露天矿山剥岩工作线优化和内排探讨

本次研究矿山是大型露天开采矿山，矿体由一、二、三层组成，呈单斜构造，经历多期开采，当前正在由1996年设计境界（以下简称原设计）向2011年扩帮设计境界（以下简称扩帮设计）剥岩和采矿过渡，开拓方式是沿矿岩分界线上盘开沟移动坑线开拓，工作线布置方式是纵向布置采矿和剥石工作线，年产矿石630万吨（设计年产矿石500万吨），剥岩量2700万吨，采剥总量3330万吨，扩帮剥岩洪峰期阶段生产剥采比4.28吨/吨（设计生产剥采比3.60吨/吨）。矿石和剥岩运输方式是铁路、公路、胶带联合运输，采场内设计建设164m～144m（已建）、124m～104m（已建）、64m～44m（没建）岩石倒装站，实现公路与铁路间转载运输，建设116m（已建）和32m（没建）矿石破碎站，实现公路与胶带间转载运输。原设计露天底南部标高-4m、长610m，北部标高-52m、长550m；扩帮设计露天底南部标高-52m、长650m，北部标高-100m、长710m；采场封闭圈164m，南北长2.1Km，东西宽1.1Km。扩帮设计总剥岩量2.93亿吨，设计土场总容量1.61亿吨、占总剥岩量的54.9%，土场容量需增补。

1 采场现状

采场生产分两个区域，其一主采场，是矿山生产采矿和部分剥岩区，范围包括原设计和扩帮设计开采境界内的矿体和下盘剥岩，当前南部开采至原设计露天底-4m仅剩8m～-4m的1个台阶，北部由于上盘空间不足已在矿体中开沟，正在开采-16m～-28m台阶；其二扩帮区，是扩帮剥岩区，范围包括上盘扩帮剥岩部位、采场南端和北端扩帮的矿体及相关上下盘岩体，扩帮宽度130m～220m，铲装和运输设备以内燃小型设备为主，机动灵活。主采场和扩帮区全部采用缓帮开采，工作帮坡角8°～15°，最小工作平台宽度35m，主采场延深速度9.0m/年，扩帮延深速度18m/年。主采场南部即将开采至-4m露天底，扩帮联帮前不再延深，北部最低开采台阶-16m～-28m、扩帮联帮前继续开采向-52m露天底延深，联帮后露天底向-100m露开底延深。扩帮区最高剥岩台阶152m～140m，主采场和扩帮区的临时边坡南部高120m（12个台阶）、北部高156m（13个台阶）。扩帮区南部在20m～8m台阶见矿、平均分层矿量153万吨，中部在-28m～-40m见矿、平均分层矿量142万吨，北端部在128m～116m见矿，平均分层矿量46万吨，扩帮区各部位矿石赋存分布和矿石量见图1。

2 采场生产面临的问题

开始扩帮后，矿石产量超设计500万吨/年（实际产量550～650万吨/年）生产，主采场延深速度快、过渡期保有矿量下降快，而扩帮过渡剥岩量没有达到设计1300万吨/年（实际剥岩量600～900万吨/年），扩帮延深速度较慢，揭露矿体补充过渡期矿石量的时间延迟。扩帮区和主采场已不能按设计在56m～44m台阶连帮，两区域的矿石和岩石运输道路联通延迟。同时征地增加土场容积工作受限，生产平稳排岩成为制约矿山生产的又一重要因素。结合2011～2019年矿山生产实际，今后矿山生产将面临待解决事宜如下：

2.1 主采场矿石量不足，矿山稳产受限

主采场现保有备采矿石量2303万吨，按照当前的采矿规模验算仅能稳产3年，第4年及其后矿山要实现稳产就需补充备采矿量，才能实现矿山在较长时间稳产接续。

2.2 扩帮过渡期长，不能按时、保量补充过渡期矿石量

参照纵向布置开采工作线及延深速度计算：扩帮南部在20m～8m台阶及其以下分层矿石量100万吨，第6.5年可补充一部分矿山备采矿量；中部在-4m～-16m台阶及其以下分层矿石量100万吨，第8年可补充一部分矿山备采矿量；北部128m～116m台阶及其以下分层矿石量30～40万吨，每年平均能补充备采矿量60万吨。扩帮南部和中部的过渡期均在6年以上，超出了主采场需补充备采矿石量的时间要求。

2.3 扩帮矿石和岩石的经济运输

扩帮区北端部164m～144m、主采场（下盘）南端部124m～104m岩石倒装站，衔接铁路转载运输岩石，主采场（下盘）北部116m矿石破碎站，衔接胶带转载运输矿石，设计68m水平以上扩帮剥离岩石经采场北部164m～144m倒装站运输，以下矿石和剥离岩石均经南北端帮和主采场（下盘）运输，经下盘64m～44m倒装站或116破碎站转载运输。在连帮前，需要及时采取措施实现扩帮区剥岩（增加到1800万吨）和矿石的经济运输。

2.4 土场容量不足

土场容量欠1.32亿吨，占总剥岩量的45.1%，需补充部分排土场空间。

3 工作线优化和岩石内排可行性探讨

剥岩工作线的优化调整对矿石稳产、完成剥岩量、较早揭露部分露天底让出岩石内排空间直接关联，要避免影响矿山开拓运输系统的经济性，需经综合论证分析。

4.1.3 岩石内排工艺

3.1 可行性探讨的原则

（1）主采场中部64m～44m岩石倒装站及相关44m～104m环扩帮区铁路建设的经济性论证分析。

综上所述,腹腔镜阑尾切除术治疗急性阑尾炎的应用效果显著,相比于开腹阑尾切除术,缩短了手术时间,加快了康复速度,腹腔镜阑尾切除术值得应用。

（2）在扩帮剥岩工作线优化中，要满足矿山设备性能与扩帮区技术状况相适应，发挥设备优势完成要求的剥岩量；

（3）执行优化设计中尽可能不增加洪峰期的剥岩量，不增加矿山生产难度，确保采剥顺行；

（4）剥岩工作线优化前后，保证扩帮剥岩的运距可控，优化矿山运距；

（5）采场的内排空间和岩石内排过程中不影响采场的开采。

3.2 剥岩工作线优化方案

采剥方法按工作线的布置形式分为：纵向、横向、扇形和环形采剥方法。结合扩帮区下部矿体赋存分布的特征——按标高区分是南部和北部标高高、中部标高低。优化后剥岩工作线形式是：南部和北部剥岩工作线采用横向布置、缓帮开采；中部继续采用纵向布置、条带式开采。北部当期采矿、南部3.5年后采矿，中部前期的剥岩平台做为南部和北部连通的平台、8年后采矿。扩帮区采剥进度见图1。

3.3 岩石内排部位选择

效益主要体现在岩石内排及相应部分岩石运输堆排取消铁路运输工艺、矿石产量稳产、降低运输费方面。

3.4 扩帮区运输公路布置

原设计扩帮剥岩工作线纵向布置，南北按条带布置剥岩工作线。自扩帮区中部出入沟处布置工作面向南北两端开采，最终境界68m以上设有固定公路，68m～44m通过设置临路公路与固定公路衔接，实现扩帮区44m以上剥离岩石经164m～144m倒装站转载铁路运输排岩；扩帮区在44m与主采场连帮，此时主采场64m～44m倒装站及相关环扩帮铁路已建成，扩帮剥岩自南北两端剥岩台阶平台经主采场台阶平台的临时公路运输，经该倒装站转载铁路运输排岩，运输系统服务至露天开采结束。纵向剥岩工作线的突出优点是现场管理简单，有利于加快剥岩；缺点是无法解决矿山生产当前面临的问题，尤其是过渡期备采矿石量不足问题。

4 工艺和经济分析

4.1 工艺分析

工艺分析包括采矿剥岩和岩石内排工艺分析。

高中化学是一门实践性极强的学科，诸多化学研究都需要实验操作实现.化学该门学科自出现以来，在生活与学习中就起着十分重要的作用，但如此一门重要的学科，在现实发展中却脱离了原本的轨道.在应试教育背景下，高中化学基于分数为主，在此种状况下，化学教学也逐渐丧失掉了创新性与实效性，同生活生产相违背.时间一久，化学学科便成为了理科中的文科.化学教师在课堂教学中经常会将实验研究环节省略掉，直接告知学生真实答案，之后让学生机械记忆.

4.1.1 原设计的采矿剥岩工艺

扩帮区68m标高以上原设计有纵向直进式固定运输公路，按设计正规修筑；68m以下没有固定运输公路，本次优化设计临时运输公路，采用纵向直进式和横向回返式与固定运输公路衔接，本次优化建议南部采用横向回返式布置临时运输公路，北部采用纵向直进式布置运输公路。在扩帮区南北两端临时公路与主采场连通，扩帮区剥岩过洪峰期后，相应的临时运输公路自上而下依次取消让出采剥空间。

4.1.2 优化工作线的剥岩工艺

本文将“共享经济”、“可持续发展”的理念，与国家“大众创业、万众创新”的号召相结合，重点研究“创业型企业”的创新发展。将“创新创业”与企业资源和高校资源共享，利用互联网思维，打造创业型企业共享型人力资源平台，以期促进经济发展。

扩帮区优化的剥岩工作线布置形式是：南部和北部横向布置工作线采剥、中部纵向布置工作线条带式剥岩，利用中部的出入沟和剥岩平台连通南部和北部开采工作面。自扩帮区中部出入沟处布置工作面向南部和北部开采，在规划较早揭露矿体的部位横向布置工作线剥岩到境界，利用矿山小型燃油铲装设备机动灵活优势强化南部和北部剥岩强度，同时在扩帮南北两端优化边坡平台参数修筑临时公路与主采场连通（见图3、图2），并布置工作面增加剥岩量，总体加快两部位的延深速度，自中部向南、向北依次降低形成台阶，台阶上布置临时公路，向上与扩帮区出入沟连通，向南、向北与主采场连通，实现在没连帮情况下，充分利用主采场内的116m矿石破碎站、124m～104m岩石倒装站和新建的120m～104m岩石倒装台，满足扩帮区开采的岩石和矿石低成本（汽车近距离低爬高运输）高效运输要求。横向剥岩工作线的突出优点是能较早揭露矿体和充分利用矿山原设施联合经济运输排岩；缺点是设备调动频繁、现场管理较复杂。

经编制采剥进度计划验证，扩帮区采矿强度和时间节点是：北部在128m～116m具备采矿能力，年开采2～3个台阶，南部在20m～8m具备采矿能力，年开采2个台阶，中部在-28～-40具备采矿能力，年开采2个台阶；预计3个部位分别在第1年（2020年）、第3.5年和第8年开始采出矿石补充主采场矿石产量，纵向采剥较横向采剥提前2.0～2.5年采出矿石，实现矿石产量较长期稳产。

1.4 数据处理 采用Excel 2003 和DPS v7.05 软件对试验数据进行处理。X1表示密度，X2表示N，X3表示P2O5，X4表示K2O。通过回归分析建立4因素与豇豆产量之间的回归方程，因通用旋转设计的常数项与二次项系数、二次项系数之间都具有相关性，为方便对模型分析讨论，保留不显著的各项。将4个因素中的3个固定在零水平，对数学模型进行降维分析，得到以其中1个因素的偏回归模型，并根据该模型做出单因素变化趋势图；在固定其他2个因子为零水平时，求另外2因子之间的交互作用；对所建模型进行非线性求解得出最大值。

岩石内排区域设在采场南部-52m露天底以上。扩帮区南部横向开采实现第6年自南端部揭露出-52露天底，开采台阶依次向中部横向开采扩大排岩空间，开采和排岩在水平方向上保持一定的安全距离即可有续安排内排岩石量，内排岩石主要来自扩帮区中部8m～-4m台阶及以下开采区域，可内排岩石量约8700万吨，内排空间容量约3680万吨。扩帮区的排岩运输公路为临时公路，主采场排岩运输公路利用原设计公路，借助结束开采的主采场台阶平台即可实现岩石堆排。内排土场终了图见图4。

4.2 需要关注的事宜

（1）扩帮剥岩工作线优化后有利于尽早揭露出部分矿体，用于补充当前及其后一段时期内过渡期开采的备采矿石量，有利稳定矿石产量；

内容包括：（1）数学概述：数学史，数学美，数学名著，数学家，世界数学大奖和数学家大会；（2）数学问题：海岸线的长度问题到数学上的分形几何，哥尼斯堡七桥问题到数学上一笔画问题，斐波那契数列和黄金分割，阿基里斯永远也追不上乌龟的有限与无限问题等；（3）数学典故：历史上的3次数学危机，希尔伯特的23个数学问题，韩信点兵与中国剩余定理，田忌赛马与运筹学，悖论等；（4）数学应用：数学与文学的关系，数学与绘画的关系，数学与体育的关系，数学与生物学的关系，数学与经济学的关系等。

在未按设计联帮条件下，扩帮区一部分岩石已经164m～144m倒装站转载运输排土场，主采场岩石已经124m～104m倒装站或直排土场，该设施建设的适时性和经济性需要经充分论证分析后决策。

“我和它一同摔跌在了地上，它没有死透，摇摇晃晃地朝着我扑，我一生气，就又多砍了它几刀，而就在这个时候，你赶了过来。那时天太黑，我以为来的东西是它的同伙儿，所以藏起来发动偷袭，险些酿成大错。”

（3）扩帮区仅有一条运输公路且服务标高是68m以上区域，运输岩石的通过能力不足，需在南北端帮增加公路，北端相对较易实现，而南端现有台阶已并段，边坡陡，实现困难，需要提前重新规划好边坡平台间的关系，为采场深部岩石运输准备运输公路。

（2）进一步研讨主采场南部120～104倒装台扩建为倒装岩石的站台，增加汽车铁路联合排岩量，减少岩石直排量降低运输成本。

4.3 效益分析

采场南部-52m露天底高于北部-100m露天底48m，开采中最易较早出露，所以选择采场南部作为岩石内排部位。同时，采场深部开采运输公路均布置在中部和北部，南部内排岩石不影响深部的开采和运输。

（1）岩石内排解决排土场容积3680万吨。

（2）内排岩石运输取消铁路运输工艺和降低汽车运距，降低生产成本：

(8)Thursday’s declaration after their summit in the Chinese resort of Sanya affirms that China,India,Brazil,Russia and news member South Africa will take the lea in the development of humanity.

为什么老师、家长都反对中学生谈恋爱呢？因为你们还太年轻，因为你们还没有具备获得理想爱情的条件，因为你们现在还必须为自己的理想而努力学习。所以，早恋注定是一场没有结果的爱情，那我们何必浪费青春，浪费感情，浪费金钱，浪费时间，最后荒废了学业呢？

A.总内排岩石量3680万吨，取消铁路运输,铁路运输距离11.5Km，铁路运输成本0.176元/万吨Km，经计算共计节省成本7449万元，避免年平均追加成本1241万元。

目前，我国大部分中小型企业都以成本精细化管理来提高自身的综合发展实力。医院实行成本精细化管理不仅可以提高医院的综合实力，还能更好地处理与患者之间微妙的关系。

B.增设南端公路，汽车运输扩帮区岩石到124m～104m岩石倒装站距离与到164m～144m岩石倒装站距离近0.72Km，年运输量60万吨，汽车运输成本1.45元/万吨Km，经计算共计节省成本310万元，避免年平均追加成本62万元。

（3）提前2.0～2.5年开采扩帮区压矿量1282.3万吨，扩帮区北部第1～3.5年内年均开采矿石30～60万吨、南部第3.5～5.5年内年均开采矿石150～200万吨。

5 结论

大型矿山在开采过程中，可结合矿体赋存、采场、土场和矿山装备等特点，开展多方面综合过渡工作研讨，如采剥工作线布置、岩石内排设计、开拓运输系统延续和总平面布置等，多在现有采场和土场等内部开展工艺集中布置，探究经济可行的优化方案更好为矿山生产服务。同时又实现控制占地面积减少破坏绿地，降低矿山开采对环境的影响并推进复垦工作，实现矿山在环保、经济和技术上良好运行。

[1] 李宝祥.采矿手册（第三卷）[M].冶金工业出版社，1999.9.

[2] 王青.史维祥.采矿学[M].冶金工业出版社，2001.1.

[3] 本钢设计研究院.歪头山铁矿深部开采（扩帮过渡）工程初步设计[R]，2011.11.