本發明是一種應用于露天礦床的分層剝采方法，屬于礦山開采設計領域。

背景技術：

1、露天開采是我國礦產資源開采的主要方法，具有生產規模大、安全性好的特點。比地下開采有很多的優越性，但缺點也是非常明顯的，那就是在開采礦石的同時，還要剝離大量的巖石。因此，一個技術上先進、經濟上合理、安全上可靠的礦山開采初步設計，對合理利用礦產資源、節約土地、保護環境及提高經濟效益是十分重要的。

2、參閱圖5，現有技術公開了公告號為：cn105275471b的一種確定露天礦山開采境界的方法，其步驟為：a、按照經濟合理性確定經濟合理剝采比；b、以技術可行、安全可靠為原則，根據現行的設計規范及安全規程，確定露天采場最終邊坡構成要素c、在作為設計依據的礦床的地形地質圖和地質剖面圖上，沿著采礦權范圍線，圈定露天采場最終境界的上口，采礦權范圍線形成第一個臺階的坡頂線；d、根據步驟b中確定的露天采場邊坡構成要素，自上而下依次圈定臺階；e、在圈定最終開采境界的過程中，優化開采境界，同時布置開拓運輸系統l；f、計算露天采場開采境界內分層礦巖量及平均剝采比np。

3、該現有技術公開了一種在圈定最終開采境界中的經濟合理剝采比的開采方式，但該技術主要采用自上而下依次圈定第二個臺階、第三個臺階……第n個臺階，所開采過程雙向臺階需同時進行，如此對施工設備用量大，同時對施工設備的協調性與施工人員的技術水平要求高，存在施工協調性低，開采成本高的技術問題。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種應用于露天礦床的分層剝采方法，以解決問題。

2、為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種應用于露天礦床的分層剝采方法，包括以下步驟：

3、步驟1，分層規劃與設計；根據礦體的形態和產狀，具有間距的將露天礦場劃分為若干個開采區；

4、步驟2，數據收集與預處理；

5、s21；數據收集，在每個開采區進行鉆井眼采樣，以收集露天礦床的地質勘探數據；

6、s22；數據預處理，清理樣本中的異常值，對數據進行標準化處理，確保數據質量；

7、步驟3，探索數據；

8、s31；數據可視化，繪制邊坡深度、坡度與坡度長度之間的規劃圖；

9、s32；對比模擬，分析不同坡度下的平均剝采比、開采效率指標；

10、步驟4，模型評估與驗證；

11、s41；進行初步開采以通過模擬結果與現場監測數據來驗證對比模擬的準確性；

12、s42；使用邊坡安全系數作為性能指標，安全系數越高表示邊坡越穩定；

13、s43；通過現場監測數據驗證模擬結果的準確性，以進行分次開采；

14、步驟5，優化開采；根據模擬結果，遠離井眼一側進行開采，以達到既定開采效果。

15、優選的，在s22中，數據的標準化處理為對數值進行分區，取值分區占比最大的一類。

16、優選的，在進行分次開采時，需再次進行s41、s42，以達到優化開采的目的。

17、優選的，在步驟5中，進行分次開采時，對井眼進行加深，并且可依托現有的固定件對井眼進行加固。

18、優選的，所述分次開采為在保持上次開采坡度的同時，加深上次開采的深度，并朝向開采方向進行后續開采，如此進行重復，使開采后形成坡度獨立的階梯狀。

19、優選的，所述邊坡安全系數通過以下公式計算：fs＝f1/f2；

20、其中fs為邊坡安全系數；f1為抗滑力，抗滑力可以基于土體的力學參數和邊坡的幾何參數來計算；f2為滑動力矩，滑動力矩可以土體的分層次數、外部荷載極限平衡法來計算。

21、優選的，所述邊坡安全系數的最低閾值基于歷史開采數據進行界定。

22、優選的，所述坡度長度基于邊坡安全系數進行界定。

23、有益效果

24、本發明通過分層規劃與設計，將露天礦場科學、合理地劃分為若干個開采區，避免了盲目開采導致的資源浪費和安全隱患。同時，通過數據收集與預處理、探索數據、模型評估與驗證以及優化開采等步驟，實現了對露天礦床的精準開采；其中優化開采的方式也使得施工設備能夠更加高效地利用，減少了設備閑置時間。

技術特征：

1.一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：在s22中，數據的標準化處理為對數值進行分區，取值分區占比最大的一類。

3.根據權利要求1所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：在進行分次開采時，需再次進行s41、s42，以達到優化開采的目的。

4.根據權利要求1所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：在步驟5中，進行分次開采時，對井眼進行加深，并且可依托現有的固定件對井眼進行加固。

5.根據權利要求4所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：所述分次開采為在保持上次開采坡度的同時，加深上次開采的深度，并朝向開采方向進行后續開采，如此進行重復，使開采后形成坡度獨立的階梯狀。

6.根據權利要求1所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：所述邊坡安全系數通過以下公式計算：fs＝f1/f2；

7.根據權利要求6所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：所述邊坡安全系數的最低閾值基于歷史開采數據進行界定。

8.根據權利要求7所述的一種應用于露天礦床的分層剝采方法，其特征在于：所述坡度長度基于邊坡安全系數進行界定。

技術總結
本發明公開了一種應用于露天礦床的分層剝采方法，包括以下步驟：步驟1，分層規劃與設計；根據礦體的形態和產狀，具有間距的將露天礦場劃分為若干個開采區；步驟2，數據收集與預處理；S21；數據收集，在每個開采區進行鉆井眼采樣，以收集露天礦床的地質勘探數據；將露天礦場科學、合理地劃分為若干個開采區，避免了盲目開采導致的資源浪費和安全隱患。同時，通過數據收集與預處理、探索數據、模型評估與驗證以及優化開采等步驟，實現了對露天礦床的精準開采；其中優化開采的方式也使得施工設備能夠更加高效地利用，減少了設備閑置時間。

技術研發人員：趙偉,黃鎮池,張文超,廖承周
受保護的技術使用者：福建興萬祥建設集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28