摘要：四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊內(nèi)蒙宜化礦山項目部露天礦山開采主要內(nèi)容有：采區(qū)采裝方案制定及實施、采面平整、道路維修維護(hù)、安全設(shè)施設(shè)置及維護(hù)、采面及布孔驗孔、邊坡浮石清理、邊坡監(jiān)測、邊坡穩(wěn)定防治等工作。鑒于露天開采主要風(fēng)險隱患是邊坡的穩(wěn)定，本文針對露天開采及邊坡穩(wěn)定防治措施工作進(jìn)行技術(shù)探討。

關(guān)鍵詞：露天礦山；開采；邊坡穩(wěn)定；防治措施

1總論

(資料圖)

1.1概述

內(nèi)蒙古宜化化工有限公司石灰石礦山分廠位于烏海市海南區(qū)北西約3km，內(nèi)蒙古西水創(chuàng)業(yè)股份有限公司北東2.5km處，行政區(qū)劃屬內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市海南區(qū)。礦區(qū)極值地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：106°48′23″～106°48′57″；北緯：39°27′13″～39°28′01″。開采礦種為制堿用灰?guī)r，開采方式為露天開采。采礦權(quán)范圍由7個拐點(diǎn)圈定，各拐點(diǎn)坐標(biāo)如表1。礦區(qū)面積0.5822km2，生產(chǎn)規(guī)模150萬t/a，開采深度由1310m至1120m標(biāo)高。

1.2礦山交通位置

礦山位于烏海市海南區(qū)北西約3km。包蘭鐵路、110國道經(jīng)過烏海市區(qū)，及海（勃灣）———拉（僧廟）鐵路、公路線從礦區(qū)附近經(jīng)年8月編制的《內(nèi)蒙古烏海市哈圖克溝電石灰?guī)r勘探地質(zhì)報告》，整個礦區(qū)范圍內(nèi)提交電石灰?guī)r儲量礦石量2554.89萬t，水泥灰?guī)r儲量礦石量4125.1萬t。

2礦山開采

2.1建設(shè)規(guī)模

礦區(qū)采礦許可證核定礦山露天開采生產(chǎn)規(guī)模為150萬t/a。本次項目為改建項目，露天開采境界范圍擴(kuò)大，生產(chǎn)規(guī)模不做調(diào)整。礦山生產(chǎn)規(guī)模與采礦證核定生產(chǎn)規(guī)模一致。

2.2礦山現(xiàn)狀

礦區(qū)現(xiàn)為一生產(chǎn)礦山，擁有安全生產(chǎn)許可證。目前礦區(qū)范圍內(nèi)Ⅳ號勘探線以南形成有一露天采場。采坑總體近南北走向形態(tài)，地表境界長約780m，寬約360～470m，底部境界長約320m，寬約120m。采坑最低臺階1130m水平剛形成初始作業(yè)面。采場西北側(cè)邊坡最高，最大高度105m，布置有1230m、1220m、1210m、1190m、1180m、1170m、1160m、1150m和1140m共9個臺階。采場東南側(cè)邊坡相對較低，最高臺階標(biāo)高1200m，邊坡垂高70m。留設(shè)安全平臺寬度3～4m，清掃平臺和運(yùn)輸平臺寬度約8～9m。經(jīng)現(xiàn)場考察，礦區(qū)現(xiàn)采場最終邊幫形成臺階完整明顯，平臺留設(shè)合理規(guī)范，采坑整體狀態(tài)較好，采坑個別地段臺階坡面角較大，局部臺階頂部存在有松散巖石需及時清理。采場內(nèi)外部道路現(xiàn)已形成。出入溝口位于采坑南側(cè)，入坑道路自1190m水平開始向坑內(nèi)布設(shè)，運(yùn)輸線路已延伸至1130m水平，路面寬度6m，現(xiàn)有各臺階均有道路相連通。采坑外部至工業(yè)場地的連接道路也已形成，路面寬度6m。另外，礦山已施工一條運(yùn)輸?shù)缆分连F(xiàn)采坑北側(cè)區(qū)域，道路末端標(biāo)高1300m，線路自現(xiàn)采坑出入溝口附近開始，沿南側(cè)和西側(cè)采坑上部境界邊緣，一直到達(dá)Ⅴ號勘探線以北區(qū)域，線路總長2.2km，路面寬度8m，該線路已為下一步北區(qū)基建做好準(zhǔn)備。礦山現(xiàn)鉆孔采用潛孔鉆機(jī)，爆破為多排孔毫秒延時爆破，液壓挖掘機(jī)鏟裝、10t自卸汽車運(yùn)輸。為防止礦區(qū)北側(cè)匯水對開采帶來影響，礦區(qū)現(xiàn)采坑北側(cè)境界范圍外設(shè)有截洪壩一座和排水明渠一條，壩體頂部平臺標(biāo)高1237m，壩底泄洪口標(biāo)高約1225m，泄洪口與泄洪明渠連通，明渠在境界沿勘探線方向向東延伸至低洼處，明渠長約220m。本項目為改建項目，礦山現(xiàn)有坑內(nèi)坑外運(yùn)輸?shù)缆芬约伴_采機(jī)械設(shè)備等可進(jìn)行利用。

2.3開采方式

根據(jù)礦床賦存條件、地形地貌特點(diǎn)和開采技術(shù)條件，以及礦山實際情況，開采方案采取由上至下、分臺階進(jìn)行開采。

2.4開采境界的圈定原則

根據(jù)礦體類型和礦山開采技術(shù)條件等，本次露天開采境界確定的主要原則為：（1）以地質(zhì)報告和礦區(qū)范圍為依據(jù)；（2）所圈定的露天采礦場邊坡具有穩(wěn)定性，以保證礦山安全生產(chǎn)；（3）充分利用資源，盡可能把較多的礦石圈定在露天開采境界內(nèi)，以發(fā)揮露天開采的優(yōu)越性。

2.5最終邊坡角的選擇

最終邊坡角應(yīng)根據(jù)巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件，并考慮安全穩(wěn)定因素及布置運(yùn)輸系統(tǒng)的要求來確定。礦區(qū)礦巖穩(wěn)定性好，最終邊坡最大高度170m，根據(jù)《采礦設(shè)計手冊》最終幫坡角的選擇計算以及邊坡穩(wěn)定分析軟件分析計算，并結(jié)合類似礦山資料，確定采場最終幫坡角不大于44°。

2.6最終邊坡要素

終了臺階高度：10m；生產(chǎn)臺階高度：10m；臺階坡面角：上盤60°，下盤50°；安全平臺寬度：4m；清掃、運(yùn)輸平臺寬度：8m；表土及風(fēng)化層坡面角：45°。

3采礦作業(yè)安全措施

3.1邊坡穩(wěn)定防治措施

3.1.1邊坡穩(wěn)定性分析

露天采場邊坡是一個人工開挖所形成的邊坡，影響其穩(wěn)定性的因素很多，諸如：巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、巖體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、構(gòu)造應(yīng)力、水文地質(zhì)情況以及爆破震動等。根據(jù)地質(zhì)資料知：礦區(qū)礦體底板為石灰?guī)r，呈厚層、中厚層夾薄層，多呈緩傾斜單斜層產(chǎn)出。礦層及底板圍巖較為完整，堅硬，裂隙不發(fā)育，礦床總體工程地質(zhì)條件良好，總體有益于采場最終邊幫的穩(wěn)定。此外，在開采過程中邊坡防水未到位、受爆破地震波影響等可能引起邊坡坍塌等事故。本礦形成的邊坡類型為梯形組合式臺階。開采終了結(jié)束以后，礦區(qū)四周均形成了終了邊坡，采場西北部邊坡高度最大，高度170m，其邊坡角度42°，境界內(nèi)最大邊坡角44°，參考國內(nèi)同類型礦山邊坡角取值其較為合理。總體來講，本礦采場邊坡為結(jié)構(gòu)簡單的穩(wěn)定型邊坡，露天邊坡是穩(wěn)定的，本礦山邊坡不會產(chǎn)生整體滑坡。

3.1.2邊坡穩(wěn)定預(yù)防安全措施

設(shè)計境界圈定中，將最終邊坡角控制在最大范圍以內(nèi)。對采場可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)作以下防范及安全措施。采用自上而下的臺階開采，在最終邊坡設(shè)安全平臺清掃平臺寬，采取采剝并舉，剝離先行的原則；在開采過程中，定期檢查邊坡，清理邊坡上的危石、浮石，對危險地帶應(yīng)及時采取維護(hù)措施。應(yīng)定期對最終臺階進(jìn)行檢查，不穩(wěn)定地段在暴雨過后及時檢查，發(fā)現(xiàn)異常要及時處理，報告有關(guān)主管部門；在最終邊坡的安全、清掃平臺上設(shè)置排水溝，將大氣降水及滲透裂隙水匯集后集中排出，防止雨水、裂隙水等對邊坡的沖刷，起到保護(hù)邊坡穩(wěn)定的作用。

3.2采礦作業(yè)安全措施

3.2.1采礦方法的安全可靠性分析

設(shè)計開采臺階高度10m，臺階坡面角上盤60°，下盤50°，最小工作平臺寬度25m，同時開采水平數(shù)1～2個。采礦順序為自上而下分層開采，操作人員在平臺上作業(yè)，是保證采、裝、運(yùn)等設(shè)備和人員安全作業(yè)的基本需要，是采礦作業(yè)安全的主控因素。礦體裂隙較發(fā)育，工作平臺寬度不夠或坡面角太陡，易引發(fā)臺階坡面下滑和塌陷，影響采礦作業(yè)的安全。采礦工作面的設(shè)備，如挖掘機(jī)、汽車均為重型設(shè)備，各種機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行過程中可能對人體產(chǎn)生碰撞、擠壓、卷入等事故發(fā)生，各機(jī)動設(shè)備也可能發(fā)生碰撞、傾翻事故等。

3.2.2采礦作業(yè)預(yù)防安全措施

在開采過程中，要隨時檢查工作臺階的穩(wěn)定情況，清理坡面上的松動巖石，對危險地帶應(yīng)及時采取維護(hù)措施，防止采場邊坡上松動巖石危害采礦工作的安全；采礦作業(yè)必須按設(shè)計提出的采掘要素執(zhí)行，嚴(yán)禁坡底超挖和坡頂欠挖的情況出現(xiàn)；作業(yè)人員嚴(yán)禁在采礦場坡底逗留；夜間作業(yè)時，保證采礦場照明設(shè)施完好，并有足夠的照明亮度。

4結(jié)論

通過平時對采場的安全檢查及隱患整治，在近兩年時間內(nèi)的開采，內(nèi)蒙宜化石灰石礦山分廠未發(fā)生一起等級以上安全事故，說明我部對于露天礦山開采的風(fēng)險防治措施特別是邊坡穩(wěn)定防治措施是有效的。這為以后類似項目提供了寶貴的現(xiàn)場施工管理經(jīng)驗。

作者:劉吉 王強(qiáng) 單位:四川鹽業(yè)地質(zhì)鉆井大隊