專利名稱：一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬礦山開采技術(shù)領(lǐng)域，涉及露天開采五大工藝中的排土工藝，具體說是一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法。該方法不僅適應(yīng)于分區(qū)、分段開采的煤礦，也適應(yīng)于其他非煤露天礦山。
背景技術(shù)：
露天開采是我國礦產(chǎn)資源開采的主要方法，具有生產(chǎn)規(guī)模大、安全性好的特點(diǎn)。比地下開采有很多的優(yōu)越性，但缺點(diǎn)也是非常明顯的，那就是在開采礦石的同時(shí)，還要?jiǎng)冸x大量的巖石。相對(duì)于地下開采的廢石場(chǎng)，露天開采的排土場(chǎng)占地面積要大得多。內(nèi)排土是指露天礦開采過程中，所剝離的廢石不是排棄到采場(chǎng)以外，而是排棄在露天采場(chǎng)內(nèi)部。內(nèi)排土技術(shù)適合于礦體埋藏較淺、分布范圍較大、水平賦存或傾角很緩，采用露天開采的礦山，因此在露天開采的煤礦得到廣泛應(yīng)用。金屬礦床大多為傾斜或急傾斜礦體，走向長度短、傾斜延伸大，因此采用內(nèi)排土技術(shù)的礦山很少。露天礦山采用內(nèi)排土一般采用以下兩種方式來實(shí)現(xiàn)
(I)采用分區(qū)開采方式。一個(gè)礦權(quán)內(nèi)有多個(gè)獨(dú)立的礦體，且相距較遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)各獨(dú)立礦體均為單獨(dú)的露天采場(chǎng)，進(jìn)行分區(qū)開采，先開的露天采場(chǎng)，在開采結(jié)束后，可作為后開采采場(chǎng)的排土場(chǎng)。這種方式只是在采礦權(quán)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)排土。例如馬鋼姑山鐵礦，原來有兩個(gè)露天采場(chǎng)，姑山采場(chǎng)和鐘山采場(chǎng)，鐘山采場(chǎng)開采結(jié)束后，作為姑山采場(chǎng)的內(nèi)排土場(chǎng)。(2)采用分段開采方式。礦體走向長、埋藏相對(duì)較淺的礦床，設(shè)計(jì)時(shí)沿礦體走向可以將礦床劃分成若干個(gè)段，從一端先開采第一段，開采結(jié)束形成的采坑，作為第二段開采的內(nèi)排土場(chǎng)，第二段作為第三段的內(nèi)排土場(chǎng)。這種方式多適用于煤礦，例如準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦內(nèi)排土場(chǎng)、依蘭煤礦內(nèi)排土場(chǎng)、神華集團(tuán)寶日希勒露天煤礦內(nèi)排土場(chǎng)、中煤龍化哈爾濱礦業(yè)有限公司露天采區(qū)內(nèi)排土場(chǎng)、準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦內(nèi)排土場(chǎng)、庫米什露天煤礦內(nèi)部排土、伊敏露天煤礦排土場(chǎng)、義馬北露天煤礦內(nèi)排土場(chǎng)。上述方法受礦床分布范圍及礦體賦存條件影響較大，另外在開采初期還要選擇采場(chǎng)外部的臨時(shí)排土場(chǎng)，仍然存在占用大量土地,而且對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境影響較大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，解決金屬、非金屬礦床大多為傾斜或急傾斜礦體，走向長度短、傾斜延伸大，分布范圍小，無法采用分區(qū)、分段開采來實(shí)現(xiàn)內(nèi)排土的難題，該方法不僅適應(yīng)于分區(qū)、分段開采的煤礦，也適應(yīng)于其他非煤露天礦山。本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，其特征在于包括采用分區(qū)、分段開采、陡幫開采推進(jìn)創(chuàng)造內(nèi)排土條件，還包括充分利用采場(chǎng)本身及爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”進(jìn)行內(nèi)排土步驟。充分利用露天采場(chǎng)上口面積和采場(chǎng)上口向300m的爆破警戒線范圍，將露天開采境界劃縱向分為兩個(gè)部分，先開采其中的一部分。從先開采部分邊緣下掘出入溝、橫向掘開段溝，形成橫向初始工作面，然后工作面縱向推進(jìn)。推進(jìn)過程中采用陡幫開采法，可以加快先開采部分的下降速度，推遲后開采部分最上一個(gè)臺(tái)階靠幫時(shí)間。在時(shí)間和空間上為實(shí)現(xiàn)內(nèi)排土創(chuàng)造條件。例如將露天開采境界劃分為東西兩個(gè)部分，先開采東部分，則先從東部邊緣下掘出入溝、南北向掘開段溝，形成南北向的初始工作面，然后工作面向西推進(jìn)。推進(jìn)過程中采用陡幫開采法，可以加快東部分的下降速度，推遲西部分最上一個(gè)臺(tái)階靠幫時(shí)間。在時(shí)間和空間上為實(shí)現(xiàn)內(nèi)排土創(chuàng)造條件。充分利用采場(chǎng)本身及爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”進(jìn)行內(nèi)排土按以下步驟進(jìn)行 (I)、先開采剝離的巖土，采用分臺(tái)階方式臨時(shí)堆放在采場(chǎng)上口外推300m的爆破警戒線范圍內(nèi)和暫時(shí)不開采的另一部分上。所述分臺(tái)階方式堆放的內(nèi)排土場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線距露天采場(chǎng)邊界線20m，臺(tái)階高度10m，安全平臺(tái)寬度16m，臺(tái)階坡面角34° ,總體邊坡角19 21°。(2)、隨著采場(chǎng)不斷地向下延伸和縱向推進(jìn)，先開采部分首先到達(dá)最終境界，形成了一定的空間，這時(shí)開始將另一部分上的巖土搬遷至先開采部分的采坑內(nèi)，分臺(tái)階方式堆放。所述分臺(tái)階方式堆放的內(nèi)排土場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)同前。(3)、采場(chǎng)繼續(xù)縱向推進(jìn)，隨著礦石的不斷采出，采坑空間不斷擴(kuò)大，可逐步將爆破警戒線范圍內(nèi)的巖土搬遷至采坑內(nèi)。露天采場(chǎng)爆破警戒線范圍內(nèi)的物料是由礦石和巖土兩部分組成的，通過開采，礦石作為產(chǎn)品被加工利用了，采出礦石和巖土所形成的采坑，完全可以滿足所剝離巖土的回填需要。因此從理論上講，任何露天礦山都可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部排土，只是實(shí)施內(nèi)排的“時(shí)點(diǎn)”早晚不同，內(nèi)排土場(chǎng)的服務(wù)年限長短不同?，F(xiàn)有的內(nèi)排土技術(shù)，都是在礦山開采的中后期實(shí)施的，前期還需要建設(shè)一個(gè)排土場(chǎng)，運(yùn)距一般較遠(yuǎn)、占地面積較大。實(shí)施內(nèi)排的“時(shí)點(diǎn)”較晚，內(nèi)排土場(chǎng)的服務(wù)年限較短，影響內(nèi)排土的經(jīng)濟(jì)效益。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了采場(chǎng)本身和爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”，不占用其它土地，運(yùn)輸距離近，可以較早的實(shí)施內(nèi)排，延長內(nèi)排土場(chǎng)的服務(wù)年限，節(jié)約運(yùn)輸成本。


圖I:內(nèi)排土作業(yè)過程圖。圖2 :為內(nèi)排土創(chuàng)造條件過程圖。圖中1、東部2、西部3、采場(chǎng)最終境界線4、爆破警戒線5、排土場(chǎng)H1、東部最低開采標(biāo)高H2、西部最低開采標(biāo)高。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖所示，姑山鐵礦床埋藏較淺，且西翼延伸較大，東翼延伸相對(duì)較淺；在水平方向?yàn)榘氕h(huán)狀，南部被巖體斷開。因此，設(shè)計(jì)的露天境界東、西兩端最低開采標(biāo)高是不一樣的，東部最低開采標(biāo)高(H1)-106m，西部最低開采標(biāo)高(H2)-166m。根據(jù)姑山采場(chǎng)現(xiàn)階段開采的狀況，如果東、西兩端同時(shí)開采，剝離的巖土是沒地方可排的。因此對(duì)采場(chǎng)采剝部位進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，利用采場(chǎng)東部即將開采到采場(chǎng)最終境界線
(3)，而采場(chǎng)西端最上一個(gè)臺(tái)階尚未靠幫的條件，首先開采采場(chǎng)的東部(I )，剝離的巖土臨時(shí)排放到采場(chǎng)西部2上方至爆破警戒線(4)范圍內(nèi)，采場(chǎng)東部(I)開采結(jié)束后，再開采采場(chǎng)西部⑵。采場(chǎng)東部(I)開采結(jié)束后，在采場(chǎng)東部形成了一個(gè)相對(duì)較大的采坑，可以作為采場(chǎng)西部(2)開采的內(nèi)部排土場(chǎng)。首先將堆放在采場(chǎng)西部(2)的巖土，利用采場(chǎng)內(nèi)部的開拓運(yùn)輸 道路轉(zhuǎn)移至采場(chǎng)東部(I)坑內(nèi)，再進(jìn)行內(nèi)排土場(chǎng)(5)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性研究,確定合理的排土結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后開采采場(chǎng)的西部(2)，剝離的巖土堆放至內(nèi)排土場(chǎng)(5)。內(nèi)排土場(chǎng)(5)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為階段高度10m，安全平臺(tái)寬度16m，臺(tái)階坡面角34°，總體邊坡角19 21°。
權(quán)利要求
1.一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，其特征在于包括采用分區(qū)、分段開采、陡幫開采推進(jìn)創(chuàng)造內(nèi)排土條件，還包括充分利用采場(chǎng)本身及爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”進(jìn)行內(nèi)排土步驟；充分利用露天采場(chǎng)上口面積和采場(chǎng)上口向300m的爆破警戒線范圍，將露天開采境界劃縱向分為兩個(gè)部分，先開采其中的一部分；從先開采部分邊緣下掘出入溝、橫向掘開段溝，形成橫向初始工作面，然后工作面縱向推進(jìn)；推進(jìn)過程中采用陡幫開采法，可以加快先開采部分的下降速度，推遲后開采部分最上一個(gè)臺(tái)階靠幫時(shí)間；在時(shí)間和空間上為實(shí)現(xiàn)內(nèi)排土創(chuàng)造條件；充分利用采場(chǎng)本身及爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”進(jìn)行內(nèi)排土按以下步驟進(jìn)行 (1)、先開采剝離的巖土，采用分臺(tái)階方式臨時(shí)堆放在采場(chǎng)上口外推300m的爆破警戒線范圍內(nèi)和暫時(shí)不開采的另一部分上； (2)、隨著采場(chǎng)不斷地向下延伸和縱向推進(jìn)，先開采部分首先到達(dá)最終境界，形成了一定的空間，這時(shí)開始將另一部分上的巖土搬遷至先開采部分的采坑內(nèi)，分臺(tái)階方式堆放； (3)、采場(chǎng)繼續(xù)縱向推進(jìn)，隨著礦石的不斷采出，采坑空間不斷擴(kuò)大，可逐步將爆破警戒 線范圍內(nèi)的巖土搬遷至采坑內(nèi)。
2.權(quán)利要求I所述一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，其特征在于步驟(I)所述分臺(tái)階方式堆放的內(nèi)排土場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為最下一個(gè)臺(tái)階的坡底線距露天采場(chǎng)邊界線20m，臺(tái)階高度10m，安全平臺(tái)寬度16m，臺(tái)階坡面角34°，總體邊坡角19 21°。
3.權(quán)利要求I所述一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，其特征在于步驟(2)所述分臺(tái)階方式堆放的內(nèi)排土場(chǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)同前。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種創(chuàng)造露天礦內(nèi)排土條件的方法，其特征在于包括采用分區(qū)、分段開采、陡幫開采推進(jìn)創(chuàng)造內(nèi)排土條件，還包括充分利用采場(chǎng)本身及爆破警戒線的面積作為“中轉(zhuǎn)站”進(jìn)行內(nèi)排土步驟。內(nèi)排土按以下述步驟進(jìn)行(1)、先開采剝離的巖土，采用分臺(tái)階方式臨時(shí)堆放在采場(chǎng)上口外推300m的爆破警戒線范圍內(nèi)和暫時(shí)不開采的另一部分上。(2)、隨著采場(chǎng)不斷地向下延伸和縱向推進(jìn)，先開采部分首先到達(dá)最終境界，將另一部分上的巖土搬遷至先開采部分的采坑內(nèi)，分臺(tái)階方式堆放。(3)、采場(chǎng)繼續(xù)縱向推進(jìn)，采坑空間不斷擴(kuò)大，逐步將爆破警戒線范圍內(nèi)的巖土搬遷至采坑內(nèi)。本實(shí)發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不占用其它土地，延長內(nèi)排土場(chǎng)服務(wù)年限，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)E21C47/00GK102966355SQ20121051693
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者胡軍尚, 陳海 申請(qǐng)人:馬鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司, 馬鋼(集團(tuán))控股有限公司