CN111852554B - 大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法 - Google Patents

大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,根据矿山现场水文地质条件选择在涌水量较小的区域布置出入沟,将出入沟划分为五小分段,逐个小分段进行穿爆、铲装作业,形成地块中间正常掘沟、周边超前爆破扩帮和底层爆堆集水层,随着超前爆破扩帮作业的开展,后续开段沟、初期集水池完成,能有效减少涌水量对新水平凹陷掘进的影响、降低矿岩运输距离、释放下一水平的矿量、保证采场二级矿量均衡。它具有能实现在涌水量较大的情况下,减少掘沟过程中繁琐的抽排水作业次数,快速完成新阶段的凹陷开沟等优点,适于土石方工程应用,尤其适于矿冶露天采矿应用。

Description

大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法
技术领域
本发明涉及大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,适于土石方工程应用,尤其适于矿冶露天采矿应用。
背景技术
露天矿山新水平准备主要是指自本水平(台阶)掘进出入沟、开段沟通达下一水平,并为下一个新水平的形成进行扩帮作业,增大下部作业空间,通过新水平的掘进,释放采场下部的矿量,保证采场二级矿量的均衡,同时保证机械设备的作业率和达产稳产,实现矿山经济效益最大化。新水平准备的及时与否,关键在于掘沟速度,这是许多矿山带有普偏性的问题。凹陷露天采场中,新水平掘沟工程是采矿生产的重点,掘沟速度在很大程度决定着露天开采强度,进而影响露天矿生产能力。因此,应正确地选择掘沟工艺即掘沟方法,合理地确定沟的主要参数,以提高掘沟设备效率,加快掘沟速度。掘沟工作与剥采工作比较起来,虽然生产工艺环节基本相同,但掘沟工作本身却有不同特点,其特点是在尽头区采掘,工作面狭窄,靠出入沟边帮的钻孔夹制性大,制约掘沟的效率,对于涌水量较大的矿山,掘沟过程中的抽排水作业更是影响掘沟速度的重要制约因素。
目前随着露天矿开采深度不断加深,进入凹陷开采甚至深凹开采模式,新水平达到露天矿静止水位标高后,其下部新水平的凹陷掘进必然受涌水量的影响,矿山采掘设备的涉水深度有限,一般不超过1m,因此对于涌水量大的露天矿,必然降低新水平的掘进工作效率,情况严重者,甚至造成矿山部分设备闲置,年下降速度有限,造成矿山过早减产,持续时间长,甚至产生上部台阶靠帮、下部新水平准备未完成的困境,不能保障产能接续,极大影响了矿山经济效益。
为此研发一种能解决大涌水量凹陷露天矿的掘沟难题、提高露天矿山的生产能力和保证矿山的达产稳产的大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有技术的不足,提供一种大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,它既能提高新水平的掘进进度,及时释放下部矿量,保证矿山的达产稳产,又能实现在涌水量较大的情况下,减少掘沟过程中繁琐的抽排水作业次数,快速完成新阶段的凹陷开沟工作。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的:
大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,根据矿山现场水文地质条件选择在涌水量较小的区域布置出入沟,将出入沟划分为五小分段,逐个小分段进行穿爆、铲装作业,形成地块中间正常掘沟、周边超前爆破扩帮和底层爆堆集水层,随着超前爆破扩帮作业的开展,后续开段沟、初期集水池完成,能有效减少涌水量对新水平凹陷掘进的影响、降低矿岩运输距离、释放下一水平的矿量、保证采场二级矿量均衡。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果:
(1)根据矿山现场水文地质条件,将新水平的出入沟布置在涌水量较小的区域,降低地下涌水对新水平出入沟掘进的影响,提高新水平的掘进速度。
(2)充分采用全阶段一次爆破作业,利用已爆区域暂留矿岩中的空隙,在已爆区底部形成爆堆集水层,将已爆区地下涌水的静止水位降至设计铲装高度以下,有效降低地下涌水对掘沟作业的影响。
(3)通过优化出入沟段掘沟作业的单次爆破量,通过加宽掘沟宽度,形成超前爆破扩帮区,增加下次爆破的补充空间,提高爆破效果,降低爆破夹制的制约影响。
(4)通过设置初期集水池,尽快将初期集水池形成后新水平的抽排水作业基本固定化,新水平的推进也转入正常化施工作业中,无需考虑地下涌水对施工作业的影响,保证矿山的生产能力。
(5)实现在涌水量较大的情况下,减少掘沟过程中繁琐的抽排水作业次数,快速完成新阶段的凹陷开沟工作。
附图说明
图1是根据本发明提出的一种大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法示意图。
图2是图1所示方法Ⅰ-Ⅰ剖面示意图。
附图中各标示分别表示:
11.第一小分段出入沟12.第二小分段出入沟13.第三小分段出入沟14.第四小分段出入沟15.第五小分段出入沟16.开段沟17.初期集水池20.正常掘沟30.超前爆破扩帮40.爆堆集水层
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1-2所示,本发明的一种大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,根据矿山现场水文地质条件选择在涌水量较小的区域布置出入沟,将出入沟划分为五小分段[11~15],逐个小分段进行穿爆、铲装作业,形成地块中间正常掘沟[20]、周边超前爆破扩帮[30]和底层爆堆集水层[40],随着超前爆破扩帮[30]作业的开展,后续开段沟[16]、初期集水池[17]完成,能有效减少涌水量对新水平凹陷掘进的影响、降低矿岩运输距离、释放下一水平的矿量、保证采场二级矿量均衡。
本发明的方法可以进一步是:
所述出入沟以小分段为施工作业最小单位,逐小分段进行穿爆、铲装作业,形成爆堆集水层[40],可降低地下涌水对铲装作业的影响。
所述出入沟第一小分段出入沟[11]段掘沟的穿爆作业,受作业空间狭窄的影响,爆破作业的受夹制影响加大,采用V型逐孔微差起爆为主。
所述爆堆集水层[40]可汇集降低地下涌水揭露的地下涌水,降低地下涌水对铲装作业的影响。
所述超前爆破扩帮[30]比出入沟深,形成已爆区域的地下涌水自然下渗的集水层。
所述正常掘沟[20]与超前爆破扩帮[30]全部采用全阶段孔深一次爆破,可降低少补偿空间对爆破作业的影响。
所述初期集水池[17]段掘沟采用比全阶段爆破超深方式一次爆破,分次铲装至新水平标高,然后利用挖机反装作业及二次甩料倒堆。
本发明的方法实施时,根据矿山现场水文地质条件,选择在涌水量较小的区域布置出入沟,避开涌水带分布较多的位置区域,出入沟选在采坑靠近中间的区域,出入沟开掘完毕后,随着扩帮工作的开展,可以将出入沟调整至合理完整,有效降低矿岩运输距离,释放下一水平的矿量,保证采场二级矿量均衡;再根据设备参数等因素,综合确定掘沟宽度为20m,两侧分别加宽掘沟宽度值8m,总掘沟宽度为36m,按照施工内容包括正常掘沟[20]、超前爆破扩帮[30],即正常掘沟[20]宽度为20m,每侧的超前爆破扩帮[30]宽度为8m正常掘沟[20]与超前爆破扩帮[30]全部采用全阶段孔深一次爆破,台阶高度为12m,爆破孔深为13.5m,包括超深1.5m,为降低少补偿空间对爆破作业的影响,将出入沟段掘沟划分为五段小分段,出入沟总长度为150m,坡度为8%,每段小分段出入沟段掘沟的长度为30m,以小分段为施工作业最小单位,逐个小分段组织穿爆、铲装作业,掘沟作业中通过爆破作业形成爆堆集水层[40],现场实测数据爆堆集水层[40]高度为3m左右,将掘沟过程中揭露的地下涌水,汇集到已爆区域暂留矿岩底部的爆堆集水层[40]中,降低地下涌水对铲装作业的影响,掘沟过程中无需或少量排水作业,提高掘沟作业效率,铲装作业时正常掘沟[20]部分按照出入沟的设计高度进行铲装,超前爆破扩帮[30]部分的铲装作业,运输卡车停留在对应位置的出入沟中,挖机驶入超前爆破扩帮区[30]进行铲装作业,为加快掘沟作业,保证各工序相互衔接,本矿山为实施例,超前爆破扩帮[30]区仅铲装至挖机最大挖掘深度3m处,及超前爆破扩帮[30]区超深出入沟3m,暂留在掘沟内的矿岩,受爆破作用的松动,矿岩空隙增大,已爆区域的地下涌水自然下渗到底部区域,形成集水层;新水平掘沟作业时,首先开始第一小分段出入沟[11]段掘沟的穿爆作业,受作业空间狭窄的影响,爆破作业的受夹制影响加大,将爆破孔网参数由3.5×4.5m调整至2×3m,采用V型逐孔微差起爆为主。第一小分段出入沟[11]段掘沟的穿爆作业结束后,立即组织铲装作业,先按照出入沟的设计标高完成正常掘沟、超前爆破扩帮[30]的铲装作业,然后采用后退式,自第一小分段出入沟[11]掘沟的末端后退反装超前爆破扩帮区域已爆矿岩,挖机驶入超前爆破扩帮[30]区,运输卡车停留在出入沟中,进行反装作业,按照挖机最大挖掘深度3m进行反装,出入沟两侧的超前爆破扩帮区[30],铲装时现铲装右侧,再铲装左侧,第一小分段出入沟[11]掘沟的穿爆作业结束的同时,立即进行第二小分段出入沟[12]掘沟的穿孔作业,第一小分段出入沟[11]掘沟作业完成后,立即开展第二小分段出入沟[12]掘沟的爆破作业,保证各工序相互衔接连续作业,提高掘沟的施工进度;各小分段出入沟掘沟的施工作业交替往复,以最快的速度完成出入沟段段掘沟的掘沟作业,出入沟段掘沟作业结束后,立即进行开段沟[16]掘沟作业,开段沟段长为40m,以及后面的初期集水池[17]掘沟作业,初期集水池段[17]掘沟采用比全阶段爆破超深4m左右方式一次爆破,分次铲装形成,首先铲装至新水平标准标高,然后利用挖机反装作业及二次甩料倒堆作业方式,铲装至初期集水池[17]设计标高,初期集水池[17]形成后新水平的抽排水作业基本固定化,新水平的推进也转入正常化施工作业中,无需考虑地下涌水对施工作业的影响。
如上所述,便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.大涌水量凹陷露天矿小块段全段深一次爆破快速掘沟方法,根据矿山现场水文地质条件选择在涌水量较小的区域布置出入沟,将出入沟划分为五小分段(11,12,13,14,15),以小分段为施工作业最小单位,逐个小分段进行穿爆、铲装作业,形成地块中间正常掘沟(20)、周边超前爆破扩帮(30)和底层爆堆集水层(40),所述超前爆破扩帮(30)比出入沟深,形成已爆区域的地下涌水自然下渗的集水层;掘沟过程中揭露的地下涌水汇集到已爆区域暂留矿岩底部的爆堆集水层(40)中,降低地下涌水对铲装作业的影响;随着超前爆破扩帮(30)作业的开展,后续开段沟(16)、初期集水池(17)完成,能有效减少涌水量对新水平凹陷掘进的影响、降低矿岩运输距离、释放下一水平的矿量、保证采场二级矿量均衡。
2.根据权利要求1所述方法,其特征是:出入沟第一小分段出入沟(11)段掘沟的穿爆作业,受作业空间狭窄的影响,爆破作业的受夹制影响加大,采用V型逐孔微差起爆为主。
3.根据权利要求1或2所述方法,其特征是:所述正常掘沟(20)与超前爆破扩帮(30)全部采用全阶段孔深一次爆破,可降低少补偿空间对爆破作业的影响。
4.根据权利要求1所述方法,其特征是:所述初期集水池(17)段掘沟采用比全阶段爆破超深方式一次爆破,分次铲装至新水平标高,然后利用挖机反装作业及二次甩料倒堆。
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