德兴铜矿露天开采规划与实践.pdf

德兴 铜 矿露 天开采 规划 与 实践 德兴铜矿胡晨 涛 【 摘要】 率文介 绍了 稽兴铜 矿自1 9 9 1 年 来露 天开采 规划 及在 规划 指导 下的 实施情况． 叙述了实 践 中堪到的主要技术问题及其解执方法 ．同时对矿山面临的新问题提出了建议，本文对同类矿山的规划和 实践 具有一定参考价值 。 关 键词 露 天开采规划实践 PRACTI CE AND PLAN 0F 0lPEN PI T M I NI NG I N DEXI NG COPPER M I NE De x i n g C o p p e r M i n e Hu Ch e nt a o 【 A B S T R A C T】T h i s p a p e r in t r o d u c e s o p e n p i t mi n i n g p l a n a n d e n f o r c e m e n t r e s u i t o f t h e p l a n s i n c e 1 9 9 1 ． Th e ma i n p r o b l e ms t h a t a r e me e t e d i n c a r r y i n g o u t t h e p l a n a n d t h e me t h o d s t o s ol v e t h e p rob l e ms a l e p r e s e n t e d， a n d t h e n e w d i f fi c u l t i e s t h a t mi n e f a c e d r e p u tf o r wa r d e d． I ti s a r e f e r e a c et o o t he r s i mi l a rmi n es ． KEY W 0RDSOp e n p i t mi n i n g Pl a n P r a c t i c e 1 前言 德兴铜矿矿区总储藏矿量 1 6 亿 t ，其 中 铜厂矿区为n． 0 6 亿 t 。矿山规划 的总 目标 是 实现 和稳 定 采 选 矿石 9万 t ／ d生 产 能 力 。 作为国内最大 的露 天铜 矿 ，为实现矿 山 目 标 ，笔者对在现有技术条件下和怎样规划解 决一些技术难题等在文中加 以叙述。 2 德 兴 铜 矿 露 天 开 采 技 术 规划 德兴铜矿采矿工作者在研究 国内外同类 矿山开采经验和本矿实际情况的基础上 ，对 1 9 9 1年 以后 铜 厂 矿 区 的采 剥计 划 和 采 矿 工 程布局进行了规划。 2 ． 1 矿 区概况 德兴铜矿铜厂矿区以大坞河为界 自然将 采场分为南 山和北山两大采区，1 2 5 m水平 以上为山坡露天矿 ，其矿石储量为 3 3 5 8 8 万 t ，剥采 比为 3 ． 1 7 9 t ／ t。南 山采 区各 山体 已 形成工作面，并具备 3万 t ／ d采矿能力 ；北 山大采区由东往西分布着黄牛前、酉源岭和 黄坑三座 山体，原始地形陡峭，坡度 1 6 。 ～ 4 8 。 ，酉 源 岭 下 部 留有 坑 采 时 期 的 采 空 区 。 黄 牛前 已经 开 采 ，并 初 步具 备 1 0 0 0万 t ／ a 采剥能力 ，黄坑 为纯剥离 山头 。 2 ． 2 规划 的基本思 路 德兴铜矿以分期分区开采方法为规划的 基本思 路。从 时间上将 1 9 9 1年至 2 0 1 5年 分 为 5期 ，每期 5年。2 0 0 0年 前按“ 五万 、 七万 、九万”三 步走思路 实现 9万 t ／ d生 产 能力 ，2 0 0 0年后稳 定 9万 t ／ d能 力 。从空 间 上将铜厂 矿 区 1 2 5 m水 平 以上分 为 6个 分 区，分别是南山分区、北 山黄牛前分区 含 东区 、西源分区 剥离大公路以上 、观音 分 区 剥离 大公 路 以下 、采 空 区分 区和 黄 坑分区。开采顺序采用移动坑线推进 ，各分 区采剥工作独立进行。前期南 山 以出矿为 主 ，北 山重 点剥离 。 2 ． 3 采剥计划 各期 采剥 总 量分 别 为 3 2 1 6 0 、3 6 o o 0 、 锫兴铜矿薅天开采规划与实践胡晨涛 邮编 3 3 4 2 2 4 维普资讯 3 4 5 0 0 、3 5 4 0 0 、3 0 9 1 0万 t ，剥采 比分别为 各分期与分区采剥计划详见表 1 。 1 ． 4 0 6、 1 ． 4 2 4 、 1． 3 2 3、 1 ． 3 8 4、 1 ． 2 7 9 t ／ t 。 表 1 采驯计划表 万 t 采 { 2 ． 4开拓 运输 系统工 程布 局 开拓 运输 系统 工程布局见 图 1 。 图 1 罐 兴铜 矿 分 区开 采 开 拓运 输 系统 平面 布 局 图 1 南山采区。排土场 杨桃坞、祝排 2 1 0 m巷道 、破碎站 东部粗碎站、西部粗 碎站至南山采区的 4条总出人沟 ；中心移 动坑线 祝排一南山采区一东破；南、北环 形 移动坑线 。 2 北 山大采区。剥离大公路 已形成 上段 }4 1 3 m排土场一西源分区一黄牛前分 区一北 山 2 9 0 m 排土巷道 ；1 公路2 9 0 m 大巷一采空 区 2 4 5 m观音分区 2 9 0 m；2 公路 采空区 2 4 5 m 观音分区 2 4 5 m南北 山联络 道 1 5 5 m；3 公 路 采空 区 2 4 5 m 黄牛前 2 1 5 m一东部粗碎站 1 7 0 m4 公路 观音分 区 2 0 0 m西部粗碎站 1 2 5 m；5 公 路 西源分区一黄坑分区一4 1 3 m排土场。 以上规划 于 1 9 9 1 年 6月通过评审 ，并 开 始指 导矿 山生 产实践 。 3露 天 开 采 实践 3 ． 1 采剥工作 完成情 况 德兴铜矿在规划指导下，根据矿山情况 对各年计划作 了调整 ，1 9 9 1 年至 1 9 9 7年计 划采剥 总量 3 5 4 1 5万 t ，其 中采矿量 1 1 8 1 5 万 t ，剥离量 2 3 6 0 0万 t ，剥采比1 ． 9 9 7 t ／ t 。 实际完成采剥总量 3 5 0 2 9万 t ，其 中采矿量 1 2 5 9 4万 t ，剥离量 2 2 4 3 4万 t 。分别为计划 的9 8． 9 ％、1 0 6 ． 6 ％和 9 5 ． 1 ％，实 际剥 采 比 1 ． 7 8 1 t ／ t 。各年采剥完成情况见表 2 。 3 ． 2 采 矿工程及 生产能 力发展情 况 南山方面，中心公路与环形公路 以交替 方式改造和使用 ，并 随工作 台阶下降而延 伸 ，1 9 9 1年 1 5 5 m新水平开拓 ，南北山衔接 公路形成 ，采矿能力由 3 万 t ／ d发展到 5万 t ／ d ，1 9 9 3 年到 1 9 9 5年南 山分 区分别开 拓 了 1 4 0 m、1 2 5 m、1 l O m 新水平 ，采矿 能力 由 5万 t ／ d发展 到 7万 t ／ d 。 有色矿山 l 9 9 9 ． 5 维普资讯 北山方面，剥离 大公路于 1 9 9 2年完善 下段延伸 ；1 、2 、3 公 路于 1 9 9 6年前 形成 并投入使 用 ；4 、5 公 路 1 9 9 8年 四季 度竣工 ，北山大采区形成 2 ． 5 ～3万 t ／ d能 力。届时南北山采矿能力将实 9万 t ／ d的生 产 能力 。 表 2采剿 工作 完 成情 况表 万 t 注 0表中计捌音调整计划 ；01 9 9 4年后采矿量不音低品位 0 ． 2 5 ％--0 ． 3 0 ％ 的矿石量。 3 ． 3 实践中的主要问题及其解决方法 化。主要采取两条途径 3 ． 3 ． 1 采空 区处理和 1 、2 、3 公路施 1 强化分区开采 ，采用陡帮开采技术 工问题 加 速剥离 。 北山采 空 区位 于 其它各 分 区 的 中间， 1 、2 、3 公路 以采空 区为枢纽连系着西 源分 区、黄牛前分 区、南山分区和观音分 区。北山大采区地形复杂 。地势陡峭，公路 施工难度大。德兴铜矿采矿工程技术人员将 采空区处理与 1 、2 、3 公路 的修筑综合 考虑 ，认为该地区的关键问题是集中、妥善 处理采 空区 。 采空区处理采用 “ 硐室爆破法”一次性 松动 、破碎 、充填。1 9 9 4年 1 2月硐室爆破 获得成功 ，该次爆破消耗炸 药量 2 8 1 t ，爆 破 矿岩量 1 3 8万 t 。破 碎 后 的 岩 石 ，选 用 大型推土机 7 1 0 h p 配 合 大 电 铲 1 3 ～ 1 6 _ 8 n 13 进行高 台阶降段和掘沟施工方法处 理采空区。采空区以外 的公路段施工 ，采用 “ 深孔微差爆破”法破碎 ．大型推土机拓路 方式施工 。 3 ． 3 ． 2 剥离滞后 供矿压力大的问题 剥离滞后是制约采矿能力发展 的主要因 素 。剥离滞后的原因一是大型设备不能按 期到位．二是黄牛前边坡减缓及地质储量变 在确定 6个开采 分 区后 ，选择 易采 区 南 山分区 、少剥离易见矿区 观音区优 先开采，随开采 的延 深逐步扩大开采范 围。 西源岭下部的观音 区推迟剥离量 2 4 0 0万 t ， 提前见矿 。 在固定边帮上选择 “ 双台阶并段式”结 构 ；在境界内的剥离区内采用 “ 组合台阶式 陡帮”结构 。以 4 --6个 台阶为一组 ，每组 设 一3 0 m 宽 的 安 全 平 台 ．工 作 平 台 宽 1 0 5 m，运 输平 台宽 3 0 m。 德兴铜矿分区开采与陡帮剥离技术的灵 活运用．对该矿均衡生产剥采比、调节矿山 生产能力起到了积极作用。 2 调整矿石AN品位。 经验证明，德 兴铜矿将矿石人选 品位由 0 ． 3 ％调整 到 0 ． 2 5 ％ ．技 术 上可行 ，经 济上 也合理 ，对均衡采选能力取得了良好效果。 3 ． 3 ． 3 露 天矿排水 问题 1 9 9 3年至 1 9 9 4年 ，德 兴铜 矿 由山坡 露 天矿向深 凹露天矿过渡 ．该矿多雨潮湿 4 ～ 7月为雨季 排水 问题是影响矿山开采 镥兴镝矿露天开采规瑚与实跷胡晨涛 邮编 3 3 4 2 2 4 维普资讯 的一项 重要 问题 。解决 问题 的措 施 1 修筑 l O O m水平排水工程。 在矿 区 l O O m水平 与大 坞河 之 问布置 一 条 自流排 水 巷道 ，坡 度 3 ‰ l O O m 巷 道 口 未暴露 之前 ，利用 o 2 5 0 m m 牙 轮钻引孔排 水 ，该项 工程 已于 1 9 9 4年 4月投入使用 。 2 1 7 0 m截排 水工程 。 在南 山矿 区的水龙 山和杨桃坞 固定 边帮 上 1 7 0 、1 5 5 m ，各 布 置 一 条 排 水 斜 井 与 其下 的大 坞河 改 道巷 道 相连 ，1 9 9 8年三 季 度投入使用。该项工程既有利于地表水的截 流 ，也有利 于帮 内地下水疏 导 ，对边 坡稳 定 具有 积极意 义 。 3 机 械泵辅 助排水 。 在难 以 自流排 水的局部 区域采用 机械泵 辅助排水 。 通过 以上 三 项 排 水 措 施 ，德 兴 露 天 矿 l O O m水平 以上 的排 水 问题 基本得到解 决 。 3 ． 3 ． 4 防 降尘 问题 德兴铜矿生产规模大 ，道路 、工作面早 季扬尘也大 。降低粉尘浓度对矿 山生产效 率 、安全及环保具有重要意义。该矿主要采 取 下列措施 改 良扬 尘取得 良好 的效果 成立 “ 防尘公司” ，加强防降尘管理；改造 了 3 台 1 0 8 t 位的电动轮汽车作 为洒水车 ，保 证洒 7 g iS t 备能力 ；实验和 推广使 用 “ MP s型” 路面抑尘剂。 4目前露天开 采的主要问题和建议 德兴铜矿实 现和稳 定 9万 t ／ d生 产能 力 ，下列三 个 问题不 容忽视 。 1 西 源岭剥 离 问题 。 西源岭滞后剥离量 5 4 0 0 万 t ，是制约矿 山稳定 9万 t ／ d生产能 力 的关 键 问题 。1 9 9 7 年江西铜业公司股份制改革成功为矿山资金 筹措创造了条件 ，抓住机遇 ，使西源岭剥离 设备尽快到位 ，是减轻矿山剥离压力的必由 之路 。 2 运距 逐 年 增 大 ，运 输 能 力 受 到 挑 战 。 露天矿 台阶实际下降速度每年达到 1 个 台阶 ．最 大排 土 高差 南 山 区 已达 1 0 3 m，北 山 已达 2 0 5 m，最 大 运 距 目前 已达 4 0 0 0 m。 另一 方面 ，4 9台 1 5 4 t 电动轮 中有 1 0台已到 退役 时期 。随着运 距 的增 长 ，矿 山运输压 力 越来 越大 。 笔者认为，对于德兴铜矿长距离剥离运 输 ，选用 “ 间断 一连续”工艺是一条出路。 3 设备质量保证体系有待完善 。 德 兴铜 矿大型矿 用设备 既有 国产 设备也 有 进 口设备 。因其备 品备件供 应保 障 及 时 性 、质量渠道不流畅 ，内部设备维修制度 也未根本走 出 “ 坏 了再修”的阶段 ，对矿山 设备的完好率影响较大。因此，尽快理顺备 品备件的供应渠道 、使维修制度全面向 “ 计 划维修”乃至 “ 预防维修”过渡十分必要。 5 结束语 德兴铜矿 在 3万 t ／ d生产 规模 的基础 上 ，按照分期分区开采 的方法和思路 ，对露 天矿采剥计划和采矿工程进行了规划。在 7 年的实践过程中通过实行分期分区开采和陡 帮剥离技术 ，以及采取有效的爆破方法和排 水防尘措施 ，克 服 了 露 天 开 采的主要障 碍 ，达 到 了 调 节 生 产 剥 采 比、均 衡 南 北 山 供 矿的良好效果 ，实现了 “ 3万 t ／ d 一 5万 t ／ d 一 7万 t ／ d ”过 渡 ，为 矿 山 2 0 0 0年 前 实现 9万 t ／ d生产 能力奠 定 了基 础。矿 山 要 稳定 9万 t ／ d生产 能力 ，必须加 快 西源 岭 剥离 ，完善大型设备质量保证体系 ．并采取 有效措施解决矿岩的长距离运输 问题。 参考 文献 北京有色冶盘设计 研究总院．德兴铜矿三期工程初步 设 计1 9 8 5 有色矿山1 9 9 9 5 维普资讯