หลักการและวิธีการออกแบบขอบเขตการทำเหมืองแบบเปิด
ลักษณะเฉพาะของการทำเหมืองแบบเปิด การทำเหมืองแบบเปิดคือการสกัดแร่ในสภาพแวดล้อมที่เปิดเผย (พื้นผิว) โดยใช้อุปกรณ์ขุดและขนย้ายที่กำหนด ลักษณะเด่นของการทำเหมืองแบบเปิดคือ การนำแร่กลับมาใช้ใหม่ จะต้องทำการขุดหินและดินที่ทับถมอยู่โดยรอบออกก่อน แล้วจึงลำเลียงแร่หรือหินขึ้นสู่พื้นผิวผ่านเส้นทางการขนย้ายบนผิวดินหรือการทำงานใต้ดิน วิธีการนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสกัดแร่โลหะ วัตถุดิบทางโลหะวิทยา วัสดุก่อสร้าง วัตถุดิบทางเคมี และถ่านหิน
เมื่อเปรียบเทียบกับการทำเหมืองใต้ดิน การทำเหมืองแบบเปิดโล่งนั้นมีลักษณะเฉพาะดังต่อไปนี้ เนื่องจากดำเนินการในพื้นที่เปิดโล่ง:
(1) พื้นที่ทำงานค่อนข้างโล่ง เอื้อต่อการใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่ การใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติในระดับสูงสามารถเพิ่มความเข้มข้นของการทำเหมืองและผลผลิตแร่ได้
(2) มีผลิตภาพแรงงานสูง
(3) ลดต้นทุนการขุด ทำให้การขุดแร่คุณภาพต่ำในปริมาณมากเป็นไปได้
(4) การสูญเสียแร่และการเจือจางที่ลดลง ซึ่งเอื้อต่อการกู้คืนทรัพยากรแร่
(5) ระยะเวลาการพัฒนาสั้นลง ค่าใช้จ่ายด้านทุนต่อแร่หนึ่งตันต่อปีต่ำกว่าการทำเหมืองใต้ดิน
(6) สำหรับแหล่งแร่ร้อนหรือติดไฟ การทำเหมืองแบบเปิดอาจปลอดภัยกว่าการทำเหมืองใต้ดิน
(7) สภาพการทำงานที่ดีขึ้นและการดำเนินงานโดยทั่วไปปลอดภัยยิ่งขึ้น
(8) การดำเนินการในหลุมเปิดทำให้เกิดฝุ่นละอองและการปล่อยไอเสียจากยานพาหนะเป็นจำนวนมาก หินที่ถูกระเบิดซึ่งมีส่วนประกอบที่เป็นอันตรายอาจทำให้บรรยากาศ น้ำ และดินโดยรอบเป็นมลพิษได้ในระดับหนึ่ง
(9) ดินที่ทับถมจำนวนมากถูกนำไปฝังกลบในหลุมฝังกลบขยะ สถานที่กำจัดขยะครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ (ภูเขา พื้นที่เกษตรกรรม) และอาจทำลายสิ่งแวดล้อมในพื้นที่ได้
(10) สภาพอากาศ เช่น หิมะ น้ำแข็ง และฝนตกหนัก อาจส่งผลเสียต่อการดำเนินงานในเหมืองเปิด
การกำหนดขอบเขตการทำเหมือง (ขอบเขตหลุม) เป็นรากฐานของการออกแบบเหมืองแบบเปิด และเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการทำเหมืองที่มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและปลอดภัย นักวิจัยและผู้ปฏิบัติงานทั่วโลกได้ศึกษาการหาค่าเหมาะที่สุดของขอบเขตหลุมมานานแล้ว และได้ผลลัพธ์ที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเหมืองแบบเปิดต้องเผชิญกับสภาพธรณีวิทยาที่ซับซ้อนและผันผวน การกระจายตัวของชั้นหินที่ไม่สม่ำเสมอ และพารามิเตอร์ทางเศรษฐกิจที่เปลี่ยนแปลงไป ทั้งปัจจัยที่ไม่เชิงเส้นและปัจจัยพลวัต การกำหนดขอบเขตหลุมที่เหมาะสมที่สุดจึงยังคงเป็นเรื่องยาก บทความนี้กล่าวถึงประเด็นสำคัญในการหาค่าเหมาะที่สุดของขอบเขตหลุม โดยทบทวนงานวิจัยก่อนหน้า วิเคราะห์ลักษณะพลวัตของขอบเขตหลุม ตรวจสอบปัจจัยหลักที่มีผลต่อมุมลาดเอียงคงที่ขั้นสุดท้าย เสนอวิธีการทำนายความลาดชันสุดท้ายที่เหมาะสม และศึกษาวิธีการที่รวดเร็วในการสร้างอนุกรมขอบเขตหลุมและการหาค่าเหมาะที่สุดของขอบเขตหลุม การศึกษานี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานทางวิศวกรรมและการพัฒนาในปัจจุบัน และใช้ทฤษฎีและวิธีการแบบสหวิทยาการ นำเสนองานวิจัยเชิงลึกที่เป็นระบบและมีคุณค่าทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติ
หลักการออกแบบสำหรับขอบเขตของหลุมเปิด ขนาดของขอบเขตของหลุมเปิดเป็นตัวกำหนดปริมาณแร่และดินที่ขุดทับถม เมื่อขอบเขตของหลุมลึกและขยายออก ปริมาณแร่ก็จะเพิ่มขึ้น แต่ดินที่ขุดทับถมก็จะสูงขึ้นอย่างมากเช่นกัน ส่งผลให้อัตราการขุดลอกเพิ่มขึ้น ดังนั้น การกำหนดขอบเขตของหลุมจึงเกี่ยวข้องกับการควบคุมอัตราการขุดลอกไม่ให้เกินอัตราส่วนที่ยอมรับได้ในเชิงเศรษฐกิจ
อัตราส่วนการลอกแบบหลายประเภทมีความเกี่ยวข้องกับขนาดขีดจำกัดของหลุม อัตราส่วนการลอกแบบใดที่ควรควบคุมยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน บทความนี้นำเสนอมุมมองทางวิชาการที่เป็นตัวแทนและเก่าแก่ทางประวัติศาสตร์สามมุมมอง พร้อมเกณฑ์การออกแบบที่เกี่ยวข้อง:
(1) อัตราส่วนการลอกออกที่ขีดจำกัดหลุม (หลุม-ขีดจำกัด การลอก อัตราส่วน) ไม่เกินอัตราส่วนการลอกออกที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เกณฑ์นี้กำหนดให้อัตราส่วนการลอกออกที่ขีดจำกัดหลุมต้องไม่เกินอัตราส่วนการลอกออกที่สมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ สาระสำคัญคือเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อหลุมลึกขึ้น ประโยชน์ทางเศรษฐกิจส่วนเพิ่มของการทำเหมืองแบบเปิดจะไม่แย่ไปกว่าการทำเหมืองใต้ดิน สำหรับแหล่งแร่ต่อเนื่องที่มีชั้นดินทับถมบาง หลักการนี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มผลกำไรรวมจากแหล่งแร่ให้สูงสุด เนื่องจากหลักการนี้มุ่งเป้าไปที่การเพิ่มผลลัพธ์ทางเศรษฐกิจโดยรวมให้เหมาะสมที่สุด และง่ายต่อการคำนวณและนำไปใช้ เกณฑ์ ≤ จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบขีดจำกัดหลุมด้วยมือทั้งในประเทศและต่างประเทศ อย่างไรก็ตาม สำหรับแหล่งแร่ที่มีชั้นดินทับถมหนาหรือไม่สม่ำเสมอ เกณฑ์นี้อาจไม่เหมาะสม ดังนั้นจึงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นแต่ไม่เพียงพอสำหรับขีดจำกัดหลุมที่เหมาะสมที่สุด
(2) อัตราการลอกแร่เฉลี่ยไม่เกินอัตราการลอกแร่ที่ประหยัด เกณฑ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อควบคุมประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจโดยรวมของการทำเหมืองแบบเปิด เพื่อไม่ให้ด้อยไปกว่าการทำเหมืองใต้ดิน วัตถุประสงค์คือการเพิ่มปริมาณแร่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ภายในพื้นที่จำกัดของหลุม (หลุม-ขีดจำกัด) ขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจโดยรวมของการทำเหมืองแบบเปิดจะไม่ต่ำกว่าการทำเหมืองใต้ดิน เนื่องจากใช้ค่าเฉลี่ยเลขคณิต พื้นที่บางแห่งอาจมีผลการดำเนินงานทางเศรษฐกิจต่ำกว่าวิธีเหมืองใต้ดิน เกณฑ์ ≤ ค่าเฉลี่ยสามารถใช้ร่วมกับเกณฑ์ ≤ ขีดจำกัดของหลุม (หลุม-ขีดจำกัด) ได้: หลังจากกำหนดขอบเขตของหลุมตามเกณฑ์ขีดจำกัดของหลุมแล้ว ควรตรวจสอบอัตราการลอกแร่เฉลี่ยภายในขีดจำกัดนั้น เกณฑ์นี้มักใช้กับแร่ที่มีมูลค่าสูง หายาก หรือแหล่งแร่ขนาดเล็ก เมื่อต้องการเพิ่มปริมาณแร่แบบเปิด (เพื่อลดการเจือจางและการสูญเสียแร่) ให้มากที่สุด นอกจากนี้ยังมักใช้กับเหมืองหินขนาดและหินปูน
(3) อัตราส่วนการลอกออกของผลผลิตไม่มากกว่าอัตราส่วนการลอกออกทางเศรษฐกิจ อัตราส่วนการลอกออกของผลผลิตสะท้อนถึงอัตราส่วนการลอกออกต่อแร่จริงที่เกิดขึ้นตลอดวัฏจักรการผลิตของเหมือง การใช้เกณฑ์การผลิต ≤ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าในทุกขั้นตอนการผลิต ผลลัพธ์ทางเศรษฐกิจของเหมืองเปิดจะไม่เลวร้ายไปกว่าการทำเหมืองใต้ดิน อัตราส่วนการลอกออกของผลผลิตอาจเป็นอัตราส่วนการผลิตสมดุลหรืออัตราส่วนการลอกออกที่ไม่สมดุล (ขึ้นอยู่กับเวลา) ขีดจำกัดของหลุมที่ได้จากเกณฑ์การผลิตมีค่าน้อยกว่าเกณฑ์ขีดจำกัดของหลุม แต่สูงกว่าเกณฑ์เฉลี่ย ส่งผลให้มีการลงทุนเริ่มต้นในการลอกออกและพัฒนาที่สูงขึ้น เนื่องจากอัตราส่วนการลอกออกของผลผลิตนั้นยากต่อการกำหนดอย่างแม่นยำ และความสัมพันธ์กับความลึกมีความซับซ้อน เกณฑ์นี้จึงไม่ค่อยได้ถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติและไม่ค่อยได้ใช้
องค์ประกอบของข้อจำกัดการทำเหมืองแบบเปิด 3.1 มุมลาดเอียงสุดท้ายและโครงสร้างความลาดชัน มุมลาดเอียงสุดท้าย (สูงสุด) ของหลุมส่งผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยในการผลิตและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ จากมุมมองทางเศรษฐกิจ ความลาดชันที่สูงกว่า (มุมที่ใหญ่กว่า) เป็นที่นิยมเนื่องจากมุมลาดเอียงที่เล็กกว่าจะเพิ่มการกำจัดของเสียและอัตราการลอกออก อย่างไรก็ตาม มุมลาดเอียงที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความไม่เสถียรและเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย ดังนั้น มุมลาดเอียงสุดท้ายต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทั้งด้านเสถียรภาพ (ความปลอดภัย) และการปฏิบัติงาน (การทำเหมือง)
ข้อกำหนดด้านเสถียรภาพคือ โดยพิจารณาจากคุณสมบัติของมวลหินและการวิเคราะห์เสถียรภาพ มุมลาดเอียงสุดท้ายจะต้องรับประกันเสถียรภาพของความลาดชัน ในขั้นตอนการออกแบบขอบเขตหลุม โดยทั่วไปมุมลาดเอียงสุดท้ายจะถูกเลือกโดยอ้างอิงจากเหมืองที่คล้ายคลึงกัน จากนั้นจึงนำไปวิเคราะห์เสถียรภาพเบื้องต้นและคำนวณแบบง่ายโดยใช้ข้อมูลที่มีอยู่
3.2 ความกว้างและตำแหน่งของพื้นด้านล่าง (พื้นหลุม) (1) ความกว้างและค่าต่ำสุดของพื้นด้านล่าง ความกว้างขั้นต่ำของพื้นหลุมต้องเอื้ออำนวยให้อุปกรณ์การทำเหมืองและการขนส่งสามารถทำงานและปฏิบัติงานได้อย่างปลอดภัย โดยทั่วไปแล้วไม่ควรแคบกว่าความกว้างของร่องเริ่มต้น (ร่องตัดเริ่มต้น) ค่าต่ำสุดนี้กำหนดโดยข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์และการคำนวณรูปแบบการขนส่ง
(2) ตำแหน่งก้นหลุมและขอบเขตของหลุมที่คล้ายคลึงกันทางเรขาคณิต (คล้ายกันในตัวเอง) เกณฑ์พื้นฐานในการระบุตำแหน่งของพื้นหลุมคือการลดอัตราการลอกเฉลี่ยภายในหลุมให้น้อยที่สุด บางครั้งพื้นหลุมจะถูกปรับให้สัมพันธ์กับโซนหินกลหรือโซนโครงสร้าง เพื่อให้ความลาดชันสุดท้ายหลีกเลี่ยงโซนที่แตกหักหรือโซนโครงสร้างอ่อนแอ ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพและทำให้การระเบิดง่ายขึ้น
ตำแหน่งพื้นหลุมที่เป็นไปได้มี 3 ตำแหน่ง ขึ้นอยู่กับความหนาแนวนอนของแร่:
หากความหนาแนวนอนของแร่มีค่าน้อยกว่าความกว้างฐานขั้นต่ำ ให้วาดระนาบพื้นหลุมให้มีความกว้างขั้นต่ำ
หากความหนาแนวนอนเท่ากับหรือเกินความกว้างด้านล่างขั้นต่ำเล็กน้อย ให้ตั้งความกว้างพื้นหลุมให้เท่ากับความหนาของแร่
หากความหนาแนวนอนของแร่เกินความกว้างฐานขั้นต่ำมาก ให้ใช้ความกว้างฐานขั้นต่ำ
ตำแหน่งที่เลือกควรต้องเพิ่มปริมาณแร่ที่กู้คืนได้ให้สูงสุด ลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุด และผลิตคุณภาพแร่ที่ดีที่สุด กล่าวคือ เพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจให้สูงสุด
เนื่องจากพื้นหลุมจริงมีความกว้างไม่เป็นศูนย์ ขีดจำกัดของหลุมที่มีลักษณะทางเรขาคณิตคล้ายคลึงกันจึงไม่สามารถนำไปใช้ได้อย่างสมบูรณ์ ในการออกแบบ ให้กำหนดตำแหน่งของพื้นหลุมโดยพิจารณาจากกรณีต่อไปนี้: (i) บนพื้นที่ราบ ทั้งแหล่งแร่หนาและบางอาจก่อตัวเป็นขีดจำกัดของหลุมที่มีลักษณะทางเรขาคณิตคล้ายคลึงกัน (ฉัน) บนพื้นที่ลาดเอียง หากความหนาแนวนอนมากกว่าความกว้างต่ำสุด หลุมจะมีรูปร่างคล้ายกัน ในขณะที่แหล่งแร่บางที่มีความหนาแนวนอนน้อยกว่าความกว้างต่ำสุดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเพิ่มเติม
(3) วิธีการออกแบบสำหรับขอบเขตหลุมที่มีรูปทรงเรขาคณิตคล้ายกัน ขอบเขตหลุมที่มีรูปทรงเรขาคณิตคล้ายกันคือตำแหน่งด้านล่างที่เหมาะสมตามทฤษฎีที่ลดอัตราส่วนการลอกเฉลี่ยให้เหลือน้อยที่สุด โดยมีผลในทางปฏิบัติคือตำแหน่งด้านล่างที่เหมาะสมที่สุดเมื่อความกว้างของด้านล่างเข้าใกล้ศูนย์
3.3 ความลึกของหลุม เกณฑ์การออกแบบขีดจำกัดของหลุมเป็นพื้นฐานที่กำหนดความลึกของหลุมที่สมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ หลุมสามารถจำแนกได้เป็นหลุมยาวหรือหลุมสั้น ขึ้นอยู่กับความต่อเนื่องของเนื้อแร่และความยาวช่วงการขุด หากอัตราส่วนความยาวต่อความกว้างเกิน 4:1 หลุมนั้นจะยาวมาก และปริมาตรแร่ที่ผนังด้านท้ายจะค่อนข้างเล็ก ในการออกแบบด้วยมือ สัดส่วนของแร่ที่ผนังด้านท้ายมักจะน้อยมาก หากอัตราส่วนน้อยกว่า 4:1 หลุมนั้นจะสั้นมาก และแร่ที่ผนังด้านท้ายอาจมีสัดส่วน 15-20% หรือมากกว่าของทั้งหมด ซึ่งต้องนำมาพิจารณา
(1) การกำหนดความลึกของหลุมเบื้องต้นบนหน้าตัดทางธรณีวิทยา มีสามวิธีในการกำหนดความลึกของหลุมบนหน้าตัดทางธรณีวิทยา ได้แก่ (ก) วิธีการวิเคราะห์ (ข) วิธีการวิเคราะห์เชิงกราฟ และ (ค) วิธีการวิเคราะห์แผนผัง (การวิเคราะห์แผนผัง) วิธีการวิเคราะห์แผนผังเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ขั้นตอนมีดังนี้: 1) เสนอความลึกของหลุมที่เหมาะสมหลาย ๆ ความลึก; 2) คำนวณอัตราส่วนการลอกของขีดจำกัดของหลุมสำหรับแต่ละความลึก; 3) วาดกราฟการวิเคราะห์และเลือกความลึกเริ่มต้น
(2) ปรับระดับความสูงของก้นหลุมบนหน้าตัด ปรับระดับความสูงของก้นหลุมบนหน้าตัด ระดับความสูงที่ปรับแล้วคือความลึกของหลุมที่ออกแบบไว้
(3) กำหนดขอบเขตของหลุมเปิด (วิธีการด้วยตนเอง) การกำหนดขอบเขตของหลุมด้วยตนเองประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลัก ดังนี้
วาดเส้นรอบวงเชิงทฤษฎีของพื้นหลุม ณ ความลึกที่ออกแบบไว้: ในแต่ละหน้าตัด หน้าตัดตามยาว และหน้าตัดเสริม ให้วาดขอบเขตของหลุม ณ ความลึกที่ออกแบบไว้ จากนั้นวาดแผนผังชั้นหิน ณ ระดับความสูงนั้น ฉายจุดปลายของพื้นหลุมจากมุมมองของหน้าตัดลงบนแผนผังและเชื่อมต่อกันเพื่อให้ได้เส้นรอบวงเชิงทฤษฎีของพื้นหลุม เกลี่ยเส้นโพลีไลน์ให้เป็นเส้นโค้งเพื่อสร้างเส้นรอบวงเชิงทฤษฎีของพื้นหลุมที่ออกแบบไว้ ตรวจสอบว่าขนาดของพื้นเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการจัดวางโครงสร้างการขนส่งและการใช้งานอุปกรณ์ โดยความตรง รัศมีความโค้ง และความยาวของพื้นต้องเป็นไปตามมาตรฐานทางเทคนิค
วาดขอบเขตของหลุม: ในแผนผังภูมิประเทศ-ธรณีวิทยา ให้วาดเส้นรอบวงของพื้นที่ออกแบบ จากนั้นวาดปลายเท้าและเส้นสันของม้านั่งจากด้านในออกสู่ภายนอกสำหรับม้านั่งแต่ละตัว (เช่น ม้านั่งและทางลาด) ตามองค์ประกอบความลาดเอียงที่เลือกไว้ ส่วนที่ยุบตัวของหลุมจะสร้างปลายเท้าของม้านั่งแบบปิดบนแผนผัง ส่วนที่เป็นเนินเขาอาจมีเส้นปลายเท้าของม้านั่งที่เชื่อมเข้ากับเส้นชั้นความสูงที่มีระดับความสูงเท่ากัน
วาดแผนผังหลุมสุดท้าย: ในแผนผังขอบเขตหลุม ให้วางผังเส้นทางขนส่งและการพัฒนา (เส้นทางเดินรถ) จากนั้นวาดหน้าอาคารและชานชาลาจากด้านล่างออกไปด้านนอกสำหรับโครงร่างขั้นสุดท้าย ออกแบบชานชาลาทางลาดระหว่างอาคารตามความจำเป็น ตรวจสอบและปรับแผนผังขอบเขตหลุมเริ่มต้น เนื่องจากข้อจำกัดด้านเส้นทางและการพัฒนาอาจทำให้มุมลาดชันลดลงและเพิ่มการลอกผิวถนน
(4) วาดหน้าตัดขีดจำกัดหลุม ใช้แบบแปลนหลุมสุดท้าย วาดหน้าตัดตัวแทนสามส่วนตามมาตราส่วนที่เหมาะสม เส้นตัดตามยาวจะถูกวาดผ่านจุดสำคัญที่ความกว้างด้านล่างของแบบแปลน โดยใช้ความกว้างของม้านั่ง ยื่นขึ้นด้านบนตามลำดับเพื่อให้ได้หน้าตัดที่สมบูรณ์
การกำหนดและเพิ่มประสิทธิภาพขีดจำกัดของหลุมเปิด โดยใช้หลักการออกแบบที่ใช้กันทั่วไปตามที่อธิบายไว้ข้างต้น วิธีการและขั้นตอนสำหรับการกำหนดและเพิ่มประสิทธิภาพขีดจำกัดของหลุมมีดังนี้:
(1) กำหนดความลึกของหลุม สำหรับหลุมยาว ให้กำหนดความลึกบนหน้าตัดธรณีวิทยาแต่ละหน้าตัดก่อน แล้วจึงปรับระดับความสูงของก้นหลุมโดยใช้หน้าตัดตามยาว สำหรับหลุมสั้นที่มีอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างสูง ให้พิจารณาผลกระทบของการขยายตัวของผนังปลาย หากไม่สามารถกำหนดความลึกได้โดยตรงจากหน้าตัด ให้คำนวณอัตราส่วนการลอกแบบจำกัดขอบเขตหลุมบนมุมมองแผนผังสำหรับความลึกที่ต้องการหลายระดับ และเลือกความลึกที่อัตราส่วนการลอกแบบจำกัดขอบเขตหลุมเท่ากับอัตราส่วนการลอกแบบที่เหมาะสมทางเศรษฐกิจ
(2) กำหนดเส้นรอบวงของพื้นหลุมตามแบบแปลน ความกว้างของพื้นหลุมอาจมากกว่าหรือน้อยกว่าความหนาแนวนอนของเนื้อแร่ แต่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความกว้างขั้นต่ำ หลักการคือการเพิ่มปริมาณแร่ให้ได้มากที่สุดควบคู่ไปกับการลดของเสียให้น้อยที่สุด ความกว้างพื้นหลุมขั้นต่ำควรรับประกันการผลิตที่ปลอดภัยและการทำงานปกติของอุปกรณ์ขุดและขนส่ง ในทางปฏิบัติจะสอดคล้องกับความกว้างของร่องเริ่มต้น และขึ้นอยู่กับวิธีการและอุปกรณ์ โดยทั่วไปต้องไม่น้อยกว่า 20-30 เมตรเพื่อความปลอดภัย
หลังจากกำหนดระดับความสูงด้านล่างและตำแหน่งปลายแล้ว ให้วาดเส้นรอบวงพื้นตามทฤษฎีโดยฉายจุดปลายจากหน้าตัดลงบนแผนผังชั้นหิน ณ ระดับความสูงที่ออกแบบไว้ และเชื่อมต่อจุดปลายเหล่านั้นเข้าด้วยกัน เพื่อความสะดวกในการขนส่ง เส้นรอบวงพื้นควรตรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ส่วนโค้งต้องเป็นไปตามรัศมีความโค้งขั้นต่ำสำหรับอุปกรณ์
(3) กำหนดโครงสร้างและมุมลาดเอียง เสถียรภาพของความลาดชันเป็นสิ่งสำคัญต่อการผลิตที่ปลอดภัย การเลือกมุมลาดเอียงที่ถูกต้องเป็นวิธีการหลักในการสร้างเสถียรภาพ ภายในขอบเขตของข้อกำหนดทางเทคนิคและเสถียรภาพ ให้ใช้มุมลาดเอียงสุดท้ายที่ชันที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อลดการกำจัดของเสียให้น้อยที่สุด เมื่อกำหนดมุมลาดเอียง ให้พิจารณาคุณสมบัติของมวลหิน โครงสร้างทางธรณีวิทยา ธรณีวิทยาอุทก วิธีการและอุปกรณ์การทำเหมือง อายุการใช้งานของเหมืองที่วางแผนไว้ และสภาพภูมิอากาศ หากเป็นไปได้ ให้ทำการทดสอบทางกลศาสตร์ของหินและคำนวณเสถียรภาพของความลาดชัน เนื่องจากวิธีการคำนวณที่มีอยู่ไม่ได้สมบูรณ์แบบเสมอไป ในทางปฏิบัติ มุมลาดเอียงสุดท้ายจึงมักถูกเลือกโดยอ้างอิงจากเหมืองที่คล้ายคลึงกันและข้อมูลเชิงประจักษ์
(4) วาดมุมมองแผนสุดท้าย ขั้นตอนประกอบด้วย:
ถ่ายโอนเส้นรอบวงพื้นหลุมที่กำหนดไว้ลงบนกระดาษใสแล้วซ้อนทับบนแผนที่ภูมิประเทศ-ธรณีวิทยา จากนั้นวาดปลายม้านั่งจากด้านในออกตามองค์ประกอบความลาดชัน
จัดทำเส้นทางขนส่ง
ตรวจสอบและแก้ไขแผนการขุดหลุมขั้นสุดท้ายเบื้องต้น
ฉายแผนงานขั้นสุดท้ายลงบนหน้าตัดเพื่อให้ขอบเขตของหน้าตัดสอดคล้องกับแผน เนื่องจากมุมลาดเอียง ความกว้างของพื้น และความลึกของพื้นมีผลอย่างมากต่อขอบเขตสุดท้ายของหลุม จึงสามารถสร้างระบบดัชนีการประเมินแบบไดนามิกเพื่อจำลองและปรับขอบเขตของหลุมเปิดให้เหมาะสมที่สุด อัลกอริทึมเครือข่ายประสาทเทียม บีพี ที่ได้รับการปรับปรุงสามารถใช้สร้างแบบจำลองการทำนายมุมลาดเอียงสุดท้ายที่เสถียรได้ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์สามมิติสามารถรองรับการจัดตารางการผลิตด้วยภาพที่มีประสิทธิภาพ วิธีการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ช่วยให้สามารถปรับขอบเขตของหลุมให้เหมาะสมที่สุดได้มากขึ้น
บทสรุป การทำเหมืองแบบเปิดจะใช้อุปกรณ์ขุดและขนย้ายที่กำหนดในพื้นที่ทำงานที่เปิดโล่ง มุมลาดเอียงสุดท้ายของหลุม ความกว้างและตำแหน่งของพื้นหลุม และความลึกของหลุม ล้วนมีอิทธิพลอย่างมากต่อความปลอดภัยและเศรษฐศาสตร์ของการผลิต การกำหนดขอบเขตของหลุมเป็นงานที่ซับซ้อนซึ่งต้องยึดถือหลักการพื้นฐานควบคู่ไปกับการปรับตัวให้เข้ากับสภาพพื้นที่เฉพาะอย่างยืดหยุ่นเพื่อให้ได้การออกแบบที่เหมาะสม บทความนี้ได้ทบทวนประเด็นสำคัญในการปรับขอบเขตของหลุมให้เหมาะสมที่สุด วิเคราะห์ลักษณะของขอบเขตของหลุมเปิด ตรวจสอบตัวชี้วัดหลักที่มีผลต่อมุมลาดเอียงสุดท้ายที่คงที่ และวิธีการพยากรณ์ความลาดชันสุดท้ายที่เหมาะสม และอภิปรายแนวทางในการปรับขอบเขตของหลุมให้เหมาะสมที่สุด
