式。非工作盤屬于輔助爆堆地點、運輸?shù)缆?，在設(shè)置其寬度時需考慮爆堆寬度及運輸設(shè)施高效、安全通行所需最大寬度，還需立足實際，從減少投入的角度出發(fā)，合理確定非工作盤寬度［4］。

3．4按照順序開采露天礦開采過程中使用組合臺階開采技術(shù)，將電鏟服務(wù)的臺階總數(shù)設(shè)定為一組臺階數(shù)量，各組臺階設(shè)置一個具備運輸、采裝、鉆爆功能的平盤，剩下的平盤通常只具備運輸功能。各組臺階的最上部電鏟開始運作，最后一個臺階為止，電鏟工作面與工作盤寬度一致，電鏟使用推土機修筑邊坡，亦可下挖坡道，目的是電鏟運動至下組臺階并進行新一輪的開采，原有運輸平盤隨之轉(zhuǎn)為工作平盤，同時工作平盤轉(zhuǎn)變成了運輸平盤，從上到下構(gòu)建露天礦開采循環(huán)系統(tǒng)。

3．5加強技術(shù)管理露天礦開采時為充分發(fā)揮組合臺階開采技術(shù)的優(yōu)勢，需專職人員注重技術(shù)管理，確保邊坡設(shè)計符合安全生產(chǎn)要求，解決臺階設(shè)置與區(qū)域內(nèi)物料堆放、廢石堆放等用地存在沖突的問題，使用組合臺階開采技術(shù)的過程中要加強邊坡變形監(jiān)測，運用信息技術(shù)提升實時監(jiān)測水平。要求多臺階開采時控制好并段數(shù)量，通常情況下3段可同時作業(yè)，保障多臺階并段不影響露天礦邊坡的安全與穩(wěn)定。在工作盤上使用電鏟、運輸?shù)仍O(shè)備需遵守操作規(guī)程，以降低生產(chǎn)設(shè)施發(fā)生故障的概率，同時提高露天礦的生產(chǎn)效率。為確保技術(shù)管理具有科學(xué)性、規(guī)范性、權(quán)威性，需煤礦制訂技術(shù)管理制度，對組合臺階開采技術(shù)應(yīng)用流程、標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容予以說明，營造透明、安全的技術(shù)管理氛圍，還需推行培訓(xùn)制度，專職人員在上崗前需研究、學(xué)習(xí)組合臺階開采技術(shù)，從露天礦生產(chǎn)實際情況著手制訂該技術(shù)應(yīng)用方案，加之組合臺階開采過程性監(jiān)管，有效約束專職人員行為，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，提高開采效率，助力煤礦增加經(jīng)濟效益［5］。

4結(jié)束語

綜上所述，在露天礦開采中使用組合臺階開采技術(shù)減少成本、優(yōu)化剝采比，基于此專職人員需在露天礦開采中合理使用該技術(shù)，將運輸、穿爆、采掘及首采作業(yè)面準(zhǔn)備視為要點，在此前提下通過實測、計算、試驗等方式選定組合臺階開采的參數(shù)，從實際出發(fā)合理地使用組合臺階開采技術(shù)，確定好非工作盤、工作盤寬度，按順序開采并加強技術(shù)管理，打造高效、安全的露天礦開采環(huán)境。組合臺階開采技術(shù)應(yīng)用空間較大，在設(shè)備更新、技術(shù)升級的條件下，露天礦開采效益不斷提高，助推露天礦開采事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻:

［1］周志友．組合臺階開采技術(shù)在露天礦開采中的研究與應(yīng)用［J］．煤礦現(xiàn)代化，2022，31(04):67－69+73．

［2］孫明亮，郭章．組合臺階陡幫開采在山西某露天鐵礦的應(yīng)用研究［J］．現(xiàn)代礦業(yè)，2021，37(08):68－72．

［3］李陽，陳鐳．組合臺階陡幫開采在露天礦開采中的應(yīng)用探討［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2020(23):176－177．

［4］宋揚．組合臺階陡幫開采在露天礦開采中的應(yīng)用探討［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020(09):180－181．

［5］昌珺．露天礦臺階尖滅方案優(yōu)化研究［J］．采礦技術(shù)，2019，19(01):57－60.

作者:江杰 單位:河南能源化工集團 中聯(lián)潤世新疆煤業(yè)有限公司 中聯(lián)潤世露天煤礦