袁鳳斌 于愛國

(黑龍江烏拉嘎黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司)

團結(jié)溝露天采場二期工程淺析

袁鳳斌 于愛國

(黑龍江烏拉嘎黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司)

團結(jié)溝露天采場二期工程歷時約19 a，生產(chǎn)經(jīng)營取得了相當(dāng)可觀的成果。分別從主要技術(shù)指標(biāo)完成情況、主要開采工藝等方面對團結(jié)溝露天采場二期工程的成功經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)分析，可為礦山企業(yè)更好地開展露天采剝技術(shù)管理工作提供參考。

露天采場 二期工程 開采工藝

團結(jié)溝巖金礦位于黑龍江省伊春市嘉蔭縣境內(nèi)，于1966年8月被發(fā)現(xiàn)。礦山建設(shè)和發(fā)展歷經(jīng)一、二期工程2個階段。一期工程于1976年正式開始，設(shè)計開采方式為露天開采，主要開采東露天，生產(chǎn)規(guī)模為500 t/d；二期擴建工程于1989年正式開始，設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模1 200 t/d，當(dāng)時為全國最大的巖金露天礦山。從1989年1月—2008年6月二期工程生產(chǎn)期間，共計采出礦石916萬t，比設(shè)計多出礦91萬t。企業(yè)在實際生產(chǎn)中始終堅持“采剝并舉、剝離先行”的原則，不斷完善二期工程設(shè)計，整個工程進(jìn)展順利，礦山生產(chǎn)經(jīng)營成果相當(dāng)可觀。通過對二期工作中的相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，為相關(guān)礦山的生產(chǎn)、管理工作提供參考。

1 主要技術(shù)指標(biāo)完成情況分析

1.1 礦山開采現(xiàn)狀

團結(jié)溝采礦場采用露天開采，單一公路開拓、汽車運輸，組合臺階陡幫剝離，緩幫采礦方法開采。采區(qū)分東、西2個露天采場，兩采場封閉圈相距約 80 m。東采場從1976年2月正式開采，1989年1月二期擴建，2000年初開采到65 m水平后暫停開采，形成285～65 m臺階22個；從2008年7月開始對東采場南幫境界外資源進(jìn)行擴境開采，現(xiàn)開采到90 m水平，計劃2015年底開采到75 m水平后結(jié)束開采(見圖1)。西采場從1994年5月正式開采，2008年6月開采到10 m水平結(jié)束開采，形成242～10 m臺階23個(見圖2)。

圖1 東露天采場現(xiàn)狀

圖2 西露天采場現(xiàn)狀

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)完成情況分析

團結(jié)溝露天采場二期工程從1989年大規(guī)模開采東采場開始，至2008年6月西采場開采結(jié)束，歷時約19 a，共計采出礦石約916萬t，巖石9 199萬t，平均剝采比為10.04 t/t，有關(guān)技術(shù)指標(biāo)完成情況見表1。

表1 團結(jié)溝露天采場二期工程開采情況統(tǒng)計

由表1可知，采礦量實際比設(shè)計多采出約11.03%，剝巖量實際比設(shè)計減少約9.73%，剝采比實際比設(shè)計降低18.70個百分點，采礦損失率實際比設(shè)計指標(biāo)降低1.23個百分點，礦石貧化率實際比設(shè)計降低2.51個百分點。由于團結(jié)溝露天采場在生產(chǎn)中以二期工程設(shè)計為依據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)實際，加強采礦技術(shù)管理，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范，不斷完善組合臺階陡幫剝巖、緩幫采礦工藝，取得了上述成績。

2 主要開采工藝

2.1 開拓工程簡析

2.1.1 開拓方案

團結(jié)溝露天采場設(shè)計為公路運輸開拓，總出入溝，單一汽車運輸方式，道路為礦山二級公路，運輸平臺寬度12 m，道路縱坡8%，緩坡段長60 m，最小平面曲線半徑45 m，最小回頭曲線半徑25 m，開拓坑線采用螺旋坑線或回返坑線或螺旋坑線與回返坑線聯(lián)合布置；臺階高度10 m，并幫20 m，臺階邊坡角50°～70°，清掃平臺寬度8～15 m。在生產(chǎn)中，根據(jù)現(xiàn)場情況，運輸平臺寬度為8～12 m，道路縱坡8%～10%，清掃平臺寬度6～10 m。該方案優(yōu)點是基建時間短，投資少，管理簡單；公路運輸線路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，線路工程量少；機動靈活，可提高挖掘機效率。

2.1.2 坑內(nèi)防排水方案

根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蠛退馁Y料，預(yù)計露天采場最大匯水量：東采場40 579 m3/d， 西采場43 078 m3/d。設(shè)計在采場內(nèi)部采用集中排水方式，即在最低工作水平設(shè)置水泵，將場內(nèi)積水揚至封閉圈排水溝導(dǎo)出場外；在采場外圍迎水面挖截(排)水溝，攔截和疏導(dǎo)可能進(jìn)入采場的外部匯水。

目前，東、西露天坑均采用集中排水。東坑在110 m平臺設(shè)固定泵站，有2臺100ZJ-1-A50型渣漿泵(1開1備)；防洪期間2臺同時工作，排水能力600 m3/h大于計算所需的521 m3/h。在坑底儲水池設(shè)2臺300QJ320-64型潛水泵(1開1備)；防洪期間2臺同時工作，排水能力640 m3/h大于計算所需的521 m3/h。在固定泵站設(shè)1座300 m3全埋式鋼混集水池。西坑在105 m平臺設(shè)固定泵站，有2臺100ZJ-1-A50型渣漿泵(1開1備)；防洪期間2臺同時工作，排水能力600 m3/h大于計算所需的 553 m3/h。在坑底儲水池設(shè)2臺300QJ330-105/5型潛水泵(1開1備)；防洪期間2臺同時工作，排水能力660 m3/h大于計算所需的553 m3/h。在固定泵站設(shè)1座300 m3全埋式鋼混集水池。

東、西露天坑現(xiàn)分別鋪設(shè)有2條φ159 mm×4.5 mm無縫鋼管。目前，現(xiàn)有排水設(shè)施可滿足96 h內(nèi)排出 24 h最大匯水降雨量的要求。

西坑排水溝位于坑外側(cè)，與東坑運礦道臨近。截水溝斷面為梯形上口寬2.0 m，底寬1.5 m，深1.0 m，巖土穩(wěn)定較差時截水溝采用漿砌片石護(hù)坡。兩采場結(jié)合部排水渠采用塊石砌筑并內(nèi)襯土工膜，斷面為矩形，規(guī)格為2 m×2 m。排水溝水直接排往烏拉嘎河。

由于采取以上綜合防排水措施，團結(jié)溝露天采場自1976年正式開采至今，未發(fā)生水淹采坑事故，確保了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

2.2 礦床開采

2.2.1 境界管理

(1)嚴(yán)格按設(shè)計或修正的境界施工，靠近最終邊幫施工時，由測量人員及時放點確定境界線。

(2)采用控制爆破技術(shù)，減少爆破震動對巖體的破壞，保證境界邊坡巖體的完整性。

(3)嚴(yán)格控制超挖界線，及時清理坡面浮石，重點地段由專人跟班作業(yè)。

2.2.2 開采工藝管理

(1)穿孔作業(yè)。采用KQG-150潛孔鉆機，孔徑150 mm?？拙W(wǎng)參數(shù)：礦體區(qū)4 m×4 m，硬巖區(qū)4 m×5 m，次硬巖區(qū)4 m×6 m，底盤抵抗線為4～6 m，超深1.5～2.0 m，采用排間錯列的形式布孔。礦區(qū)穿孔作業(yè)由技術(shù)人員現(xiàn)場布孔，不合格鉆孔進(jìn)行補孔作業(yè)。鉆機穩(wěn)車時，與坡頂線的最小距離為硬巖2.5 m、軟巖3.5 m，鉆機與鄰近臺階坡下的鏟裝設(shè)備不應(yīng)同時作業(yè)。穿鑿第1排孔時，鉆機的中軸線與臺階坡頂線的夾角應(yīng)不小于45°。 鉆機移動時，機下應(yīng)有人引導(dǎo)和監(jiān)護(hù)。鉆機不宜在坡度超過15°的坡面上行走；如果坡度超過15°，應(yīng)放下鉆架，由專人指揮，并采取防傾覆措施，通過高低壓線路時，應(yīng)保持足夠的安全距離。

(2)爆破作業(yè)。爆破采用導(dǎo)爆管起爆，地面連接可采用四通連接體，電雷管集中引爆。采用多段位毫秒微差爆破方式，每個段位1次最大起爆藥量不超過500 kg，每個采區(qū)1次爆破藥量一般不超過5 000 kg。采用連續(xù)藥包裝藥方式，起爆藥包分2包，分別裝在孔內(nèi)上下1/4藥柱部位。年平均炸藥單耗一般為200～180 g/t。單孔回填高度不低于3.6 m，前排孔最小抵抗線不小于4 m。爆破前 0.5 h做好現(xiàn)場清場和警戒工作，特別要注意井下施工人員撤離現(xiàn)場。爆破作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置堅固的人員避炮設(shè)施。礦石大塊尺寸為500 mm，大塊率為5%,巖石大塊尺寸為1 200 mm，大塊率為1%。

(3)鏟裝作業(yè)。采裝采用4 m3電鏟或1.4 m3挖掘機與裝載機相結(jié)合的方式，以電鏟或挖掘機為主。最小工作平臺寬度為35 m，非工作平臺寬度 15 m，挖掘機最小工作線長度為200 m。設(shè)備作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)懸浮巖塊或崩塌征兆、盲炮等情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，并將設(shè)備開到安全地帶。運輸設(shè)備不應(yīng)裝載過滿或裝載不均，也不應(yīng)將巨大巖塊裝入車的一端，以免引起翻車事故。裝車時鏟斗不應(yīng)壓碰汽車車幫，鏟斗卸礦高度應(yīng)不超過0.5 m，以免震傷司機，砸壞車輛。

(4)運輸作業(yè)。運輸車輛選用載重20～30 t礦用自卸車，道路坡度控制在8%以內(nèi)。運礦車每車須經(jīng)地中衡檢斤計量；剝巖車應(yīng)保證達(dá)到規(guī)定的載重量，按車計數(shù)。應(yīng)按安全規(guī)程要求控制車速，確保行車安全，不應(yīng)在運行中升降車斗。卸礦平臺應(yīng)有足夠的調(diào)車寬度。卸礦地點應(yīng)設(shè)置牢固可靠的擋車設(shè)施，并安排專人指揮。

(5)排土作業(yè)。在采坑附近選取排土場。采取自修路運輸排巖，將廢石直接運到排土場，然后用推土機推排殘留的廢石及整理排卸平臺，對于暫不利用的貧礦、氧化礦要分別堆存。排土場堆置順序分為單臺階排土、覆蓋式多臺階排土、壓坡角式組合臺階排土。采用汽車-推土機排土工藝，要保證有1臺推土機在排土場作業(yè)。每個排土工作面向坡頂線方向有2%～5%的反坡。排土場要有安全擋墻，高度應(yīng)不小于該卸礦點各種運輸車輛最大輪胎直徑的2/5。 排土場作業(yè)平臺寬度不應(yīng)小于35 m，并控制排巖順序，避免形成軟弱夾層，同時將大塊巖石堆棄在排土場底層以穩(wěn)定基底。排土場作業(yè)平臺要平整，排土線整體均衡推進(jìn)，坡頂線呈直線形或弧形。排土安全車擋或反坡不符合規(guī)定、坡頂線內(nèi)側(cè)30 m范圍內(nèi)有大面積裂縫(縫寬0.1～0.25 m)或不正常下沉(0.1～0.2 m)時，汽車不應(yīng)進(jìn)入該危險作業(yè)區(qū)，經(jīng)查明原因及時處理后，方可恢復(fù)排土作業(yè)。對于有表土層的區(qū)域，剝離時應(yīng)將表土送往附近排土場堆放，待場地平整結(jié)束后再用推土機推平。嚴(yán)禁將表土隨意防治，按照環(huán)境恢復(fù)治理方案要求做好排土場環(huán)境治理的有關(guān)工作。

2.2.3 陡幫開采

陡幫開采即多臺階輪流開采，工作幫坡角一般為25°～35°，有時還可以接近最終邊坡角。在生產(chǎn)中，工作臺階和和非工作臺階輪流開采，工作平臺寬度不小于35 m，非工作平臺寬度一般為15 m。最終邊幫可按設(shè)計使用2個臺階并段。實施陡幫開采可采取的措施有：①橫向采掘，即挖掘機的采掘方向與采掘帶垂直；②縱向爆破，即使爆堆縱向布置，可減小工作平盤寬度；③采用深度法設(shè)置備采礦量，即在剝巖時使幫坡角變陡，可使備采礦量加大。

2.3 邊坡管理

團結(jié)溝露天采場二期工程生產(chǎn)期間，邊坡受地質(zhì)條件等影響，多次發(fā)生不同程度的滑坡，給生產(chǎn)帶來一定的影響。為了確保生產(chǎn)正常進(jìn)行，企業(yè)采取綜合治理措施進(jìn)行邊坡管理。主要措施有：

(1)工程措施。①削坡減載，主要是對滑體上部削坡處理，減輕整體載荷；②截導(dǎo)地表水，主要是修筑地面沿幫固定水溝；③疏排、截堵地下水，主要是實施水平放水孔工程和疏干井工程。

(2)技術(shù)措施。①控制合理的邊坡角。主要是根據(jù)巖性、構(gòu)造、巖石力學(xué)強度參數(shù)和設(shè)計參數(shù)，確定合理穩(wěn)定的最終幫坡角；②采取控制開采強度的辦法，使巖體回彈變形緩慢釋放；③在非工作幫回采過程中，留置一定厚度(8～15 m)的安全平臺；④減震爆破；⑤邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測，由測量人員定期對要害部位進(jìn)行位移觀測，如有異常情況及時報告。

3 結(jié) 語

在對團結(jié)溝露天采場主要指標(biāo)完成情況分析的基礎(chǔ)上，分別從該露天采場的采礦工藝方面的相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行了深入討論，為相關(guān)礦山的生產(chǎn)、管理提供借鑒。

·記者在線·

我國礦業(yè)首個協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在北京成立

我國礦業(yè)領(lǐng)域第一個協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟2015年1月27日在京成立。作為中國科協(xié)指導(dǎo)下的礦業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動助力工程的重要組織，中國礦業(yè)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟由高校國家重點實驗室、高新技術(shù)制造企業(yè)構(gòu)成創(chuàng)新載體，由行業(yè)重點企業(yè)和行業(yè)大型企業(yè)組成驅(qū)動載體。

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2014-10-14)

袁鳳斌(1960—)，男，高級工程師，153221 黑龍江省嘉蔭縣烏拉嘎鎮(zhèn)。