露天矿山残余资源量开拓运输方案研究——以遵义市播州区鸭溪顺发采石场为例

张建忠，陈 登，沈 杰，肖 亮，肖 林

(贵州省地矿局一○二地质大队，贵州 遵义 563000)

贵州碳酸盐岩分布广泛，岩石品级较高，是贵州省重要的优势矿产资源之一[1]，可作为工程建设砂石矿、水泥试剂的原材料。为合理开发贵州砂石矿资源，打造新的一个千亿级产业，目前贵州省推进建设了多个大中型矿山建设；随着生态文明建设以及绿色矿山的建设，贵州推进砂石矿采矿权整合，提高资源利用率，对原采矿权有较多残余资源储量的矿山进行再开采利用，选择该类型矿山合适的开拓设计有较强的广泛性和必要性[2]。基于此，本文以遵义市播州区鸭溪顺发采石场为例，介绍陡倾角情况下少量残留资源量开采设计方案，为该类型矿山开拓提供参考。

1 采矿现状分析

遵义市播州区鸭溪顺发采石场矿区范围内均为采空区，采空区长约190m、高约135 m，自中部向北形成4个采矿台阶，均为采矿公路，宽3～8 m，特征如下：①第一个台阶，台阶顶部标高为+1 096～+1 021 m，底部标高为+1 043.33～+1 018.59 m，台阶高度3～55 m；②第二个台阶，台阶顶部标高为+1 043.51～+1 003.24 m，底部标高为+1 023.23～+1 001.22 m，台阶高度2～21 m；③第三个台阶，台阶顶部标高为+1 023.23～+1 001.22 m，底部标高为+1 004.69～+1 003.11 m，台阶高度0～19 m；④第四个台阶，台阶顶部标高为+1 004.69～+1 009.17 m，底部标高为+977.50～+965.31 m，台阶高度32～39 m。

矿区范围内除西北面为暂用地方公益林区域外，其余范围已基本剥离。自东向西形成一处采空区，采空区长约260 m、高约113 m，形成三个台阶：①第一个台阶，台阶顶部标高为+1 075.81～+1 055 m，底部标高为+1 071.29～+1 047.19 m，台阶高度1～-14 m，台阶宽度3～9 m；②第二个台阶，台阶顶部标高为+1 071.29～+1 047.19 m，底部标高为+1 043.33～+1 040.07 m，台阶高度2～28 m，台阶宽度10～64 m；③第三个台阶，台阶顶部标高为+1 043.29～+1 039.77 m，底部标高为+968.34～+964.10 m，台阶高度74～79 m。

在原矿区的东面因公路开拓形成了2个台阶，采空区长约160 m、高约75 m，特征如下：①第一个台阶，台阶顶部标高为+1 064.80～+1 040 m，底部标高为+1 027.31～+1 021.30 m，台阶高度18～39 m，台阶宽度10～27 m；②第二个台阶，台阶顶部标高为+1 027.31～+1 021.30 m，底部标高为+1 015.10～+987.55 m，台阶高度0～40 m，台阶宽度6～7 m。

该矿山采空区+987 m以下为凹陷采坑，凹陷采坑位于采空区第3～4台阶内，现场勘查时无积水。

2 开拓运输方案研究

2.1 矿山开拓运输条件

矿区地处贵州北部，属中山侵蚀、剥蚀、溶蚀山地地貌，地貌形态多为山峦、斜坡，其间主要发育有由北向南的季节性冲沟。矿区附近最高海拔1 188 m，最低海拔930 m，最大高差258 m。侵蚀基准面为+900 m，在最低开采标高+980 m以下，地形有利于自然排水。

2.2 矿山开拓方案选择

露天矿床开拓运输方式主要有公路运输开拓、带式输送机运输开拓、铁路运输开拓、溜槽运输开拓及联合开拓等。由于矿区分布面积小，生产能力较小，从地形条件及安全考虑，该矿山可供选择的开拓运输方案主要有3类(表1)。通过表1对比得出：矿山面积相对较小，修建上山运输公路必须从北面采空区边坡通过，危险系数较大；若采用溜槽+公路开拓，运输距离较短；若采用带式输送机开拓运输，初期投资太大、工程量大等；最终对比认为方案二“溜槽+公路开拓”更适合于矿山。

表1 不同开拓方案优缺点对比表

2.3 矿山开拓布置

根据矿山实际地形条件，开采高差及采场与破碎站之间的相对位置，矿山现状实际等确定矿山的开拓布置方案如下：①该矿山为露天开采，设计开采标高+1 064～+980 m，开采高度84 m，采用自上而下台阶式顺序开采、中深孔爆破、机械铲装、公路运输开拓；②利用已有的工业场地至X303县道的矿山公路作为产品外运公路；③设计首采工作面平台布置在矿区中部的+1 028 m标高，长≥60 m、宽≥28 m，凿岩平台布置在首采工作面平台上部的+1 040 m标高，再按照工作面推进方向推进进行自上而下分台阶开采；④因矿区开拓公路多数位于矿区北面顺向坡边坡，危险系数大，且矿区东部已形成>45°的边坡，有布置溜槽开拓的条件，设计采用溜槽+公路开拓运输，爆破崩落下的矿石经装载机转运至溜槽上部卸矿平台，通过溜槽下溜至下部卸矿场，再通过挖掘机转载至运输汽车，通过开拓运输公路运至破碎卸载平台。

2.3.1 溜槽开拓运输

利用矿区东部的采空区边坡布置溜槽，溜槽设置在矿区中部，溜槽上部上口标高+1 028 m，下部标高+968 m，斜长75 m，倾角53°；溜槽采用梯形尺寸，上口宽4 m，下口宽2 m，深3 m。

在溜槽上部设置上部卸矿平台，作为采场工作平台的卸矿仓使用，平台底部标高+1 025 m，上口尺寸长8 m、宽6.2 m，下口尺寸长6 m、宽3.72 m，深3 m，容量90 m3。卸矿平台需在每个开采平台均布置，尺寸相同。

在溜槽下部布置卸矿场，长60 m，宽25 m，标高+968～+965 m，坡度5°～7°。

在溜槽下部卸矿场外围设置溜槽挡石墙，挡石墙采用块石+混凝土砌筑，强度C20，挡石墙采用梯形断面：上宽1 m，下宽3 m，高3 m，外墙坡比1∶ 1.5，基础深度0.5 m，总长67 m。

2.3.2 公路开拓运输

第一缓坡段：自+986.5 m标高卸矿平台至+986 m标高段开拓公路直接利旧原开拓公路，此段公路长50 m，坡度1%；

纵坡段：自986 m标高沿原有进入凹陷采坑公路以9%的坡度向西、西北及北方向至+968 m标高，前段直接利用，中段需降坡改造，后段需适当填方，此段公路长200 m(利用长度117 m)，坡度9%；

第二缓坡段：自968 m标高沿凹陷采坑底部边缘以3%的坡度至+965.5 m标高到达溜槽底部卸矿场，需进行适当填方，此段公路长84 m，坡度3%。

3 结论

综上所述，遵义市播州区鸭溪顺发采石场矿山面积较小，生产能力较小，运输环境较复杂，危险系数较大，综合对比3类运输方案后，认为方案二“溜槽+公路开拓”更适合于矿山运输环境。文章在分析总结矿山地形地貌、资源分布规律以及运输方案的基础上，确定了最终的开拓布置方案，以供矿山企业选择。