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        露天礦山殘余資源量開拓運輸方案研究
        ——以遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場為例

        2020-07-09 10:44:46張建忠
        資源信息與工程 2020年3期
        關(guān)鍵詞:礦山公路

        張建忠,陳 登,沈 杰,肖 亮,肖 林

        (貴州省地礦局一○二地質(zhì)大隊,貴州 遵義 563000)

        貴州碳酸鹽巖分布廣泛,巖石品級較高,是貴州省重要的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源之一[1],可作為工程建設(shè)砂石礦、水泥試劑的原材料。為合理開發(fā)貴州砂石礦資源,打造新的一個千億級產(chǎn)業(yè),目前貴州省推進建設(shè)了多個大中型礦山建設(shè);隨著生態(tài)文明建設(shè)以及綠色礦山的建設(shè),貴州推進砂石礦采礦權(quán)整合,提高資源利用率,對原采礦權(quán)有較多殘余資源儲量的礦山進行再開采利用,選擇該類型礦山合適的開拓設(shè)計有較強的廣泛性和必要性[2]?;诖?,本文以遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場為例,介紹陡傾角情況下少量殘留資源量開采設(shè)計方案,為該類型礦山開拓提供參考。

        1 采礦現(xiàn)狀分析

        遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場礦區(qū)范圍內(nèi)均為采空區(qū),采空區(qū)長約190m、高約135 m,自中部向北形成4個采礦臺階,均為采礦公路,寬3~8 m,特征如下:①第一個臺階,臺階頂部標高為+1 096~+1 021 m,底部標高為+1 043.33~+1 018.59 m,臺階高度3~55 m;②第二個臺階,臺階頂部標高為+1 043.51~+1 003.24 m,底部標高為+1 023.23~+1 001.22 m,臺階高度2~21 m;③第三個臺階,臺階頂部標高為+1 023.23~+1 001.22 m,底部標高為+1 004.69~+1 003.11 m,臺階高度0~19 m;④第四個臺階,臺階頂部標高為+1 004.69~+1 009.17 m,底部標高為+977.50~+965.31 m,臺階高度32~39 m。

        礦區(qū)范圍內(nèi)除西北面為暫用地方公益林區(qū)域外,其余范圍已基本剝離。自東向西形成一處采空區(qū),采空區(qū)長約260 m、高約113 m,形成三個臺階:①第一個臺階,臺階頂部標高為+1 075.81~+1 055 m,底部標高為+1 071.29~+1 047.19 m,臺階高度1~-14 m,臺階寬度3~9 m;②第二個臺階,臺階頂部標高為+1 071.29~+1 047.19 m,底部標高為+1 043.33~+1 040.07 m,臺階高度2~28 m,臺階寬度10~64 m;③第三個臺階,臺階頂部標高為+1 043.29~+1 039.77 m,底部標高為+968.34~+964.10 m,臺階高度74~79 m。

        在原礦區(qū)的東面因公路開拓形成了2個臺階,采空區(qū)長約160 m、高約75 m,特征如下:①第一個臺階,臺階頂部標高為+1 064.80~+1 040 m,底部標高為+1 027.31~+1 021.30 m,臺階高度18~39 m,臺階寬度10~27 m;②第二個臺階,臺階頂部標高為+1 027.31~+1 021.30 m,底部標高為+1 015.10~+987.55 m,臺階高度0~40 m,臺階寬度6~7 m。

        該礦山采空區(qū)+987 m以下為凹陷采坑,凹陷采坑位于采空區(qū)第3~4臺階內(nèi),現(xiàn)場勘查時無積水。

        2 開拓運輸方案研究

        2.1 礦山開拓運輸條件

        礦區(qū)地處貴州北部,屬中山侵蝕、剝蝕、溶蝕山地地貌,地貌形態(tài)多為山巒、斜坡,其間主要發(fā)育有由北向南的季節(jié)性沖溝。礦區(qū)附近最高海拔1 188 m,最低海拔930 m,最大高差258 m。侵蝕基準面為+900 m,在最低開采標高+980 m以下,地形有利于自然排水。

        2.2 礦山開拓方案選擇

        露天礦床開拓運輸方式主要有公路運輸開拓、帶式輸送機運輸開拓、鐵路運輸開拓、溜槽運輸開拓及聯(lián)合開拓等。由于礦區(qū)分布面積小,生產(chǎn)能力較小,從地形條件及安全考慮,該礦山可供選擇的開拓運輸方案主要有3類(表1)。通過表1對比得出:礦山面積相對較小,修建上山運輸公路必須從北面采空區(qū)邊坡通過,危險系數(shù)較大;若采用溜槽+公路開拓,運輸距離較短;若采用帶式輸送機開拓運輸,初期投資太大、工程量大等;最終對比認為方案二“溜槽+公路開拓”更適合于礦山。

        表1 不同開拓方案優(yōu)缺點對比表

        2.3 礦山開拓布置

        根據(jù)礦山實際地形條件,開采高差及采場與破碎站之間的相對位置,礦山現(xiàn)狀實際等確定礦山的開拓布置方案如下:①該礦山為露天開采,設(shè)計開采標高+1 064~+980 m,開采高度84 m,采用自上而下臺階式順序開采、中深孔爆破、機械鏟裝、公路運輸開拓;②利用已有的工業(yè)場地至X303縣道的礦山公路作為產(chǎn)品外運公路;③設(shè)計首采工作面平臺布置在礦區(qū)中部的+1 028 m標高,長≥60 m、寬≥28 m,鑿巖平臺布置在首采工作面平臺上部的+1 040 m標高,再按照工作面推進方向推進進行自上而下分臺階開采;④因礦區(qū)開拓公路多數(shù)位于礦區(qū)北面順向坡邊坡,危險系數(shù)大,且礦區(qū)東部已形成>45°的邊坡,有布置溜槽開拓的條件,設(shè)計采用溜槽+公路開拓運輸,爆破崩落下的礦石經(jīng)裝載機轉(zhuǎn)運至溜槽上部卸礦平臺,通過溜槽下溜至下部卸礦場,再通過挖掘機轉(zhuǎn)載至運輸汽車,通過開拓運輸公路運至破碎卸載平臺。

        2.3.1 溜槽開拓運輸

        利用礦區(qū)東部的采空區(qū)邊坡布置溜槽,溜槽設(shè)置在礦區(qū)中部,溜槽上部上口標高+1 028 m,下部標高+968 m,斜長75 m,傾角53°;溜槽采用梯形尺寸,上口寬4 m,下口寬2 m,深3 m。

        在溜槽上部設(shè)置上部卸礦平臺,作為采場工作平臺的卸礦倉使用,平臺底部標高+1 025 m,上口尺寸長8 m、寬6.2 m,下口尺寸長6 m、寬3.72 m,深3 m,容量90 m3。卸礦平臺需在每個開采平臺均布置,尺寸相同。

        在溜槽下部布置卸礦場,長60 m,寬25 m,標高+968~+965 m,坡度5°~7°。

        在溜槽下部卸礦場外圍設(shè)置溜槽擋石墻,擋石墻采用塊石+混凝土砌筑,強度C20,擋石墻采用梯形斷面:上寬1 m,下寬3 m,高3 m,外墻坡比1∶ 1.5,基礎(chǔ)深度0.5 m,總長67 m。

        2.3.2 公路開拓運輸

        第一緩坡段:自+986.5 m標高卸礦平臺至+986 m標高段開拓公路直接利舊原開拓公路,此段公路長50 m,坡度1%;

        縱坡段:自986 m標高沿原有進入凹陷采坑公路以9%的坡度向西、西北及北方向至+968 m標高,前段直接利用,中段需降坡改造,后段需適當(dāng)填方,此段公路長200 m(利用長度117 m),坡度9%;

        第二緩坡段:自968 m標高沿凹陷采坑底部邊緣以3%的坡度至+965.5 m標高到達溜槽底部卸礦場,需進行適當(dāng)填方,此段公路長84 m,坡度3%。

        3 結(jié)論

        綜上所述,遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場礦山面積較小,生產(chǎn)能力較小,運輸環(huán)境較復(fù)雜,危險系數(shù)較大,綜合對比3類運輸方案后,認為方案二“溜槽+公路開拓”更適合于礦山運輸環(huán)境。文章在分析總結(jié)礦山地形地貌、資源分布規(guī)律以及運輸方案的基礎(chǔ)上,確定了最終的開拓布置方案,以供礦山企業(yè)選擇。

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