摘要：由于我国经济的快速发展，我们对矿产资源的利用也在增多，同时开采技术也取得了很大进步。云南华联公司铜街-曼家寨露天矿是一座特大型山坡露天矿,矿山扩建后采矿能力每年可以达到360万吨,年剥离量接近1200万方,属于国内高剥采比矿山之一。本文主要就该露天矿段的境界分区及设备选型进行分析，根据帮坡角的不同将矿段分成了不同区段，同时结合该露天矿岩的特点及标高将矿区分为了以剥离为主的的区域和以采矿为主的两个区域。在整个采矿过程中为保证安全、高效地进行，对采矿的设备进行了选型，整体上提高了设备的利用效率和矿产资源的开采率。
关键字：铜街-曼家寨矿段；露天境界；剥离；设备选型
1、引言
在我国国民经济的发展过程中，矿产资源起着非常重要的作用，它是保障经济平稳发展的基础。随着我国社会和经济的发展，我们对矿产资源的需求也在不断提升，然而由于我国地域比较辽阔，地质条件复杂，地势整体呈现西高东低的趋势，这些因素使得我国的矿产资源比较丰富。虽然矿产资源不是太少，但其大都分布在山区，这就使得开采这些矿产资源比较困难，这就在一定程度上制约了我国矿产行业的发展，进而阻碍了我国经济的发展。铜街-曼家寨露天矿是一座特大型山坡露天矿，由于在开采过程中很多技术性经济参数并不是恒定不变的，这便导致在开采过程中不能拘泥于常规，而需要采取拓展思路灵活应对，以安全、环、效益等为出发点进行开采工作。
2、矿山概况
铜街-曼家寨矿段于1958年开始建矿，刚开始在地下进行开采并结合露天开采，但其规模较小。于是，在2003年对该矿段进行了开采制度改革，使该矿山具有了每年开采60万吨的能力，同时采矿过程中使用修建的公路进行矿石运输，并使用了缓帮采剥工艺。2006年在相关专家讨论认证后，将矿山建设成了具有每年210万吨生产能力的矿山，其年采剥总量接近40万吨，在2018年最终将矿山的建设成每年360万吨生产能力的矿山。
该矿山的主矿体随着走向和倾斜角度的不同都会表现出较大的变化，整个主矿体最小厚度不足1米，而最大厚度将近67米，而主矿体厚度绝大多数都处于9.2米至15.8米之间。整个主矿山的倾斜延深的范围大多为几百米，其中最大的倾斜延深接近395米。矿体赋存标高873一1230米,由123(铜街)一3(曼家寨)号勘探剖面控制,矿体长2432米(北端分布于铜街,南端尚未尖灭,向辣子寨矿段延伸),水平宽度范围在116-394米之间,平均宽为228米。
矿体大致沿层产出,与含矿层具一定交角,但该夹角基本在20度的范围内。该矿山中含有大量的锡金属资源和锌金属资源，矿体绝大多数为盲矿体。
3、境界圈定及境界参数特点
3.1 境界边帮设计依据
在2012年对铜街-曼家寨矿山进行进一步的扩建改造工作，打算将整个矿山的开采规模提高到每年300万吨，其中包含每年210万吨的工业矿和每年90万吨的低品位矿，同时撒算将采场东西帮边坡的高度提高到300米以上。理论上稳定的边坡角需要在40度范围内，但为了保证采矿过程中更加可靠安全，同时考虑到断层的影响，将整个高大边坡采用同样的边坡角度考虑，这样一来最终的东帮边坡的帮坡角选择了35度以内，西帮坡角选择了36度以内。
3.2 帮破分界依据
根据施工设计的施工图中确定了露天境界内总体的矿山资源占地面积为192 764 320立方米，岩石总量为178 234 106立方米，可以采出的工业矿石量为33 724 620吨。在1000米标高以上的矿岩总体含量可达到155 570 210立方米，大约可以占到总体含量的百分之八十；采出的工业矿石量可以达到13 076 912吨，大约占到总体含量的百分之四十；采出的低品位矿石含量可以达到7 306 392吨，大约占总体含量的百分之五十。
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根据露天境界中的矿石含量分析可知，在标高为1080米之上的矿石通常需要采用剥离的方式进行；而在1080米之下的矿石通常使用采矿的方式进。同时为了提高矿山的采集率和运输效率，还需要利用建成的运输道路和运输设备。为保证标高在1080米之上的剥离效率，需要选用的大型的剥离设备进行剥离，同时应该为工作台确定一个合适的高度，通常选择15-40米。
4、设备选型及特点
4.1 穿孔设备
在矿山开采过程中一般都需要用到穿孔及爆破设备，通常需要穿爆的岩石包含大理岩、片麻岩、片岩及矽卡岩。而矿岩的硬度一般较低，节理发育较为明显，表层的覆盖厚度一般也不会超过30米，所以在开采过程中并不需要爆破，可以直接采用工具进行铲挖。通过分析铜街-曼家寨矿山的矿岩硬度及铲装效果，发现需要穿孔爆破的矿岩含量大致为百分之四十，在标高1080米以上进行穿爆工作时推荐选用200毫米的潜孔钻机。而在标高为1080米以下的矿岩可以使用直径150毫米左右的潜孔钻机。
4.2 铲挖设备
铲挖设备的选型也应当考虑到标高问题，通常在标高为1080米之上可以采用剥离总量为每年1120万吨的设备，由于其剥离工作比较繁重，需要采用15立方米左右的挖掘机。而标高在1080米之下可以采用5立方米左右的挖掘机，采用三台这样的挖掘机每年可以生产350万吨的矿石，但是在实际工作还会因为效率问题而降低。同时需要注意在1080米之上的岩石覆盖层比较厚，一般其生产剥采比值较大，为了让该值区域平衡，在实际采矿时可以采用陡帮组合台阶工艺，这样便可以在很大程度上提高矿山开采工作的持续、稳定、高效。剥采设备一般选用15或18立方米左右的电动液压铲，目前我矿山15立方电动液压铲采剥总量1582715立方，18立方电动液压铲为2734086立方。考虑到铜街-曼家寨矿山标高在1080米之上采剥总量，需要购置5台电动液压铲才可完成正常的剥离工作。
4.3 运输设备
铜街-曼家寨露天采场具有年采剥量大、矿岩分布广等特点，同时结合铲装设备的配置特点，在标高1080米之上选取15和18立方电动液压铲进行矿石铲装，同时需要配备一百吨级别的自卸汽车来运输剥离之后的矿石，该级别的自卸汽车装满一般需要铲装 4-5斗；除此之外，还需要配备50t至120t级别的自卸汽车来运输矿石。而在标高为1080米之下时，需要选用采剥量为5立方米液压铲，这样还需配备50吨至120吨级别的矿用卡车来进行矿岩的运输工作。
4.4 设备调度系统了
随着矿山各类设备的配置，还需要建立一个设备调度系统来对这些设备统一管理，充分发挥各设备的作用并提高矿山的管理水平。铜街-曼家寨露天采场采剥作业时具有工作量大，工作范围广的特点，作业工作较为分散，整个矿区分散着穿孔设备、铲装设备、运输设备及一些辅助设备。如果采用人工调度，存在着不能够实时掌握、跟踪所有设备状况和位置，如果采用智能化的设备调度系统，便可以对每台设备的工作情况、工作位置、运行轨迹等情况实时监控，最终便可以为合理调度设备资源打好基础。
5、结束语
总之，文章对铜街-曼家寨矿段的露天境界分区及设备选型及特点进行了分析，根据矿山特点对其境界进行了圈定并确定了境界参数，最终根据这些境界参数选择了合适的采矿设备。希望可以为相关研究者提供一定的参考。
【参考文献】
[1]周铭. 铜街-曼家寨矿段露天境界分区及设备选型特点[J]. 云南冶金, 2014, 43(1):9-12.
[2]陈淑梦, 陈淑梦, 高照云, et al. 铜街-曼家寨矿段露天开采创新研究[J]. 有色金属设计, 2016, 43(2):1-5.
[3]魏正友, 钱旭林. 铜街曼家寨露天矿分期开采方案[C]// 全国采矿科学技术高峰论坛. 2010.
论文作者:张丁文,张龙,黄亚虎,祝大卫,罗爱国
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：矿山论文; 标高论文; 设备论文; 矿体论文; 矿石论文; 万吨论文; 露天矿论文; 《基层建设》2019年第16期论文;