一種小型露天采石場分層開采法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及露天采石場開采工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種小型露天采石場分層開采法。
【背景技術(shù)】
[0002]小型露天采石場是露天礦山的一種特殊形式，據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令(第39號)，即《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》，年生產(chǎn)規(guī)模不超過50萬噸的山坡型露天采石作業(yè)單位定義為小型露天采石場。近年來，小型露天采石場發(fā)展較快，在數(shù)量上已超過了大、中型露天礦山。與正規(guī)的露天礦山相比，小型露天采石場地質(zhì)工作薄弱、開采環(huán)境復(fù)雜、生產(chǎn)工藝落后，開采過程中，基本采用無分層的“一面墻”開采方法，容易形成重大的安全隱患。
[0003]自上而下臺階式開采是露天礦山安全、可靠、成熟的開采方法，實施的前提是開拓運(yùn)輸?shù)缆房梢孕拗讲蓤龅淖罡唛_采臺階。小型露天采石場多因礦權(quán)范圍較小、地形高差較大等原因，無法修筑直通采場最高開采臺階的運(yùn)輸?shù)缆?。因此?9號令第15條規(guī)定“小型露天采石場應(yīng)當(dāng)采用臺階式開采。不能采用臺階式開采的，應(yīng)當(dāng)自上而下分層順序開采?！蓖瑫r規(guī)定嚴(yán)禁采用不分層的“一面墻”等開采方式。但從小型露天采石場生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，開采工作面與設(shè)計方案相差較大，現(xiàn)有技術(shù)中小型露天采石場存在的問題:①無分層的“一面墻”方式開采；②雖有分層，但分層高度不合理、作業(yè)平臺窄，導(dǎo)致工作幫坡角大于最終邊坡角；③高階段小分層開采方式，分層開采順序不合理，一個開采周期結(jié)束，形成新的“一面墻”。三種狀況均存在滑坡的重大的安全隱患。
[0004]分析造成現(xiàn)狀的原因:對小型露天采石場一般要求采用自上而下分臺階開采，不能采用臺階式開采的，應(yīng)當(dāng)自上而下分層順序開采(國家安監(jiān)總局39號令)。但在生產(chǎn)實踐中，往往由于分層高度、作業(yè)平臺寬度(作業(yè)平臺是指上一分層的鏟裝平臺，下一分層的鑿巖平臺)設(shè)計不合理，對分層的開采順序未作規(guī)定或開采順序不合理。導(dǎo)致礦山初步設(shè)計中的分層開采，演變?yōu)榈V山生產(chǎn)現(xiàn)場的“一面墻”方式開采。通過對多家小型露天采石場的現(xiàn)狀和初步設(shè)計參數(shù)對比分析，采用分層開采法的小型露天采石場，一般分為兩種情況，一種是“高階段小分層開采法”，另一種是“分層開采機(jī)械搬運(yùn)法”。前者主要用于生產(chǎn)規(guī)模小、采用淺孔爆破、鏟裝及運(yùn)輸設(shè)備不進(jìn)入采剝作業(yè)面，礦石依靠爆破作業(yè)拋擲到采場底部的裝運(yùn)工作面的小型露天采石場。后者適合于生產(chǎn)規(guī)模較大、采用中深孔爆破、鏟裝設(shè)備進(jìn)入采剝作業(yè)面，礦石依靠鏟裝設(shè)備倒運(yùn)至底部的裝運(yùn)工作面的小型露天采石場采場。目前露天礦石全面推行中深孔爆破，“高階段小分層開采法”一般不再使用。廣泛采用的是“分層開采機(jī)械搬運(yùn)法”。對于這種方法，多數(shù)礦山設(shè)計中確定的分層高度一般為1m或20m，作業(yè)平臺寬度一般確定為4m、20m。對分層的開采順序都未作規(guī)定，只是把39號令的要求寫在設(shè)計文件中，可操作性不強(qiáng)。分層高度1m或20m不利于穿孔設(shè)備效率的發(fā)揮，是導(dǎo)致現(xiàn)有分層高度往往大于設(shè)計值的原因；作業(yè)平臺寬度確定為4m相當(dāng)于最終邊坡安全平臺的寬度，在爆破振動破壞下，實際值往往小于設(shè)計值，作業(yè)平臺4m，鏟裝設(shè)備無法進(jìn)入工作面進(jìn)行礦石倒運(yùn)、鑿巖平臺平整、坡面浮石清理等工作。20m的作業(yè)平臺超過了鏟裝設(shè)備的卸載半徑，影響礦石倒運(yùn)效率；開采順序不合理，導(dǎo)致初期有分層，后期無分層的“一面墻”方式開采，或雖有分層，但某一時期分層高度大于安全規(guī)程允許值的現(xiàn)象。總的來說，分層高度、作業(yè)平臺寬度沒有合理匹配，分層開采順序沒有合理安排是造成分層開采效果不佳的原因。
[0005]《小型露天采石場安全開采方法探討》，來自百度文庫，專業(yè)資料，工程科技，電力/水利中，在自然山坡或原有的巖面及設(shè)備條件下，遵循“采剝并舉，剝離先行”的原則。開采順序:自上而下，從前而后，將采剝作業(yè)面，沿巖面走向方向劃分為一定厚度的豎條帶，即采掘帶。如果采掘帶長度較大及有必要，可沿巖面傾向方向把配置獨立采掘運(yùn)輸設(shè)備的范圍定為采區(qū)。采用高階段小分層，坡面上允許只有一個臺階，開采順序始終自上而下，宜采用傾斜眼，一次布置2-4排炮眼，合理布置炮眼并確定適宜的裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)。采用毫秒延時雷管，使布置在同一平臺的所有炮眼一次同時起爆，直接把巖面巖石一次性掀到巖底，減小高差運(yùn)輸，并形成規(guī)則的安全臺階。當(dāng)進(jìn)行第二次鉆爆作業(yè)時，作業(yè)人員已在一定寬度的規(guī)則的安全臺階上進(jìn)行作業(yè)。其不足之處是:1)、該方法所依據(jù)的《小型露天采石場安全生產(chǎn)暫行規(guī)定》(原國家安監(jiān)局令第19號)已停止執(zhí)行，目前實施的是《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令39號)；2)、該方法主要探討的是淺孔爆破，爆力搬運(yùn)礦石的分層開采法，操作中會采用拋擲爆破(如果不采用拋擲爆破，遺留在鑿巖平臺上的礦石，因平臺寬度只有4m，無法實施機(jī)械倒運(yùn))，這種開采工藝較為落后，爆破危害影響范圍較大，目前已被中深孔爆破，機(jī)械倒運(yùn)礦石的方法所替代；3)、該方法確定的分層開采順序不合理，以本發(fā)明的附圖1來進(jìn)行說明，該方法的開采順序是開采單元①，單元③，單元⑥，當(dāng)單元⑥開采結(jié)束后，采場會形成新的“一面墻”狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的小型露天采石場分層開采法開采工藝落后、可操作性差，存在坍塌、滑坡安全隱患的問題，本發(fā)明提供了一種小型露天采石場分層開采法。它提供一套操作性較強(qiáng)的分層開采工作幫參數(shù)，同時確定合理的分層單元開采順序，解決了 “一面墻”式開采所存在的安全隱患問題。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]一種小型露天采石場分層開采法，其步驟如下:
[0011]A、根據(jù)最大開采高度、分層高度、分層坡面角、作業(yè)平臺寬度和分層數(shù)劃分開采單元，實施分層開采，將小型露天采石場分成了 N個單元，并分別用數(shù)字標(biāo)明以區(qū)分各個單元，即單元①、單元②、單元③......，單元N ；
[0012]B、確定開采順序，首先開采單元①，在單元①的頂部進(jìn)行穿孔作業(yè)，驗孔后進(jìn)行裝藥爆破，經(jīng)爆破松動后的礦石，一部分直接滾落到開采單元⑥左側(cè)的裝運(yùn)平臺，另一部分礦石由站立于開采單元①底部的挖掘設(shè)備，倒運(yùn)至裝運(yùn)平臺；
[0013]C、使用挖掘設(shè)備，平整作業(yè)平臺，清理開采單元②坡面上的浮石，然后將裝運(yùn)平臺上的碎石運(yùn)往破碎站，為下一步的開采工作做準(zhǔn)備；
[0014]D、采用步驟B和C的方法，依次開采單元②、單元③，完成第一輪的開采作業(yè)，這時候采石場的狀態(tài)為階梯狀，不會形成“一面墻”;
[0015]E、第二輪依次開采單元④、單元⑤、單元⑥；第三輪依次開采單元⑦、單元⑧、單元⑨；方法同步驟B、C和D，直到將采石場中劃分的N個單元開采完畢；
[0016]F、將礦石運(yùn)輸?shù)缆沸薜讲墒瘓龅撞?，即采礦許可證載明的最低開采標(biāo)高，將最低開采標(biāo)高設(shè)為礦石裝運(yùn)平臺，修筑礦石運(yùn)輸?shù)缆芳把b運(yùn)平臺，按步驟A、B、C、D和E進(jìn)行開米。
[0017]優(yōu)選地，所述的一種小型露天采石場分層開采法，根據(jù)《小型露天采石場安全管理與監(jiān)督檢查規(guī)定》第十五條的規(guī)定實施淺孔爆破作業(yè)時，分層數(shù)不得超過6個，最大開采高度不得超過30米；實施中深孔爆破作業(yè)時，分層高度不得超過20米，分層數(shù)不得超過3個，最大開采高度不得超過60米，同時結(jié)合生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗，將步驟A中最大開采高度定為:30?60m，如果小型露天采石場的高度在50m以內(nèi)，按一個開采組合進(jìn)行分層開采，如果小型露天采石場的高度在50?100m，分成兩個開采組合進(jìn)行分層開采。
[0018]優(yōu)選地，所述的一種小型露天采石場分層開采法，確定分層高度主要考慮三方面的因素，已確定的最大開采高度、穿孔設(shè)備效率、挖掘設(shè)備的挖掘高度，生產(chǎn)實踐中的分層高度多為1m和20m，為了更好的發(fā)揮中深孔穿孔設(shè)備的效率，同時也與挖掘設(shè)備的最大挖掘高度相匹配，根據(jù)GB16423— 2006規(guī)定采用爆破法開采時，分層高度可以是挖掘設(shè)備的最大挖掘高度的1.5倍，小型露天采石場多采用I立方米挖掘機(jī)，最大挖掘高度一般為10m，所以分層高度為15m，根據(jù)《小型露天采