预留高陡边坡、陡帮全面推进工艺在别力金矿的应用

杨成方

(广南堂上金业有限公司)

预留高陡边坡、陡帮全面推进工艺在别力金矿的应用

杨成方

(广南堂上金业有限公司)

结合广南别力金矿实际开采条件，通过对高陡边坡、陡帮全面推进工艺进行优化，保障了矿山的正常生产，经济效益显著。该工艺可为露天矿境界矿石开采提供参考。

露天开采 高陡边坡 陡帮全面推进

通过浅部工程揭露，别力金矿区共圈出62条矿体，分布于长5 km，宽3.5 km的范围内。根据矿体的分布范围以及赋存层位、矿化类型等情况，分为赛鸭、波担山、安龙山、野猪冲4个矿段。其中波担山3条矿体，安龙山4条矿体，野猪冲13条矿体。波担山矿段为此次应用预留高边坡、陡帮全面推进采剥工艺的对象，该矿段位于广南别力金矿采矿许可证范围的东部，东西长1 500 m，南北宽800 m，面积为1.2 km2。别力金矿取得采矿许可证后，对Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#矿体进行露天开采及堆浸，主要对Ⅱ#矿体进行了开采，截至2011年5月，共采出矿石量16万t，平均品位为0.60 g/t。矿权范围内保有工业矿体氧化矿(122b+333)矿石量为15.76万t，金属量为110 kg，其中，(122b)矿石量为8.69万t，金属量为61 kg；(333)矿石量为7.07万t，金属量为49 kg。此外，批准认可的保有低品位(333)矿石量为 3.41万t，金属量为12 kg。在以往开采过程中，除储量核实的Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#矿体外，中部发现一些较小的盲矿体。为了综合利用资源，开采时选择了从波担山顶自上而下全面式推进采剥方法，经初步计算，完成最高至960 m标高的采剥总量，扣除已采剥的矿岩量，目前共需采剥总量约120万m3。

该矿山按采矿许可证核定的生产规模 5.00万t/a 进行建设，核定开采深度为1 035～960 m。矿区地形切割不大，海拔为810～1 150 m，相对高差为340 m，属低中山区。采场近EW向布置于山体南侧，南侧布置有排土场及堆浸场，办公生活区设置于矿区东侧1.4 km处，采场北侧(山脚810 m标高)为别力村，民房200余户，北侧地形坡度30°～40°，距矿区范围边界最近住户80～100 m，堂上至石山乡村公路沿波担山北侧沟谷经过别力村，由北至西南侧进入石山农场。

1 矿床开采技术条件

别力金矿的主要含矿层为上二叠统的大厂层(P2dc)、玄武岩组(P2β)、那梭长兴组(P2n+c)，含矿岩石为含碳含火山质粉砂岩、玄武岩、凝灰岩等。矿石与夹石及围岩没有明显界线，呈渐变过渡。围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、毒砂化等，石英多呈网脉状、团块状、透镜状产出。矿区地处红河、珠江两大水系分水岭珠江一侧，隶属珠江流域的区域水文地质单元补给区，地层岩性较简单，地质构造复杂，沟谷切割较深，地形坡度陡(一般大于20°)，岩石节理、裂隙发育，地下水补给面积小，地形利于地下水、地表水自然排泄。矿区矿体处于当地侵蚀基准面以上，主要含水层(组)属碎屑岩类及玄武岩类裂隙含水层(组)，富水性弱，且随季节性变化较大，矿坑充水来源以大气降雨为主。矿区矿床水文地质条件属弱裂隙含水层充水为主的简单类型。

矿区地质构造复杂，地层产状变化较大，露天矿坑深部矿体围岩完整性、稳定性较好，破碎带对矿床开采影响不大。之前对Ⅰ#矿体布置了4条探矿平硐，分别为PD0701(长约80 m)、PD0702(长约62 m)、PD0703(长约80 m)、PD2002(长约1 500m)，规格均为2 m×2 m，平硐目前保存完好，基本没有垮塌。

广南区地震基本烈度为6度，矿区地表水系虽发育，但未发生过泥石流灾害。矿区虽地形坡度较陡，地质构造发育，岩石相对破碎，但未发生过大规模的崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等地质灾害，仅在局部采场壁有小规模的崩塌发生，在剥离废石土区有小规模的浅层滑坡发生。矿区环境质量中等。

2 预留高陡边坡、陡帮全面推进采剥工艺

2.1 预留高陡边坡工艺

原设计采场长95～100 m，露天底标高为960 m，最高地面标高为1 150 m，设计生产作业台阶高10 m，台阶坡面角设计：上部风化层为40°～45°，未风化部分为55°。运输平台宽8～12 m，清扫平台宽6 m，最终帮坡角为43°～45°。设计确定的经济合理剥采比为9.52 m3/m3，设计平均剥比为3.6 m3/m3。圈入境界内矿石量为2.28万t，矿石平均品位为0.65 g/t，金属量为14.82 t。

根据别力金矿区实际地形条件，矿岩稳定性并借鉴周边矿山的开采经验，露天采场沿山体南侧山坡布置，将采场台阶工作线调整为与矿体斜交呈近EW向布置，走向近EW向布置，工作面工作线由南向北推进。南侧下部平台推进至北侧边缘时，在西侧预留今后修建至最高平台的运输路面，在北侧至西侧预留台阶边坡不采剥。通过进一步优化预留高陡边坡、陡帮全面推进采剥工艺参数，经过近2 a的实践，获得了较好的技术参数。

2.1.1 台阶高度

露天开采台阶高度主要根据采剥设备而定，别力金矿采用CAT320C挖掘机，潜孔钻机KQD-100型，挖掘机最大挖掘高度为8.9 m，潜孔钻孔深为18 m。按正常的挖掘机最大挖掘高度的1.2倍计算，台阶高度取值为10 m。因上部风化，最上部台阶高度按设计取10 m，深部因岩层完整性好，需进行爆破开采，台阶高度根据岩层情况逐步增大20%～30%，即台阶可以增高至12～13 m，根据别力金矿实际开采条件，局部岩层较稳地段可以增大至14 m。

2.1.2 台阶坡面角

广南别力金矿地层主要矿岩物理力学性质参数可参照表1选取，岩石抗剪强度参数可参照表2选取。经计算，边坡稳定系数一般不小于1.15，可见边坡仍处于稳定状态。根据矿床开采技术条件，确定离地表风化层台阶的坡面角为45°～50°，深部因岩层完整性好，对台阶坡面角进行优化，取值为65°～70°，局部达72°，但台阶高度取值必须相对调小。

2.1.3 安全平台宽度

按安全规程规定，非煤矿山安全平台宽度不小于3 m，因预留边坡待别力村搬迁后再进行开采，别力金矿对安全平台宽度调整至2.5～3 m，每3个安全平台预留一个4～5 m的清扫平台。根据设计确定的最大采剥总量20.5万m3/a，按5.0万t/a的开采量，别力村搬迁工作约在3 a内完成。按此推算，3 a共采剥63.5万m3，可采剥至1 000 m平台推进至预留边坡，此时形成的预留边坡帮坡角为59°。

2.2 帮坡全面推进采剥工艺

每个采剥台阶的采剥由山体南侧设定的地形线标高处向北全面推进，剥离台阶或采矿台阶一盘由1～2个组合成一个工作台阶，自上而下跟进式采剥，推进至最小工作平台宽度(15～20m)后，便可进行下一台阶的采剥推进，直至推进至预留高陡边坡要求的边坡为止，待别力村搬迁后便可对预留的北至西侧的边坡进行采剥。采场总体布置情况见图1。采剥推进情况见图2。

表1 岩石物理力学性质参数

表2 岩石抗剪强度 MPa

图1 采场布置情况

图2 采场采剥推进

2.3 施工、管理质量控制措施

(1)矿山生产应编制采剥计划，并确保完成采剥任务，采场持续稳定生产，不出现超欠挖等现象。

(2)在实施采剥计划时，陡帮全面推进，采剥开采工艺管理复杂，上下阶段之间应协调配合，严格确保定点采剥，按测定线推进。

(3)管理人员、采剥组及修理组应积极协调配合，对急需修理的机械设备及时修理，并配备足够的备用设备，检修时能及时调用。

(4)预留高陡边坡、陡帮全面推进采剥工艺平台较窄，工作帮坡角大，同时作业台阶多，运输车辆多，爆破作业点多，预留边坡局部风化或较破碎，不易控制边坡参数，因此，应采用标准化模式对作业现场进行管理。

3 结 语

根据别力金矿矿体赋存条件及周边特殊环境，成功应用了预留高陡边坡、陡帮全面推进采剥工艺，保障了矿山周边设施、人员安全、提前达产时间，及时解决了基建期间资金短缺等问题。经过近2 a的实践，实现了采剥总量20余万m3/a，取得了较好的经济效益，为类似条件以及中深部矿体开采提供了新模式。

2015-05-18)

杨成方(1972—)，男，工程师，663300 云南省文山市。