[发明专利]一种露天矿的帮坡角确定方法及系统

说明书

本发明公开一种露天矿的帮坡角确定方法及系统，涉及露天矿开采技术领域，该方法包括根据岩体力学参数的概率分布确定相应的边坡安全系数；根据边坡安全系数，基于可靠度理论建立不同帮坡角条件下的边坡风险评估模型；根据地质数据以及经济技术参数确定境界设计临界值；根据境界设计临界值，采用横剖面法圈定露天矿最终境界矿岩量；根据露天矿最终境界矿岩量确定单位资源废石剥离量；在边坡稳定性分析结果为稳定的情况下确定支护方案以及对应的支护工程量；根据支护方案对应的边坡稳定性分析结果、单位资源废石剥离量以及支护工程量确定最优帮坡角。本发明能够确定同时满足废石剥离量既少，边坡又安全的帮坡角。

技术领域

本发明涉及露天矿开采技术领域，特别是涉及一种露天矿的帮坡角确定方法及系统。

背景技术

露天矿最终帮坡角的设计直接关系到矿山的废石剥离量和安全程度。一般来说帮坡角越大，矿山岩石剥离就越小，同时安全性就越差。因此在资源充分利用条件下，如何获得一个废石剥离量既少，边坡又安全的最终帮坡角显得尤为重要。传统的露天矿最终帮坡角是依据勘察研究成果并考虑采矿工艺确定的，然后基于设计好的最终帮坡角，按照技术经济参数取值进行最终境界圈定，这样得到的是在边坡自然安全条件下的最佳境界。为了找到这个极限平衡条件，很多专家学者通过各种数值模拟、理论推导，研究自然稳定条件下的最陡边坡，比如圆弧滑动法、有限元数值分析法、极限分析方法、条分法、有限差分数值分析法以及建立在概率基础上的模糊随机分析等非确定性分析方法。

理论上，按照极限平衡条件下设计的帮坡角进行生产是安全的，当角度稍微增加一点，比如0.1度，帮坡就会有滑坡危险。在极限平衡条件下加陡帮坡可降低剥岩量(剥采比)，尤其是高陡露天帮坡，产生巨大的经济效益，同时也带来了较大的帮坡失稳风险，为了保障矿山安全生产，就需要投入大量的工程进行帮坡维护。

因此，亟需一种露天矿的帮坡角确定方法或系统，以保证废石剥离量既少，边坡又安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种露天矿的帮坡角确定方法及系统，能够确定同时满足废石剥离量既少，边坡又安全的帮坡角。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种露天矿的帮坡角确定方法，包括：

根据待分析的露天矿的地质数据，采用岩体力学实验，确定岩体力学参数；

根据岩体力学参数的概率分布确定相应的边坡安全系数；

根据边坡安全系数，基于可靠度理论建立不同帮坡角条件下的边坡风险评估模型；边坡风险评估模型用于确定边坡滑坡风险概率；所述边坡滑坡风险概率用于确定边坡稳定性分析结果；

根据地质数据以及经济技术参数确定境界设计临界值；所述经济技术参数包括：矿成本、剥岩成本、选矿成本、精矿价格、精矿品位、地质品位以及综合回收率；

根据境界设计临界值，采用横剖面法圈定不同帮坡角条件下的露天矿最终境界矿岩量；

根据不同帮坡角条件下的露天矿最终境界矿岩量确定不同帮坡角条件下的单位资源废石剥离量；

在边坡稳定性分析结果为稳定的情况下确定不同帮坡角条件下的支护方案以及对应的支护工程量；

根据不同帮坡角条件下的支护方案对应的边坡稳定性分析结果、单位资源废石剥离量以及支护工程量确定最优帮坡角。

可选地，所述根据边坡安全系数，基于可靠度理论建立不同帮坡角条件下的边坡风险评估模型，具体包括：

确定不同帮坡角条件下的帮坡剖面计算模型；

根据不同帮坡角条件下的帮坡剖面计算模型确定边坡安全系数；

根据边坡安全系数，基于可靠度理论建立不同帮坡角条件下的边坡风险评估模型。