開段溝是指露天礦為建立台階或台階初始工作線而掘進的水平塹溝。露天礦段溝是露天開採的準備工程。段溝的尺寸和布置方向決定著露天開採新水平的準備周期，決定著露天礦剝離、採礦工程的發展程式（見露天礦采剝方法）。露天礦段溝有雙壁和單壁之分。它包括掘進出入溝、開段溝和為掘進出入溝、 開段溝所需空間的擴幫。新水平準備基本程式是：先掘進出入溝後掘進開段溝。開段溝形成後進行擴幫新水平的準備要考慮準備周期和選擇運輸方式。
基本介紹
- 中文名：開段溝
- 外文名： opening segment ditch
- 定義：為建立台階或台階初始工作線
- 實質：水平塹溝
- 學科：冶金工程
- 領域：採礦
介紹,布置與改進,回填,總結,
介紹
開段溝是指露天礦為建立台階或台階初始工作線而掘進的水平塹溝。我國大中型露天礦基建一般3～4年，而大型的地下礦基建時間要7～10年。一般大型露天礦單位礦石基建投資比地下礦要低1～3倍。而眾所周知的是露天礦與井下礦最大的特點是露天礦的初期投資生產一次性投資很大。所以減少露天礦初期的基建工程量，對節約基建投資和加速露天礦建設有很大的意義。怎么樣合理布置開段溝的位置，其工作線的推進方向，是決定開段溝位置的重要因素。然而，不同的開段溝位置和工作線推進方向，就要和採用的生產工藝系統、開拓運輸系統相結合。對同一露天礦採用不同的開段溝位置，對於基建工程有重大影響。
露天礦開段溝的合理
布置與改進
就拿一個很普通的礦體為例，來分析不同的開段溝位置對於基建工程的重大影響。如圖下圖所示，在同一個露天礦中，溝的位置和礦山工程發展方向分別有：低幫開拓（a）：頂幫開拓（b）：沿下盤開拓（c）：沿上盤開拓（d）。因為都是採用同一種折返溝開拓，其境界相同，所以平均剝采比相等。
圖（a）初期開拓溝長，因而基建工程量大，基建時間長、投資大，企業投產時經濟效益差。而且因為是沿低幫開拓，離礦體較遠，長時間見不到煤，基建工程量大，均勻生產剝采比小，沒法及時收回資金。這會大大的增加初期投資。
圖（b）同圖（a）一樣，初期開拓溝長，因而基建工程量大，基建時間長、投資大，企業投產時經濟效益差。而且因為是沿低幫開拓，離礦體較遠，長時間見不到煤，基建工程量大，均勻生產剝采比小，沒法及時收回資金。這會大大的增加初期投資。
圖（c）沿底板拉鉤能夠減小初期生產剝采比和基建工程，也更接近礦體，覆蓋岩層也比較薄，能夠更快的見到煤層，回收資金，有效的減小初期投資。但是呢，這樣會有三角沿，增加了煤岩混雜，減少了原煤質量降低了煤岩回收率。所以沿底板開採也不適合露天礦。
開採頂底板三角沿示意圖當台階坡面角與煤層傾角相同時，就沒有頂底板三角沿，如下圖（d）
圖（d）沿頂板拉鉤能夠更快的見到煤層，回收資金，有效的減小初期投資。而且，這樣也不會有三角沿，有效的減少煤岩混雜增加原煤質量提高煤岩回收率。
綜上可見，圖（a）、（b）方案初期開拓溝長，因而基建工程量大，基建時間長、投資大，企業投產時經濟效益差。而且因為是沿頂低幫開拓，離礦體較遠，長時間見不到煤，基建工程量大，均勻生產剝采比小，沒法及時收回資金。這會大大的增加初期投資，所以沿頂低幫開採不適合露天礦。圖（c）方案沿底板拉鉤能夠減小初期生產剝采比和基建工程，也更接近礦體，覆蓋岩層也比較薄，能夠更快的見到煤層，回收資金，有效的減小初期投資。但是呢，這樣會有三角沿，增加了煤岩混雜，減少了原煤質量降低了煤岩回收率。所以沿底板開採也不適合露天礦。當台階坡面角與煤層傾角相同時，就沒有頂底板三角沿，如圖（d）方案沿頂板拉鉤能夠更快的見到煤層，回收資金，有效的減小初期投資。而且，這樣也不會有三角沿，有效的減少煤岩混雜增加原煤質量提高煤岩回收率。所以沿頂板開採最適合露天礦。
回填
在露天礦建設期間，要毀壞大量土地，這些土地主要是被開段溝和掘溝時堆積的外部排土場所占用。採用線性尺寸很大的大型露天礦山設備需要形成很寬的工作平台以布置這些設備，並形成尺寸很大的台階和排土場。因此，開段溝和建礦初期排土場的體積都很大。影響開段溝體積的主要參數是溝底寬度。開段溝的底寬度是根據布置初始剝離採掘帶所需的寬度和工作面作業帶的寬度來選取的。由於後一寬度值受到岩土力學參數的限制，所以減小開段溝底寬度的潛力就取決於初期排土場的底部寬度。
當從開段溝采出的礦層的厚度很大時，堆置在溝內的排土場則位於地表標高以下。在初期階段礦層厚度同剝離岩層厚度相當的一些露天煤礦，這種情況是常見的。在這種情況下，開段溝邊幫與初期排土場坡面之間有一凹區，並未被填滿。
總結
最後，應當指出的是：填滿開段溝邊幫與初期排土場之間的凹區乃是減少礦山基建工程量和掘溝占地面積的潛力之一。填滿排土場凹區方法的選擇不僅取決於影響短期效益的經濟因素，而且更要取決於土地被露天開採長期破壞後的生態因素。
