CN107503751A - 一种露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法。本发明充分吸纳了台阶式开采及分层开采在安全和经济方面的优点，形成了一种利用山坡自然倾角及高差，通过溜槽统一管理矿岩溜放的露天采矿法，解决了采用台阶方式开采竹笋型孤峰矿床时难以修筑安全的上山运输公路的技术问题。本发明充分利用原有地形，在获得最佳经济效益的同时，又能达到安全生产要求；克服了采用分层开采方式开采竹笋型孤峰矿床时，每次爆破后部分滞留在凿岩平台的矿石需要二次转运而增加生产成本的缺点。

Description

一种露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法

技术领域

本发明涉及矿床开采技术领域，特别涉及一种露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法。

背景技术

目前，露天采矿在采掘工业中占有举足轻重的地位，据统计，世界上矿产资源露天开采比重已占三分之二。非金属矿床露天开采中，主要的开采工艺有台阶开采方式和分层开采方式。

台阶式开采将矿岩按一定的厚度划分为若干个水平分层，自上而下呈阶梯状逐层开采，并保持一定的超前关系；台阶式开采时，为将采出的矿岩运出采场，同时使采运设备到达作业水平，需修筑上山公路；开采过程中，将工作台阶划分成若干个具有一定宽度的条带顺序开采；一个台阶的水平推进使其所在水平的采场不断扩大，新台阶工作面的拉开使采场得以延深，台阶的水平推进和新水平的拉开构成了露天采场的扩展与延深，直至到达最终境界。该方法安全可靠，灵活性大，能按实际情况选取适合的运输方式，机械化程度高，因此其生产效率高，但基建工程量大，采掘设备要求高，适用于开采矿区范围大、山体坡度缓的大规模露天矿山。

分层开采将矿岩按一定的厚度划分为若干个水平分层，各水平分层上划分矿块，开采时无需分台阶推进，最高水平的矿块直接爆破抛掷至铲装平台，随后爆破其下的水平分层矿块，以此类推；各分层自上而下顺序开采，分层之间保持一个矿块的超前关系，随着开采的同时水平推进，当推进至最终境界时整座矿山开采完毕。该方法是在不能采用台阶式开采的情况下，能够保证开采安全的可行的开采方式，可以省去上山运输公路的修筑，一般只需修筑挖掘机上到各分层凿岩平台的简易道路，节省大量投资，但在爆破后，部分滞留在分层凿岩平台的矿石需要二次转运，增加了生产成本。该方法适合开采山体陡峭，无法修筑上山运输道路，只能在最低层铲装的小型露天矿山。

在开采竹笋型孤峰矿床(坡度大于45°)时，若采用台阶式开采竹笋型孤峰矿床，则难以修筑安全的上山运输公路，同时各分层台阶难以保持一定的超前关系而存在安全隐患，而且竹笋型孤峰矿床一般生产规模较小，采用台阶式开采将增加基建成本，延长投产时间；若采用分层开采方式开采竹笋型孤峰矿床，虽然在确保安全的同时，节省了修建上山运输公路的大量投资，但在每次爆破后，部分滞留在凿岩平台的矿石需要二次转运，将大大地增加生产成本；急需一种安全可靠并且成本低的露天采矿方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法。本发明提供的露天采石场开采方法基于放矿用溜槽安全可靠，且生产成本低。

本发明提供了一种露天采石场放矿用溜槽，包括溜矿段和贮矿段，

所述溜矿段设置于所需开采的矿石的坡面上；

所述贮矿段经缓冲槽与溜矿段连接；

所述贮矿段的平台为受矿平台；

所述贮矿段末端通过防护壁实现对矿石的截留；

所述溜矿段底面的坡度比矿石的自然安息角大5～10°；

所述缓冲槽底面的坡度比矿石的粉矿堆积角大5～10°。

优选的，所述溜矿段的宽度不小于矿石块度的3～5倍。

优选的，所述缓冲槽底板的坡度为56～75°；所述溜矿段底板的坡度为45～60°。

本发明还提供了一种露天采石场开采方法，包括以下步骤：

(1)修建上山通道；在山顶超前剥离覆盖层布置最高水平工作平台；在矿床底层布置受矿平台；

(2)采用从下至上分段深孔爆破成井方式在所述步骤(1)最高水平工作平台与受矿平台之间布置上述技术方案所述的溜槽；

将所述步骤(1)中的最高水平工作平台与受矿平台之间划分为不同矿层；

所述分段深孔爆破成井的高度与相应矿层的高度一致；

(3)将所述步骤(2)中的每一矿层分别沿矿层的宽度方向划分为多个矿块；

(4)将最高矿层的矿块按照从外向内的顺序分别进行爆破，使矿石经溜槽溜放至受矿平台；当最高矿层的矿块爆破完全，溜槽将自然降段；所述爆破矿层的下一矿层作为新的工作平台；

(5)重复所述步骤(4)，开采至矿床最终边坡。

优选的，所述步骤(2)不同矿层中每个矿层的宽度独立地为4～10m。

优选的，所述步骤(2)不同矿层中每个矿层的长度独立地为20～30m。

优选的，所述步骤(4)中的爆破为倾斜中深孔微差爆破。

优选的，矿石经溜槽溜放至受矿平台前进行二次破碎；

所述二次破碎后的矿石的块度不大于0.5m³。

优选的，所述步骤(2)中不同矿层中不同矿层的高度独立地为10～15m。

优选的，所述步骤(4)中受矿平台的矿石的贮矿量达到受矿平台堆积量的70％～90％时，停止开采并且封闭溜槽口，装运所述受矿平台的矿石后，重新进行开采。

本发明还提供了一种露天采石场开采方法，包括以下步骤：修建上山通道；在山顶超前剥离覆盖层布置最高水平工作平台；在矿床底层布置受矿平台；采用从下至上分段深孔爆破成井方式在最高水平工作平台与受矿平台之间布置溜槽；将最高水平工作平台与受矿平台之间划分为不同矿层；所述分段深孔爆破成井的高度与相应矿层的高度一致；然后将每一矿层分别沿矿层的宽度方向划分为多个矿块；将最高矿层的矿块按照从外向内的顺序分别进行爆破，使矿石经溜槽溜放至受矿平台；当爆破矿层的矿石爆破完全，溜槽将自然降段；所述爆破矿层的下一矿层作为新的工作平台；重复对最高矿层的矿石进行爆破，开采至矿床最终边坡。

本发明充分吸纳了台阶式开采及分层开采在安全和经济方面的优点，形成了一种利用山坡自然倾角及高差，通过溜槽统一管理矿岩溜放的台阶开采溜槽放矿露天采矿法，解决了采用台阶方式开采竹笋型孤峰矿床时难以修筑安全的上山运输公路的技术问题。本发明充分利用原有地形，在获得最佳经济效益的同时，又能达到安全生产要求；克服了采用分层开采方式开采竹笋型孤峰矿床时，每次爆破后部分滞留在凿岩平台的矿石需要二次转运而增加生产成本的缺点。

附图说明

图1为本发明溜槽构造示意图；

图2为本发明中露天采石场开采方法中矿块划分示意图；

其中，图1中上部分为溜槽的俯视图，下部分为溜槽的侧视图；

图1和图2中，1为最高工作平台、2为简易车挡、3为溜槽侧帮、4为溜槽底板、5为缓冲槽底板、6为受矿平台、7为矿石堆、8为防护壁；

α为溜槽溜矿段底板坡度、β为溜槽贮矿段的缓冲槽底板坡度、w为受矿平台宽度、l为受矿平台长度、h为防护壁高度、γ为防护壁倾角、θ为最终边坡角、为台阶坡面角、H为最大采高、ht为台阶高度、B为最终边坡平台宽度；

a、b、c、.....、a1、b1、c1......为不同的矿块。

具体实施方式

本发明提供了一种露天采石场放矿用溜槽，包括溜矿段和贮矿段，

所述溜矿段设置于所需开采的矿石的坡面上；

所述贮矿段经缓冲槽与溜矿段连接；

所述贮矿段的平台为受矿平台；

所述贮矿段末端通过防护壁实现对矿石的截留；

所述溜矿段底面的坡度比矿石的自然安息角大5～10°；

所述缓冲槽底面的坡度比矿石的粉矿堆积角大5～10°。

在本发明中，所述露天采石场放矿用溜槽包括溜矿段和贮矿段。在本发明中，所述溜矿段设置于所需开采的矿石的坡面上，如图1所示。在本发明中，所述溜矿段优选包括底板和防护装置；所述防护装置优选设置于底板的两侧，起到对所滚落矿石的防护作用。在本发明中，所述溜矿段的底板优选铺设于所需开采的矿石的坡面。由图2所示，在本发明中，溜槽底板4两侧设置有溜槽侧帮3，形成溜矿段设置于所需开采的矿石的坡面上。本发明对所述溜矿段底板的铺设方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的溜槽铺设方式即可。本发明对所述防护装置的安置没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的防护装置的安置方式即可。在本发明中，所述防护装置优选为防护板、防护墙体或矿石边坡；本发明对所述防护板或防护墙体的材质没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可；本发明对所述防护板、防护墙体或矿石边坡的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的防护装置的尺寸即可。

在本发明中，所述溜矿段的宽度优选不小于矿石块度的3～5倍，进一步优选为不小于矿石块度的3.5～4.5倍。在本发明中，所述溜槽底部的宽度优选不小于2m，进一步优选为4～10m。

在本发明中，所述溜矿段底面的坡度比矿石的自然安息角大5～10°，进一步优选为6～9°，更优选为7～8°。在本发明中，所述矿石的自然安息角通过查阅《常见材料自然安息角》确定或通过现场测试方法确定。当采用现场测试方法确定矿石的自然安息角时，本发明对所述矿石的自然安息角的测试方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的测试方法即可。

在本发明中，所述溜矿段底面的坡度优选为45～60°，进一步优选为50～58°，更优选为55～56°。

在本发明中，所述露天采石场矿床采矿用溜槽包括贮矿段。在本发明中，所述贮矿段经缓冲槽与溜矿段连接；如图1所示，受矿平台作为贮矿段的工作平台。在本发明中，所述缓冲槽优选包括底板和防护装置；所述防护装置优选设置于底板的两侧，起到对所滚落矿石的防护作用。在本发明中，所述缓冲槽底板优选与溜矿段的底板连接；如图2所示，贮矿段经缓冲槽底板5与溜槽底板4连接。本发明对所述缓冲槽底板的设置方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的矿石表面铺设底板的方式即可；本发明对所述防护装置的安置没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的防护装置的安置方式即可。在本发明中，所述防护装置优选为防护板、防护墙体或矿石边坡；本发明对所述防护板或防护墙体的材质没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可；本发明对所述防护板、防护墙体或矿石边坡的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的防护装置的尺寸即可。

在本发明中，所述缓冲槽的截面优选为梯形，所述缓冲槽与溜矿段连接处的宽度优选与所述溜矿段的宽度一致，所述缓冲槽与贮矿段连接处的宽度优选与所述贮矿段的宽度一致。

在本发明中，所述缓冲槽底面的坡度比矿石的粉矿堆积角大5～10°，优选为6～9°，进一步优选为7～8°。在本发明中，所述矿石的粉矿堆积角通过查阅《常见材料自然安息角》确定或通过现场测试方法确定。当采用现场测试方法确定矿石的粉矿堆积角时，本发明对所述矿石的粉矿堆积角的测试方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的测试方法即可。

在本发明中，所述缓冲槽底面的坡度优选为56～75°，进一步优选为60～70°，更优选为65°。

本发明通过缓冲槽实现溜矿段和贮矿段的连接，当溜放一定量矿石后，堆积在受矿平台的矿石可以起到缓冲上部溜下矿石的冲击载荷的作用；同时贮矿段的底部结构具有一定的贮矿能力，能够实现矿岩运送的统一管理。

在本发明中，所述贮矿段的平台为受矿平台。在本发明中，所述贮矿段设置于矿床底层，所述贮矿段底面的坡度优选为0°。在本发明中，所述贮矿段平台的宽度优选根据所需溜放矿石的滚动距离和跳跃高度等参数确定。在本发明中，所需溜放矿石的滚动距离和跳跃高度优选通过数值模拟软件如Rocfall软件模拟计算得到，具体为将所需溜放矿石的结构参数输入Rocfall软件进行模拟计算；所述结构参数优选为切向阻尼系数和法向阻尼系数。在本发明中，所述溜放矿石的滚动距离和跳跃高度优选还可以通过现场模拟试验确定；本发明对所述现场模拟试验的进行方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的矿石的溜放模拟试验即可。

在本发明中，所述贮矿段平台的长度优选根据贮矿量和铲装设备工作长度以及运输调度的要求确定，进一步优选为根据贮矿长度、铲装机械的最大挖掘半径和运输设备的转弯半径所需确定。当生产能力大、要求贮量多，同时铲装机械和运输设备的生产能力大时，所述贮矿平台的长度大；在本发明的实施例中，所述贮矿段平台的长度具体为50米。

在本发明中，所述贮矿段末端优选通过防护壁实现对矿石的截留；如图2所示，所述贮矿段末端包括防护壁8，使得在受矿平台6形成矿石堆7。在本发明中，所述防护壁的倾角优选根据所需开采矿山的开采深度、矿石硬度系数及最终边坡角选定，所选定的角度能确保防护壁坡面的安全稳定。在本发明的实施例中，所述防护壁的倾角优选为台阶坡面角。在本发明中，所述防护壁的高度优选根据溜放矿石的滚动距离和跳跃高度等参数经现场试验确定或由工程类比确定。在本发明的实施例中，所述防护壁的高度优选为3.8m。

在本发明中，所述贮矿段的一侧优选包括运输通道，便于矿石的装运。本发明对所述运输通道的尺寸没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的矿石运输通道即可。

本发明还提供了一种露天采石场开采方法，包括以下步骤：

(1)修建上山通道；在山顶超前剥离覆盖层布置最高水平工作平台；在矿床底层布置受矿平台；

(2)采用从下至上分段深孔爆破成井方式在所述步骤(1)最高水平工作平台与受矿平台间布置上述技术方案所述的溜槽；

将所述步骤(1)中的最高水平工作平台与受矿平台间划分为不同矿层；

所述分段深孔爆破成井的高度与相应矿层的高度一致；

(3)将所述步骤(2)中的每一矿层分别沿矿层的宽度方向划分为多个矿块；

(4)将最高矿层的矿块按照从外向内的顺序分别进行爆破，使矿石经溜槽溜放至受矿平台；当最高矿层的矿块爆破完全，溜槽将自然降段；所述爆破矿层的下一矿石层作为新的工作平台；

(5)重复所述步骤(4)，开采至矿床最终边坡。

本发明修建上山通道；在山顶超前剥离覆盖层布置最高水平工作平台；在矿床底层布置受矿平台。在本发明中，所述上山通道优选为简易上山通道；本发明对所述简易上山通道的修建、最高水平工作平台和装受矿平台的布置的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的修建上山通道、最高水平工作平台和受矿平台的布置的技术方案即可。

最高水平工作平台与受矿平台布置完成后，本发明将所述最高水平工作平台与受矿平台间分为不同矿层。本发明以矿层在山体高度方向为矿层的高度方向，以矿层最外侧向山体内部的方向为矿层的宽度方向。在本发明中，所述不同矿层中每个矿层的高度独立地优选为10～15m，进一步优选为11～14m，更优选为12～13m。在本发明中，所述不同矿层的高度优选相等。在本发明中，所述不同矿层中每个矿层的宽度优选为4～10m，进一步优选为5～8m，更优选为6m。在本发明中，不同矿层中每个矿层的长度独立地优选为20～30m，进一步优选为22～28m，更优选为25m。在本发明中，所述不同矿层优选形成具有相同宽度的台阶式的分层平台。本发明对所述各矿层的分层平台的布置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的布置分层平台的技术方案进行调整即可。本发明对所述各矿层的坡面角没有特殊的限定，根据山体形状进行调整即可。在本发明的实施例中，所述各矿层具有相同的坡面角。

本发明将所述每一矿层分别沿矿层的宽度方向划分为多个矿块。在本发明中，每层矿层中矿块的数量优选根据所在矿层的宽度确定；在本发明中，所述矿块的宽度优选为3～7m，进一步优选为4～6m，更优选为5m。所述矿块的高度与所述分层平台的高度相同，所述矿块的倾角与矿块所在矿层的坡面角相同。在本发明中，所述矿块的长度优选与所在矿层的长度相同。在本发明中，所述每一矿层的矿块优选按照从外向内的顺序依次编号。如图2所示，最上层矿层的矿块从外向内依次为a、b和c；下一层矿层的矿块从外向内依次为a1、b1和c1；其中，由a到c的方向与矿层宽度的方向一致。在本发明中，所述矿块的倾角即为所述矿块所在矿层的坡面角。

本发明采用从下至上分段深孔爆破成井的方式在所述最高水平工作平台与受矿平台间布置前述技术方案所述的溜槽。本发明优选依据不同矿层进分段；在本发明中，所述分段深孔爆破成井的高度与相应矿层的高度一致。

在本发明中，所述分段深孔爆破成井优选为深孔爆破与光面爆破联合爆破成井的方式。本发明优选从下至上分段爆破，每次爆破形成一段高度与矿层高度一致的溜槽，最终形成联通卸矿平台与受矿平台的溜槽。当每次爆破形成的溜槽底板不平整时，本发明优选采用浅孔爆破剔除突出体。

本发明对所述深孔爆破、光面爆破以及浅孔爆破的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的深孔爆破和光面爆破的方式即可。

在本发明中，每段爆破完成后，本发明优选在爆破面铺设底板后在底板两侧设置防护装置。本发明对所述底板和防护装置的要求与上述技术方案一致，在此不再赘述。

矿层划分和溜槽设置完成后，本发明将最高矿层的矿块按照从外向内的顺序分别进行爆破，使矿石经溜槽溜放至受矿平台。本发明将所述溜槽布置在所述最高水平工作平台与受矿平台之间，确保溜槽联通最高水平工作平台与受矿平台，便于矿石经溜槽溜放至受矿平台。如图2所示，最高矿层的矿石的爆破顺序依次为a、b和c。

在本发明中，所述爆破优选为倾斜中深孔微差爆破。在本发明中，所述每个矿块优选布置2～3排炮孔；在本发明中，所述倾斜中深孔微差爆破优选采用毫秒延时非电导爆管雷管实现微差爆破。本发明对所述倾斜中深孔微差爆破具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的倾斜中深孔微差爆破的实施方式即可。

在本发明中，所述矿石经溜槽溜放至受矿平台前优选进行二次破碎。在本发明中，所述二次破碎后的矿石的块度不大于0.5m³，进一步优选为0.05～0.4m³，更优选为0.1～0.2m³。在本发明中，所述二次破碎的方式优选通过挖掘机配碎石锤实现对矿石的破碎。本发明对所述二次破碎的具体实施方式没有特殊要求，以能得到目标块度的矿石为准。

当爆破矿层的矿石爆破完全后，本发明溜槽将自然降段，所述爆破矿层的下一层矿层作为新的工作平台。所述矿层的矿石爆破完全后，本发明优选对爆破后的基面进行整理，便于后续矿层的爆破。

在本发明中，所述爆破矿层的下一层矿层作为新的工作平台，为再次爆破的最高矿层。本发明重复对新形成的最高矿层的矿块从外向内的顺次爆破后，进行下一层矿层的爆破，开采至矿床最终边坡。在本发明中，所述矿床的最终边坡角优选不大于65°。

在本发明中，所述受矿平台优选采用喷淋的方式实现降尘。本发明优选采用自动喷淋装置完成对所述受矿平台矿石的喷淋。本发明对所述喷淋的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知粉尘喷淋方式即可。

在本发明中，当所述受矿平台的矿石的贮矿量优选达到受矿平台堆积量的70～90％时，停止开采并且封闭溜槽口，将所述受矿平台的矿石进行装运后，重新进行开采；进一步优选当所述受矿平台的矿石的贮矿量达到受矿平台堆积量的80％时，停止开采。本发明对所述装运的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的装运矿石的技术方案即可。在本发明的实施例中，所述装运优选为用挖掘机将矿石铲装入自卸式汽车，然后转运至破碎站。

本发明提供的露天采石场开采方法适用于所有露天采石场，优选为坡度为45°以上的竹笋型孤峰矿床；所述坡度更优选为60～80°。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的露天采石场放矿用溜槽及露天采石场开采方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1:

矿区灰岩矿体为二迭系下统茅口阶(P1q)中厚层状灰岩，分布于整个矿区，矿石属中级硬级别，石灰岩矿层分布在矿区陡坡上，直接出露于地表，适宜露天开采。矿区的开采范围为+196.6m～+125.0m，山坡坡度在60～80°，地形较陡峻，矿方已修建挖掘机上山道路通达山体最高标高+196.6m。

矿体采用台阶开采溜槽放矿露天采矿法的方式开采，分层高度10m，总共分7层。最高矿层按顺序划分矿块，由外向内依次为a、b、c、d……，下一矿层同理划分矿块为a1、b1、c1、d1……，矿块宽度为5m，长度与所在矿层的长度相同；体现在图2中即最高矿层由外向内依次为a、b、c，下一矿层将矿块划分为a1、b1、c1。

一、开采顺序

从矿区内山体最高标高+196.6m处开始，按10m台阶高度从上而下采剥，直至露天开采的最低开采标高+125.0m(即采场底平面标高)为止。

二、最终边坡参数

台阶高度：10m；

台阶坡面角：70°；

安全平台宽度：3m；

清扫平台宽度：6m(每隔两个安全平台设一个清扫平台)；

最小工作平台宽度：30m；

露天采场最终边坡角：≤57°。

三、采矿工作面主要参数：

工作台阶高度：10m；

台阶坡面角：70°；

最小工作平台宽度：30m。

四、溜槽设置参数：

溜槽类型：磨损型溜槽；

溜槽溜矿段底板坡度：60°；

溜槽贮矿段的缓冲槽底板坡度：71°；

溜槽底宽：4m；

溜槽断面在横向槽底和两帮间做成圆弧形，圆弧半径：r＝1m；

溜槽两侧的边坡角：75°；

溜槽起始点处最小深度：3.0m，其它各处溜槽深度需符合下式要求：

h_x＝kx+h₀

(式中：h_x——距溜槽起始点为x处的溜槽深度，m；k——系数，建议取k＝1/12～1/30；h₀——起始点溜槽深度，一般取h₀＝3m)，本矿山的溜槽深度以保证矿石不致从溜槽内跳出为原则，确定溜槽起始点深度为3m，结合地形坡度考虑，取k＝1/12～1/25；

卸矿平台格筛：不设置；卸矿平台车挡：5m×0.4m×0.5m(长×顶宽×高)；受矿平台长度：50m；防护壁倾角：70°；

受矿平台宽度：25m；

防护壁高度：3.8m。

五、溜槽放矿及铲装运输

作业过程采用的器械有：

2台ZGYX430型潜孔钻机；

2台SA110A型空压机(排气量19.8m³/min，排气压力0.85Mpa，电机功率110kw)；

3台厦工XG822LC型挖掘机；

2台厦工XG956Ⅱ型2.5m³轮式装载机。

六、中深孔穿孔爆破方法及参数

1、穿孔参数

钻孔直径90mm；

钻孔倾角(α)：70°；

最小抵抗线(W)：W＝(25～45)取3.3m；

孔距(a)：a＝m×W＝1.2×3.3＝4.0m；

式中：m——钻孔的间距系数，m＝1.0～1.4，取1.2；

排距(b)：b＝(0.9～0.95)W，本设计取0.9W，b＝3m；

堵塞长度(h₀)：h₀＝(0.8～1.2)W＝(2.64～3.96)m；取3.5m；

超钻长度(h₁)：h₁＝(0.15～0.35)W＝(0.5～1.2)m；取0.5m；

钻孔长度(L)：L＝H/sinα+h₁＝11.2m；

式中：H——台阶高度，10m。

单个炮孔崩矿量(V)：V＝abH＝4×3×10＝120m³。

2、爆破方法及参数

设计采用多排孔微差起爆，采用起爆器引爆导爆管，导爆管再引爆导爆管雷管，再由导爆管雷管引爆炸药。为了确保爆破成功，每个炮孔装二发起爆导爆管雷管，并要求起爆药包装在炮孔下部。

设计每次爆破32个炮孔，分2排起爆,首排炮孔采用1段(瞬发)导爆管雷管起爆，第2排炮孔采用3段(50毫秒延时)导爆管雷管起爆。单段起爆最大炸药量Qmax＝1566.72kg/2＝783.36kg。

主要起爆材料有：击发枪、岩石膨化硝铵炸药、非电导爆管雷管、导爆管。

装药结构：设计采用耦合装药。

线装药密度(q₁)：线装药密度(q₁)由下式计算确定：

式中：d——炮孔直径，90mm；

ρ——炸药密度，1000kg/m³；

单孔装药量(Q)：Q＝q₁(L-h₀)＝48.96kg；

炸药单耗(q)：q＝Q/V＝48.96/120＝0.41kg/m³；

每次爆破装药量：每次台阶爆破炸药量＝每次爆破孔数×单孔装药量＝32×48.96kg＝1566.72kg。

3台厦工XG822LC型挖掘机作为铲装、降坡及二次破碎的主要设备，2台厦工XG956Ⅱ型2.5m³轮式装载机则作为辅助铲装兼短距离运送矿岩设备。

利用矿方已修筑的上山通道，布置2台挖掘机及1台轮式装载机上至山顶超前剥离覆盖层形成+195.0m标高初始工作平台；在矿床底层布设+125.0m标高受矿平台，布置1台挖掘机及1台轮式装载机于受矿平台，负责矿岩的铲装作业；从下至上分段深孔爆破成井在+195.0m标高初始工作平台与+125.0m标高受矿平台间布置溜槽；将+195.0m标高初始工作平台与+125.0m标高受矿平台间分为不同的7个矿层。将+195.0m标高初始工作平台上的覆盖层及矿岩剥离至最终边坡，覆盖层及矿岩通过溜槽卸放至受矿平台。

开采+185.0m标高矿层时，先将溜槽从+195.0m标高降段至+185.0m标高，利用ZGYX430型潜孔钻机对该矿层矿块进行穿孔爆破，崩落的矿岩由2台挖掘机负责降坡平整及二次破碎，1台轮式装载机则将符合块度要求的矿岩短距离运送至溜槽口放矿。经估算，溜槽贮矿段贮矿量约为7500m³，当贮矿量达到该溜槽贮矿段贮矿量的80％即6000m³时，停止开采并且封闭溜槽口，位于受矿平台的挖掘机及轮式装载机则对矿岩进行铲装，大约耗时7个台班，最后滞留少量矿石作为受矿平台的缓冲层，再重新组织对最高矿层进行开采，直至最高矿层推进至矿山最终边坡。+185m标高的矿层开采完成以后再以同样的方法开采+185～+125m标高间矿层。

本实施例中的矿山采用台阶开采溜槽放矿露天采矿法的方式开采后，99％的矿岩均能通过溜槽统一管理溜放至受矿平台，充分利用了山坡自然倾角及高差优势进行矿岩的重力搬运，直接避免了自上而下分层顺序开采需要二次转运滞留矿岩的缺点，并解决了采用台阶方式开采竹笋型孤峰矿床时难以修筑安全的上山运输公路的技术问题，极大地降低了矿山的生产成本，同时具备台阶式开采及分层开采在安全和经济方面的优点，在获得最佳经济效益的同时，又能达到安全生产要求。

从上述实施例可以看出，本发明提供的露天矿床采矿方法，具有基建工程量小，投资低，运行安全可靠，维护和生产费用低等特点，并充分利用原有地形，在获得最佳经济效益的同时，又能达到安全生产要求；克服了采用分层开采方式开采竹笋型孤峰矿床时，每次爆破后部分滞留在凿岩平台的矿石需要二次转运而增加生产成本的缺点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种露天采石场放矿用溜槽，包括溜矿段和贮矿段，

所述溜矿段设置于所需开采的矿石的坡面上；

所述贮矿段经缓冲槽与溜矿段连接；

所述贮矿段的平台为受矿平台；

所述贮矿段末端通过防护壁实现对矿石的截留；

所述溜矿段底面的坡度比矿石的自然安息角大5～10°；

所述缓冲槽底面的坡度比矿石的粉矿堆积角大5～10°。

2.根据权利要求1所述的露天采石场放矿用溜槽，其特征在于，所述溜矿段的宽度不小于矿石块度的3～5倍。

3.根据权利要求1所述的露天采石场放矿用溜槽，其特征在于，所述缓冲槽底板的坡度为56～75°；所述溜矿段底板的坡度为45～60°。

4.一种露天采石场开采方法，包括以下步骤：

(1)修建上山通道；在山顶超前剥离覆盖层布置最高水平工作平台；在矿床底层布置受矿平台；

(2)采用从下至上分段深孔爆破成井方式，在所述步骤(1)最高水平工作平台与受矿平台之间布置权利要求1～3任一项所述的溜槽；

将所述步骤(1)中的最高水平工作平台与受矿平台之间划分为不同矿层；

所述分段深孔爆破成井的高度与相应矿层的高度一致；

(3)将所述步骤(2)中的每一矿层分别沿矿层的宽度方向划分为多个矿块；

(4)将最高矿层的矿块按照从外向内的顺序分别进行爆破，使矿石经溜槽溜放至受矿平台；当最高矿层的矿块爆破完全，溜槽将自然降段；所述爆破矿层的下一矿层作为新的工作平台；

(5)重复所述步骤(4)，开采至矿床最终边坡。

5.根据权利要求4所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(2)不同矿层中每个矿层的宽度独立地为4～10m。

6.根据权利要求5所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(2)不同矿层中每个矿层的长度独立地为20～30m。

7.根据权利要求4所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(4)中的爆破为倾斜中深孔微差爆破。

8.根据权利要求4所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(4)矿石经溜槽溜放至受矿平台前进行二次破碎；

所述二次破碎后的矿石的块度不大于0.5m³。

9.根据权利要求4所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(2)不同矿层中每个矿层的高度独立地为10～15m。

10.根据权利要求4所述的露天采石场开采方法，其特征在于，所述步骤(4)中受矿平台的矿石的贮矿量达到受矿平台堆积量的70～90％时，停止开采并且封闭溜槽口，装运所述受矿平台的矿石后，重新进行开采。