1乐山市沙湾区安卓工程技术有限公司 四川乐山 614900
摘要：结合乐山市沙湾区、峨边县山区小型露天矿山的特点，分析自上而下分层开采和陡帮开采的特点，提出了更为适用的分层陡帮开采方法，并分析该方法的相关技术参数，明确该开采方法下的主要安全措施。
关键词：山区小型露天矿山；分层陡帮开采；分层安全平台
乐山市沙湾区位于四川盆地西南边缘，是四川盆地向盆周山地的过渡地带，区境内海拔最高2027m，最低367m，城区海拔406m，境内地貌以山地为主，地形复杂。峨边县位于四川省西南山地的北部，地处大相岭东南坡，小凉山和小相岭东北麓，并居横断山脉的东侧，是四川盆地与云贵高原的过渡地带，境内海拔一般在1000m至4000m之间，属于高山地低洼河谷类型。沙湾区和峨边县区域露天矿山多为山区小型露天矿山，多数矿山受山区地形限制，未实现自上而下台阶式开采和运输道路到达顶部台阶，同时由于这些矿山采用自上而下分层开采或陡帮开采，具有有一定的局限，故笔者提出分层陡帮的开采方法，该方法在山区小型露天矿山具有基建剥离量小、深孔爆破效率高、节省道路修筑、作业平台增加边坡防护措施等优点，文中并分析该方法在山区小型露天矿山的相关技术参数，以供同行们参考。
1 乐山市沙湾区、峨边县山区露天矿山开采现状
峨边县、沙湾区露天矿山主要位于山区地形条件下，主要开采矿种包括石灰石、玄武岩、钾长石等。沙湾区7个矿山占统计期生产建设露天矿山总数13的53.8%，峨边县11个矿山占现统计期生产建设露天矿山总数16的68.7%，对以上矿山的分析结果如下：
1．18家矿山均为小型露天矿山，矿山生产能力小，介于5～30×104t/a，平均13.8×104t/a；矿区范围小或开采布置范围小于0.1 k㎡的共11个，占统计总数的61%；其余范围较大的主要为表层开采的钾长石矿或矿区内有多个山体的石灰石矿，开采布置范围小。
2．矿山位于山区地形，矿区开采深度高差较大，自53m至410m不等，开采深度高差大于100m的10个，占统计总数55.5%。
3．开采典型主剖面上地形坡度大于20°的14个，占统计总数的77.8%，且矿区宽度较小（布置三级标准道路需占用矿区外土地），因此布置运输道路到顶工程量大，统计矿山均未实现道路达到顶部台阶，未实现正规自上而下台阶开采。
4．矿山采场生产平台到运输平台主要采用挖掘机倒料、溜槽溜放、爆破旁冲等重力搬运的形式。
5．矿山实际工作帮坡角范围仅一个为24°，其余介于30°～47°。
2 分层陡帮开采
2.1 分层开采的概念及应用特点
自上而下分层顺序开采是矿体在水平方向上划分成若干分层，每一分层沿工作线方向按工作坡面角划分成等宽的条块，各分层同一工作坡面方向条块依据分层顺序自上而下布置开采。如图1。
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图1 分层开采布置剖面示意图
相关规定：《小型露天采石场安全管理与监督检查规定》（总局39号令）小型露天采石场应当采用台阶式开采。不能采用台阶式开采的，应当自上而下分层顺序开采。实施中深孔爆破作业时，分层高度不得超过20米，分层数不得超过3个，最大开采高度不得超过60米。分层开采的凿岩平台宽度由设计确定，最小凿岩平台宽度不得小于4米。分层开采的底部装运平台宽度由设计确定，且应当满足调车作业所需的最小平台宽度要求。
2.2 分层陡帮开采
分层陡帮开采是矿体在水平方向上划分成若干分层且工作帮坡角可达18°以上，每一分层沿工作线方向按工作坡面角划分成等宽的层块，各分层同一工作坡面方向层块依据分层顺序并留设分层安全平台自上而下布置开采。如图2。
图2 分层陡帮开采布置剖面示意图
适用用山区地形条件下小型矿山的作业方式：
1．分层倾斜条带开采，工作帮上只有一个分层在作业，其余分层均处于暂不作业状态。
2．并段爆破，分段采装作业。工作分层并段进行穿孔爆破，然后在爆堆上分段进行采装。
3．组合分层开采。工作帮的分层划分为2～3组，每组分层数不超过3个，每组最大开采高度不得超过60米，每组分层由一台挖掘机开采，挖掘机在组内从上而下逐个分层进行开采。如图3所示。
分层陡帮开采的特点：
1．相对于分层开采，凿岩平台布置为开采作业工作平台，宽度增加，并留设分层安全平台保障各分层作业安全。
2．相对于陡帮开采，无需修筑道路到各分层（台阶），在和开拓运输道路连接的装运平台进行装运作业。
3．合理选择分层安全平台宽度和倾斜条带宽度，关系到矿石重力运搬效果和作业安全。
4．遵从相关规范对分层开采和陡帮开采的要求。
适用分层陡帮开采的矿山条件：
1．地形坡度大，矿区范围较小，运输道路修筑困难。
2．矿体稳定性较好，岩石硬度系数在大于8，开采无顺向坡布置等不利形式。
3．表土较厚，一次性完成台阶上部剥离难度较大的矿山。
4．矿层厚度不大，且随地形表层分布，如钾长石类的矿山。
5．工作坡面角不小于50°。
分层陡帮开采的以上特点和适用条件，对照乐山市沙湾区、峨边县露天矿山的分析结果，分层陡帮开采有利于山区小型露天矿山的开采。
3 分层陡帮开采应注意的安全问题
1．剥离工作应当超前于开采工作面4米以上，剥离作业时，下部分各层平台应停止作业。
2．第一分层留设分层安全平台用于剥离表土台阶安全防护，剥离表土台阶坡面角一般小于45°。
3．各分层安全平台用于各层坡面滚石防护，各分层坡面应采用控制爆破，临边坡面最后一排孔，应布置为直线，并控制药量。
4．挖掘机在分层台阶上作业时，其外边缘距坡顶线不小于1.5m。
5．分层台阶施工作业人员除边坡清理作业外，均应保持距坡脚线大于4m。
6．分层平台进行挖掘机倒转矿石时，下部均不应有人作业。
7．装运平台应在对应上部平台爆破或挖掘作业的适当位置设置挡墙。
8．采取纵向爆破时，纵向爆破宽度、爆破范围旁冲的拦挡、临近边坡一排的控制爆破措施均应在设计中明确。
参考文献：
[1]於宗涛、鲁林成，测量平差基础[M]，北京：测绘出版社，1984。
[2]梅连友、杜晓梅，全站仪导线坐标平差方法的探讨[J]，四川测绘2000，23（2）：71-73。
作者简介：
正波，男，注册测绘工程师，注册安全工程师，乐山市沙湾区安卓工程技术有限公司，主要从事矿山安全生产技术和管理工作。
论文作者:王正波1,王福军1,刘大兵1
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/26
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