试析柿竹园错动范围内矿岩露天采剥技术

（湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州 423037）

柿竹园矿区之前曾发生过矿山顶板塌陷的事故，经过多方勘察与研究，发现在柿竹园多金属矿区的西北角，存在着一组非常大的破碎带，该破碎带为东北走向，是导致矿山顶板塌陷事故的重要原因。塌陷以后，在矿石的支撑下以平衡拱的形式存在[1]。在2010年的时候，柿竹园矿区实施了两次连续开采井下特大型爆破，经过地质专家多方勘察研究认为，在该矿区采用露天采剥与地下采矿同时进行，很容易导致山体滑坡、塌陷等地质灾害，所以对该矿区错动范围内露天采剥技术进行分析有非常重要的意义[2]。

1 柿竹园矿区介绍

柿竹园矿区为钨锡钼铋多金属矿，分布着I、II、III、IV矿带，南北最大长度达到1.14千米，东西最大宽度达到1.1千米，该矿区的现存矿量为3.34亿吨，矿区采用385m主平硐＋溜井（4个）＋490m平硐＋盲斜坡道开拓进行地下“掏采”。2013年该矿区一共实施了15次成功中深孔大爆破，累计塌陷面积达到6.5万平方米，使得矿区地表的北东一侧出现高陡的悬崖。在315m×313m的采空区域内，塌落的岩石填充了大约85%的区域，剩下55.88万立方米的采空区主要分布在矿下598m。

2 柿竹园矿区现存问题

由于柿竹园矿区在开采的时候前期地表剥离工作做得不到位，矿岩突陷，使得地表的泥石混入到矿岩之中，使得矿岩生产出现了很大的问题，例如井下出矿贫化率高，矿石块大，选矿难度增加，回收率显著降低等问题。

3 露天采剥方案研究

3.1 塌落矿岩出完后留于存窿矿量后处理

在采剥的过程中要根据区域内台阶下降的情况，按采剥计划与开采工艺严格进行，按照分台阶分类采剥的原则对塌陷区内的矿岩进行逐步采剥，更严格、更有效的对矿石采剥的贫化率与损失率进行控制，并运用露天采剥的优势处理好塌陷的大块矿岩。

3.2 露天采剥过程中的境界圈定原则

①对于该矿区的I、II、III、IV矿带，为了尽量减少采剥工程量，同时也减少采剥之后的矿石堆存，其他矿带的矿石都可以用来填充塌陷区域，但是I号矿带暂时不能利用。②要尽量的控制塌陷区周围和I矿带的矿石继续塌陷滑落至塌陷区，造成对塌陷区的矿石进行污染出现二次贫化，同时要抓紧时间尽快地按70度圈定的矿区错动范围剥离出492米采矿区域和I矿带的矿石。③在采剥作业过程中，要运用岩石力学对安全生产平台和最终边坡角度进行设计，以确保工作环境设计的科学安全。

3.3 采剥境界方案的确定

本次采剥境界方案的确定主要根据矿区提供的纵横剖面图，运用3Dmine软件进行建模，以492米标高的开采区为底，以70度错动角圈定岩石错动范围。四种采剥境界与错动范围的矿岩量进行对比，得出以下数据表1。

3.4 采剥境界方案结论分析

结合表1，根据该矿区的矿床赋存条件，将塌陷区域和错动范围与四个采剥境界的关系进行分析，得出以下结论：

（1）矿区表面土壤、废弃石块以及不可利用的I矿带矿石大部分都存在于错动范围720米标高以上。在错动范围720米标高以下至648米标高之间，主要分布的是丰厚集中可充分采剥的II矿带矿石，而在错动范围648米标高以下则为III矿带矿石，该矿带为富矿区，有利于采剥。

表1 错动范围和各境界矿岩量

（2）在错动范围598米标高以下，井下因为塌陷形成了塌陷拱形，在塌陷区的独立控区形成了悬拱，该悬拱非常巨大，最大跨度达到81米，悬拱走向为220米，这部分区域的矿岩主要以自然安息角形态以斜块形式填充与悬拱之内，经过分析研究确认悬拱顶板厚度大于50米。

（3）通过数据以实际勘察分析研究，矿区516米标高采剥境界类的矿岩量为16028.61万吨，564标高采剥境界内的矿岩量为9598.7万吨。

4 露天采剥结论分析

在本次采剥作业过程，要求每年采出的II、III矿带的矿石大于132.52万吨，以便于有足够的矿石自然安息堆放到塌陷区的周围，位于III矿带490米标高的600万吨矿石安全出矿打好基础，同时也可以有效的防止塌陷区周围因为采矿进一步凹陷形成悬崖，使得塌陷面积增大。结合矿山剥离区域实际作业环境，因为当地雨季会对采剥工作带来影响，考虑到矿山表土结构的稳定性，在矿山采剥前期不宜动用大型采剥设备进行工业操作，所以最终对该矿山的设计采剥能力为440万t/a。

5 结语

对柿竹园矿区错动范围内露天采剥进行分析，并且运用3Dmine软件建模，分别将516米、564米、600米、648米4种标高的采剥境界与错动范围进行对比分析得出，648米标高的采剥境界能够采出足够的矿石，并且能够为大露采提供合理可靠的过渡时期，有利于后续工作顺利开展。按照理论分析648米标高的采剥境界年采剥量大于352.50万吨，结合现场实际操作情况将年采剥能力设计为440万t/a。