CN112431594A - 一种绿色矿山建设施工工艺 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
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- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
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Abstract
本发明公开了一种绿色矿山建设施工工艺，属于砂石开采技术领域。该工艺包括以下步骤：对一期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至场外排土场，矿石开采完成后形成一期场内排土场；对二期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至一期场内排土场，矿石开采完成后形成二期场内排土场；以此类推，采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，完成余下各期开采区的矿石开采工作。解决了场外排土场容量难以满足矿山剥离量堆放需求的难题；无需将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场，既降低了运输成本，又有助于保护自然环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿色矿山建设施工工艺，属于砂石开采技术领域。
背景技术
在砂石骨料的露天开采、生产过程中，有时受矿区地形及征地范围限制，只能在征地范围内建设一个排出场，然而这些排土场的容量难以满足矿山剥离量的堆放需求，需要将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场堆存，既增加了运输成本，又再次对自然环境造成了破坏。
公开号为CN104389606A的中国专利文献，公开了一种基于环境保护的新型矿山开采技术方案，其特征在于，包括以下步骤：a.确定开采区并将开采区分成若干区域；b.根据分区情况，露天开采第一条出入沟，利用井工开采设备对出入沟内四周的矿层进行井采工作；c.井采过程中：利用充填技术回填采空区，利用掩护支架做井巷支撑；d.采用轮流回填的方式：采完第一条出入沟和井采矿层，建第二条出入沟并重复步骤b、c，开采时产生的岩土和废渣回填第一条出入沟，以此类推直至开采区域的全部开采作业完成，回填最后一条出入沟。
但是，该矿山开采技术方案只适用于地势比较平坦的矿山，而不适用于地形切割强烈，沟壑纵横和地势起伏较大的砂石矿山开采。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种绿色矿山建设施工工艺。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种绿色矿山建设施工工艺，所述施工工艺包括以下步骤：
(1)将征地范围划分为非开采区域和开采区域，并在非开采区域内建设场外排土场；
(2)将开采区域划分为若干期开采区，并选定一期开采区；
(3)对一期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至场外排土场，矿石开采完成后形成一期场内排土场；
(4)对二期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至一期场内排土场，矿石开采完成后形成二期场内排土场；
(5)以此类推，采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，完成余下各期开采区的矿石开采工作；
(6)将前面各期场内排土场内的剥离量均摊回填至最后一期场内排土场，并按台阶堆排；
(7)对各期开采区进行植被绿化，并完成绿化设施的开挖、建设工作。
所述步骤(2)中在将开采区域划分为若干期开采区前，先勘探开采区域的剥离量，结合地形地貌完成开采区域划分，划分后各期开采区的剥离量相接近。
所述步骤(2)中后一期开采区的剥离量，不大于前一期场内排土场的容量。
所述步骤(2)中选择距场外排土场路程最短，且剥离量不大于场外排土场容量的开采区作为一期开采区。
若干期所述开采区采用从上至下的台阶式开采方式，相邻台阶之间布设马道进行连接。
所述台阶若为黄土台阶，则台阶高度为7～9米，边坡坡比为1∶1.5；若为含石英粗砂岩和白云岩的台阶，则台阶高度为14～16米，边坡坡比为1∶0.5。
所述台阶的平台采用潜孔钻机中深孔穿孔、微差爆破和液压反铲产装的方式进行开采。
所述马道上种植灌木，每株间隔3米，分排种植；各期开采区的坡脚种植单排爬山虎，每株间隔0.3米；各台阶的回填区域种植农作物。
所述绿化设施包括沿开采区域边界修筑的截水沟、修筑在开采区域最低标高处的雨水收集池和修筑在马道上的排水沟，排水沟连通截水沟和雨水收集池，各期场内排土场均修建有水泵房，水泵房通过管道将雨水收集池内的水输送给各台阶上的平台，对绿化植被和农作物进行灌溉。
所述水泵房通过管道将雨水收集池内溢出的水输送到冲沟外排。
本发明的有益效果在于：
1、采用各期开采区剥离量轮流回填的方式，解决了场外排土场容量难以满足矿山剥离量堆放需求的难题；无需将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场，既降低了运输成本，又有助于保护自然环境。
2、将开采区域分期开采，并对剥离量进行轮流回填，不用将每一期开采区的剥离量都运到开采区域外堆存，节省时间，节约了矿山建设投入。
3、各台阶完成回填后，可以用于种植农作物，产生了附加经济价值。
4、马道上种植灌木，各期开采区的坡脚种植爬山虎，各台阶的回填区域种植农作物，避免造成水土流失，保护了自然环境，并通过绿化设施收集雨水对植被进行灌溉，提高了植被的成活率。
附图说明
图1为本发明的开采规划示意图；
图2为本发明的台阶平台开采方式一的示意图；
图3为本发明的台阶平台开采方式二的示意图；
图4为本发明的开采工艺流程图；
图5为本发明的开采区开采的剖面图；
图6为发明的矿山雨水收集供给的示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明所述的一种绿色矿山建设施工工艺，所述施工工艺包括以下步骤：
(1)将征地范围划分为非开采区域和开采区域，并在非开采区域内建设场外排土场；
(2)将开采区域划分为若干期开采区，并选定一期开采区；
(3)对一期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至场外排土场，矿石开采完成后形成一期场内排土场；
(4)对二期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至一期场内排土场，矿石开采完成后形成二期场内排土场；
(5)以此类推，采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，完成余下各期开采区的矿石开采工作；
(6)将前面各期场内排土场内的剥离量均摊回填至最后一期场内排土场，并按台阶堆排；
(7)对各期开采区进行植被绿化，并完成绿化设施的开挖、建设工作。
所述步骤(2)中在将开采区域划分为若干期开采区前，先勘探开采区域的剥离量，结合地形地貌完成开采区域划分，划分后各期开采区的剥离量相接近。
所述步骤(2)中后一期开采区的剥离量，不大于前一期场内排土场的容量。
所述步骤(2)中选择距场外排土场路程最短，且剥离量不大于场外排土场容量的开采区作为一期开采区。有助于降低剥离量运输成本。
若干期所述开采区采用从上至下的台阶式开采方式，相邻台阶之间布设马道进行连接。
所述台阶若为黄土台阶，则台阶高度为7～9米，边坡坡比为1∶1.5；若为含石英粗砂岩和白云岩的台阶，则台阶高度为14～16米，边坡坡比为1∶0.5。
所述台阶的平台采用潜孔钻机中深孔穿孔、微差爆破和液压反铲产装的方式进行开采。
所述马道上种植灌木，每株间隔3米，分排种植；各期开采区的坡脚种植单排爬山虎，每株间隔0.3米；各台阶的回填区域种植农作物。
所述绿化设施包括沿开采区域边界修筑的截水沟、修筑在开采区域最低标高处的雨水收集池和修筑在马道上的排水沟，排水沟连通截水沟和雨水收集池，各期场内排土场均修建有水泵房，水泵房通过管道将雨水收集池内的水输送给各台阶上的平台，对绿化植被和农作物进行灌溉。
所述水泵房通过管道将雨水收集池内溢出的水输送到冲沟外排。
综上所述，本发明提供的绿色矿山建设施工工艺，具有以下有益效果：
1、采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，解决了场外排土场容量难以满足矿山剥离量堆放需求的难题；无需将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场，既降低了运输成本，又有助于保护自然环境。
2、将开采区域分期开采，并对剥离量进行轮流回填，不用将每一期开采区的剥离量都运到开采区域外堆存，节省时间，节约了矿山建设投入。
3、各台阶完成回填后，可以用于种植农作物，产生了附加经济价值。
4、马道上种植灌木，各期开采区的坡脚种植爬山虎，各台阶的回填区域种植农作物，避免造成水土流失，保护了自然环境，并通过绿化设施收集雨水对植被进行灌溉，提高了植被的成活率。
实施例一：
如图1至图6所示，矿区地处渭北黄土高原南缘与关中盆地接壤处，海拔758m～1023m，属中低山地貌，高差约465m，地形切割强烈，黄土沟壑纵横，总体地势东高西低，露天开采矿区的投影面积为600亩。由于征地范围限制，将砂石加工系统的粗碎车间布置在露天开采矿区西侧的92米处。粗碎车间西侧为场外排土场，场外排土场位于两座山的冲沟处。根据《矿资源核实(生产勘探)报告》矿区的剥离量为：473.91万m3，场外排土场的排土容量将无法满足矿山的剥离量。
绿色矿山建设施工工艺如下：
1、划分矿区和划分开采区域
矿区总投影面积为398666m2，矿界地表尺寸(即开采区域的尺寸)东西长811m，南北长563m，坑底标高EL750，露天采场汇总终了境界内采剥总量为2608万m3，其中采出的矿山量为2134万m3，剥离量为474万m3。
矿山开采方式为：露天开采，考虑排土场布置情况和《爆破安全规程》、《采矿设计手册》等规范的要求，在实际开采过程中分两次圈定开采范围，矿区西侧至粗碎车间300米(水平距离)范围为保安矿柱。从方案合理性、经济性、基建时间和排土场安全性等多方面考虑，将开采区域划分为一期开采区和二期开采区。保安矿柱投影面积为146923m2；一期开采区投影面积为146923m2；二期的投影面积为216551m2。矿区为东高西底，高差约465m。
2、逐步完成各期开采区的开采工作，并轮流回填剥离量
根据《矿资源核实(生产勘探)报告》，矿区地质种类有黄土、含砾石英粗砂岩和白云岩。设计开采边坡坡比：黄土的边坡坡比为1∶1.5，含砾石英粗砂岩和白云岩的边坡坡比为1∶0.5。开采采用的是台阶式开采，黄土的台阶高度为8米，含砾石英粗砂岩和白云岩台阶高度为15米，每个平台布设马道，马道的宽度为4米。
2.1根据矿区地势，先开采一期开采区，开采完毕后再开采二期开采区。如图2和图3所示，在一期开采区顶部(东侧)按照设计图纸从上至下开采。采剥的方式为从上至下，各台阶的平台采用潜孔钻机中深孔穿孔、微差爆破和液压反铲产装的方式进行开采。
2.2如图4所示，剥离量轮流回填的流程：对一期开采区进行剥离→对一期开采区矿石量开挖→将一期开采区剥离量和一期开采区矿石开采过程中的剥离量排放至场外排土场→一期开采区矿石量开采完成→对二期开采区进行剥离→将二期开采区剥离量和二期开采区矿石开采过程中的剥离量排放至一期场内排土场→二期开采区矿石量开采完成→将一期开采区的排土量转运至二期排土场的终了平台，按台阶堆排→对场内排土场、马道和边坡进行绿化，并完成绿化设施开挖、建设。
2.3排土场
考虑到排土工艺和排土场的安全因素，以及采场内部排土场设置的可行性，西部的山沟设置300万m3容积的场外排土场，以满足一期开采区的剥离物的堆存需求，其余的剥离物利用一期场内排土场进行堆存，堆存容积432万m3。
(1)场外排土场
场外排土场设置在矿区西侧山沟，长约500m，最大排土高度约80m，终了标高750m，总容积约300万m3。设计边坡坡比为1∶2.0，设4级台阶，台阶宽度为2.00m，场外排土场采用分台阶堆排的方式，先进行坡底下游的安全防护建设，再逐层推排。同时及时对边坡进行2mX2m网格梁植草支护。坡脚设置高1.00m～3.00m的挡渣墙。
(2)场内排土场
场内排土场最大排土高度约为50m，终了标高800m，总容积约为402万m3。场内排土场在一期开采区开采标高达到最低开采水平750m时，即可以投入使用。场内排土场从750m标高推排，可以直接从760m标高切入矿界内，直接推排。
3、绿化设施
在开采区域边界处修筑截水沟，在马道上修筑排水沟，开采区域内的雨水将通过截水沟、排水沟汇集至雨水收集池，在各场内排土场修建水泵房，水泵房可以通过管道将雨水收集池内的水输送至各台阶平台对绿化植被和农作物进行灌溉，雨水收集池为500m3。当连续几天下暴雨，溢出雨水收集池的水通过排水管排至冲沟。
4、矿区的绿化
马道绿化：马道平台种植灌木国槐和冬青，每株间隔为3m，分排种植；坡脚种植单排树藤(爬山虎)每株间隔为0.3m。回填区域绿化：回填区域各平台种植农耕(如：小麦、玉米、土豆、辣椒和黄豆等)，各平台可修筑水沟，水沟连接上水管道，对各平台的农耕进行灌溉。
Claims (10)
1.一种绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述施工工艺包括以下步骤：
(1)将征地范围划分为非开采区域和开采区域，并在非开采区域内建设场外排土场；
(2)将开采区域划分为若干期开采区，并选定一期开采区；
(3)对一期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至场外排土场，矿石开采完成后形成一期场内排土场；
(4)对二期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至一期场内排土场，矿石开采完成后形成二期场内排土场；
(5)以此类推，采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，完成余下各期开采区的矿石开采工作；
(6)将前面各期场内排土场内的剥离量均摊回填至最后一期场内排土场，并按台阶堆排；
(7)对各期开采区进行植被绿化，并完成绿化设施的开挖、建设工作。
2.如权利要求1所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中在将开采区域划分为若干期开采区前，先勘探开采区域的剥离量，结合地形地貌完成开采区域划分，划分后各期开采区的剥离量相接近。
3.如权利要求1所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中后一期开采区的剥离量，不大于前一期场内排土场的容量。
4.如权利要求1所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中选择距场外排土场路程最短，且剥离量不大于场外排土场容量的开采区作为一期开采区。
5.如权利要求1所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：若干期所述开采区采用从上至下的台阶式开采方式，相邻台阶之间布设马道进行连接。
6.如权利要求5所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述台阶若为黄土台阶，则台阶高度为7～9米，边坡坡比为1∶1.5；若为含石英粗砂岩和白云岩的台阶，则台阶高度为14～16米，边坡坡比为1∶0.5。
7.如权利要求5所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述台阶的平台采用潜孔钻机中深孔穿孔、微差爆破和液压反铲产装的方式进行开采。
8.如权利要求5所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述马道上种植灌木，每株间隔3米，分排种植；各期开采区的坡脚种植单排爬山虎，每株间隔0.3米；各台阶的回填区域种植农作物。
9.如权利要求1所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述绿化设施包括沿开采区域边界修筑的截水沟、修筑在开采区域最低标高处的雨水收集池和修筑在马道上的排水沟，排水沟连通截水沟和雨水收集池，各期场内排土场均修建有水泵房，水泵房通过管道将雨水收集池内的水输送给各台阶上的平台，对绿化植被和农作物进行灌溉。
10.如权利要求9所述的绿色矿山建设施工工艺，其特征在于：所述水泵房通过管道将雨水收集池内溢出的水输送到冲沟外排。
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