袁鳳斌 于愛(ài)國(guó)

(黑龍江烏拉嘎黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司)

團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)二期工程淺析

袁鳳斌 于愛(ài)國(guó)

(黑龍江烏拉嘎黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司)

團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)二期工程歷時(shí)約19 a，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)取得了相當(dāng)可觀(guān)的成果。分別從主要技術(shù)指標(biāo)完成情況、主要開(kāi)采工藝等方面對(duì)團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)二期工程的成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)分析，可為礦山企業(yè)更好地開(kāi)展露天采剝技術(shù)管理工作提供參考。

露天采場(chǎng) 二期工程 開(kāi)采工藝

團(tuán)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(gè)階段。一期工程于1976年正式開(kāi)始，設(shè)計(jì)開(kāi)采方式為露天開(kāi)采，主要開(kāi)采東露天，生產(chǎn)規(guī)模為500 t/d；二期擴(kuò)建工程于1989年正式開(kāi)始，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模1 200 t/d，當(dāng)時(shí)為全國(guó)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(jì)采出礦石916萬(wàn)t，比設(shè)計(jì)多出礦91萬(wàn)t。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中始終堅(jiān)持“采剝并舉、剝離先行”的原則，不斷完善二期工程設(shè)計(jì)，整個(gè)工程進(jìn)展順利，礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成果相當(dāng)可觀(guān)。通過(guò)對(duì)二期工作中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(kāi)采現(xiàn)狀

團(tuán)結(jié)溝采礦場(chǎng)采用露天開(kāi)采，單一公路開(kāi)拓、汽車(chē)運(yùn)輸，組合臺(tái)階陡幫剝離，緩幫采礦方法開(kāi)采。采區(qū)分東、西2個(gè)露天采場(chǎng)，兩采場(chǎng)封閉圈相距約 80 m。東采場(chǎng)從1976年2月正式開(kāi)采，1989年1月二期擴(kuò)建，2000年初開(kāi)采到65 m水平后暫停開(kāi)采，形成285～65 m臺(tái)階22個(gè)；從2008年7月開(kāi)始對(duì)東采場(chǎng)南幫境界外資源進(jìn)行擴(kuò)境開(kāi)采，現(xiàn)開(kāi)采到90 m水平，計(jì)劃2015年底開(kāi)采到75 m水平后結(jié)束開(kāi)采(見(jiàn)圖1)。西采場(chǎng)從1994年5月正式開(kāi)采，2008年6月開(kāi)采到10 m水平結(jié)束開(kāi)采，形成242～10 m臺(tái)階23個(gè)(見(jiàn)圖2)。

圖1 東露天采場(chǎng)現(xiàn)狀

圖2 西露天采場(chǎng)現(xiàn)狀

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)完成情況分析

團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)二期工程從1989年大規(guī)模開(kāi)采東采場(chǎng)開(kāi)始，至2008年6月西采場(chǎng)開(kāi)采結(jié)束，歷時(shí)約19 a，共計(jì)采出礦石約916萬(wàn)t，巖石9 199萬(wàn)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(jiàn)表1。

表1 團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)二期工程開(kāi)采情況統(tǒng)計(jì)

由表1可知，采礦量實(shí)際比設(shè)計(jì)多采出約11.03%，剝巖量實(shí)際比設(shè)計(jì)減少約9.73%，剝采比實(shí)際比設(shè)計(jì)降低18.70個(gè)百分點(diǎn)，采礦損失率實(shí)際比設(shè)計(jì)指標(biāo)降低1.23個(gè)百分點(diǎn)，礦石貧化率實(shí)際比設(shè)計(jì)降低2.51個(gè)百分點(diǎn)。由于團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)在生產(chǎn)中以二期工程設(shè)計(jì)為依據(jù)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，加強(qiáng)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(tái)階陡幫剝巖、緩幫采礦工藝，取得了上述成績(jī)。

2 主要開(kāi)采工藝

2.1 開(kāi)拓工程簡(jiǎn)析

2.1.1 開(kāi)拓方案

團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)設(shè)計(jì)為公路運(yùn)輸開(kāi)拓，總出入溝，單一汽車(chē)運(yùn)輸方式，道路為礦山二級(jí)公路，運(yùn)輸平臺(tái)寬度12 m，道路縱坡8%，緩坡段長(zhǎng)60 m，最小平面曲線(xiàn)半徑45 m，最小回頭曲線(xiàn)半徑25 m，開(kāi)拓坑線(xiàn)采用螺旋坑線(xiàn)或回返坑線(xiàn)或螺旋坑線(xiàn)與回返坑線(xiàn)聯(lián)合布置；臺(tái)階高度10 m，并幫20 m，臺(tái)階邊坡角50°～70°，清掃平臺(tái)寬度8～15 m。在生產(chǎn)中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，運(yùn)輸平臺(tái)寬度為8～12 m，道路縱坡8%～10%，清掃平臺(tái)寬度6～10 m。該方案優(yōu)點(diǎn)是基建時(shí)間短，投資少，管理簡(jiǎn)單；公路運(yùn)輸線(xiàn)路坡度大，轉(zhuǎn)彎半徑小，線(xiàn)路工程量少；機(jī)動(dòng)靈活，可提高挖掘機(jī)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(jì)露天采場(chǎng)最大匯水量：東采場(chǎng)40 579 m3/d， 西采場(chǎng)43 078 m3/d。設(shè)計(jì)在采場(chǎng)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(chǎng)內(nèi)積水揚(yáng)至封閉圈排水溝導(dǎo)出場(chǎng)外；在采場(chǎng)外圍迎水面挖截(排)水溝，攔截和疏導(dǎo)可能進(jìn)入采場(chǎng)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(tái)設(shè)固定泵站，有2臺(tái)100ZJ-1-A50型渣漿泵(1開(kāi)1備)；防洪期間2臺(tái)同時(shí)工作，排水能力600 m3/h大于計(jì)算所需的521 m3/h。在坑底儲(chǔ)水池設(shè)2臺(tái)300QJ320-64型潛水泵(1開(kāi)1備)；防洪期間2臺(tái)同時(shí)工作，排水能力640 m3/h大于計(jì)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(tái)設(shè)固定泵站，有2臺(tái)100ZJ-1-A50型渣漿泵(1開(kāi)1備)；防洪期間2臺(tái)同時(shí)工作，排水能力600 m3/h大于計(jì)算所需的 553 m3/h。在坑底儲(chǔ)水池設(shè)2臺(tái)300QJ330-105/5型潛水泵(1開(kāi)1備)；防洪期間2臺(tái)同時(shí)工作，排水能力660 m3/h大于計(jì)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(wú)縫鋼管。目前，現(xiàn)有排水設(shè)施可滿(mǎn)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(yùn)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(shí)截水溝采用漿砌片石護(hù)坡。兩采場(chǎng)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(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)自1976年正式開(kāi)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(kāi)采

2.2.1 境界管理

(1)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)或修正的境界施工，靠近最終邊幫施工時(shí)，由測(cè)量人員及時(shí)放點(diǎn)確定境界線(xiàn)。

(2)采用控制爆破技術(shù)，減少爆破震動(dòng)對(duì)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(xiàn)，及時(shí)清理坡面浮石，重點(diǎn)地段由專(zhuān)人跟班作業(yè)。

2.2.2 開(kāi)采工藝管理

(1)穿孔作業(yè)。采用KQG-150潛孔鉆機(jī)，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(pán)抵抗線(xiàn)為4～6 m，超深1.5～2.0 m，采用排間錯(cuò)列的形式布孔。礦區(qū)穿孔作業(yè)由技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)布孔，不合格鉆孔進(jìn)行補(bǔ)孔作業(yè)。鉆機(jī)穩(wěn)車(chē)時(shí)，與坡頂線(xiàn)的最小距離為硬巖2.5 m、軟巖3.5 m，鉆機(jī)與鄰近臺(tái)階坡下的鏟裝設(shè)備不應(yīng)同時(shí)作業(yè)。穿鑿第1排孔時(shí)，鉆機(jī)的中軸線(xiàn)與臺(tái)階坡頂線(xiàn)的夾角應(yīng)不小于45°。 鉆機(jī)移動(dòng)時(shí)，機(jī)下應(yīng)有人引導(dǎo)和監(jiān)護(hù)。鉆機(jī)不宜在坡度超過(guò)15°的坡面上行走；如果坡度超過(guò)15°，應(yīng)放下鉆架，由專(zhuān)人指揮，并采取防傾覆措施，通過(guò)高低壓線(xiàn)路時(shí)，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(gè)段位1次最大起爆藥量不超過(guò)500 kg，每個(gè)采區(qū)1次爆破藥量一般不超過(guò)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(xiàn)不小于4 m。爆破前 0.5 h做好現(xiàn)場(chǎng)清場(chǎng)和警戒工作，特別要注意井下施工人員撤離現(xiàn)場(chǎng)。爆破作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)置堅(jiān)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(jī)與裝載機(jī)相結(jié)合的方式，以電鏟或挖掘機(jī)為主。最小工作平臺(tái)寬度為35 m，非工作平臺(tái)寬度 15 m，挖掘機(jī)最小工作線(xiàn)長(zhǎng)度為200 m。設(shè)備作業(yè)時(shí)，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(kāi)到安全地帶。運(yùn)輸設(shè)備不應(yīng)裝載過(guò)滿(mǎn)或裝載不均，也不應(yīng)將巨大巖塊裝入車(chē)的一端，以免引起翻車(chē)事故。裝車(chē)時(shí)鏟斗不應(yīng)壓碰汽車(chē)車(chē)幫，鏟斗卸礦高度應(yīng)不超過(guò)0.5 m，以免震傷司機(jī)，砸壞車(chē)輛。

(4)運(yùn)輸作業(yè)。運(yùn)輸車(chē)輛選用載重20～30 t礦用自卸車(chē)，道路坡度控制在8%以?xún)?nèi)。運(yùn)礦車(chē)每車(chē)須經(jīng)地中衡檢斤計(jì)量；剝巖車(chē)應(yīng)保證達(dá)到規(guī)定的載重量，按車(chē)計(jì)數(shù)。應(yīng)按安全規(guī)程要求控制車(chē)速，確保行車(chē)安全，不應(yīng)在運(yùn)行中升降車(chē)斗。卸礦平臺(tái)應(yīng)有足夠的調(diào)車(chē)寬度。卸礦地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置牢固可靠的擋車(chē)設(shè)施，并安排專(zhuān)人指揮。

(5)排土作業(yè)。在采坑附近選取排土場(chǎng)。采取自修路運(yùn)輸排巖，將廢石直接運(yùn)到排土場(chǎng)，然后用推土機(jī)推排殘留的廢石及整理排卸平臺(tái)，對(duì)于暫不利用的貧礦、氧化礦要分別堆存。排土場(chǎng)堆置順序分為單臺(tái)階排土、覆蓋式多臺(tái)階排土、壓坡角式組合臺(tái)階排土。采用汽車(chē)-推土機(jī)排土工藝，要保證有1臺(tái)推土機(jī)在排土場(chǎng)作業(yè)。每個(gè)排土工作面向坡頂線(xiàn)方向有2%～5%的反坡。排土場(chǎng)要有安全擋墻，高度應(yīng)不小于該卸礦點(diǎn)各種運(yùn)輸車(chē)輛最大輪胎直徑的2/5。 排土場(chǎng)作業(yè)平臺(tái)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(shí)將大塊巖石堆棄在排土場(chǎng)底層以穩(wěn)定基底。排土場(chǎng)作業(yè)平臺(tái)要平整，排土線(xiàn)整體均衡推進(jìn)，坡頂線(xiàn)呈直線(xiàn)形或弧形。排土安全車(chē)擋或反坡不符合規(guī)定、坡頂線(xiàn)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(shí)，汽車(chē)不應(yīng)進(jìn)入該危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)，經(jīng)查明原因及時(shí)處理后，方可恢復(fù)排土作業(yè)。對(duì)于有表土層的區(qū)域，剝離時(shí)應(yīng)將表土送往附近排土場(chǎng)堆放，待場(chǎng)地平整結(jié)束后再用推土機(jī)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(chǎng)環(huán)境治理的有關(guān)工作。

2.2.3 陡幫開(kāi)采

陡幫開(kāi)采即多臺(tái)階輪流開(kāi)采，工作幫坡角一般為25°～35°，有時(shí)還可以接近最終邊坡角。在生產(chǎn)中，工作臺(tái)階和和非工作臺(tái)階輪流開(kāi)采，工作平臺(tái)寬度不小于35 m，非工作平臺(tái)寬度一般為15 m。最終邊幫可按設(shè)計(jì)使用2個(gè)臺(tái)階并段。實(shí)施陡幫開(kāi)采可采取的措施有：①橫向采掘，即挖掘機(jī)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(pán)寬度；③采用深度法設(shè)置備采礦量，即在剝巖時(shí)使幫坡角變陡，可使備采礦量加大。

2.3 邊坡管理

團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)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(lái)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(duì)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(shí)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(qiáng)度參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，確定合理穩(wěn)定的最終幫坡角；②采取控制開(kāi)采強(qiáng)度的辦法，使巖體回彈變形緩慢釋放；③在非工作幫回采過(guò)程中，留置一定厚度(8～15 m)的安全平臺(tái)；④減震爆破；⑤邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，由測(cè)量人員定期對(duì)要害部位進(jìn)行位移觀(guān)測(cè)，如有異常情況及時(shí)報(bào)告。

3 結(jié) 語(yǔ)

在對(duì)團(tuán)結(jié)溝露天采場(chǎng)主要指標(biāo)完成情況分析的基礎(chǔ)上，分別從該露天采場(chǎng)的采礦工藝方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(xiàn)·

我國(guó)礦業(yè)首個(gè)協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在北京成立

我國(guó)礦業(yè)領(lǐng)域第一個(gè)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(guó)科協(xié)指導(dǎo)下的礦業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)助力工程的重要組織，中國(guó)礦業(yè)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟由高校國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)企業(yè)和行業(yè)大型企業(yè)組成驅(qū)動(dòng)載體。

中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)作為聯(lián)盟的組織與協(xié)調(diào)平臺(tái)，推動(dòng)創(chuàng)新載體不斷提供高新技術(shù)與裝備，驅(qū)動(dòng)載體利用創(chuàng)新載體提供的技術(shù)與裝備，創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，兩個(gè)載體相互交流，協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)共贏(yíng)。 中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)何滿(mǎn)潮，被推選會(huì)聯(lián)盟理事長(zhǎng)。

2014-10-14)

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