CN111852555B - 大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，包括掘沟、穿爆和铲装作业，其特征在于掘沟作业包括布置出入沟、开段沟、短期集水池和初次扩帮；穿爆作业分成六段分段穿爆；铲装作业包括六次分次铲装，能有效降低涌水量对新水平凹陷掘进的影响、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。它具有可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、穿爆效率、掘沟效率和铲装效率,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一次爆破分层铲装的掘沟方法

技术领域

本发明涉及一种大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，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，并未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，保证矿山达产稳产，实现矿山经济效益最大化。为保证新水平的快速掘进，出入沟的宽度往往选择最小值，只要满足设备作业即可，因此，作业空间狭窄，同时作业的设备数量有限，掘进速度比较缓慢。

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工作必然受涌水量的影响较大，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，新水平的掘进工作效益将进一步降低，情况严重者，甚至造成矿山部分设备闲置，年下降速度受限，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。

为此寻求一种能够提高矿山的生产能力、保证矿山的达产稳产的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的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工艺的不足，提供一种大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，既可优化穿爆、铲装、排水作业方法及顺序，有效降低涌水量对新水平凹陷掘进的影响，又可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，实现矿山经济效益最大化。

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一次爆破分层铲装的掘沟方法，包括掘沟、穿爆和铲装作业，其特征在于掘沟作业包括布置出入沟、开段沟、短期集水池和初次扩帮；穿爆作业分成六段分段穿爆；铲装作业包括六次分次铲装，能有效降低涌水量对新水平凹陷掘进的影响、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。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(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，可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)充分利用下一段分段穿爆作业结束后，矿岩的松散间隙，将掘沟过程中地下涌水汇集到新爆分段的底部区域，可降低地下涌水对铲装作业的影响，同时结合各段作业中的排水坑的排水作业进一步降低地下涌水对铲装作业的影响，提高铲装作业效率。

(3)通过各分段一次性穿爆作业，各分段之间的穿、爆作业连续推进，大幅提高穿爆作业的效率和新水平的掘沟效率。

本发明通过设置短期集水池，尽快将新水平的抽排水工作转入到短期集水池内，降低地下涌水对新水平推进的影响，尽快将新水平的推进作业转入到正常生产作业，保证矿山的生产能力。实现在涌水量较大的情况下，能够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一次爆破分层铲装的掘沟方法示意图。

图2是所示方法Ⅰ-Ⅰ剖面示意图。

附图中各标识分别表示：

A.出入沟B.开段沟C.短期集水池D.初次扩帮11.第一段分段穿爆作业12.第二段分段穿爆作业13.第三段分段穿爆作业14.第四段分段穿爆作业15.第五段分段穿爆作业16.第六段分段穿爆作业21.第一次分次铲装作业22.第二次分次铲装作业23.第三次分次铲装作业24.第四次分次铲装作业25.第五次分次铲装作业26.第六次分次铲装作业30.排水坑(排水作业)

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，本发明提出的一种大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，包括掘沟、穿爆和铲装作业，其特征在于掘沟作业包括布置出入沟[A]、开段沟[B]、短期集水池[C]和初次扩帮[D]；穿爆作业分成六段分段穿爆[11～16]；铲装作业包括六次分次铲装[21～26]，能有效降低涌水量对新水平凹陷掘进的影响、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。

本发明的方法可以进一步是

所述掘沟作业出入沟[A]分为三段，各段之间平滑连接，无缓冲坡段。

所述出入沟[A]三段再加上三段后续的开段沟[B]、初次扩帮[D]与短期集水池[C]。

所述穿爆作业，各分段[11～16]的穿爆工作均采用一次穿爆到位，保持连续作业，严禁分层穿爆，可进一步提高作业效率和新水平推进中穿爆作业效率。

所述铲装作业，每次分次铲装作业的开始以新的分段穿爆作业结束为起点，以铲装至揭露的地下涌水深度达到运输卡车最大涉水深度为终点，每次分次铲装作业配合到各分段[21～26]末端挖掘的排水坑[30]排水。

所述铲装作业各分段[21～26]分次铲装作业完毕后，暂留的已爆矿岩基本保持水平并形成通往排水坑[30]的排水反坡，保证揭露的地下涌水顺利流入排水坑[30]中。

所述短期集水池[10]形成后，新水平的掘沟工作基本结束，转入大范围扩帮及采剥作业，新水平的抽排水工作由短期集水池[C]承担，随着正常采剥工作的推进，在新水平合适位置布置长期性集水池并承当新水平的抽排水工作。

所述出入沟[A]的布置应选择涌水量较小的区域与涌水带分布较少的位置，掘沟作业依次开展分段[11～16]穿爆作业、分次铲装作业[21～26]，将上段分段穿爆作业的已爆矿岩运出，释放上段出入沟[A]的区域空间，铲装至上出入沟[A]汇集的地下涌水达到运输卡车最大涉水深度时，暂停铲装作业并安排挖机在上段出入沟[A]末端开挖排水坑[30]，放置便携式柴动水泵开始从排水坑[30]排水作业，使汇集在第一段出入沟[A]中地下涌水静止水位进一步降低，继续开展上次分次铲装作业，作业完成后形成出入沟[A]。

本发明的方法实施时，根据矿山现场水文地质条件，选择涌水量较小的区域，涌水带分布较少的位置，布置新水平的出入沟[A]，新水平的掘沟首先开展第一段分段穿爆作业[11]，穿爆结束后，立即组织第一次铲装作业[21]，将第一段分段穿爆作业[11]的已爆矿岩运出，释放第一段出入沟区域的空间，铲装至第一段出入沟汇集的地下涌水达到运输卡车最大涉水深度时，暂停铲装作业，并安排挖机在第一段出入沟末端开挖排水坑[30]，放置便携式柴动水泵开始排水坑[30]排水作业，将汇集的地下涌水尽快排出采坑。随着排水坑[30]的形成及排水作业的开展，汇集在第一段出入沟[A]中地下涌水静止水位进一步降低，排水坑[30]排水作业开始后，继续开展第一次分次铲装作业[21]，采用后退式反装作业，自第一段出入沟末端进行回退铲装，将暂留在出入沟的矿岩再铲装2m深，后退式铲装作业降低了运输卡车轮胎的磨损，降低了生产成本。挖机采用后退式反装作业时，应形成适当的排水坡度，保证揭露的地下涌水顺利流入排水坑；新水平的掘沟工作包括出入沟[A]、开段沟[B]、短期集水池[C]、初次扩帮[D]，将出入沟[A]分为三段出入沟，各段出入沟之间平滑连接，无缓冲坡段，再加上后续的开段沟[B]、短期集水池[C]、初次扩帮工作[D]，将新水平掘沟中的穿爆工作分为六段分段穿爆工作。出入沟[A]总长度150m，宽为20m，每段出入沟长度为50m，开段沟[B]长度为40m，短期集水池[C]长度为30m，新水平台阶高为12m,短期集水池[D]超深4m，各段的穿爆工作均采用一次穿爆到位，严禁分层穿爆，提高作业效率，各段分段穿爆工作基本保持连续作业，提高了新水平推进中穿爆作业的作业效率；根据各段分段穿爆工作将新水平掘沟中的铲装工作分为六次分次铲装作业，每次分次铲装作业的开始以新的分段穿爆作业结束为起点，以铲装至揭露的地下涌水深度达到运输卡车最大涉水深度为至，每次分次铲装作业配合在各分段末端挖掘的排水坑进行排水坑[30]排水，排水坑[30]深度3m，宽5m，长12m，降低地下涌水对铲装作业的影响，每次分次铲装作业完毕后，暂留的已爆矿岩基本保持水平，并形成通往排水池的排水反坡，坡度为1-3％，保证揭露的地下涌水顺利留入排水坑中，提高排水坑排水作业[30]的效果；通过第一段分段穿爆作业[11]、第一次铲装作业[21]、排水坑排水作业[30]后，形成出入沟[A]形态，设计出入沟[A]深度为4m，实际铲装至3m深度，第一段分段穿爆作业[11]完成后，立即组织第二段分段穿爆作业[12]，保证穿爆的连续性，提高穿爆作业效率，第二段分段穿孔完毕后，立即组织爆破工作，此时，第一段出入沟排水坑排水作业[30]基本结束，如果尚未结束，优先以第二段分段穿爆作业[12]的爆破工作为主，尽快将排水坑中的排水设备撤离，组织第二段分段穿爆作业[12]的爆破工作，随着第二段分段穿爆作业[12]的完成，第二段出入沟的矿岩利用第一段出入沟铲装后形成的补偿空间，在爆破作用下得到一定的松散，汇集在各段出入沟中的地下涌水，在重力作用下沿出入沟往第二段出入沟的末端区域汇集，根据现场条件，出入沟中的地下涌水静止水位预计能够下降2m，第二段分段穿爆作业[12]结束后，立即组织第二次分次铲装作业[22]，第二次分次铲装作业[22]在第一段出入沟已铲装的基础下组织铲装，将已爆矿岩自上而下铲装运出出入沟，随着铲装的推进，汇集到出入沟中的地下涌水逐渐揭露出来，地下涌水揭露出来后，采用平推铲装，一直铲装至第二段出入沟末端为准，然后在第二段出入沟末端挖排水坑进行排水坑排水作业，紧接着组织挖机采用后退式进行反装作业，自第二段出入沟末端回退至第一段出入沟反装2m深分层，挖机在后退式反装作业时，形成适当的排水坡度，保证揭露的地下涌水顺利流入排水坑；第二段分段穿爆作业[12]、第二次铲装作业[22]、排水坑排水作业[30]后，形成的出入沟[A]形态，设计出入沟[A]深度为8m，实际铲装至5m深度。按照上述作业工序的交替循环，第二段分段穿爆作业[12]完毕后，立即组织第三段分段穿爆作业[13]，各段出入沟的穿爆工作影响到排水工作的，优先组织穿爆工作，充分利用穿爆作业后爆堆中的矿岩空隙，将出入沟[A]的地下涌水汇集到新爆区域的底部区域，降低地下涌水对铲装工作的影响，同时配合各次铲装作业，铲装至相应分段末端形成排水坑后的排水坑排水作业[30]，进一步降低地下涌水对铲装作业的影响，提高铲装作业。各分段穿爆作业结束后，立即组织各分次的铲装以及相衔接的抽排水工作，保证新水平的掘沟工作，按照穿爆，铲装及排水的作业循序，循环往复，直至形成新水平的短期集水池为止；第三段分段穿爆作业[13]、第三次铲装作业[23]、排水坑排水作业[30]后，形成的出入沟[A]形态，设计出入沟[A]深度为12m，实际铲装至7m深度；第四段分段穿爆作业[14]、第四次铲装作业[24]、排水坑排水作业[30]后，形成的出入沟[A]及开段沟[B]形态，设计出入沟[A]及开段沟[B]深度为12m，实际铲装至9m深度；第五段分段穿爆作业[15]、第五次铲装作业[25]、排水坑排水作业[30]后，形成的出入沟[A]、开段沟[B]、短期集水池[C]形态，设计出入沟[A]及开段沟[B]深度为12m，实际铲装至12m深度，设计的短期集水池[C]超深4m，实际铲装超深0m；第六段分段穿爆作业[16]、第六次铲装作业[17]、排水坑排水作业[30]后，形成的出入沟[A]、开段沟[B]、短期集水池[C]、初次扩帮[D]形态，设计出入沟[A]及开段沟[B]深度为12m，实际铲装至12m深度，设计的短期集水池[C]超深4m，实际铲装超深4m。短期集水池[C]形成后，新水平的掘沟工作基本结束，转入大范围扩帮及采剥作业中，新水平的抽排水工作由短期集水池[C]承担，地下涌水对后续大量扩帮作业影响逐渐较小，几乎不应再考虑地下涌水的影响，随着正常采剥工作的推进，在新水平合适位置布置长期性集水池，承担新水平的抽排水工作。

如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，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 (7)

1.一种大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，包括掘沟、穿爆和铲装作业，其特征在于掘沟作业包括布置出入沟(A)、开段沟(B)、短期集水池(C)和初次扩帮(D)，掘沟作业出入沟(A)分为三段；穿爆作业分成六段分段穿爆(11,12,13,14,15,16)；铲装作业包括六次分次铲装(21,22,23,24,25,26)，能有效降低涌水量对新水平凹陷掘进的影响、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；每次分次铲装作业的开始以新的分段穿爆作业结束为起点，以铲装至揭露的地下涌水深度达到运输卡车最大涉水深度为终点，每次分次铲装作业配合各分段末端挖掘的排水坑(30)排水；充分利用下一分段穿爆作业结束后，矿岩的松散间隙，将掘沟过程中地下涌水汇集到新爆分段的底部区域，可降低地下涌水对铲装作业的影响。

2.根据权利要求1所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：掘沟作业出入沟(A)分为三段，各段之间平滑连接，无缓冲坡段。

3.根据权利要求1或2所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：出入沟(A)三段再加上三段后续的开段沟(B)、初次扩帮(D)与短期集水池(C)。

4.根据权利要求1所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：所述穿爆作业，各分段的穿爆工作均采用一次穿爆到位，保持连续作业，严禁分层穿爆，可进一步提高作业效率和新水平推进中穿爆作业效率。

5.根据权利要求1所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：所述铲装作业，各分段分次铲装作业完毕后，暂留的已爆矿岩基本保持水平并形成通往排水坑(30)的排水反坡，保证揭露的地下涌水顺利流入排水坑(30)中。

6.根据权利要求1所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：所述短期集水池(C)形成后，新水平的掘沟工作基本结束，转入大范围扩帮及采剥作业，新水平的抽排水工作由短期集水池(C)承担，随着正常采剥工作的推进，在新水平合适位置布置长期性集水池并承担新水平的抽排水工作。

7.根据权利要求1或2所述的大涌水量凹陷露天矿一次爆破分层铲装的掘沟方法，其特征是：所述出入沟(A)的布置应选择涌水量较小的区域与涌水带分布较少的位置，掘沟作业依次开展分段穿爆作业、分次铲装作业，将上段分段穿爆作业的已爆矿岩运出，释放上段出入沟(A)的区域空间，铲装至上段出入沟(A)汇集的地下涌水达到运输卡车最大涉水深度时，暂停铲装作业并安排挖机在上段出入沟(A)末端开挖排水坑(30)，放置便携式柴动水泵开始从排水坑(30)排水作业，使汇集在第一段出入沟(A)中地下涌水静止水位进一步降低，继续开展上次分次铲装作业，作业完成后形成出入沟(A)。

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