CN1052525C - 一种露天高台阶采矿方法 - Google Patents

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一种露天高台阶采矿方法，适用于大型露天矿：本发明包括穿孔、爆破、装载、运输，其特征在于：依据露天矿的开采方案和采矿参数，设计确定矿岩中巷道的空间位置；在矿岩中开拓巷道，各巷道趋于平行，由斜坡道与露天矿外部相通；穿孔是在矿岩的巷道中进行；对矿岩中的坡面界面深孔进行预裂爆破；爆破是在矿岩的巷道中进行，本发明将露天矿的台阶高度增高到30米-80米，提高了开采强度和装载效率，进而提高了矿山的经济效益。

Description

一种露天高台阶采矿方法
本发明涉及一种露天采矿方法，尤其是涉及一种露天高台阶采矿方法，这种方法适用于大型露天矿，特别适用于深凹大型露天矿。
迄今为止，硬矿物的露天开采的穿孔、爆破、装载、运输等作业主要是在台阶状的露天采场中进行，通常在多个台阶同时作业。目前我国露天矿的台阶高度一般为8米-12米，最高为15米，曾试验过18米的高台阶采矿。北美、欧洲的一些大型露天矿台阶高度多为15米左右，前苏联曾试验15米台阶并段的30米高台阶采矿。一般认为，大型露天矿的开采深度较大时，台阶高度增加到40米-50米，可取得显著的技术经济效益，对高台阶采矿来说，随着采矿参数的增大，必须采用直径更大的深孔进行矿岩的爆破，对现有深孔凿岩设备而言，解决高台阶开采所需更大的孔径还是一个难题，美国最近研制的61R钻机可钻直径为480mm的孔，但30米以上的高台阶采矿仍然受钻孔设备发展水平的限制，另外，由于高台阶采矿需要采用更大的爆破参数进行矿岩的爆破，会导致不合格大块矿岩，爆破飞石和空气冲击波的危险性增加，以及难以避免的根底和更加严重的后冲等，给装载及后续台阶采矿造成了困难。采用露天高台阶开采，对所形成的坡面的完整性和稳定性要求严格，爆破参数和爆破规模的加大，增加了爆破设计和实施的难度。
本发明的目的是针对上述存在的难题，在现有钻机设备水平的基础上，增加露天开采强度，改善爆破效果，减少爆破对边邦的后冲作用，确保露天开采所形成的坡面和边邦的完整性及稳定性，提出了一种增大露天开采的台阶高度，减少台阶数量，集中作业，简化运输线路，提高作业连续性，减少辅助作业，减小采剥化，提高矿山技术经济效益的露天高台阶采矿方法。
一种露天高台阶采矿方法，包括穿孔、爆破、装载、运输，其特征在于：
a.依据露天矿的开采方案和采场参数，设计确定矿岩中巷道的空间位置；
b.在矿岩中开拓巷道，各巷道趋于平行，由斜坡道与露天矿外部相通；
c.穿孔是在矿岩的巷道中进行，钻孔排列成上向扇形深孔，钻孔的直径为105mm至200mm，钻孔孔端位置距台阶矿岩表面2米-2.5米；
d.在巷道中对矿岩的坡面界面深孔进行预裂爆破；
e.爆破是在矿岩的巷道中进行。
由于本发明在矿岩的巷道中采用深孔钻孔作业，采用相对小得多的孔径及爆破参数进行爆破，从根本上解决了露天高台阶开采时的爆破效率低以及确保所形成坡面和边邦的完整性及稳定性的技术难题，减少了爆破对边邦的后冲作用，将露天矿采用的台阶高度增大到30米-80米，减少了台阶数量，作业地点集中，简化了运输线路，提高了作业连续性，减少了辅助作业，减小了采剥比，提高了矿山的技术经济效果。
附图是本发明露天高台阶采矿方法的示意图。
一种露天高台阶采矿方法，包括穿孔、爆破、装载、运输，其特征在于：a.依据露天矿矿岩1的开采方案和采场参数，设计确定巷道2的空间位置；b.在矿岩中开拓巷道，最好用专用的全断面掘进机进行巷道的掘进作业，山坡露天矿的巷道可由地表直接按设计的方向掘进，各巷道趋于平行，在深凹露天矿山条件下，在同一水平的巷道端部可设有一横向巷道相互连通，然后由一个统一的斜坡道连至地表；c.穿孔是在矿岩的巷道中进行，依据露天开采境界内的矿岩类型，矿岩物理力学性质，可爆性所属分级，同时作出区段划分，进行凿岩爆破参数设计，钻孔排列成上向扇形深孔3，钻孔的直径可选用105mm-200mm，上向扇形深孔的排间距为20-28倍的钻孔孔径，钻孔孔端位置距台阶矿岩表面2米-2.5米，以减少爆破飞石的危险性。爆破作业采用多排微差爆破起爆技术，以增加一次爆破量，减少爆破次数，提高爆破效果。由于采用相对小得多的钻孔直径，均匀的爆破参数，有利形成破碎均匀，而且相当集中的大规模爆堆4，爆堆的高度大致等于台阶高度。装载作业是用挖堀设备对爆堆采用自上而下地分段进行矿岩的装载，也可采用大型索斗铲在台阶上水平下挖的作业方式完成爆堆的部分装载，剩下的12米-15米厚度的爆堆，再用常规的露天装载方法。本发明形成的破碎均匀，相当集中的大规模爆堆，采用汽车—破碎机—皮带运输机的半连续运输工艺较为有利。在露天高台阶的条件下，由于作业集中，每个台阶服务年限会增加几倍，因而可在每个阶段水平单独建立破碎站，简化爆堆至破碎站的汽车运输线路，降低运输成本，此时露天矿可选择合适位置建集配站，协调、集配各台阶的运输，形成整个露天矿的连续运输系统。本发明为露天矿采用完全的连续运输工艺成为可能。
露天高台阶采矿，台阶的坡面也相应高大，合理的坡面角和坡面的稳定性是采用高台阶采矿需要着重解决的重要课题，可以在矿区工程地质岩体力学等必要的工作基础上，应用有限元等数值分析方法确定相应地段的坡面角，在穿孔、爆破设计中，在临近坡面一侧可先钻预裂爆破孔5，进行预裂爆破，防止上向扇形深孔大量爆破时欲形成的预裂爆破坡面6的拢动和破坏。同时本发明的爆破线推进和爆破矿岩位移方向同所形成台阶坡面平行，几乎可以完全避免爆破对边邦的后冲作用，形成整体性和稳定性良好的边邦。
在同一水平，作业的顺序应该在临近矿体的上盘先行最少一个巷道的装载、运输作业，然后再进行矿体的开采作业，防止矿石的贫化损失。安全运输台阶7为安全运输通道。

Claims (1)

  1. 一种露天高台阶采矿方法，包括穿孔、爆破、装载、运输，其特征在于：
    a.依据露天矿的开采方案和采矿参数，设计确定矿岩中巷道的空间位置；
    b.在矿岩中开拓巷道，各巷道趋于平行，由斜坡道与露天矿外部相通；
    c.穿孔是在矿岩的巷道中进行，钻孔排列成上向扇形深孔，钻孔的直径为105mm至200mm，钻孔孔端位置距台阶矿岩表面2米-2.5米；
    d.在巷道中对矿岩的坡面界面深孔进行预裂爆破；
    e.爆破是在矿岩的巷道中进行。
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