CN113123791B - 一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法 - Google Patents

Abstract

一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，涉及露天矿山开采领域，包括勘察施工区域、构建底部安全作业平台、高陡边坡顶部区域搭建施工平台、底部安全作业平台装车、边坡清理五个步骤；解决了露天矿山扩帮工程运距远、道路及工作面狭窄、坡度大、进度慢等生产组织难题，将复杂生产条件一步步转化为利于大型工程设备铲装运输作业的环境。

Description

一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法

技术领域

本发明涉及露天矿山开采领域，具体涉及一种露天矿山高陡边坡的采剥施工方法。

背景技术

国内金属非金属露天矿山普遍采用传统工艺“单斗-卡车”公路运输开拓方式，该工艺方法下主要包括穿爆、铲装、运输及推排四大工序，其对应的生产组织方法主要如下：穿爆工序以牙轮钻穿孔+松动爆破为主；铲装工序以正铲式电铲+液压反铲挖掘机装车为主；运输工序以自卸式矿用卡车+电动轮矿用卡车运输为主；推排工序以装载机+推土机推排废土及道路维护为主。

露天矿山传统的逐台阶下降条带式推进采剥施工方法遵循开采顺序及其时空关系变换的原则，适合于当期境界范围已确定的组合台阶式陡帮开采作业，但随着生产时间的推移，经营目标的改变以及征地遗留问题的处理，露天矿山不可避免的需进行多次不同规模的扩充境界，境界的扩大就意味着生产作业环境的再次改变，原本采场范围内经人为改造的生产环境将回归原始地貌，若依旧采用传统施工方法修建道路至作业点剥离装车作业将导致工期过长、成本增加的不利局面产生，对于高陡边坡呈“一面坡”的区域甚至无法施工作业。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，解决了露天矿山扩帮工程运距远、道路及工作面狭窄、坡度大、进度慢等生产组织难题，将复杂生产条件一步步转化为利于大型工程设备铲装运输作业的环境。

本发明目的通过以下技术措施实现：

一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，包括以下步骤：

步骤一，勘察施工区域：现场进行踏勘，确定采剥施工对象为高陡边坡400，并进行剥离区地表清理；

步骤二，构建底部安全作业平台300：根据露天矿山主要铲装设备最小工作平盘参数要求确定，开挖出底宽≥40m，长度≥50m的类矩形作业平台，满足主要铲装设备装车需求，安全作业平台开挖结束后，在安全作业平台外口向内≥5m范围内设置防滚石安全墙301；

步骤三，高陡边坡400顶部区域搭建施工平台100：首先使用小型挖掘机对高陡边坡400顶部区域地表进行植被及附着物清理，同时扩宽作业区域，搭建施工平台，为大型设备进场作业做准备；然后使用生产效率较高的大型挖掘机104和推土机103推甩废石201至高陡边坡面200形成不断降低的清甩平台106，大型挖掘机104在清甩平台106甩废石201至高陡边坡面200，大量废石201借助重力势能自然下滑至高陡边坡底部区域，少部分废石201附着于边坡面上，遇作业线较长区域经过多次循环推甩搬运废石201直至高陡边坡面区域为止；经推甩作业下降至硬岩面102时，使用推土机平整工作面，进一步安排牙轮钻101移动至该区域开凿炮孔105，后续采用高台阶抛掷爆破的施工方法，直接将上部铲装运输设备不便于规模化施工的废石进行一次性抛掷到指定底部区域堆积；

步骤四，底部安全作业平台300装车：废石201经过高陡边坡400自由下落或抛掷至底部安全平台300区域，待废石201积蓄至一定储备量时，用铲装设备302前往该区域剥离装车，有序指挥顶部、底部两个作业面同时安全高效推进作业，废石201经矿用卡车303运输至排土场排放；

步骤五；边坡清理：待顶部区域废石201推甩结束及下部区域废石201装载殆尽时，安排小型挖掘机自上而下搭建简易便道前往边坡面清甩覆盖于边坡面的废石201，逐层向下清甩至下方装载区域，需确保边坡无浮石、伞岩，直至边坡面及下部安全平台区域内的废石全部装载完毕，至此施工结束。

进一步：所述步骤二的防滚石安全墙301铺设于安全作业平台300外口向内≥5m范围内，防滚石安全墙301底宽≥3m，顶宽≥1m，高度≥3m，物料选用矿区内的废石即可。

进一步：所述步骤一中所述的剥离区地表清理包括回收利用价值的地表植被、附着物进行清理。

有益技术效果

本发明能够达到以下技术效果：

本发明采用抛掷爆破+挖掘机甩土+推土机送土+挖掘机装车+推土机推排废土的五工序施工法组织生产作业，解决了露天矿山扩帮工程运距远、道路及工作面狭窄、坡度大、进度慢等生产组织难题，将复杂生产条件一步步转化为利于大型工程设备铲装运输作业的环境。采用该生产剥离方式充分发挥各设备的优点，用“推+甩”的方式将地形复杂且无运输道路的施工区域快速形成平台面，同时修建运输道路；配合抛掷爆破的工艺特点快速形成装载作业点，为大型设备生产作业创造良好作业面。

通过逐步转换生产工况，将地表浮土层厚度大，地形狭窄，地势陡峻，不具备大型设备施工，特别是运输设备无法直接到达作业面进行装车的复杂环境逐一转化为利于大型设备铲装运输作业的环境，从而提高生产效率，达到缩短工期的效果；通过不同类型、型号工程设备的组合搭配使用，找到了生产成本较为经济的施工方法。

滇东南某露天矿山在生产工期紧、任务重、设备不足的众多不利因素下，通过本发明技术的实施应用，仅安排2台大型挖掘机及2台大型推土机即将近100万m³的废土在2.5个月内进行推甩转运，充分均衡了矿山各生产区域的设备配置，未因此导致某一区域生产进度滞后，并使计划工期提前8天完成，同时电铲在铲装该类抛掷推甩废土时，由于围岩松散系数较好，不受大块及爆破根底的影响，致使设备在进行铲装作业时铲装效率得到较大提升，台班效率增幅达39.48%，在提质降本增效方面取得可观效益，对于露天矿山高陡边坡复杂工况的区域施工作业特别适用。

附图说明

图1为本发明平面布局示意图；

图2为本发明平面布局示意图A1-A1’纵剖面图（一）；

图3为本发明平面布局示意图A1-A1’纵剖面图（二）；

图中：100-施工平台，101-牙轮钻，102-硬岩面，103-推土机，104-大型挖掘机，105-炮孔，106-清甩平台，200-高陡边坡面，201-废石，300-安全作业平台，301-防滚石安全墙，302-铲装设备，303-矿用卡车，400-高陡边坡。

具体实施方式

下面结合附图及生产实践应用对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-3所示，一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，包括以下步骤：

步骤一，勘察施工区域：根据露天矿山采剥计划的编制要求，前往生产现场进行踏勘，观察计划施工区域内的原始地貌复杂程度，包括地表植被、地表附着物的覆盖程度，区域内水流情况，简易进场联络道路线规划等，确定其是否为高陡边坡复杂工况施工区域，确定采剥施工对象为高陡边坡400，安排技术员到现场进行必要的测量放样，对部分具有回收利用价值的地表植被、附着物进行人工清理搬运，并做好施工组织相关人员、设备、进度、防排水及安全措施的安排；

步骤二，构建底部安全作业平台300：根据露天矿山主要铲装设备最小工作平盘参数要求确定，开挖出底宽≥40m，长度≥50m的类矩形作业平台，满足主要铲装设备装车需求，安全作业平台开挖结束后，在安全作业平台外口向内≥5m范围内设置防滚石安全墙301；

步骤三，高陡边坡400顶部区域搭建施工平台100：首先使用小型挖掘机对高陡边坡400顶部区域地表进行植被及附着物清理，同时扩宽作业区域，搭建施工平台，为大型设备进场作业做准备；然后使用生产效率较高的大型挖掘机104和推土机103推甩废石201至高陡边坡面200形成不断降低的清甩平台106，大型挖掘机104在清甩平台106甩废石201至高陡边坡面200，大量废石201借助重力势能自然下滑至高陡边坡底部区域，少部分废石201附着于边坡面上，遇作业线较长区域经过多次循环推甩搬运废石201直至高陡边坡面区域为止；经推甩作业下降至硬岩面102时，使用推土机103平整工作面，进一步安排牙轮钻101移动至该区域穿孔，后续采用高台阶抛掷爆破的施工方法，直接将上部铲装运输设备不便于规模化施工的废土进行一次性抛掷到指定底部区域堆积；爆破设计参数主要如下：炮孔设计孔深11m，超深1m,采用梅花形布孔，孔网为5m*4m（前排炮孔因底盘抵抗线为7-8m，孔距为3m），采用牙轮钻穿孔,钻孔直径178mm，爆破炸药单耗取值为0.8kg/m³，装药方式为连续装药，孔内选用数码雷管12m脚线，采用排间微差逐孔起爆方式爆破，设计主要以将前排炮孔负担范围内30%岩土抛掷到边坡面上为目的，以此提高生产效率，满足大型设备作业；

步骤四，底部安全作业平台300装车：废石201经过高陡边坡400自由下落或抛掷至底部安全平台300区域，待废石201积蓄至一定储备量时，安排铲装设备302前往该区域剥离装车，为提高生产效率将安全平台作业区域作业线延长至100m以上，保证水平交叉作业的安全距离≥50m，同时安排安全员现场指挥作业，确保顶部、底部两个作业面同时安全高效推进作业，废土经矿用卡车运输至排土场排放；

步骤五；边坡清理：待顶部区域废石201推甩结束及下部区域废石201装载殆尽时，安排小型挖掘机自上而下搭建简易便道前往边坡面清甩覆盖于边坡面的废石201，逐层向下清甩至下方装载区域，需确保边坡无浮石、伞岩，直至边坡面及下部安全平台区域内的废石全部装载完毕，至此施工结束。

在不脱离本发明范围的情况下，还可以对发明进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方案。

Claims (3)

1.一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，勘察施工区域：现场进行踏勘，确定采剥施工对象为高陡边坡（400），并进行剥离区地表清理；

步骤二，构建底部安全作业平台（300）：根据露天矿山主要铲装设备最小工作平盘参数要求确定，开挖出底宽≥40m，长度≥50m的类矩形作业平台，满足主要铲装设备装车需求，安全作业平台开挖结束后，在安全作业平台外口向内≥5m范围内设置防滚石安全墙（301）；

步骤三，高陡边坡（400）顶部区域搭建施工平台（100）：首先使用小型挖掘机对高陡边坡（400）顶部区域地表进行植被及附着物清理，同时扩宽作业区域，搭建施工平台，为大型设备进场作业做准备；然后使用生产效率较高的大型挖掘机（104）和推土机（103）推甩废石（201）至高陡边坡面（200）形成不断降低的清甩平台（106），大型挖掘机（104）在清甩平台（106）甩废石（201）至高陡边坡面（200），大量废石（201）借助重力势能自然下滑至高陡边坡底部区域，少部分废石（201）附着于边坡面上，遇作业线较长区域经过多次循环推甩搬运废石（201）直至高陡边坡面区域为止；经推甩作业下降至硬岩面（102）时，使用推土机平整工作面，进一步安排牙轮钻（101）移动至该区域开凿炮孔（105），后续采用高台阶抛掷爆破的施工方法，直接将上部铲装运输设备不便于规模化施工的废石进行一次性抛掷到指定底部区域堆积；

步骤四，底部安全作业平台（300）装车：废石（201）经过高陡边坡（400）自由下落或抛掷至底部安全平台（300）区域，待废石（201）积蓄至一定储备量时，用铲装设备（302）前往该区域剥离装车，有序指挥顶部、底部两个作业面同时安全高效推进作业，废石（201）经矿用卡车（303）运输至排土场排放；

步骤五；边坡清理：待顶部区域废石（201）推甩结束及下部区域废石（201）装载殆尽时，安排小型挖掘机自上而下搭建简易便道前往边坡面清甩覆盖于边坡面的废石（201），逐层向下清甩至下方装载区域，需确保边坡无浮石、伞岩，直至边坡面及下部安全平台区域内的废石全部装载完毕，至此施工结束。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，其特征在于，所述步骤二的防滚石安全墙（301）铺设于安全作业平台（300）外口向内≥5m范围内，防滚石安全墙（301）底宽≥3m，顶宽≥1m，高度≥3m，物料选用矿区内的废石即可。

3.根据权利要求1或者2任意一项所述的一种露天矿山高陡边坡区域的采剥施工方法，其特征在于，所述步骤一中所述的剥离区地表清理包括回收利用价值的地表植被、附着物进行清理。