陡边帮开采在某露天矿的应用

张坤

摘  要：针对目前露天矿运用陡边帮开采技术过程存在的问题，文章从实践角度出发，分析了凹陷露天矿陡边帮开采的应用现状，并提出了针对性控制策略，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明，只有在明确陡边帮开采过程可能产生的问题情况下，才能提高有色金属资源的生产建设效率，进而达到预期的开发目标。

关键词：陡边帮;开采;露天矿;非工作帮

中图分类号：TD824         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）01-0178-02

Abstract： In view of the problems existing in the application of steep side mining technology in open-pit mines， this paper analyzes the application status of steep side mining in sag open-pit mines from the point of view of practice， and puts forward targeted control strategies. Its purpose is to provide some theoretical basis for relevant builders. The results show that only when the problems that may arise in the process of steep slope mining are clarified can the production and construction efficiency of non-ferrous metal resources be improved and the expected development goal can be achieved.

Keywords： steep slope; mining; open-pit mine; non-working slope

引言

科技水平的不断进步，使得各行各业对有色金属矿资源的需求越来越大。然而，露天矿因所处的地质环境条件复杂，如陡边帮等作业条件采用常规开采技术无法达到预期。为此，相关建设者应从实践角度入手，通过明确露天矿陡边帮开采工作困难与问题点，来着手解决。如，通过控制爆破减震技术，来降低开采作业过程中对周边环境的影响;通过合理地调整几个平台的工作帮坡角，来减少一定时期的剥岩量，实现经济合理的剥采比，为企业效益提供降成保障。本文以某凹陷露天矿为例进行分析、讨论。

1 某凹陷露天矿基本情况

該凹陷露天矿岩性主要为矽卡岩、花岗岩和大理岩等，岩石强度高，岩石质量好，岩体稳固性好，地层总体北倾，产状10-20°∠20-50°。矿床赋存于二长花岗岩与碳酸盐岩接触的矽卡岩中。探明矿体50支，其中主矿体两支，主矿体资源量占比相对集中，达到87.76%;矿体产状1°-22°之间，倾向与地层基本接近，为北东倾。矿区无大断裂直接穿过，围岩及矿体裂隙均不发育。该矿山对资源的回采利用分为两期，第一期对近地表矿脉设计采用露天陡帮采剥工艺，第二期对埋藏相对深的，设计采用地下开采方式。其中第一期根据矿体围岩相对稳固，本着减少剥采比，设计采用了陡帮剥离工艺，服务年限8年。该矿区露天运输坑线设计为螺旋坑线布置方式，台阶坡面角65～70°。该矿露天境界最在长度760米，最大宽度440米，终了坑度最大长度260米，最大宽度50米，属小型深凹露天矿[1]。

2 陡边帮采剥的控制策略

2.1 设计的采矿与剥离方式及存在的主要问题

2.1.1 设计的采矿与剥离方式

该矿区矿体产状较缓，主矿体走向及厚度相对稳定，属平地陷凹露天矿，为实现露天开采成本不超过地下开采费用，严格控制经济合理剥采比，采矿部分设计采用宽平盘缓帮开采，剥离部分采用最小充许工作平盘宽度进行陡帮作业方式。穿孔采用深孔、多排微差爆破，汽车运输开拓，液压铲铲装作业。剥离台阶高12米，工作台阶坡面角65～70°，安全平台宽度3米，清扫平台8米。采矿台阶根据矿体厚度采用临时非标准台阶段高，以分采分运为目的，主要是为减少开采过程中的矿石损失和贫化。整个露天采区同时工作的台阶一般有3～5个。最小工作平台宽度30～40米，陡帮剥离临时非工作平台宽度15米，液压挖掘机工作线长度一般为100～250米。

2.1.2 存在的主要问题

要实现缓帮采矿，就必须加大上部剥离扩帮的推进速度，实现下部采矿台阶宽度较宽（该宽度即要保证露天“二级矿量”保有期达到规范要求，又要预留一定的宽度保障可以正常开展深部出入沟、开段沟的开拓工程的施工作业），这过程中还要确保均衡的生产剥采比，不能大量的剥离生产组织。反应的问题就是如何实现均衡的生产剥采比，又要实现采矿作业区宽度较宽？已形成的终了边坡，如何控制好坡面及坡顶线浮石坠落到运输坑线区域构成的安全影响？

2.2 陡帮剥离作业的组织

2.2.1 陡工作帮的作业方式

由于该矿区新建不久，目前下掘深度82米，共形成7个封闭平台。本着控制经济投入，减少初期剥岩量，提早出矿的目的，剥离区与采矿区采用倾斜条带的方式作业，即剥离帮所有台阶组合成一个作业区，自上而下扩帮推进，在剥岩帮下部设有一个宽25～35米的截碴平台[2]。采有这种倾斜条带的开采方式，主要是依据该矿区围岩较稳固，可以提高工作帮坡角。每一个剥离循环都是先从矿体上盘的最上部台阶推宽后，再自上而下逐步推宽到采矿区平台。

2.2.2 采剥工作线的布置形式

该矿根据设计的露天开采终了境界形态，灵活地运用了采剥工作线布置。基建期剥岩帮与采矿帮都采用了纵向布置，横向推进的分条带采剥;目前生产期工作线采用纵横向布置：剥岩帮工作线沿矿体走向布置，垂直矿体走向推进，采矿帮的工作线垂直矿体走向布置，沿矿体走向推进[3]。具体运用原理为：如露天矿开采运用缓帮，即在对台阶实施全面开采过程中，将工作帮坡角控制在8-15°;而陡帮，台阶开采需按照轮流原则，并将工作帮坡角控制在25-35°。特殊情况下，坡角还会更大，即接近最终的边坡角。实际陡帮开采，并不是每个工作帮台阶均要设置挖掘机。换句话说，因为是轮流作业，所以，不是每个台阶均处于作业状态[4]。

要想使陡帮开采达到露天矿开发建设预期，需增加工作帮坡角度数，或是采用横、纵向开采挖掘技术。这里的横向开采挖掘技术，就是开采作业过程要解决采掘带宽度较大问题。具体是指，爆破进尺寸较大，范围在十几米到上百米，远超出了挖掘机一次作业所能完成的采掘宽度。故而，为保证采掘后仍能为调车与其他作业提供空间，需对挖掘机进行横向采掘控制，以降低陡边帮露天矿的采掘作业难度，进而提高开采工作开展效率。

而纵向爆破是指，为控制横向爆破作业对工作平盘宽度的影响，露天矿开采人员应根据工程建设实际情况，对爆堆进行纵向布置，以为后续作业空间的预留提供支撑。在运用深度法进行露天矿采矿量的控制过程，可从长度法、宽度法以及深度法中进行选择。其中深度法设置，能够在剥岩帮坡角越来越陡的情况下，增加采矿量，进而提高陡边帮开采建设效率[5]。

2.2.3 运输开拓方式

该矿因采用汽车运输方式，为灵活的工作线布置提供了便利条件。下部采矿运输坑线原则上按设计的终了螺旋坑线逐步推进，上部剥离的运输坑线大量运用了移动坑线，虽然增加一定运输道路修筑、维护费用，但在露天服务的前期，通过灵活地将采矿区和剥离区的运输开拓系统独立分开，较大地降低了剥离运输距离，同时也减轻了露天境界内大量汽车在终了运输坑线上的交叉作业带来的安全隐患[6]。

2.3 陡边帮及终了边坡的管理措施

该矿对前期不得不提前揭露终了边坡稳定性控制措施采用光面爆破技术，实现各终了台阶坡面平整、光滑，对部分因钻孔超深影响坡顶线稳固的地段，采用主动钢丝网防护处理;其余地段，做到缩短最终边帮的暴露时间，以利于边坡的稳定。对工作帮、非工作帮陡边帮的稳固管理，主要取用内排压帮技术以及爆破减震技术等，来控制剥离量，进而强化边坡的稳定性与安全性[7]。

对于露天矿陡边帮开采环境为泄洪渠侧到界边帮，应采用工作面采掘推进作业方法，以为后续内排目标实现提供條件。具体过程，就是从原工作面自东向西推进作业改为自南向北推进作业。爆破作业过程，应运用微差预裂与光面爆破技术，来控制爆破针对对泄洪渠影响。此外，实际开采过程，也要遵循季节性原则，即在雨季前完成内排压帮作业，以提高陡边帮开采作业的安全性。由此可见，陡边帮开采管理工作开展要与露天矿实际情况进行结合，以降低失稳因素所带来的影响，进而提高资源开发效率。

2.4 取得的效果

（1）该矿依据矿岩相对稳固的地质条件，设计最终边坡角在45～47°之间，其目的就是为了减少采剥成本，通过上述陡帮开采，实现了经济合理的生产剥采比控制在设计的10.89立方米/立方米内。

（2）通过陡帮剥离，在目前3540米台阶采矿平盘实现了采矿区平盘宽度达到250米*150米，为备采矿量的升级提供了宽度和长度，同时也为深部台阶向下开拓创造宽度条件。

（3）因缩短终了边坡揭露时间，减少了最上部第四系及其余不稳固边坡的维护费用。

3 结束语

综上所述，露天矿陡边帮的开采要求研究人员通过分析其技术运用缺陷，并与实际情况结合来优化开采技术的运用质量。对于有表层第四系砂土层覆盖等问题，技术人员要缩短揭露时间。此外，需爆破作业过程，应运用光面爆破技术，来控制爆破产生的震动影响。为进一步强化陡帮开采效果，除了增加工作帮坡角，还可采用横向采掘与纵向爆破技术。事实证明，只有这样，才能将最具适用性的露天矿陡边帮开采技术运用实践，才能满足涉及行业发展对有色金属资源的用量的需求，进而推动行业的健康稳定发展。

参考文献：

[1]谭荣和，刘福春，杨光毅，等.某露天采选工程（一期）初步设计说明书[Z].长沙有色冶金设计院.

[2]韩建军.浅析露天矿采矿用地管理[J].华北国土资源，2018（06）：98-99.

[3]张航，卢小平，郝波，王如意.无人机在露天矿开采监管中的应用研究[J].采矿技术，2018，18（06）：111-114.

[4]邓国平.爆破测振技术在凹山采场高陡边帮开采中的应用[J].现代矿业，2018，34（11）：225-227.

[5]常永刚，王世杰，任会之，威华.端帮靠帮开采技术在安家岭露天矿的应用[J].露天采矿技术，2018，33（05）：5-9-13.

[6]田会，王忠鑫.露天开采对环境的扰动行为及其控制技术[J].煤炭学报，2018，43（09）：2416-2421.

[7]李强，李文明，张丁.哈尔乌素露天矿北端帮保护台阶开采安全评价[J].煤矿安全，2018，49（06）：229-232+241.