4. 露天矿排土场运行区域划分方法

排土场是露天矿无人矿卡运行风险最集中的区域之一：物料松散、边坡持续变形、卸载时车体后部悬空、推排设备与运输车辆交叉作业。若把整个排土场当作一个“大区域”统一调度，无人矿卡既无法获得足够的安全裕度，也会因过度保守而损失效率。因此需要按作业功能与失稳影响范围把排土场划分为排土台阶、卸载点、推排区、沉降区四类子区域，并为每类区域确定可量化的边界与安全距离。

划分的基本逻辑是“功能定边界、风险定距离”。功能决定一个区域承担什么作业、允许哪些设备进入；风险决定该区域边界应向外扩展多少，才能把边坡滑移、车辆溜滑、物料滚落的影响范围包住。下面先给出四类区域的划分依据，再讨论安全距离的确定方法。

一、四类区域的划分依据

排土台阶是排土场的基本几何单元，划分依据是台阶高度、坡面角与平台宽度。台阶高度通常由排土工艺与边坡稳定计算共同确定，例如某矿采用单台阶高 20 m、坡面角 33°、平台宽 15 m 的排土参数。对无人矿卡而言，排土台阶的关键属性是“可行驶性”：平台宽度必须容纳车辆通行、调头与卸载时的安全余量，坡面则属于禁止车辆驶入的几何边界。因此台阶划分的核心是把“平台可行驶面”与“坡面不可行驶面”用坡肩线严格分开。

卸载点是矿卡将物料倾卸至坡下的作业位置，划分依据是卸载方向、卸载宽度与车辆停位方式。常见做法是沿坡肩线布置若干固定卸载点，矿卡倒车至坡肩附近、后斗举升卸料。卸载点的边界应包含车辆停位区、举升作业区与物料下落影响区三部分，其宽度一般取 1.5～2 倍车宽，长度覆盖一个车长加安全余量。

推排区是推土机对卸载后堆积的松散物料进行推平、推排至坡下的作业区。划分依据是推土机作业半径、物料堆积范围与推排方向。推排区与卸载点相邻但功能不同：卸载点面向运输车辆，推排区面向推土机，两者若不加区分，会出现矿卡与推土机在同一空间交叉作业的高风险场景。

沉降区是排土场边坡及坡脚外侧因物料压实沉降、边坡变形而可能发生位移的影响范围。划分依据是边坡稳定计算结果、地表位移监测数据与历史滑移范围。沉降区不是作业区，而是禁入与监测区，其边界应覆盖潜在滑移体的地表投影范围并留有余量。

二、安全距离的确定方法

安全距离不能凭经验拍定，应按“失稳影响范围 + 车辆制动距离 + 监测预警提前量”三项叠加确定。以卸载安全距离 d₁ 为例，其含义是矿卡停位点至坡肩线的最小水平距离，计算式为：

d₁ = L_滑移 + L_制动 + L_预警

L_滑移：坡肩潜在滑移体水平影响宽度（由边坡稳定计算给出，示例取 3.0 m）
L_制动：矿卡在卸载点低速工况下的制动距离（示例取 2.0 m）
L_预警：监测预警至车辆制动的响应距离（示例取 1.5 m）
示例结果：d₁ = 3.0 + 2.0 + 1.5 = 6.5 m

推排安全距离 d₂ 是推土机铲刀前端至坡肩线的最小距离，因推土机作业时对坡肩的扰动更大，其滑移影响项应取更保守值，示例取 d₂ = 8.0 m。沉降影响宽度 W 则由边坡稳定计算与位移监测共同确定，示例取坡肩外 25 m 作为禁入边界，并在边界内侧布设位移监测点。

三、划分落地时的关键控制点

区域划分要真正约束无人矿卡运行，还需把边界转化为车载可识别的电子围栏与调度规则。具体做法是：以坡肩线为基准线，向平台内侧偏移 d₁ 生成卸载点禁越线，偏移 d₂ 生成推排区禁越线，向坡外偏移 W 生成沉降区禁入边界；三条偏移线均以矿区统一坐标系坐标串形式写入高精地图，并与调度系统的区域属性绑定。卸载点区域属性设为“仅允许矿卡停位卸载”，推排区设为“仅允许推土机作业”，沉降区设为“全车型禁入”。

运行中还需设置状态联动：当沉降区监测点位移速率超过阈值（示例取 2 mm/d）时，系统自动将相邻卸载点与推排区降级为禁入，矿卡改派至备用卸载点。这样区域划分就不是一张静态图，而是随边坡状态动态调整的安全控制逻辑。

综上，排土场运行区域划分的本质是把连续的排土空间按功能切分为互不干扰的作业单元，再用可计算的安全距离把每个单元的风险影响范围包住。划分结果必须落到坐标、围栏与调度规则上，才能对无人矿卡的运行形成真实约束。