露天矿帮坡形式与帮坡角

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1、实用文案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：q(15-11)式中，H为台阶高度，W为工作平盘宽度，a为台阶坡面角。实际生产中各工作平盘的宽度一般不

2、相等。式(15-11)变为：q(15-12)式中，Wi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。6HWaWWq非工作帮工作帮图15-33工作帮与工作帮坡角标准文档实用文案设图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q＝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

3、出矿量，必须剥离岩石量。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。32154ΔVΔH1H2T

4、最终境界陡工作帮缓工作帮图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

5、中，任一时间只有一个台阶处于工作状标准文档实用文案态，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）。qg4HWsWcWWsWs图15-35组合台阶开采中的一个组合单元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

6、为：qg(15-13)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qg=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（Ws）。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Ws即可。设Ws=10m，H=12m，α=70。。则得q=43.37。。如果图15-36中的剖面通过一宽度为W

7、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q仍为总帮坡角。道路将整段边帮分为AC和DB两段，图中q1和q2称为路间帮坡角。若WR=30m，其它数据不变，则q=34.13标准文档实用文案°，q1=44.14°，q2=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。1a23456A道路WRDC6HBW

8、sWsq1q2qWsWsWs图15-37具有道路的一段边帮1a236H456qWsWsWsWsWs图15-36一段边帮WsA1a23456工作平盘WcDC6HBWsWsq1q2q