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表15－3 国内部分露天矿的台阶坡面角
矿山名称 大孤山铁矿
东鞍山铁矿 南芬铁矿 大石河铁矿 白云鄂博铁矿 白银厂铜矿
台阶坡面角(度) 70 75
48~50(岩石层理倾角) 65 70 70
四 工作平台与安全平台
正在被开采的台阶称作工作台阶（或工作平台、工作平盘）。如图15-4所示，工作台阶上正在被爆破、采掘的部分称为爆破带，其宽度(Wc)为爆破带宽度（或采区宽度 ） ，台阶的采掘方向是挖掘机沿采掘带前进的方向，台阶的推进方向是台阶向外扩展的方向。在开采过程中，工作台阶不能一直推进到上个台阶的坡底线位置，而是应留有一定的宽度（Ws）。
留下的这部分称为安全平台。安全平台的作用是收集从上部台阶滑落的碎石和阻止大岩石块滚落。安全平台的宽度一般为2/3~1个台阶高度。在矿山开采寿命期末，有时将安全平台的宽度减小到台 阶高度的1/3左右。工作平盘的宽度（W）等于采区宽度与安全平
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台宽度之和。最小工作平盘宽度是刚刚满足采运作业所需要的空间的宽度，其计算详见后面第四节。
沿工作平盘的外缘常用碎石堆筑一道安全挡墙（图15-5），用于阻 止石块滚落到下面的台阶和防止汽车或其它设备驶落台阶。安全挡墙的高度一般等于汽车轮胎的半径。其坡面角等于碎石的安息角(一般为35。左右）。
第三节 掘沟
如前所述，露天开采是分台阶进行的。那么，每一台阶的开采是怎样开始的呢？由于采装与运输设备是在工作台阶的坡底面水平作业，所以，必须在新台阶顶面的某一位置开一道斜沟，使采运设备到达作业水平，而后以沟端为初始工作面向前、向外推进。因此，掘沟是新台阶开采的开始。
按运输方式的不同，掘沟方法可分为不同的类型，如汽车运输掘沟、铁路运输掘沟、无运输掘沟等。由于现代露天矿山，特别是新设计的露天矿山大都采用汽车运输，故本节只介绍汽车运输掘沟，稍加扩展即可处理铁路运输及其它方式的掘沟问题。有关各种掘沟方法的更全面的介绍可在其他的参考书目和设计手册中查到。
山坡露天矿与深凹露天矿的掘沟方式有所不同，下面分别给予简要的介绍。 一 深凹露天矿掘沟
如图15-6所示，假设152m水平已被揭露出足够的面积，根据采掘计 划，现需要在被揭露区域的一侧开挖通达140m水平的出入沟，以便开 采 140-152m台阶。掘沟工作一般分为两阶段进行：首先挖掘出入沟， 以建立起上、下两个台阶水平的运输联系；然后开掘段沟，为新台阶的开采推进提供初始作业空间。
出入沟的坡度取决于汽车的爬坡能力和运输安全要求。现代大型露天矿多采用载重100吨以上的大吨位矿用汽车，出入沟的坡度一般在8％~10%左右。出入沟的长度等于台阶高度除以出入沟的坡度。例如，当 台阶高度为12m、出入沟的坡度为8%时，出入沟的长度为150m。
掘沟时的穿孔与爆破方式没有统一的模式，不同的矿山由于岩性不同，掘沟时的爆破
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设计各异。总的可分为两种：全沟等深孔爆破与沿坡面的不等深孔爆破。
当采用全沟等深孔爆破时，出入沟的斜坡路面修在爆破后的松散碎石上。这种掘沟方法的优点是穿孔、爆破作业简单，而且当出入沟位置需要移动时，可避免在斜坡上穿孔、装药。其缺点是路面质量差，影响汽车的运行效率，加重了汽车轮胎的磨损。
当采用沿坡面的不等深孔爆破时，需要沿出入沟的坡面从上至下穿凿不同深度的炮孔进行分段爆破。图15-7是这种掘沟方式的一种爆破设 计的纵断面示意图。这里假设台阶高度为12m，坡度为8％，穿孔设备 选用250mm牙轮钻机。图中将出入沟沿纵向全长分为三个爆破区段。依次进行爆破和采运。从沟口起25m范围内的炮孔深度为4.5m，此后各区段的炮孔与拟形成的出入沟坡面保持2m的超深(如图中虚线所示）。炮 孔在平面上采用间距等于行距的交错布置，各个区段上采用不同的间距（如图中括号内的数字所示）。
出入沟掘完后继续掘段沟。掘段沟时是否需要分区段爆破要看段沟的长度而定。由于段沟为等深度，没有必要采用不同的爆破设计。在图15-7所示的情形中，段沟的爆破设计除采用等深孔外与最后一段出入沟的爆破设计相同。
沟底宽度是掘沟的重要参数。一般说来，为了尽快到达新水平，在新的工作台阶形成生产能力，应尽量减少掘沟工作量。因此沟底宽度应尽量小一些。最小沟底宽度是满足采运设备基本的作业空间要求的宽度，其值取决于电铲的作业技术规格、铲运方式与汽车的调车方式。
最节省空间的调车方式是汽车在沟外调头，而后倒退到沟内装车（图15-8和15-9）。这种调车方式下的沟底宽度只取决于电铲的作业方式 和采装方式。最常用的采装方式是中线采装，即电铲沿沟的中线移动，向左、右、前三方挖掘（图15-8）。这种采装方式下的最小沟底宽度是电铲在左、右两侧采掘时清底所需要的空间，即 WDmin = 2G
(15-1)
式中，G为电铲站立水平挖掘半径。若选用图15-3所示的电铲，从 表15-1中查得G为10.75m。则最小沟底宽度为21.5m。
另一种更节省空间的采装方式是双侧交替采装（图15-9）。电铲沿 左右两条线前进，
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当电铲位于左侧时，采掘右前方的岩石，装入停在右侧的汽车；而后电铲移到右侧，采装左前方的岩石，装入停在左侧的汽车。这种采装方式下的最小沟底宽度为： WDmin = G + K (15-2）
式中，K为电铲尾部回转半径。若选用图15-3中的电铲，从表15-1查 得G＝10.75m，K=6.02m，计算出WDmin ＝16.77m ?17m。双侧交替采装 所需的作业空间虽然小，但电铲移动频繁，作业效率低，一般用于境界最底部作业空间有限的几个台阶上的掘沟。
实际采用的沟底宽度应适当大于最小沟底宽度，以保证作业的安全和正常的作业效率。 采用沟外调头、倒车入沟的调车方式虽然节省空间，但影响行车的速度与安全，因此有的矿山采用沟内调车的方式，包括沟内折返和环形调车（图15-10和图15-11）。由于汽车在沟内调车所需的空间一般 要比电铲作业所需的空间大，因此沟内调车方式下的沟底宽度（WD ）是由汽车的作业技术参数决定的，可用下面的公式计算：
折返调车： WD = R + l + d/2 + 2e (15-3) 环形调车： WD = 2R + d + 2e
(15-4)
式中，R为汽车最小转弯半径；l为汽车车身长度；d为汽车车身宽度；
e为汽车距沟壁的安全距离。
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