露天矿开采台阶参数把控、边坡实时监测与矿石运输调度统筹实施方案

张寅

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摘要：露天矿山开采具备作业范围广、工况动态多变、工序联动性强的特点，台阶结构参数、边坡运行稳定性、矿石运输调度效率是决定矿山安全生产与经济效益的核心要素。当前国内露天矿山普遍存在台阶参数布设不规范、边坡风险监测滞后、运输调度模式粗放等突出问题，易引发边坡失稳、局部垮塌、运输能耗偏高、生产衔接不畅等隐患。本文围绕台阶参数标准化把控、边坡实时监测预警、矿石运输统筹调度三大核心模块，构建一体化露天矿开采实施方案，规范各环节实操标准与管控流程，兼顾矿山开采安全稳定性与生产运行效能，为露天矿山精细化、智能化、高效化开采提供实操参考。

关键词：露天矿；台阶参数；边坡监测；智能预警；运输调度

引言

露天矿开采属于开放式大型矿山作业，开采台阶是保障作业安全的基础结构，边坡稳定是矿山长效运行的核心前提，运输调度是衔接开采全流程、提升产能的关键环节。现阶段多数露天矿山开采过程中，存在台阶核心参数随意调整、结构布设不符合规范、边坡风险被动处置、运输排班无序、车辆空驶浪费等共性短板，不仅大幅提升矿山开采安全风险，还制约整体生产效率提升。为统筹安全管控与高效生产双重目标，本文搭建标准化参数把控、智能化边坡监测、统筹化运输调度的成套实施方案，全方位优化露天矿开采作业体系，助力矿山实现安全提质、增效降本的发展目标。

一 露天矿开采台阶参数的标准化把控体系构建

1.1 台阶核心参数适配研判依据

露天矿台阶开采的核心参数直接决定作业安全性与开采规整性，参数设定需结合矿区矿层赋存特征、岩体稳定性能与开采设备适配条件综合确定。不同矿区的岩层结构、风化程度、矿体分布存在明显差异，需提前完成现场地质勘察，精准研判岩层承载性能与开采适配条件，同时结合主流开采设备作业半径、作业高度、作业幅宽等运行特性，科学界定台阶高度、坡面角、平盘宽度等关键参数的合理范围，杜绝凭经验布设参数的粗放作业模式，从源头规避参数适配不当引发的结构安全隐患[1]。

1.2 标准化参数阈值规范设定

依托地质条件与设备适配研判结果，建立适配矿区工况的台阶参数标准化阈值体系，统一各类核心参数的合规管控标准。结合岩层稳定性强弱区分不同管控标准，稳定岩层可适配常规开采参数，风化严重、结构破碎的薄弱岩层需收紧参数标准，降低台阶结构荷载与边坡倾角，保障台阶整体结构稳固。同时兼顾开采作业便利性与资源开采利用率，平衡参数安全性与经济性，避免参数过于保守造成资源浪费或参数超标引发结构失稳问题，实现台阶参数规范化、标准化管控[2]。

1.3 参数动态调整校验与审批流程

露天矿开采进程中地质工况会动态变化，固定参数无法适配全开采周期需求，需建立参数动态调整、校验、审批的闭环管控流程。针对开采过程中岩层变化、作业区域调整、设备更新等场景，规范参数调整申请、现场核验、方案审批、施工校验全流程操作，杜绝私自更改台阶参数、违规调整结构形态的行为。每次参数调整后需完成结构稳定性复核，确认参数合规、结构安全后方可开展后续开采作业，实现台阶参数动态可控、全程可追溯。

二 边坡实时监测系统的搭建与预警机制设计

2.1 多源监测设备集成布设

边坡失稳、滑移、垮塌是露天矿最突出的安全风险，为实现边坡隐患前置防控，搭建多维度、全覆盖的实时监测系统。系统集成GNSS位移监测、渗压监测、雷达扫描等多元化监测设备，全方位采集边坡表面位移、内部渗水压力、整体形变、结构裂隙等关键状态数据，突破传统人工巡查覆盖面窄、监测滞后、误差偏大的短板。依据边坡高度、岩层特性、开采推进节奏合理布设监测点位，实现重点边坡、高危区域全域覆盖，精准捕捉边坡细微状态变化，为风险研判提供完整数据支撑[3]。

2.2 实时数据传输与智能识别平台搭建

依托集成监测设备搭建智能化监测管理平台，构建数据实时采集、无线传输、集中汇总、智能分析的一体化运行模式。平台可全天候不间断归集边坡各项监测数据，自动完成数据规整、对比分析与趋势研判，精准识别边坡缓慢形变、异常位移、渗水突变等潜在风险特征，摒弃传统人工数据分析的滞后性与主观性。平台可实现边坡运行状态可视化展示，让管理人员实时掌握边坡稳定状态，为风险预判与现场管控提供智能化支撑。

2.3 分级预警与闭环处置机制

结合露天矿边坡安全管控标准，划分三级预警阈值，匹配差异化预警响应与现场处置流程，构建分级管控、快速响应、闭环整改的预警体系。低级别预警侧重持续监测、动态跟踪，密切关注边坡状态变化趋势；中级预警需及时排查诱因，优化现场开采作业方式，规避扰动加剧边坡隐患；高级预警立即启动应急管控，暂停周边高危作业、疏散现场人员设备，全面排查整改隐患。通过分级预警处置，实现边坡风险早发现、早研判、早处置，最大限度杜绝边坡安全事故发生。

三 矿石运输调度的统筹优化方案设计

3.1 多维度动态数据统筹研判

矿石运输调度效率受开采进度、边坡管控、设备负荷等多重因素影响，传统固定调度模式无法适配动态生产工况。优化调度体系需全面统筹台阶开采推进进度、作业面矿石产出量、边坡实时管控要求、破碎站处理负荷等动态数据，精准掌握各时段矿石产出节奏、运输作业条件与终端处理能力，梳理各工序衔接痛点，找准运输调度优化突破口，为智能调度方案落地提供全面的工况数据支撑。

3.2 智能算法适配运输调度优化

引入智能调度算法替代传统人工排班模式，结合实时工况动态匹配运输车辆行驶路线、装卸点位与作业时序。算法可自动规避边坡高危管控区域、施工拥堵路段，合理分配各作业面运输车辆配比，动态调整装卸作业节奏，杜绝车辆扎堆等待、长距离绕行、无效往返等问题。通过智能化统筹调度，打破各作业面运输独立运行、衔接混乱的局面，实现开采、装卸、运输、破碎全工序协同联动，大幅提升运输作业有序性。

3.3 空驶管控与全流程效率提升

以降本增效为核心目标，针对性优化运输空驶率偏高、运力浪费的行业痛点，建立运力动态调配机制。结合矿石产出量动态调整车辆投入数量，杜绝运力过剩或运力不足问题，优化车辆往返路线，减少空载行驶里程，提升单车运输利用率。同时建立调度闭环管控机制，实时跟踪运输作业进度，动态修正调度方案，持续优化工序衔接节奏，全面提升露天矿开采、运输、加工全流程协同运转效率，实现生产效益最大化。

结语

露天矿开采的安全管控与效率提升，离不开规范的台阶参数把控、智能的边坡监测预警、科学的运输调度统筹协同支撑。本文构建的台阶参数标准化管控体系、多维度边坡实时监测预警机制、智能化运输统筹优化方案，精准对标露天矿开采的核心痛点，形成从前期结构管控、中期风险监测到后期生产调度的全流程实操体系。整套方案可有效规范露天矿开采作业标准，降低边坡安全风险，提升生产运输协同效率，兼顾矿山安全生产与经济效益，适配各类露天矿山常态化开采作业需求，可为露天矿精细化、智能化、安全化开采运维提供可靠的实践指导。

参考文献

[1]袁福江, 袁毓泽. 露天矿液压反铲台阶全高开采工作面参数优化 [J]. 煤炭工程, 2018, 50 (11): 25-28.

[2]江杰. 组合台阶开采技术在露天矿开采中的研究与应用 [J]. 内蒙古煤炭经济, 2022, (22): 27-29.

[3]金敏. 基于BIM技术的露天矿边坡稳定性分析与施工优化集成 [J]. 粘接, 2026, 53 (03): 839-842.

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