贾沟矿区采矿方法及号排土场治理意见.pdf

6 轻金属 1 9 9 3 年 9 露 嚼与 诬 搿 f 土 踢 ￡ ， ／ 贾沟矿区采矿方法及 Ⅱ号排土场治理意见 前言 吴安愚 ●-_ 一 ‘ 长 城 铝 业 公 司 矿 山 套 司 洛 阳 铝 矿 河 南 新 安 7 8 4 2 ’ 1 g 7 ■薹．贾淘矿区I号排土辑珥惜坡停止使用，I号排土辑鹰立 即诒理，而内部排土辆窖量小，髟响生 产．蔓 证将矿 区细划 为l o 十矿块， 采用擞 向采矿 睹 E c 增加 产量， 增大 内排窖 积。稿 毒 f 图表并说 明矿 收划 丹和各矿 城储量 ，品位 ，岩 量 ，空 珏容飘 盈来剥 ，排土 进度。 指 出这样 安排，幕辑 弗而分 散， 设备■ 动壤董 ，矿块 遗角要爰 时回 收．排 土垢要精确 计算严 格控箭 ，生产蕾理 复 杂也须 严格控制 。设 担将 I号捧土墒上游自然淘填平．不使羁亦，在淘的北帮开排土番路翦上部最鲢捧土边界，井沿沟向 下捧 土，使雨 水■原 淘下菰 ，不量 形扈危 害． 美■■．贾淘矿区横向采矿法排土蚜 1 9 8 3 年 洛阳铝矿贾 沟矿 区正式投产出矿， 止于1 9 9 2 年 底，该 矿 区 完 成 剥 离 量2 7 4 ． 3 2 万m。 ， 采出矿石 1 4 3 ． 4 5 万t ．贾沟矿 区设 计 有 两个外部排土场和一十内部排土场，废石总量 为2 5 0 9 m。 ，其 中 1号排土 场5 6 7 ． 7 8 万m。 ， Ⅱ号排土场 1 0 7 0 ． 6 4 万lm。 ， 内部排土 场8 7 0 ． 5 8 7 ／ m。 。到 目前为止两个外部排 土场均 出 现 了 同题， I号 排土场 排 入] O 0 7 Y m 岩 土 后 ，岩 土滑坡 巳冲入河 道 ，被迫停 止使用， Ⅱ号排土 场排入 1 5 0 m 岩土，把 自然 冲 沟 培 死，需 要 马上 治理 ，内部排土场没有形成大 区域排土 条件，使贾沟矿 区的生产受 到一定 的影 响。 根 据该矿 区采运设备情 况和矿 区地 质地形 条件，调 整贾 沟矿 区的采矿方 法和剥采 顺序， 可 以充分利用内部排土场，使该矿区能够正常 稳定 的进 行生 产。 1 对采矿方法的意见 1 ． 1矿 区概 况 贾沟矿区的设计范围是该矿 区的 I一 Ⅵ号 矿 块 图 1 ，各矿块的储量 、品位、矿体厚 度 收 蔫 日期I 1 0 0 3 一O 6 2 8 及复盖层厚度情况 如下 表 1． 由表 1可 以看 出， 按六个矿 块 的 排 列 顺 序，品 位趋 于降 低，矿厚趋 于减少，盖层顺次 增 加。原 设计 的采矿方 法是工作线沿矿体 走向 - 矿块边畀 线 Ⅱ设计剥离 异蛙 图1 贾 淘矿 区 I ～ Ⅱ号矿 块示 意 图 寰 1 曩淘矿区 I～Ⅵ号矿块储■、品位、厚度寰 矿 量 矿 厚 A b O 3 F O 3 A ／ s f 旷 块 号 万 t m I 6 2 6 ． 7 ＆ 6 2 ． ＆ 7 l 1 ． 3 0 8 ． 7 i 9 ． T 8 I 7 7 ． 8 8 ． 2 6 9 ． 8 6 3 ． 4 8 9 ． T J 3 ． 7 5 I 2 3 1 4 ． 1 2 6 5 ． 7 4 ． 9 7 6 ． 8 1 I 1 2 ． 1 5 Ⅳ 2 2 2 3 ． 船 6 6 ． 4l 5 ． 1 3 7 ． 6 I l 3 ． 1 0 V 2 7 4 4 ． 5 5 5 8 ． Z 3 1 4 ． 0 Z 6 ． 1 ＼l 6 ． 1 1 Ⅱ 5 2 3 4 ． 0 6 0 ． B 2 l 1 ． 2 a 6 ． 6 l 2 3 ． 2 2 平 均 5 ． 1 O 6 2 ． 5 9 ． 9 0 ． 3 l 1 3 ． 0 2 维普资讯 1 9 9 3 年 № 9 轻金曩 7 的水平分层推进，属于纵向采矿方法．卣原设 计采场终 了平面上可 以看 出，采 场最终采 空区 的位置 在 v、Ⅵ号矿块 ，而这两个矿块矿体埋 藏 深，剥离量大 ．也 就是说按该采 矿 方 法 需 把 大量岩土排 入外部排 土场，而内部形成大面 积采 空区，并且废石运 输是自下而上的上坡运 输． 因为矿体虽然连续，但 有无矿天 窗 多处 ， 且 顶底板起伏变 化较 大，影响工作线 的推进速 度，在一个采场内要达到年产7 0 万t ，是 不 可 能 的。只 能同时 多开采 几个采场， 以达到该 矿 区设计的生产能力。 从 贾沟矿区的实际生产来看， 多采场同 时 开采 是可行 的，如该矿区先开 I号矿块 基建部 位 ．再开 Ⅱ号矿块， 而后 陆家洼采 场．再后郭 洼 采场 。 这不 但适应 我矿的 电铲一 汽车开拓 灵活 机动 的特 点， 同时也是符台贾沟矿区开采范围 大、面积广 的条件 ．上述几个部位 的 生 产 安 排 ，是工作 线的方向与矿体走 向基本垂 直，属 于横 向采 矿方法。经分析， 它应 用于 贾沟矿 区 生产 有 以下特 点t a ． 降低前期生产剥采 比，形 成充 足的开拓 矿量，为清顶争 取 时 间J b． 可 实现多采场出矿和采场配矿，提高矿区的生产 能力 ，c ． 早 日形成 内部采空 区，实 现 内 部 排 土 ，减少剥离运距，降低运输成本 ． t ． 2采场情况 贾沟矿区年矿 量 为7 0 万t ，年 剥 离 量 为 1 0 0 m。 ，为了安 排 多个采场，根 据 该 矿 区 地质地形情况 ，将原设计 范围重 新分为十 个矿 块 图 2 ，并根据 1 9 9 2 年底采场 现状 图计 算出 各矿块储 量，品位和 岩石 量，见表 2 ． 卣表 2 看 出，贾沟矿区原 设计 范 围 内 矿 区储 量Z 4 7 4 t ，平均 品 位A／ S7 ． 9 2 ， 尚有 副离量1 9 2 4 ． 6 7 万m。 。我们本 着 先 易 后 难， 均衡 生产 ，合理 供矿，及早 日形成 内部采空 区 的原则 ，安 排同 时开 采 三 个 采 场 ， 即 1 号矿 块 、 4号矿块、和 7～ l O 号矿块 ．该三个采场 的采矿方 法是 沿矿体 倾向 自上 而下水 平分层 开采 ，采矿原 则上按 自上盘 向下 盘推进 。并确 定 各采场 的年 工作量如表 3． 图 2 贾沟矿区 11 0 号矿块示意图 寰 2 鼻淘矿区1 0 矿块储量，品位、岩量裹 旷 块 面 积 l矿 厚 矿 量 {a ／S 晕I采 号 m 3 l ill 万 t m ／t l 1 0 8 B 6 o 6 ． 7 3 I 7 ‘ ． T g 6 o ． 6 T IB ． ‘ 4 I 6 ． 6 9 5 2 ． I 3 o ． 3 2 65 8 0 0 s ． ‘日 T 3． 9 8 68 ． 8s 。 r o2 3 l 1 9 ． I ‘ 8 7 ． 6 8 I ． I g 3 g 口 O O O ． O 3 l 5 7 ． 7 8 5 T ． 8 l ． ‘ l I 3 5 ． 口 8 3 5 口 ． O 2 2 ． 2 S 4 2 0 1 8 6 O I5 ． 7 3 3 3 g ． 4 B 6 ． o 7 l B | 4 1 l I o ． 3 5 1 8 0 ． 5 6 o 5 5 5 1 6 5 9 2 0 s ． 8 自 z S S ． 6 5 ． 5 2 lB I 5 I 1 8 3 O 8 ． g 5 1 ． 6 2 e l t 2 o o o s 。 2 7 2 0 6 ． 6 z 5 q 2 o ． 1 口 } 4 7 ． “ 5 ∞ ． ‘ 5 2 ． 髓 T 2 9 9 6 o l| ． a 5 2 0 ． 5 f6 o 8 『 l l _ 9 1 6 o ． o O 1 ． 6 0 8 B g 3 6 o i ． O B 8 2 ． 7 g B 6 ” l7 ． “ l 7 6 s ． 8 0 o ． 6 5 9 8 2 6 0 0 s ． 1 B T 7 ． 7 g e 7 2 o l r o 8 5 I “ g g 日 ． g I 2 e l o l O 0 8 oO l|． 8 1 41 ． 6 ‘ 6I 8 4。 | 8 7 l 1 5 3 。 1 ‘ 5 ． 7 1 I ． O 3 台 计 i 4 7 4 ． o B I ． 5 6 J 7 ． o 2 l 1 9 2 4 ． 6 7 I ． 3 I 裹 5 各采塌年 - r 作量裹 再 再 三 。 1 20{ 4020 竺 j 当三个 采场 采完后， 以后 各个矿块 衔接和 到 采顺序 的安 排见 表 4。 1 ． 3 捶 土方案豆捶 ■分 配 根 据贾 沟矿区矿 体底 板等高线 图，按照 上 述划分 的十个矿块，结合 各矿块 的剥采顺 序， 并参考各矿块的 相对位置 ，预定 出排 土标 高， 计算 出各 矿块 矿石 采完后采空区的 容 积 如 表 5 。 根据表 2中各矿块 的岩石 量， 表 5中各 矿 维普资讯 8 轻金属 ‘ I 9 9 3 E№ 9 小 n l t j2 1 3 ． I 。 j f l 2 ㈣ l l 1 1 ．， l l l 『 一 1 3 ㈣ I l 【 l I __ 一 9 L 5㈣ 一I ，l l 0 ～ 2 一 一 2 H 1 I l B 8 。 1 1 l l l I I I 蚋 一 僻 ，I l 【 l I 1 I 一 14 5 7 ’ l } l ； 『 ‘。一 - 3 “ f4 m j I I i j 52 L 7 5 卜 』 一 一 3 卜 }一 I l I ⋯．【 2 ． 2 l l I 4 I 1 l 1 1 JI l 1 { j l 1 l。 ． I l{ 1 29 ∞ l l l { l I I l I 一 而 l - { l l’ B 吐 札∞ 1 9 7 ， J l 1 0 H 1 ． l 裹 5 各矿 块采 空 区窖积 鼍 55 54 1】 ‘IO 3。o 20 I 】1．65 帕 ．7 S66 2 ‘ 10 8 北 ．5 3 8 110 0 o l s 。 0 k E ‘ 3 2 0 ． ‘ 2 ． 6 北 B 0 6 8 O { ‘ 0 O 3 7 Z 2 8 2 5 5 ． 0 2 1 T ． 6 甫 I 1 0 6 8 C i 9 0 lz ‘ 8 5 3 1 ． 2 6 4 5 5 ． 2 5 I1 2 0 0 3 5 0 S 1 日 3 ‘ 80 ． 8 T 8 1 5 2 0 0C ‘l O l B 2 2 8 4 25 ． 6 3 6 4 ．7 自 8 ‘ 0 0圳 s0 0 3 5 2 3 8 31 0 ． 2 2 7 3 ． 5 l O 0 8 0 00 I 3 50 31 B 3 4 3 3 3． 2 小计 2 T 日 | ． O 4 2 3 8 5 ． 6 内部呆 f 北 3 口 g ． 8 5 1 0 ． 1 5 3 6 ． 0 8 3 0 ． 9 空 区l膏 ‘ 2 5 4 O j ‘ I O 13 5 ． 2 g 1 ‘ ． T l 11 2 ． 5 8 5 3 ． 6 l 排土辆j ‘ 9 1 ． 7 4 0 1 ． 7 合计l 3 3 7 ‘ ． ‘ 2 9 6 1 ． B 注I裹 中 7、 8号 排土面 积包 括 1号排 土场 的 5万m 范 匿．8 8 万m ’ 窖积． 块 的采空 区容积，及表 4中矿块 的剥离进 度， 对 尉采生产安排 如下 a ． 首先 剥离 1号和 4号矿块 ， 它们 的废石 量 之和为2 3 2 ． 6 8 万m 排 入 Ⅱ号排 土 场 。该 两 个矿块 的岩土剥完后由 3号矿块 接替 ， 3号矿 块 总 的 废 石 量3 5 9 ． 0 2 万m 。前 期 的2 5 9 ． 0 2 万lm。 岩土排 入 Ⅱ号 排 土 场，在 剥离 后 期 的 0 0 7 Y m 岩土 时， 1号矿块 北部 的采空区 已经 形成， 可逐步 容下该岩土量 。Ⅱ号排土场 总废 石 量为 { 2 3 2 ． 6 8 2 5 9 ． 0 2 4 9 1 ． 7 万m b ． 目前 采空 区 容 积 为3 6 万m。 原 Ⅱ号矿 块采 空区 ，郭洼 采场 4号 矿 块 北 部 4 0 0 m 水平 以上 尚有1 2 万t 矿石， 该采场采完 后 可形 成容积为6 2 万m 的 内部排土 场。 7号和 8号矿块的1 0 4 万m 岩土可顺 次排 入该两区 内 部 排 土 场 容 积 9 8 万lm。 。还有 2 0 万lm。 岩土无处可排， 随着 4号矿块 采 矿 的 推进，逐步形成 该矿块北 部采空区 ，可容下 7 号 和 8号 的 另2 0 万m 。 岩 土 。 9号矿块 的9 8 ． 2 9 m。 岩土 量， 可排 入 7 号矿块 采空区 。到第 5 年开始 剥离l 0 号矿块 ， 此时 8号矿块尚 有矿 石 t 2 ． 2 9 万t ，随 着 采 剥 的进行， l 0 号矿块 的1 4 5 ． 7 1 万I N 岩土可 排 入 7 8号矿块 采空区 。由此 可见 7 1 0 号矿块 的剥 离， 利用 内部 采空区和 I号排土场 的一 部 维普资讯 1 9 9 3 每 № 9 轻金曩 9 ’ 分，完 成其排土量 ， 并可形成 9号矿块 采空区 。 C ． 当生 产进行 到8 ． 7 年 时剥离 6号 矿 块， 此时 4号 矿块剩 余7 8 ． 4 6 万t 矿 靛，大 部 分 已 形成 内部 采空 医， 6号 矿 块 的 岩 键 5 9 0 ． 4 5 万lm。 可排入 4号 矿 块 采 空 区 容 积7 8 5 ． 1 6 万 m。 d ．2号矿块的 岩嚣可排 入 1号 矿 块 采 空 区， 5号矿块的岩可排入 3号 、 9号矿块 采 空 区 。 e ． 在 6号矿块的 采矿 中，可实 行 由下丽上 水 平分层 的采矿方法，使该矿块 先形成下部 采 空区， 以利于内部排 士 f ． 根 据上 述安 排。最终采空区 的 位 置 是 2号、 5号和1 0 号矿块 。 g ． 拄 以上安排， 4号矿块需解决 内 部 排 水 问题， 其余 矿块 的开 采都可实现 自流排水 。 综 上所述，实 行 多采场分区采矿后，三个 排土场 的总容量为1 9 2 4 ． 6 7 7 7 m。 ，其 中 I号排 土场8 6 7 7 m。 ，Ⅱ号 排 土 场4 9 1 ． 7 7 f ro。 ，内部 排土场1 3 4 6 ． 9 7 万m 这样能充分引 用内部排 土场，也适合 贾沟 矿区 的地 质地 形条件 但是 这样安排，采场 多而且分散，设备调整额繁， 生产 管理 比较 复杂，矿块的边角矿量必须尽快 回收，生产 剥离和 排土 顺序及内部排土场 必须 精确计 算、严格挖 制。茵此，实行这一方案要 求矿 山必须有一套严格 的生产组 织和 生产 管理 办法 ，制定周 密的 采掘技术 计划 ，保 证剥离、 采矿、排土作业的 正常进行 。 2 Ⅱ号排 土场的治理意 见 2 ． 排 场曲现状 洛阳铝矿贾诲矿区原设l剖 的总 剥 离 蹙 为 2 6 0 9 万m ，分为 粤、 Ⅱ号和 内部三 个 排 土 场 。在1 9 8 o 年之 前的基建 剥离和生产 剥离 中， 排弃的岩 芏都是遣 翟t 号捧 _ 岛 该排 场是 措石 寺河岸安 排，原地 形坡度 1 5 ，设 计 方 案 是把该地 形提高到3 8 。 。由于第 四纪 黄土 夹 杂 卵石 ， 易于滚动， I号排土场 出现滑坡 。为 了 解决 这一 问题 ，1 9 8 0 年设计院对贾 沟矿区排土 场进行了修改设计，调整各排土场的排土量如 表 6。 表 6 调整后的鲁排塌排■，万m 3 编 号 原 设 计 I号I 9 2 8 ． { 9 I号l 7 9 0 ． 7 5 内稚l 7 8 口 ． 7 6 合计l 2 5 0 9 止于 1 9 8 5 年， I号排土场 共排 入 岩 土 赶 1 0 0 7 m。 该处 的滑坡滚石 已 冲入河道 。目 前 该排土面 已种上 植被，起固土防滑作 用， 涪整 个排土场边 部排弃 废石 8 6 7 m。 不 成问题 。 Ⅱ号排土场 为一 自然 冲沟， 帆排土场 向上 计 算汇水面 积为1 ． 6 2 k in ，设计 排 土 标 高 为 4 3 0 t V l 水平 止 于 1 9 9 2年底 ，该排土 场共排入 岩土1 5 0 万T f l 已把 自然 冲沟堵死 ， 如遇到大 暴 雨， 山洪会 冲垮 排弃 的岩土，危 及下游 贾沟村 村庄 的安全 因此， Ⅱ号排土 场 的治理迫 在眉 睫 。 2 ． 2治理方案 从1 9 8 9 年开 始研究 Ⅱ号排土 场各种 治理方 案，既有全面 的永久 治理方 案 需开凿 6 0 0 米涵 洞和一条2 ． 2 公 里的排士沟 ，也 有临时处理措 施 巳作出施工设 计，计 划费用5 1 万元 ，止于 目前还没 有形成一 个统一的成 熟 的 方 案， 为 此 ，建 议 如 下 。 从设 计排土场位置向 自然沟 的上 游，地形 较陡，但延伸不长 ，设 想把该淘填平，不 使其 积东，也 就彻底根 治了 Ⅱ号 排土场 。具 体方法 是根 据排土 容量， 确定排土场标 高，在沟的北 帮开 排一 条排土公路到上部 最终 排土 边界，然 后开始 沿淘向下 排土 ，这 样降雨就可顺原 沟 自 然下流，不会形成危害。 该排土 场容量为 1 0 7 0 Y m。 ， 嚣土蒜 高 为 4 3 O m水平 ， 占地 总 面 积3 3 9 2 0 0 m 5 0 9 ； 8 3 亩 ，除 前期 购 地 范 围 外 ，还 需 二 期 征 地 1 8 8 8 4 O 万m 2 8 3 ． 1 2 亩 。 Ⅱ号排土场 目前 排 土面最高标高为4 2 o re 水平。在一 期购地范 围 内，平均排土标 高 按 4 2 0 m水平讦算，容积为4 2 1 ． 3 6 万m。 。 在 该排土场南 部有一标 高 为4 1 8 ． 2 m水 平 维普资讯 1 0 轻金一 1 9 9 3 年 № 9 的 山包， 山 包的鞍部标 高为4 0 8 m水 平。在 一 期购地 范围之外按4 1 0 等 高 线 圈 定 ，面 积 为 1 1 9 5 6 0 m 1 7 9 ． 2 5 亩 ， 该水 平 以下，沟 的 容 积 为 1 7 0 ． 5 2 m 。 。 以上两处 容 积 之 和 为4 2 1 ． 3 6 1 7 0 ． 5 2 5 9 1 ． 8 8 万m。 ， 按采矿方 法部分 介 绍 ， Ⅱ号排 土场 的容岩量 为4 9 1 ． 7 万m。 ，完全 可 以 被 容 下 。因此，在实 际生产 中，沿沟 的 北 帮4 1 0 m 水平开排 一条排土 公路 ，到最终 边 界 开 始 排 土 。 当整个排 土场都达 到4 1 0 m水 平 后， 在山 包 以东部 分，排土场 加 高 1 0 米，形 成4 2 0 m水 平排土场 。整个排土 场汇 水区 内的 降 雨 可 措 4 1 0 m水 平排土面 ，通过 山包鞍部 自流 排 泄 。 2 ． 3急待 解决的 问曩 由于 当前 Ⅱ号排土场排弃 的岩土 ，已堵 死 了该段 沟， 在该排土场下游 的贾沟村与 排土 场 的直线距离6 0 0 米，必须尽快根治这一事 故 隐 患 ，其 治理方 案可在 排土场下 部边界修筑一 条 石 笼埙 ，应根 据巳排土量和排 土区 标高， 以及 石笼坝的位置与该处的距 离，并参考 当地 的降 雨量，计算出石笼坝的强度 宽度和高度 ，使 之 能挡土泄水，保 证生产安全 。臆着今后生产 的进行，石笼坝 的高 度可根据排土 场的升 高而 相应 升高，最终起到 固土防滑作 用。 3结 论 a ． 据上所述，这些方 案如果得 以实施， Ⅱ 号排土场二期 占地 只 需1 7 9 ． 2 5 亩， 比原 来计 划 2 8 3 ． 1 2 亩减少了 l O 3 ． 8 7 亩 。并且不需要开凿 蔺 洞，不 留稳患 。 Ⅱ号排土场下 部的石笼坝不 论 实 用何方 案都 需要修筑，只是不 同的方案 修筑 的强 度不 同。因此，使 用该方 案经济效果十分 明显 。并且排 土是填 沟造 田，能形 成 大 片 耕 地 ，造 福～方 。由于排土 场上 部 容量较少，可 采 用租地形 式。逐步把复垦后 的土 地 退 路 村 民 。 b． 如若 贾沟矿区不 能实 行 多采区 分 区 采 矿， Ⅱ号排土场 还必须 按1 0 7 0 - m 容量设 计 ， 其 治理也 可实行上 述治理 方 案，经 计 算，按 4 1 8 m等高线购地 ，排土标高按4 3 0 m水 平，也 可 容下原 设计 的1 0 7 0 ． 6 4 万m 岩土 。 焊 接 铝材和 陶 瓷 的新技 术 日本科学家采用一种超声波技术 ，成功地把铝和陶瓷这两种截然不同的材料掉 接在一起，从而解决了过击要 把它们接合必须借助盒、银等亲和性强的贵重金属作媒介 而且成本高、工穿多 时间长的问题。 日本科学家发现，振动频率为2 0 ～4 开 赫 振幅为几微米至5 o H米的超声渡，可以改变铝和陶瓷接合面的物 理结构，如果在接台面施加一定的压力，就可将这两种材料牢固地接合起来。他们就是根据这个原理成功地焊接 了铝和陶瓷的。采用这种技术，节省了贵重金属 ，时间只需几秒钟。 [ 李囊萍译自蕾 今日亚非 1 9 9 3 年 4 期] 维普资讯