露天铁矿采矿技术与环境保护措施研究

刁春良

（四川中成煤炭建设（集团）有限责任公司，四川 成都 610072）

作为露天铁矿开采过程中的重要工作，具体的采矿技术和环境保护方式的研究分析具有十分重要的作用。以具体项目为例，采取加强对露天铁矿采矿技术和环境保护的掌控程度，运用科学合理的处理措施与有效途径，提升露天铁矿整体开采工作的实际效果。

1 项目介绍

白马铁矿位于四川省米易县白马乡境内，南距米易县城35km，距攀枝花市113km；北距西昌152km。矿区东南紧邻成昆铁路弯坵站，并有简易公路与火车站和S214 省道相通，交通方便。白马矿区在国家储委下发的储发[1991]123 号和国家计委、地质矿产部联合下发的计国土[1991]166 号等文件中，一直被列为攀钢的后备接替矿山[1]。

2 露天采矿技术分析

2.1 矿床开拓技术

白马铁矿属于一个实施适宜铁路、汽车运输工作的生产矿山类型，从矿山目前正式投入各类设备及具体设施情况进行分析，铁路、汽车运输工作能够满足白马铁矿的实际开拓要求。矿山内部矿岩比较稳固，对应的运输平台具体设在上盘位置与下盘位置都可以。选矿厂设施及排土场设施位于上盘位置，矿区范围工业设施能够布置于上盘位置，总出入沟部分也能够设在上盘位置，同时运输平台对应设在上盘位置存在运距短的实际优点。

2.2 铁矿采剥方法

白马铁矿露天采场范围中的松软矿岩基本完成剥采作业，剩余的部分基本属于硬岩成分，均需要采取穿孔、爆破作业实现松动后，再采取铲装方式进行运出。白马铁矿露天采场的实际宽达到300m 左右，长达到2000m 左右，纵横方向都能够安排工作线。

露天采场内部的各类采剥设备基本涵盖穿孔方面、铲装方面和运输方面的设备。根据国内穿孔设备领域、铲装设备领域和运输设备领域的制造业情况和矿山实际环境，上述国产设备能够在国内矿山作业中实现十分满意的使用目的[2]。

另外，露天采场实际的生产工艺涵盖采矿作业和剥离岩石作业两方面。基本的采剥工艺主要包括穿孔作业、爆破作业、铲装作业、运输作业四个主要工序。

结合矿区生产规模和采矿工艺要求，开展穿孔作业采取中风压潜孔钻机设备，开展矿石铲装作业采取液压挖掘机设备，开展矿岩运输作业采取矿用自卸汽车设备。各类矿石运到对应的选矿厂位置后，直接运至矿仓位置，多余的其他矿石对应卸到矿石堆场位置进行临时堆存处理，再通过装载机具体转运至矿仓位置。剩余岩石具体运至排土场位置或用于实施尾矿库筑坝作业。

2.3 露天采场的防排水方式

生产作业期间，选取接力排水的方式。在170m 位置具体安排中转泵站设施与水仓设施。170m 位置以下具体安排移动泵站设施，在最低的生产采矿水平位置对应挖集水坑设施，通过潜水泵设备杨至170m 位置的水仓设施。

开采作业达到至100m 的标高位置时，安排固定泵站设施。通过实际计算，100m 位置标高对应的正常涌水量达到每天1000m3，最大涌水量达到每天1200m3。170m 位置及100m 位置的标高水仓设施根据蓄水保持8h 水平矿坑正常涌水量进行计算，有效内部容积达到640m3。

2.4 矿山设计边坡情况

设计工作结合有关技术资料要求，按照阶段高度10m 左右、安全平台3m 左右，清扫平台5m 左右，工作台阶对应的坡面角75°，矿区最终台阶对应的坡面角65°。同时，运输平台设施设在上盘位置，路面宽达到8m、对应的纵向坡度不超过8%。

矿山采剥作业过程中需要靠近边坡位置时，选取预裂爆破的方式，尽可能降低爆破作用对矿区最终边坡位置的直接破坏，保持边坡岩体达到完整、稳固程度。严格根据设计要求安排炮孔位置，临近边坡位置的一排炮孔按照不耦合装药的方式，严格管理装药量和实际起爆时间。

矿山生产过程中，随着现场采剥作业的不断推进，必须关注对矿体内部上、下盘位置两帮岩石可靠稳定性的检查，对存在局部不稳定情况的矿（岩）段部分应按照锚杆设施及锚网设施联合支护方式，或者通过直接将各类不稳固的岩石部分有效剥离，实现矿山安全生产作业。根据那些存在隐患问题的采场边坡位置，按照合理方式开展治理。能够通过挡土墙方式、削坡减载方式、钢轨抗滑桩方式、锚索加固边坡方式，或通过金属网设施铺设在边坡位置表面的方式，避免出现石滚落情况和边坡滑落问题。

3 环境保护实施方式

3.1 露天铁矿治理规划分区

根据白马铁矿地质环境条件及存在的各类地质灾害情况、分布领域、危害程度，有效将当地矿山地质环境保护工作实施具体划分为重点保护区、次重点保护区和一般保护区。按照区内矿山地质实际的环境条件的不同，可以进一步分为不同的亚区，主要包括露天采场部分、排土场部分、尾矿库部分、其他区域部分等。这里面重点保护区具体分为露天采场保护区、排土场保护区、尾矿库保护区，次重点保护区涵盖矿区道路保护区，一般保护区主要涵盖工业场地保护区。

3.2 分期治理方式

根据上述分区情况，具体规划重点保护项目，主要包括边坡整治项目、场地平整项目、植物修复项目、养护管理项目等。

3.3 具体项目方式措施

（1）边坡整治项目。首先，实施对露天采场位置、排土场位置及尾矿库边坡位置开展削坡处理，清理各类危石物质，同时把部分存在边坡变形情况的水沟对应改造为采取喷涂防渗防腐施工材料的铁渡结构槽水沟设施，避免由于浆砌块石结构的水沟漏水问题直接影响边坡位置的可靠稳定。其次，在对应的坡角位置，通过盲沟导流的方式，不断外排各类地表径流。

（2）场地平整项目。对排土场设施顶部位置向下标高达到每降20m 的程度，具体开挖3m 宽的对应平台，台面里面内倾达到30°。外侧位置修建具体的挡水埂设施，挡水埂设施顶宽达到1m，底宽达到1.5m，高达到0.5m，对应开挖平台内部的实际坡角不超过38°，规划施工的挡水埂设施总长达到5706m。随着矿区产量的不断提升，尾矿库位置的堆积坝实际高度也在不断呈现上升趋势，每施工完成一级子坝设施，应该及时在对应的坝坡位置实施覆土作业，覆土厚度达到0.3m。结合生产实际情况进行测算，基本上保证每年达到上一个台阶的程度，开展对上一年的对应尾矿库部分子坝边坡位置实施覆土作业，为当地植被恢复工作进行充分准备。

（3）植物修复项目。露天采场位置的边坡部分通过爬山虎开展绿化工作，在矿区坡顶边缘位置对应种植下爬方向的爬山虎植被，在矿区坡底位置种植上爬方向爬山虎植被，株距保持在0.6m 程度，同时采取草本植物不断填充各类木本植物的内部间隙，实现防风固沙的基本作用。平台位置绿化作业采用刺槐植被，选取合适的苗龄，栽植过程中通过穴播的实际方式。排土场位置的边坡通过沙棘植被、刺槐植被开展恢复工作，栽植过程中，通过穴播方式，保持每穴不超过3 株，穴距保持在0.5m 程度，按照梅花状进行布置。安全平台设备边缘位置对应栽植2 排沙棘植被。通过沙棘植被和刺槐植被，实施对尾矿子坝部分的坝坡位置开展绿化作业，树坑位置采用鱼鳞坑的形式，实际的相邻2 排树坑按照交错布置的形式，达到“品”字形的安排，构建形成带状保护，同时采取各类草本植物对应填充在木本植物内部间隙，实现防风固沙的基本作用。

（4）养护管理项目。完善养护管理的实际工作，按照“三分栽，七分管”的工作原则，提升养护管理控制质量标准要求，根据沙棘指标、刺槐指标、核桃指标等不同树种类型，采取不同的防治方式，严格管理各类植物的防病害出现，提升养护工作的深入落实，加强植物修复工作效果。

4 结语

综上所述，白马铁矿露天铁矿的采矿技术与环境保护措施按照因地制宜的原则，重点突出了当地地质环境保护与各类资源综合利用有机组合的目的。其中，当地植被修复项目需要采取符合当地适生要求的物种，同时保持当地物种多样性特点，科学合理配置各类植物，实现乔灌木草之间有机搭配，开展环境生态保护。