羅正華，譚明洪，趙 琛，魯 智

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

1 背景

銅街- 曼家寨露天采場(chǎng)為山坡露天礦。采場(chǎng)東幫邊坡巖性主要為片巖，局部矽卡巖，巖層破碎，東幫部分邊坡與F0 斷層面交匯，邊坡整體穩(wěn)定性較差，且邊坡局部已出現(xiàn)小范圍位移、坍塌、滑坡，制約采場(chǎng)的安全生產(chǎn)；同時(shí)，隨著境界擴(kuò)幫工程的推進(jìn)，西幫區(qū)域欠剝離問題嚴(yán)峻，嚴(yán)重影響了采場(chǎng)正常采剝作業(yè)的有序推進(jìn)和礦山的健康、可持續(xù)發(fā)展。

2 目的

為減少礦山安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，降低邊坡安全隱患對(duì)采剝生產(chǎn)的制約，從根本上解決礦山采剝作業(yè)推進(jìn)困難、主要運(yùn)輸線路頻繁變更、維護(hù)困難等問題，公司決定對(duì)銅曼采場(chǎng)東幫區(qū)域?qū)嵤┌踩?，?duì)西幫區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)幫。然而，面臨的難題是現(xiàn)階段采場(chǎng)東西幫尚無配套完善的開拓運(yùn)輸?shù)缆?，受施工區(qū)域地質(zhì)地形條件限制，電鏟、牙輪鉆機(jī)、100t 級(jí)礦用卡車等大型設(shè)備無法直達(dá)施工作業(yè)面，傳統(tǒng)的逐臺(tái)階下降條帶式推進(jìn)的采剝施工方式已無法適用于這種復(fù)雜地形條件。該區(qū)域的剝離整改工作一時(shí)陷入困境，只能“另辟蹊徑”，采取特殊的采剝方法進(jìn)行施工。

3 施工區(qū)域現(xiàn)狀

3.1 采場(chǎng)東西幫施工區(qū)域工程地質(zhì)條件

東幫邊坡處于F0 斷層上盤、F1 斷層下盤，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)。

西幫出露地層巖性較為簡單，巖層主要為反傾，對(duì)邊坡穩(wěn)定有利。局部小斷層及節(jié)理巖體發(fā)育發(fā)育，其無論在走向還是在傾向上都延伸很短，對(duì)邊坡穩(wěn)定構(gòu)成一定的影響。

3.2 采場(chǎng)東西幫施工區(qū)域地形條件

經(jīng)對(duì)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8m ～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。

4 采剝方式概述

根據(jù)現(xiàn)有掌握的基礎(chǔ)資料，技術(shù)人員多次深入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，經(jīng)研究討論，決定結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)地形條件，根據(jù)不同的施工階段，靈活的采用“挖機(jī)、推土機(jī)、礦用汽車”等設(shè)備進(jìn)行剝離整改。按施工步驟順序有：第①步，清理浮土層，擴(kuò)寬工作面；第②步，平整工作面，集中裝運(yùn)表層浮土；第③步，臺(tái)階拋擲爆破，拋擲爆堆的集中裝運(yùn)；④臺(tái)階松動(dòng)爆破，條帶式剝離推進(jìn)。具體如下。

4.1 清理浮土層，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(shì)陡，不具備鏟裝運(yùn)輸設(shè)備直接作業(yè)的施工條件，尤其是運(yùn)輸設(shè)備無法直達(dá)作業(yè)面進(jìn)行直接裝運(yùn)。宜采用1.6m3 或4.5m3 挖機(jī)先將覆蓋植被與表層浮土甩至下部區(qū)域，同時(shí)擴(kuò)寬工作面，以便打開安全作業(yè)場(chǎng)地。

4.2 平整工作面，集中清運(yùn)表層浮土

待挖機(jī)將表層施工工作面擴(kuò)寬后，采用大型推土機(jī)從上部開始依次刮推剩余的表層浮土至下部區(qū)域集中堆積，同時(shí)在下部區(qū)域，根據(jù)有利地形條件搭建裝載運(yùn)輸聯(lián)道，安排挖機(jī)和運(yùn)輸車輛，將推土機(jī)推下的廢土集中清運(yùn)完成。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)基巖時(shí)，再將工作面加以平整，以滿足穿孔設(shè)備的安全施工條件。這種方法的施工特點(diǎn)是，采用推土機(jī)接替挖機(jī)完成剩余浮土層的清理工作，二者可相互協(xié)調(diào)，互補(bǔ)長短，根據(jù)不同的地勢(shì)地形條件靈活的選擇用推土機(jī)還是挖機(jī)進(jìn)行表層附圖的清理工作，可以充分發(fā)揮挖機(jī)、推土機(jī)的使用效能，如下圖1 所示。

4.3 臺(tái)階拋擲爆破，拋擲爆堆的集中清運(yùn)

待挖機(jī)和推土機(jī)將表層浮土清理完畢，并平整工作面后，結(jié)合施工區(qū)域?qū)俑哌吰隆⒏吲_(tái)階的地形條件的特點(diǎn)，宜采用高臺(tái)階拋擲爆破的施工方法，直接將上部鏟裝運(yùn)輸設(shè)備不便于規(guī)?；┕さ膹U土進(jìn)行一次性拋擲到指定的區(qū)域堆積，然后在上部安排挖機(jī)甩方，下部安排鏟裝運(yùn)輸設(shè)備集中清運(yùn)拋擲下來的廢土。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(shí)提高設(shè)備的勞動(dòng)生產(chǎn)效率，如下圖3所示。

圖2 拋擲爆破+ 集中清運(yùn)作業(yè)示意圖

4.4 臺(tái)階松動(dòng)爆破，條帶式剝離推進(jìn)

隨著拋擲爆破施工區(qū)域臺(tái)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)備的安全施工便利條件得以釋放，已經(jīng)具備規(guī)模化剝離施工的必要條件。因此，至該階段后，可采用傳統(tǒng)的逐臺(tái)階下降條帶式推進(jìn)的采剝施工方式，條件允許時(shí)可采用組合臺(tái)階尾隨式采剝工藝，考慮到施工區(qū)域是臨近邊坡或F0 斷層破碎帶，應(yīng)必要的減震控制爆破措施。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。

5 實(shí)施及效果分析

5.1 施工區(qū)域設(shè)備效率統(tǒng)計(jì)

通過對(duì)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(duì)挖機(jī)以及推土機(jī)生產(chǎn)效率進(jìn)行了長時(shí)間的跟蹤記錄，詳見下表1 所示。

表1 “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(shí)間短，設(shè)備聯(lián)系作業(yè)，生產(chǎn)效率提升較大；推土機(jī)在推排時(shí)，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%。

5.2 爆破技術(shù)革新

5.2.1 拋擲爆破工藝及參數(shù)

施工區(qū)域初期滿足穿爆條件后，上部平臺(tái)外側(cè)爆破帶采用局部拋擲爆破施工方法，將部分巖土拋擲到下方邊坡底，減少鏟裝設(shè)備的作業(yè)量，快速將上部作業(yè)區(qū)域施工至滿足鏟裝要求的工作面。爆破區(qū)域采用梅花形布孔，設(shè)計(jì)裝藥方式為連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)；采用排間微差逐孔起爆方式，地表采用起爆母線連接，主要以起爆時(shí)間的控制來實(shí)現(xiàn)將前排30% ～40% 巖土拋擲到邊坡上，達(dá)到搞高整改效率的目的。

5.2.2 鄰近邊坡階梯式爆破

為了提高露天礦山鄰近邊坡施工效率，減少礦山鄰近邊坡穿爆工程量；低鄰近邊坡爆破施工難度，提高邊坡爆破質(zhì)量，降低邊坡爆破成本；在最終境界20m 范圍內(nèi)采用鄰近邊坡階梯式爆破方法進(jìn)行爆破，鄰近邊坡階梯式爆破方法以露天礦山最終境界為藍(lán)圖橫向采剝、縱向爆破的爆破技術(shù)方案，爆破帶均平行于露天礦山最終境界沿走向布置，穿孔設(shè)備按照固定的爆破帶寬度橫向穿孔爆破。鄰近邊坡階梯式爆破方法參數(shù)如表2 所示

表2 鄰近邊坡階梯式爆破方法爆破參數(shù)表

6 實(shí)踐總結(jié)及成果推廣

采場(chǎng)東幫完全整改區(qū)域通過“甩+ 推→拋擲爆破+ 挖機(jī)甩方+ 鏟裝→電鏟鏟裝→甩方量集中鏟裝”生產(chǎn)組織優(yōu)化，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了剝離量；同時(shí)在2020 年初銅曼采場(chǎng)西幫擴(kuò)幫區(qū)域開始施工，根據(jù)東幫整改區(qū)域施工的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合“甩+ 推”的作業(yè)方式，經(jīng)過一個(gè)月的施工作業(yè)面準(zhǔn)備便具備電鏟鏟裝運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)條件，加快了西幫擴(kuò)幫工程的進(jìn)度。此種方法在我礦山所取得的良好實(shí)踐效果，對(duì)國內(nèi)大多數(shù)露天礦山在復(fù)雜地質(zhì)地形條件區(qū)域施工提供借鑒，同時(shí)也提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率，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)，極具實(shí)用推廣價(jià)值。

7 適用條件

（1）“挖機(jī)甩+ 推土機(jī)推”的作業(yè)方式適用于表層浮土度大，地形狹窄，地勢(shì)陡；新開段工作區(qū)域，難以配套完善的開拓運(yùn)輸?shù)缆?，不具備鏟裝運(yùn)輸設(shè)備直接作業(yè)的施工條件，尤其是運(yùn)輸設(shè)備無法直達(dá)作業(yè)面進(jìn)行直接裝運(yùn)（電鏟、牙輪鉆機(jī)、100t 級(jí)礦用卡車等大型設(shè)備無法直達(dá)施工作業(yè)面）的區(qū)域。

（2）“挖機(jī)甩+ 推土機(jī)推”的作業(yè)方式在施工區(qū)域下方需具備設(shè)置甩方量的臨時(shí)堆存點(diǎn)的空間，并且選擇的區(qū)域盡可能的寬闊，便于后期對(duì)甩方量的搬運(yùn)，應(yīng)配置完善的安全保障措施。