專利名稱：一種露天高臺階采礦方法
一種露天高臺階采礦方法，適用于大型露天礦，特別適用于深凹大型露天礦。
迄今為止，硬礦物的露天開采的穿孔、爆破、裝載、運輸?shù)茸鳂I(yè)主要是在臺階狀的露天采場中進行，通常在多個臺階同時作業(yè)。目前我國露天礦的臺階高度一般為8米-12米，最高為15米，曾試驗過18米的高臺階采礦。北美、歐洲的一些大型露天礦臺階高度多為15米左右，前蘇聯(lián)曾試驗15米臺階并段的30米高臺階采礦。一般認(rèn)為，大型露天礦的開采深度較大時，臺階高度增加到40米-50米，可取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益，對高臺階采礦來說，隨著采礦參數(shù)的增大，必須采用直徑更大的深孔進行礦巖的爆破，對現(xiàn)有深孔鑿巖設(shè)備而言，解決高臺階開采所需更大的孔徑還是一個難題，美國最近研制的61R鉆機可鉆480mm的孔徑，但30米以上的高臺階采礦仍然受鉆孔設(shè)備發(fā)展水平的限制，另外，由于高臺階采礦需要采用更大的爆破參數(shù)進行礦巖的爆破，會導(dǎo)致不合格大塊礦巖，爆破飛石和空氣沖擊波的危險性增加，以及難以避免的根底和更加嚴(yán)重的后沖等，給裝載及后續(xù)臺階采礦造成了困難。采用露天高臺階開采，對所形成的坡面的完整性和穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，爆破參數(shù)和爆破規(guī)模的加大，增加了爆破設(shè)計和實施的難度。
本發(fā)明的目的是針對上述存在的難題，在現(xiàn)有鉆機設(shè)備水平的基礎(chǔ)上，增加露天開采強度，改善爆破效果，減少爆破對邊邦的后沖作用，確保露天開采所形成的坡面和邊邦的完整性及穩(wěn)定性，提出了一種增大露天開采的臺階高度，減少臺階數(shù)量，集中作業(yè)，簡化運輸線路，提高作業(yè)連續(xù)性，減少輔助作業(yè)，減小采剝化，提高礦山技術(shù)經(jīng)濟效益的露天高臺階采礦方法。
一種露天高臺階采礦方法，包括穿孔、爆破、裝載、運輸，其特征在于a.依據(jù)露天礦的開采方案和采場參數(shù)，設(shè)計確定礦巖中巷道的空間位置；b.在礦巖中開拓巷道，各巷道趨于平行，由斜坡道與露天礦外部相通；c.穿孔是在礦巖的巷道中進行，鉆孔排列成上向扇形深孔，鉆孔孔徑為105mm-200mm，鉆孔孔端位置距臺階礦巖表面2米-2.5米；d.在巷道中對礦巖的坡面界面深孔進行預(yù)裂爆破；e.爆破是在礦巖的巷道中進行。
由于本發(fā)明在礦巖的巷道中采用深孔鉆孔作業(yè)，采用相對小得多的孔徑及爆破參數(shù)進行爆破，從根本上解決了露天高臺階開采時的爆破效率低以及確保所形成坡面和邊邦的完整性及穩(wěn)定性的技術(shù)難題，減少了爆破對邊邦的后沖作用，將露天礦采用的臺階高度增大到30米-80米，減少了臺階數(shù)量，作業(yè)地點集中，簡化了運輸線路，提高了作業(yè)連續(xù)性，減少了輔助作業(yè)，減小了采剝比，提高了礦山的技術(shù)經(jīng)濟效果。
附圖
是本發(fā)明露天高臺階采礦方法的示意圖。
一種露天高臺階采礦方法，包括穿孔、爆破、裝載、運輸，其特征在于a.依據(jù)露天礦礦巖1的開采方案和采場參數(shù)，設(shè)計確定巷道2的空間位置；b.在礦巖中開拓巷道，最好用專用的全斷面掘進機進行巷道的掘進作業(yè)，山坡露天礦的巷道可由地表直接按設(shè)計的方向掘進，各巷道趨于平行，在深凹露天礦山條件下，在同一水平的巷道端部可設(shè)有一橫向巷道相互連通，然后由一個統(tǒng)一的斜坡道連至地表；c.穿孔是在礦巖的巷道中進行，依據(jù)露天開采境界內(nèi)的礦巖類型，礦巖物理力學(xué)性質(zhì)，可爆性所屬分級，同時作出區(qū)段劃分，進行鑿巖爆破參數(shù)設(shè)計，鉆孔排列成上向扇形深孔3，鉆孔孔徑可選用105mm-200mm，上向扇形深孔的排間距為20-28倍的鉆孔孔徑，鉆孔孔端位置距臺階礦巖表面2米-2.5米，以減少爆破飛石的危險性。爆破作業(yè)采用多排微差爆破起爆技術(shù)，以增加一次爆破量，減少爆破次數(shù)，提高爆破效果。由于采用相對小得多的鉆孔直徑，均勻的爆破參數(shù)，有利形成破碎均勻，而且相當(dāng)集中的大規(guī)模爆堆4，爆堆的高度大致等于臺階高度。裝載作業(yè)是用挖堀設(shè)備對爆堆采用自上而下地分段進行礦巖的裝載，也可采用大型索斗鏟在臺階上水平下挖的作業(yè)方式完成爆堆的部分裝載，剩下的12米-15米厚度的爆堆，再用常規(guī)的露天裝載方法。本發(fā)明形成的破碎均勻，相當(dāng)集中的大規(guī)模爆堆，采用汽車——破碎機——皮帶運輸機的半連續(xù)運輸工藝較為有利。在露天高臺階的條件下，由于作業(yè)集中，每個臺階服務(wù)年限會增加幾倍，因而可在每個階段水平單獨建立破碎站，簡化爆堆至破碎站的汽車運輸線路，降低運輸成本，此時露天礦可選擇合適位置建集配站，協(xié)調(diào)、集配各臺階的運輸，形成整個露天礦的連續(xù)運輸系統(tǒng)。本發(fā)明為露天礦采用完全的連續(xù)運輸工藝成為可能。
露天高臺階采礦，臺階的坡面也相應(yīng)高大，合理的坡面角和坡面的穩(wěn)定性是采用高臺階采礦需要著重解決的重要課題，可以在礦區(qū)工程地質(zhì)巖體力學(xué)等必要的工作基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元等數(shù)值分析方法確定相應(yīng)地段的坡面角，在穿孔、爆破設(shè)計中，在臨近坡面一側(cè)可先鉆預(yù)裂爆破孔5，進行預(yù)裂爆破，防止上向扇形深孔大量爆破時欲形成的預(yù)裂爆破坡面6的攏動和破壞。同時本發(fā)明的爆破線推進和爆破礦巖位移方向同所形成臺階坡面平行，幾乎可以完全避免爆破對邊邦的后沖作用，形成整體性和穩(wěn)定性良好的邊邦。
在同一水平，作業(yè)的順序應(yīng)該在臨近礦體的上盤先行最少一個巷道的裝載、運輸作業(yè)，然后再進行礦體的開采作業(yè)，防止礦石的貧化損失。安全運輸臺階7為安全運輸通道。
權(quán)利要求
一種露天高臺階采礦方法，包括穿孔、爆破、裝載、運輸，其特征在于a.依據(jù)露天礦的開采方案和采礦參數(shù)，設(shè)計確定礦巖中巷道的空間位置；b.在礦巖中開拓巷道，各巷道趨于平行，由斜坡道與露天礦外部相通；c.穿孔是在礦巖的巷道中進行，鉆孔排列成上向扇形深孔，鉆孔孔徑為105mm-200mm，鉆孔孔端位置距臺階礦巖表面2米-2.5米；d.在巷道中對礦巖的坡面界面深孔進行預(yù)裂爆破；e.爆破是在礦巖的巷道中進行。
全文摘要
一種露天高臺階采礦方法,適用于大型露天礦:本發(fā)明包括穿孔、爆破、裝載、運輸,其特征在于:依據(jù)露天礦的開采方案和采礦參數(shù),設(shè)計確定礦巖中巷道的空間位置;在礦巖中開拓巷道,各巷道趨于平行,由斜坡道與露天礦外部相通;穿孔是在礦巖的巷道中進行;對礦巖中的坡面界面深孔進行預(yù)裂爆破;爆破是在礦巖的巷道中進行,本發(fā)明將露天礦的臺階高度增高到30米－80米,提高了開采強度和裝載效率,進而提高了礦山的經(jīng)濟效益。
文檔編號E21C41/26GK1178284SQ97119908
公開日1998年4月8日 申請日期1997年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月23日
發(fā)明者孫忠銘 申請人:北京礦冶研究總院