張進(jìn)濤，楊 超，趙江文

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關(guān) 663701）

針對(duì)礦體的不同厚度及不同的傾角等采取必要的采礦方式，即開采剝離的方式及大型設(shè)備的鏟運(yùn)推進(jìn)方式。本文通過采用3dmine軟件在現(xiàn)有的地質(zhì)勘探鉆孔的基礎(chǔ)上，構(gòu)建并推測(cè)出盲小礦體的賦存形態(tài)，并結(jié)合現(xiàn)有的開采臺(tái)階等采礦方面的現(xiàn)狀，采取靈活的爆破工藝與鏟裝方式開采，完美地解決了盲礦體的開采問題[1，2]。

1 銅曼礦段盲礦體分布情況

圖1 盲小礦體礦石質(zhì)量預(yù)報(bào)圖(含剖面)

銅街-曼家寨礦段露天采場(chǎng)內(nèi)出露的盲小礦體在采區(qū)內(nèi)呈透鏡狀、條帶狀分布于田蓬組地層（∈2t2-2、∈2t2-1）F1斷裂組的斷裂夾持帶中，礦體主要賦存于F1斷裂組次級(jí)斷裂的破碎帶內(nèi)，走向最長(zhǎng)140m，最短20m，平均走向長(zhǎng)65m。礦體最大厚度33m，最小厚度1.68m，平均厚度8.27m，礦體總體規(guī)模較小。以往露天采剝方法的研究主要針對(duì)采剝過程中的開采順序及其時(shí)空關(guān)系展開，通常按照設(shè)計(jì)的臺(tái)階高度一次開挖形成出入溝，并由上往下逐一采剝每一臺(tái)階內(nèi)的礦巖。傳統(tǒng)的露天采礦方法針對(duì)此類極薄細(xì)脈狀礦體不能在降低采礦損失率、貧化率的同時(shí)提高大型設(shè)備生產(chǎn)效率間取得有益效果，在地質(zhì)條件復(fù)雜的礦山將逐漸淘汰。地質(zhì)技術(shù)員經(jīng)過一年多時(shí)間的摸索，總結(jié)出巖粉分層取樣的經(jīng)驗(yàn)方法，快速取代以往的全孔取樣法，并進(jìn)一步在3Dmine軟件中改進(jìn)增加廢石資源的相關(guān)預(yù)報(bào)，礦體賦存位置、礦體形態(tài)特征一目了然，盲小礦體開采無(wú)地質(zhì)資料可依據(jù)的時(shí)代結(jié)束，該方法目前已成為探找盲小礦體的主要方法之一（圖1）。

2 大型設(shè)備開采盲小礦體的開采方法

由于銅曼采場(chǎng)的排土場(chǎng)均位于開采境界的東部，為了保證運(yùn)輸?shù)缆返耐〞骋约斑\(yùn)距最短的原則，采掘帶布置方向均是從東向西推進(jìn)，這樣的推進(jìn)方式鏟裝、運(yùn)輸設(shè)備作業(yè)效率高。

曼家寨采場(chǎng)剝離區(qū)域內(nèi)的零星盲小礦體較小且多，礦石性質(zhì)變化大，沒有針對(duì)該類型礦石的采礦方法，且人員及設(shè)備不足等問題，盲小礦體的開采基本沿用人工開采的方法。

采礦方法必須與被采礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀相適應(yīng)，車間針對(duì)如何利用挖掘設(shè)備在既保證高效回采零星盲小礦體的同時(shí)又能降低現(xiàn)有的貧化損失開展了大量研究工作，把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，并從中總結(jié)制定出了一套針對(duì)礦體厚度在0.8-2m，產(chǎn)狀不規(guī)則的礦體的開采方法。

第一步驟：需確定電鏟作業(yè)的采掘帶寬度，這一步也是最重要的，關(guān)系到后續(xù)鏟裝設(shè)備的效率以及爆破儲(chǔ)備區(qū)域的布置，計(jì)算方法如下：

將采區(qū)劃分為n條采掘帶，采剝?cè)O(shè)備條帶式作業(yè)；結(jié)合理論公式及主要鏟裝設(shè)備確定合理的采掘帶寬度，即：

Rwf：鏟裝設(shè)備站立水平最大挖掘半徑；單位（m）;查詢鏟裝設(shè)備額定參數(shù)可得；Rxm：鏟裝設(shè)備最大卸載半徑；單位（m）;查詢鏟裝設(shè)備額定參數(shù)可得；f：鏟桿規(guī)格利用系數(shù)，f=0.8-0.9；c：外側(cè)臺(tái)階坡底線至線路中心線距離，單位（m）；c=2-3m；h：臺(tái)階高度，單位（m），查詢礦山設(shè)計(jì)參數(shù)；α：臺(tái)階坡面角，單位（°），查詢礦山設(shè)計(jì)參數(shù)

第二步驟：提出了一種橫向采剝、縱向爆破兼尾隨爆破技術(shù)方案。挖掘設(shè)備按照固定的采掘帶寬度橫向采掘，新臺(tái)階的初次爆破選擇縱向爆破，完成新臺(tái)階準(zhǔn)備后的爆破方式選擇尾隨爆破，改變以往沿單一采掘帶順序爆破的方法，爆破工作面處于前后兩個(gè)區(qū)域內(nèi)，構(gòu)建一前一后的采掘區(qū)和待裝區(qū)，讓電鏟始終處于爆破儲(chǔ)備充足的區(qū)域，將電鏟因遇礦無(wú)工作面作業(yè)的時(shí)間降至最低。

圖2 縱向爆破示意圖

第三步驟：依據(jù)前期所開展的各項(xiàng)工作，結(jié)合盲小礦體產(chǎn)狀選擇相應(yīng)采礦方法。

（1）緩傾斜、傾斜盲小礦體采礦方法。此種方法為目前最常用的盲小礦體采礦方法，適用于傾角為5°-55°的緩傾斜、傾斜礦體。利用礦石質(zhì)量預(yù)報(bào)成果在開采前對(duì)盲小礦體區(qū)域進(jìn)行放線標(biāo)注說明，若礦體賦存于臺(tái)階中上部，則提前安排挖掘機(jī)從上一平臺(tái)隔離礦石上盤圍巖，圍巖量少時(shí)則用挖機(jī)拋甩至電鏟鏟裝區(qū)域。電鏟先剝離第一條采掘帶內(nèi)的廢土，當(dāng)推進(jìn)至礦巖接觸部位時(shí)，及時(shí)安排現(xiàn)場(chǎng)管理人員取樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果判定為含礦物料，則快速移動(dòng)電鏟至第二采掘帶繼續(xù)剝離廢土，此時(shí)調(diào)動(dòng)挖掘機(jī)自礦體上盤分層反裝礦巖，礦用卡車由上一臺(tái)階的運(yùn)輸平臺(tái)運(yùn)出，按此方法反裝第一采掘帶內(nèi)的所有盲小礦體。電鏟和液壓反鏟挖掘機(jī)在不同采掘帶間交替循環(huán)作業(yè)，直至該水平臺(tái)階內(nèi)的礦巖鏟裝結(jié)束（如圖3所示）。

圖3 緩傾斜、傾斜盲小礦體采礦方法示意圖

（2）陡傾斜—平行采掘帶走向盲小礦體采礦方法。該方法適用于傾角大于55°的陡傾斜礦體。該類型礦體在電鏟剝離推進(jìn)過程中只能看到礦體厚度面，根據(jù)礦石質(zhì)量預(yù)報(bào)成果清楚掌握礦體產(chǎn)狀形態(tài)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合電鏟采掘帶寬度運(yùn)用開采單元?jiǎng)澐旨夹g(shù)，精確劃分剝離單元與采礦單元，并采用技術(shù)交底單對(duì)電鏟操作人員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)交底。安排4.5m3挖機(jī)移動(dòng)至采礦單元作業(yè)，沿垂直礦體走向方向剝離礦石上覆廢土，直至剝離完礦體上盤圍巖完整揭露盲小礦體，再由1.6m3挖機(jī)移動(dòng)至沿礦體走向方向采礦作業(yè)，該種布置方式能有效減少挖掘機(jī)的調(diào)動(dòng)，直至所有盲小礦石采出，再移動(dòng)電鏟至原先第一剝離單元繼續(xù)剝離推進(jìn)，施工過程中嚴(yán)格遵循開采順序，應(yīng)注意工序3時(shí)4.5m3挖機(jī)剝離圍巖時(shí)的礦體出露情況，靈活調(diào)節(jié)作業(yè)設(shè)備。遇到盲小礦體時(shí)依此方法類推循環(huán)作業(yè)。

（3）陡傾斜—垂直采掘帶走向盲小礦體采礦方法。該方法適用于傾角大于55°的陡傾斜礦體。電鏟沿第一采掘帶方向內(nèi)的剝離單元推進(jìn)，當(dāng)電鏟推進(jìn)至采礦單元邊界時(shí)，電鏟繞過采礦單元向前移動(dòng)至剝離單元繼續(xù)剝離推進(jìn)；隨后安排4.5m3挖機(jī)移動(dòng)至電鏟原先作業(yè)位置對(duì)采礦單元作業(yè)，沿垂直礦體走向方向剝離礦石上覆廢土，直至完整剝離礦體兩側(cè)圍巖；再由1.6m3挖機(jī)移動(dòng)至沿礦體走向方向采礦作業(yè)，直至所有盲小礦石采出。

以上三種盲小礦體采礦方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：①利用爆破儲(chǔ)備量的優(yōu)化，結(jié)合各型號(hào)鏟裝設(shè)備的特點(diǎn)靈活調(diào)節(jié)設(shè)備在采剝推進(jìn)區(qū)域內(nèi)的作業(yè)順序，使采礦、剝離作業(yè)至始至終處于一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，解決以往電鏟作業(yè)遇礦停機(jī)時(shí)間占比較大的問題，具有較高的生產(chǎn)效率；②用機(jī)械開采取代人工回采盲小礦體具有較高的安全性，成本更低，采出礦石量更多；③劃分剝離單元與采礦單元，把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。

3 實(shí)施效果

通過本項(xiàng)目研究采礦方法的實(shí)施，曼家寨采場(chǎng)礦體最小可采厚度由以往2m～4m降至1m，礦山開采損失率由5%下降至2%左右，貧化率由8%下降至5%左右，最大程度確保礦產(chǎn)資源的回采利用；且15m3電動(dòng)液壓鏟的生產(chǎn)效率由去年3200m3/臺(tái)班提升為3500m3/臺(tái)班左右，接近該型號(hào)鏟裝設(shè)備的理論生產(chǎn)能力。與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較，其優(yōu)勢(shì)主要存在如下方面：①均衡了露天采礦規(guī)模化、設(shè)備大型化作業(yè)與開采盲小礦體損失、貧化率高的利弊，將如何降低采礦損失率、貧化率和提高礦山大型設(shè)備生產(chǎn)效率間達(dá)成共贏作為露天采礦技術(shù)水平高低的新標(biāo)準(zhǔn)；②改進(jìn)國(guó)內(nèi)大多數(shù)露天礦山僅研究采剝過程中的開采順序、開采方式及施工布置時(shí)空關(guān)系變換的露天采剝方法；③并提出用液壓反鏟挖掘機(jī)開采取代以往厚度在0.8m～2m的礦石只能讓人工回采的方法，在保證礦石最大限度不流失的前提下，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；④對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外露天開采方法存在多種分類，命名混亂，褒貶不一的現(xiàn)象，我們研究制定出了自己獨(dú)樹一幟的高效采礦方法，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展常態(tài)下已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

4 小結(jié)

本文針對(duì)曼家寨現(xiàn)有盲小礦體傳統(tǒng)工藝開采效率低，機(jī)械化程度低等特點(diǎn)，采用3dmine軟件并結(jié)合現(xiàn)有的鉆孔勘探資料的基礎(chǔ)上，采取了不同的開采方式，得到了如下結(jié)論：①大型礦業(yè)軟件3dmine為盲小礦體的賦存品味等提供了空間位置，給后期的開采提供了基礎(chǔ)的地質(zhì)及采礦資料。②針對(duì)盲小礦體的賦存狀態(tài)，因地制宜地提出了不同的開采方式，即采用爆破方式及大型設(shè)備的鏟裝調(diào)度方式的結(jié)合，完美地解決了現(xiàn)有盲小礦體的開采方式。③通過對(duì)，解決了傳統(tǒng)露天采礦方法回采此類盲小礦體時(shí)損失率、貧化率的控制與提高大型鏟裝設(shè)備生產(chǎn)效率的矛盾問題，能經(jīng)濟(jì)高效的回采該類型礦石，為公司帶來可觀經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]何令純,陳文祥．露天礦合理生產(chǎn)能力的確定[J]．金屬礦山,2000,(2)：16-18．

[2]黃勇,胡慶雄,趙興寬．多種因素變化的露天礦境界優(yōu)化[J]．金屬礦山,2011,(12)：35-38．