譚明洪，羅正華，趙 琛

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

銅街-曼家寨露天采場（以下稱銅曼采場）為山坡露天礦，礦區(qū)面積2.8km2。采場東幫區(qū)域巖性以片巖為主，局部矽卡巖，巖層破碎，部分邊坡與F0 斷層面交匯，邊坡整體穩(wěn)定性較差，因小范圍的錯動、滑移，致1275m 以上區(qū)域形成了大段高的“一面坡”；且采場東西兩幫上部覆蓋較厚的浮土層，表層風(fēng)化程度高，地質(zhì)復(fù)雜，地形狹窄，施工條件極為不利。一方面制約采場的安全生產(chǎn)，另一方面也限制了露天境界的擴(kuò)幫工程。

現(xiàn)目前銅-曼露天礦山采剝施工采用傳統(tǒng)的條帶式逐臺階推進(jìn)的方式，對于工作平盤較寬，工況條件較好的區(qū)域，該種方法可大幅度提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。但針對銅-曼露天礦山局部地形地質(zhì)條件復(fù)雜的高陡邊坡區(qū)域，因其尚無配套完善的開拓運(yùn)輸?shù)缆?，大型設(shè)備無法直達(dá)施工作業(yè)面，傳統(tǒng)的條帶式逐臺階推進(jìn)采剝施工方式已不適用。為降低礦山安全生產(chǎn)風(fēng)險，減輕邊坡安全隱患及礦山欠剝工程對礦山生產(chǎn)的不利影響。礦山技術(shù)人員通過大量實(shí)地勘查和收集相關(guān)資料后，決定自行探索一種新的施工方法，以解當(dāng)前問題。

1 工程概況

東幫邊坡處于F0 斷層上盤、F1 斷層下盤，分布地層以∈2t2-1 為主，上部為石英云母片巖夾少量薄層矽卡巖透鏡體，向深部過渡為中厚層狀細(xì)-粗晶方解石大理巖夾片巖，大理巖與片巖接觸部位，形成厚大似層狀矽卡巖，地表風(fēng)化強(qiáng)烈，風(fēng)化帶巖體結(jié)構(gòu)類型為散體-碎裂結(jié)構(gòu)，未分化巖體結(jié)構(gòu)類型為層狀結(jié)構(gòu)。

西幫出露地層主要為新寨巖組四巖段（Pt3x.4）：灰綠、淺灰、灰色二云片巖、綠泥片巖夾少量二云石英片巖、矽卡巖；新寨巖組五巖段（Pt3x.5）：灰綠、灰、淺灰色二云石英片巖夾少量二云片巖、矽卡巖；零星散布少量花崗斑巖體，整體巖性較為簡單，巖層主要為反傾，局部小斷層及節(jié)理巖體發(fā)育程度高，且無論在走向還是在傾向上都延伸很短，對邊坡穩(wěn)定構(gòu)成一定的影響。

2 施工方法概述

經(jīng)對東、西幫整改區(qū)域進(jìn)行初步地質(zhì)調(diào)查，其表層均有約8 ～18m 厚度分布不均的強(qiáng)風(fēng)化浮土層，無需爆破即可開挖，這給施工初始階段創(chuàng)造了有利條件。結(jié)合現(xiàn)狀地形地質(zhì)條件，靈活的采用“挖機(jī)、推土機(jī)、礦用汽車”等設(shè)備以及“穿孔爆破、挖掘、鏟裝、運(yùn)輸、推土”等組合式、多工藝聯(lián)合作業(yè)的方法進(jìn)行剝離施工。按施工步驟順序分為以下四個階段：①，清理浮土層，擴(kuò)寬工作面；②，平整工作面，集中裝運(yùn)表層浮土；③，臺階拋擲爆破，拋擲爆堆的集中裝運(yùn)；④，臺階松動爆破，條帶式剝離推進(jìn)。具體如下。

2.1 清理浮土層和擴(kuò)寬工作面

施工方法：在施工的初始階段，其表層浮土度大，地形狹窄，地勢陡，不具備鏟裝運(yùn)輸設(shè)備直接作業(yè)的施工條件。宜采用1.6m3或4.5m3挖機(jī)先將表層浮土甩至下部區(qū)域，同時擴(kuò)寬工作面，以便打開安全作業(yè)場地，如下圖1 所示。

圖1 挖機(jī)清理表層浮土作業(yè)示意圖

2.2 平整工作面和浮土集中清運(yùn)

施工方法：待挖機(jī)將表層工作面擴(kuò)寬后，采用推土機(jī)從上部逐層刮推剩余的浮土至下方集中堆積，同時在下方區(qū)域搭建裝載運(yùn)輸聯(lián)道，安排鏟運(yùn)設(shè)備將廢土集中清運(yùn)。直至將表層強(qiáng)風(fēng)化的浮土清理完成，并揭露出下層的硬質(zhì)基巖，以滿足穿孔設(shè)備的安全施工條件，如下圖2 所示。

圖2 推土機(jī)清理表層浮土作業(yè)示意圖

2.3 臺階拋擲爆破和爆堆的集中清運(yùn)

施工方法：待挖機(jī)和推土機(jī)將表層浮土清理完畢后，結(jié)合施工區(qū)域高邊坡、高臺階的地形條件，采用高臺階拋擲爆破的方法，直接將上部鏟裝運(yùn)輸設(shè)備不便于規(guī)模化施工的廢土一次性爆破拋擲到指定的區(qū)域堆積，然后在下方安排鏟運(yùn)設(shè)備完成集中清運(yùn)。這種方法的施工特點(diǎn)是，可以大大的縮減施工周期，降低該區(qū)域廢土的剝離搬運(yùn)成本，同時提高設(shè)備的勞動生產(chǎn)效率，如下圖3 所示。

圖3 拋擲爆破+集中清運(yùn)作業(yè)示意圖

拋擲爆破工藝及參數(shù)：爆破區(qū)域炮孔設(shè)計(jì)孔深11m，超深1m，采用梅花形布孔，采用鉆孔直徑178mm 潛孔鉆機(jī)穿孔。設(shè)計(jì)主要以將30%巖土拋擲到下方指定區(qū)域集中堆積。設(shè)計(jì)采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)選用數(shù)碼雷管12m 腳線，地表采用起爆母線連接，采用排間微差逐孔起爆網(wǎng)路。主要爆破參數(shù)見下表。

表1 弱拋擲爆破參數(shù)表

按照以上的爆破參數(shù)進(jìn)行爆破，爆破后可將前排30%-40%的巖土拋擲到下部集中堆積，巖土松散性良好，滿足設(shè)備鏟裝要求。

2.4 臺階松動爆破和條帶式剝離推進(jìn)

施工方法：隨著拋擲爆破施工區(qū)域臺階的下降以及采剝工作平盤寬度和工作線長度的增加。牙輪鉆、電鏟、礦用卡車等大型設(shè)備的安全施工條件得以保障，已經(jīng)具備規(guī)模化剝離施工的必要條件。至該階段后，可采用傳統(tǒng)的條帶式逐臺階推進(jìn)采剝施工方式，條件允許時可采用組合臺階尾隨式采剝工藝。這種施工方法的特點(diǎn)是，可以大大提高生產(chǎn)效率，極大地縮短區(qū)域整改施工周期。

3 具體實(shí)施及效果分析

3.1 具體實(shí)施方法簡述

在具體實(shí)施時采用的方法是：挖機(jī)甩土+推土機(jī)協(xié)助→拋擲爆破+上部挖機(jī)甩土+下部挖機(jī)裝運(yùn)→傳統(tǒng)臺階穿爆+電鏟裝運(yùn)→將甩方量集中清運(yùn)至排土場。

以東幫區(qū)域施工為例，首先，用4.5m3挖機(jī)配合推土機(jī)將施工區(qū)域上部表土風(fēng)化層甩至下部1230 平臺，以“甩+推”聯(lián)合作業(yè)的方式完成1350m 標(biāo)高上部工程量；待1350m 標(biāo)高平整后，通過拋擲爆破的方法將部分圍巖拋出，剩余量用4.5m3挖機(jī)進(jìn)行裝運(yùn)，同時再次擴(kuò)寬工作面，并搭建運(yùn)輸?shù)缆罚罱K滿足電鏟作業(yè)條件，最后，由電鏟進(jìn)行統(tǒng)一清運(yùn)。

3.2 實(shí)施效果分析

通過對銅曼采場東幫施工區(qū)域“挖機(jī)甩方+推土機(jī)推土”協(xié)同作業(yè)方式的跟蹤，對挖機(jī)以及推土機(jī)生產(chǎn)效率進(jìn)行了長時間的跟蹤記錄，詳見下表2 所示。

表2 “甩+推”設(shè)備效率統(tǒng)計(jì)表

統(tǒng)計(jì)跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，挖機(jī)在甩方過程中，由于不考慮裝車，挖機(jī)滿斗系數(shù)95%以上，一次甩方循環(huán)時間短，設(shè)備連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率提升較大；推土機(jī)在推排時，距離坡頂10m 位置推排效率最高，當(dāng)距離每增加10m，單次推排方量下降5%。

這樣的生產(chǎn)組織方式充分發(fā)揮了各型設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，①是挖機(jī)和推土機(jī)可以互補(bǔ)長短，相互協(xié)同；②是同時使4.5m3挖機(jī)的靈活性也得以體現(xiàn)，在不具備直接機(jī)械搬運(yùn)的條件下，用“挖機(jī)甩+推土機(jī)推”的方式將地形復(fù)雜的施工區(qū)域快速形成一定寬度的工作平臺，然后完善運(yùn)輸?shù)缆罚虎凼墙Y(jié)合特殊的高臺階地形條件，實(shí)施拋擲爆破，完成對上部廢土的快速搬運(yùn)和集中堆存，加快形成電鏟作業(yè)面，讓電鏟得以連續(xù)的作業(yè)，從而極大地提高生產(chǎn)效率。

4 適用性條件

（1）采用高臺階拋擲爆破時，需控制炸藥單耗，合理設(shè)計(jì)拋擲爆破單孔裝藥量、藥包埋深、藥柱高度、起爆網(wǎng)路及起爆方式等，并采取必要的減震護(hù)坡措施，才能確保拋擲爆破達(dá)到預(yù)期效果，同時降低爆破次生危害效應(yīng)。

（2）在施工初期階段，設(shè)備施工的安全條件受地形因素影響較大，同時挖機(jī)、推土機(jī)、運(yùn)輸車輛、鉆孔設(shè)備之間可能存在交叉影響的情況，因此，在現(xiàn)場施工監(jiān)管、安全和技術(shù)指導(dǎo)等工作應(yīng)隨之加強(qiáng)。

5 結(jié)語

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)及資料查新結(jié)果顯示，該種方法在國內(nèi)同等規(guī)模的露天礦山尚無類似的工程應(yīng)用實(shí)例。“挖機(jī)甩+推土機(jī)推”的聯(lián)合作業(yè)方式，往往是針對礦山一些特殊施工區(qū)域而不得不采用的方法，對于正常情況下的生產(chǎn)剝離工作，還是需要選擇傳統(tǒng)的條帶式剝離推進(jìn)方式才能發(fā)揮大型鏟運(yùn)設(shè)備的優(yōu)勢，提高礦山生產(chǎn)效率。

結(jié)合此種方法在我礦山所取得的良好實(shí)踐效果，可對國內(nèi)大多數(shù)露天礦山在復(fù)雜地質(zhì)地形條件區(qū)域施工提供重要的借鑒，同時也提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率，具有縮短施工周期，降低生產(chǎn)成本，可實(shí)施性高，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的實(shí)用推廣價值。