陡邊幫開采在某露天礦的應用

張坤

摘 ?要：針對目前露天礦運用陡邊幫開采技術過程存在的問題，文章從實踐角度出發，分析了凹陷露天礦陡邊幫開采的應用現狀，并提出了針對性控制策略，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。結果表明，只有在明確陡邊幫開采過程可能產生的問題情況下，才能提高有色金屬資源的生產建設效率，進而達到預期的開發目標。

關鍵詞：陡邊幫;開采;露天礦;非工作幫

中圖分類號：TD824 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）01-0178-02

Abstract： In view of the problems existing in the application of steep side mining technology in open-pit mines， this paper analyzes the application status of steep side mining in sag open-pit mines from the point of view of practice， and puts forward targeted control strategies. Its purpose is to provide some theoretical basis for relevant builders. The results show that only when the problems that may arise in the process of steep slope mining are clarified can the production and construction efficiency of non-ferrous metal resources be improved and the expected development goal can be achieved.

Keywords： steep slope; mining; open-pit mine; non-working slope

引言

科技水平的不斷進步，使得各行各業對有色金屬礦資源的需求越來越大。然而，露天礦因所處的地質環境條件復雜，如陡邊幫等作業條件采用常規開采技術無法達到預期。為此，相關建設者應從實踐角度入手，通過明確露天礦陡邊幫開采工作困難與問題點，來著手解決。如，通過控制爆破減震技術，來降低開采作業過程中對周邊環境的影響;通過合理地調整幾個平臺的工作幫坡角，來減少一定時期的剝巖量，實現經濟合理的剝采比，為企業效益提供降成保障。本文以某凹陷露天礦為例進行分析、討論。

1 某凹陷露天礦基本情況

該凹陷露天礦巖性主要為矽卡巖、花崗巖和大理巖等，巖石強度高，巖石質量好，巖體穩固性好，地層總體北傾，產狀10-20°∠20-50°。礦床賦存于二長花崗巖與碳酸鹽巖接觸的矽卡巖中。探明礦體50支，其中主礦體兩支，主礦體資源量占比相對集中，達到87.76%;礦體產狀1°-22°之間，傾向與地層基本接近，為北東傾。礦區無大斷裂直接穿過，圍巖及礦體裂隙均不發育。該礦山對資源的回采利用分為兩期，第一期對近地表礦脈設計采用露天陡幫采剝工藝，第二期對埋藏相對深的，設計采用地下開采方式。其中第一期根據礦體圍巖相對穩固，本著減少剝采比，設計采用了陡幫剝離工藝，服務年限8年。該礦區露天運輸坑線設計為螺旋坑線布置方式，臺階坡面角65～70°。該礦露天境界最在長度760米，最大寬度440米，終了坑度最大長度260米，最大寬度50米，屬小型深凹露天礦[1]。

2 陡邊幫采剝的控制策略

2.1 設計的采礦與剝離方式及存在的主要問題

2.1.1 設計的采礦與剝離方式

該礦區礦體產狀較緩，主礦體走向及厚度相對穩定，屬平地陷凹露天礦，為實現露天開采成本不超過地下開采費用，嚴格控制經濟合理剝采比，采礦部分設計采用寬平盤緩幫開采，剝離部分采用最小充許工作平盤寬度進行陡幫作業方式。穿孔采用深孔、多排微差爆破，汽車運輸開拓，液壓鏟鏟裝作業。剝離臺階高12米，工作臺階坡面角65～70°，安全平臺寬度3米，清掃平臺8米。采礦臺階根據礦體厚度采用臨時非標準臺階段高，以分采分運為目的，主要是為減少開采過程中的礦石損失和貧化。整個露天采區同時工作的臺階一般有3～5個。最小工作平臺寬度30～40米，陡幫剝離臨時非工作平臺寬度15米，液壓挖掘機工作線長度一般為100～250米。

2.1.2 存在的主要問題

要實現緩幫采礦，就必須加大上部剝離擴幫的推進速度，實現下部采礦臺階寬度較寬（該寬度即要保證露天“二級礦量”保有期達到規范要求，又要預留一定的寬度保障可以正常開展深部出入溝、開段溝的開拓工程的施工作業），這過程中還要確保均衡的生產剝采比，不能大量的剝離生產組織。反應的問題就是如何實現均衡的生產剝采比，又要實現采礦作業區寬度較寬？已形成的終了邊坡，如何控制好坡面及坡頂線浮石墜落到運輸坑線區域構成的安全影響？

2.2 陡幫剝離作業的組織

2.2.1 陡工作幫的作業方式

由于該礦區新建不久，目前下掘深度82米，共形成7個封閉平臺。本著控制經濟投入，減少初期剝巖量，提早出礦的目的，剝離區與采礦區采用傾斜條帶的方式作業，即剝離幫所有臺階組合成一個作業區，自上而下擴幫推進，在剝巖幫下部設有一個寬25～35米的截碴平臺[2]。采有這種傾斜條帶的開采方式，主要是依據該礦區圍巖較穩固，可以提高工作幫坡角。每一個剝離循環都是先從礦體上盤的最上部臺階推寬后，再自上而下逐步推寬到采礦區平臺。

2.2.2 采剝工作線的布置形式

該礦根據設計的露天開采終了境界形態，靈活地運用了采剝工作線布置。基建期剝巖幫與采礦幫都采用了縱向布置，橫向推進的分條帶采剝;目前生產期工作線采用縱橫向布置：剝巖幫工作線沿礦體走向布置，垂直礦體走向推進，采礦幫的工作線垂直礦體走向布置，沿礦體走向推進[3]。具體運用原理為：如露天礦開采運用緩幫，即在對臺階實施全面開采過程中，將工作幫坡角控制在8-15°;而陡幫，臺階開采需按照輪流原則，并將工作幫坡角控制在25-35°。特殊情況下，坡角還會更大，即接近最終的邊坡角。實際陡幫開采，并不是每個工作幫臺階均要設置挖掘機。換句話說，因為是輪流作業，所以，不是每個臺階均處于作業狀態[4]。

要想使陡幫開采達到露天礦開發建設預期，需增加工作幫坡角度數，或是采用橫、縱向開采挖掘技術。這里的橫向開采挖掘技術，就是開采作業過程要解決采掘帶寬度較大問題。具體是指，爆破進尺寸較大，范圍在十幾米到上百米，遠超出了挖掘機一次作業所能完成的采掘寬度。故而，為保證采掘后仍能為調車與其他作業提供空間，需對挖掘機進行橫向采掘控制，以降低陡邊幫露天礦的采掘作業難度，進而提高開采工作開展效率。

而縱向爆破是指，為控制橫向爆破作業對工作平盤寬度的影響，露天礦開采人員應根據工程建設實際情況，對爆堆進行縱向布置，以為后續作業空間的預留提供支撐。在運用深度法進行露天礦采礦量的控制過程，可從長度法、寬度法以及深度法中進行選擇。其中深度法設置，能夠在剝巖幫坡角越來越陡的情況下，增加采礦量，進而提高陡邊幫開采建設效率[5]。

2.2.3 運輸開拓方式

該礦因采用汽車運輸方式，為靈活的工作線布置提供了便利條件。下部采礦運輸坑線原則上按設計的終了螺旋坑線逐步推進，上部剝離的運輸坑線大量運用了移動坑線，雖然增加一定運輸道路修筑、維護費用，但在露天服務的前期，通過靈活地將采礦區和剝離區的運輸開拓系統獨立分開，較大地降低了剝離運輸距離，同時也減輕了露天境界內大量汽車在終了運輸坑線上的交叉作業帶來的安全隱患[6]。

2.3 陡邊幫及終了邊坡的管理措施

該礦對前期不得不提前揭露終了邊坡穩定性控制措施采用光面爆破技術，實現各終了臺階坡面平整、光滑，對部分因鉆孔超深影響坡頂線穩固的地段，采用主動鋼絲網防護處理;其余地段，做到縮短最終邊幫的暴露時間，以利于邊坡的穩定。對工作幫、非工作幫陡邊幫的穩固管理，主要取用內排壓幫技術以及爆破減震技術等，來控制剝離量，進而強化邊坡的穩定性與安全性[7]。

對于露天礦陡邊幫開采環境為泄洪渠側到界邊幫，應采用工作面采掘推進作業方法，以為后續內排目標實現提供條件。具體過程，就是從原工作面自東向西推進作業改為自南向北推進作業。爆破作業過程，應運用微差預裂與光面爆破技術，來控制爆破針對對泄洪渠影響。此外，實際開采過程，也要遵循季節性原則，即在雨季前完成內排壓幫作業，以提高陡邊幫開采作業的安全性。由此可見，陡邊幫開采管理工作開展要與露天礦實際情況進行結合，以降低失穩因素所帶來的影響，進而提高資源開發效率。

2.4 取得的效果

（1）該礦依據礦巖相對穩固的地質條件，設計最終邊坡角在45～47°之間，其目的就是為了減少采剝成本，通過上述陡幫開采，實現了經濟合理的生產剝采比控制在設計的10.89立方米/立方米內。

（2）通過陡幫剝離，在目前3540米臺階采礦平盤實現了采礦區平盤寬度達到250米*150米，為備采礦量的升級提供了寬度和長度，同時也為深部臺階向下開拓創造寬度條件。

（3）因縮短終了邊坡揭露時間，減少了最上部第四系及其余不穩固邊坡的維護費用。

3 結束語

綜上所述，露天礦陡邊幫的開采要求研究人員通過分析其技術運用缺陷，并與實際情況結合來優化開采技術的運用質量。對于有表層第四系砂土層覆蓋等問題，技術人員要縮短揭露時間。此外，需爆破作業過程，應運用光面爆破技術，來控制爆破產生的震動影響。為進一步強化陡幫開采效果，除了增加工作幫坡角，還可采用橫向采掘與縱向爆破技術。事實證明，只有這樣，才能將最具適用性的露天礦陡邊幫開采技術運用實踐，才能滿足涉及行業發展對有色金屬資源的用量的需求，進而推動行業的健康穩定發展。

參考文獻：

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