复杂条件下露天开采工艺分析

田于野

摘 要： 我国具有丰富的矿产资源，但受制于经济和政策等因素的影响，我国矿产资源的现代化开发起步较晚。近年来随着社会发展过程中对于矿产资源需求量的增加，矿产资源开采比重逐年增中，开采技术水平和机械化程序也大幅度提高。在矿产资源开采工作中，露天开采量占总开采量的较大的比重。随着露天开采量的不断增加，需要合理选择露天开采工艺，确保在复杂条件下能够实现安全、高效的开采作业。文中从复杂条件下露天开采工艺选择入手，分析了露天开采工艺，并进一步对采空区处理常用方法进行了具体的阐述。

关键词： 复杂条件；露天开采工艺；原则；采空区处理；台阶推进方法

1复杂条件下露天开采工艺选择

在选择露天开采工艺时，需要以矿床赋存条件和社会经济条件作为选择的依据。针对于矿床剥离物赋存条件来选择适宜的采装设备，以此来对开采效益进行改善。这其中剥离物赋存主要包括剥离物挖掘，矿田内剥离物类型，剥采比及覆盖层厚度，矿床含水特征。矿物层赋存特征主要包括矿物层厚度、矿物层组成、矿物层倾角及变化等为主，这其中矿物层倾角对于新水平降深速度、分层开采、剥采比及能否实现剥离物内排都具有较大的影响。另外，矿田特征也是露天开采工艺选择时必然要考虑的因素。对于矿田开采范围和深度，则会涉及到是进行露天布置还是地下开采布置。同时矿田及周围地区地形特征会对开采工艺具有决定性作用。另外，外排土场位置及地理位置等也是选择开采工艺时需要考虑的重要因素。 在复杂条件下露天开采作业时，露天开采工艺的选择还要对资金、动力供应、设备配件条件、产量规模、占地及生态环境影响等一些经济条件进行必要的考虑。

2露天开采工艺

2.1传统开采工艺

2.1.1平缓矿床的开采工艺

对于倾角在12°以下的矿床则称为平缓矿床，针对于这种矿床在开采时可能采用三种开采工艺。利用倒推法进行开采时，可以利用索斗铲或是机械铲，这样可以将剥离物推到前一采掘带范围内，并向前推进采矿工作，通过多次推倒，从而达到较好的效果。利用横运法开采时，会利用到悬壁排土机和排水桥，可以将剥离物运至采空区内，具体对剥离物运送过程中，剥离物与工作线保持垂直状态，在剥离厚度较大的开采情况下适宜采用这种方法。应用纵运法开采时，运用机车或是带式输送机将剥离物运至采空区，运送过程中剥离物需要绕过端帮，纵运法具有较强的灵活性，而且在應用时不受剥离岩石厚度及运输设备规格的限制。

2.1.2倾斜矿床的开采方法

在对倾斜矿床开采过程中，需要将剥离物运送至场外，当开采达到一定深度后，则要对采空区进行内排，可以采用垂直矿体走向和沿矿体方向两种方法进行。在对推进方向和初始位置进行选择时，要对基建剥离量、生产剥采比的均衡、生产能力、运输方式及矿床地质地形条件等因素充分考虑，在研究开采工艺时，则要对推迟剥离高峰、减少基建剥离量及经济效益等进行综合考虑。

2.2现代露天开采工艺

2.2.1表土剥离工艺

表土剥离工艺的两种方法，排土机、带式输送机和轮斗进行连续开采的工艺以及使用卡车和单斗进行间断开采。若表土硬度小、松散，则优先使用轮斗挖掘机进行直接的开采运送，可使用连续开采工艺开采；若表土较为坚硬，结构紧密的物体，采用连续开采工艺不容易将水排出，导致表土层堵塞，此时需要使用爆破技术进行开采装运，轮斗挖掘机则不适用。另外，粘土岩和表土的含水量大、粘性高，若使用带式输送机影响排土场的稳定性。此时应用卡车和单斗进行开采。

2.2.2泥灰岩剥离工艺

在露天矿物开采中，泥灰岩层松软，下部颜色较深，有密度均匀一致贝壳状的断口。在剥离泥灰岩时，主要采用三种工艺方法：第一，使用轮斗卡车进行连续工艺，使用单斗卡车进行间断工艺，两种工艺结合使用，此种工艺方法充分使用了系统以及设备，通过连续工艺和间断工艺的相互配合，提高了工作效率，但两者在相互协调工作时可能对彼此造成干扰。；第二，使用带式传送机和单汽车进行破碎以及半连续工艺，此种方法主要使用汽车进行开采，充分利用汽车灵活机动的优点。；第三，使用单斗汽车进行间断工艺。方法灵活性较强，更加可靠，便于管理，同时具有较强的适应性。

3采空区处理常用方法

据资料调查，目前国内外处理空区常用的方法有地表崩落处理法和充填法“崩落法”、“充填法”、两种。但由于充填法处理空区存在投资大、工艺复杂、充填效率低、处理成本高等缺点，真正广泛采用的是地表崩落法。

对于矿区地下采空区相互联贯、重叠、互相采透，充填法不宜施工等原因，矿区地下采空区治理方法一直采用“地表崩落法”。

崩落法处理采空区常分两种类型：（1）简单容易处理的单层空区，利用台阶坡面为自由面处理采取中深孔爆破一次爆破处理；（2）复杂难处理的2层或多层复合空区，通常采用分区、分层深孔爆破处理方法。为保证空区处理安全有效，空区处理通常在超前一个台阶进行处理。

在对空区处理后，需要克服标高不一致对生产带来的影响，以此来提高采矿生产效率。可以通过采用上部揭顶采矿法，其是在铲装台阶顶面利用挖掘机分层下挖清碴，全面挖出原理处理空区塌落的虚碴，再进行穿孔。也可以采用抬炮削脚的方法，即利用挖掘机将下部岩根清理出来，利用潜孔钻进行水平钻孔，装药爆破，再铲装爆破后垮塌下来的上部虚碴。在实际作业过程中，也可以增设辅助台阶采矿法，即以空区底板标高为基础上，进行临时斜坡道路的修筑，对第一次铲装作业标高进行抬高，当下部存在空区时，等于增加了顶板的安全厚度，并针对推进的速度规模化穿孔，爆破完成后，再进行二次铲装至设计标准台阶。利用辅助台阶采矿法，有效的降低了台阶的高度，能够更好的发挥出挖掘机的工作效能，确保作业的安全，同时还能够大幅度提高生产效率，而且辅助台阶推进速度较快，能够为下层空区处理提供重要的安全保障，另外，采用规模化爆破，能够进一步促进台阶的整体推进速度。

4 结束语

当前我国露天矿物开采比重不断增加，这也有效的促进了露天矿物开采技术的发展和进步。特别是当前露天矿物产量占全国矿物产量的比重逐年增加，这也有效的推动了露天矿物开采的集中化和集约化，开采工艺更具多样化、综合化和半连续化的特点，同时露天矿物开采设备也加快了向大型化、系列化和自动化方向的发展。在露天开采作业过程中，边坡稳定与安全技术也越来越受到重视，边坡稳定技术和手段更为成熟和先进，这对露天矿物生产的安全性和高效性带来了较大的保障，为我国矿产行业的更快更好发展奠定了良好的基础。

参考文献

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