中国岩金露天开采采剥工艺应用现状.docx

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中国岩金露天开采采剥工艺应用现状

2010年第11期/第31卷

黄金

GOLD

采矿工程25

中国岩金露天开采采剥工艺应用现状

收稿日期:

2010－08－21

作者简介:

焦建团（1957—），男，山东日照人，采矿高级工程师，从事金属矿山工程设计及矿山建设管理工作;吉林省长春市南湖大路4726

号，130012

焦建团，孙国飞

（长春黄金设计院）

摘要:

介绍了中国岩金露天矿山开采现状，详述了缓帮、陡帮开采采剥工艺和参数，以及相应矿

山的实际应用状况，可为岩金露天开采设计提供参考。

关键词:

岩金;露天开采;采剥工艺;缓帮;陡帮;参数

中图分类号:

TD854文献标志码:

B文章编号:

1001－1277（2010）11－0025－06

0概述

2000年以前，中国岩金露天矿山由于受到传统

的地质工业指标和矿山规模的合理服务年限等因素

制约，所建矿山的生产能力与有色行业相比普遍较

小，矿山装备水平普遍较低。

2000年之后，岩金露天

矿山采用动态工业指标，引进专业化的剥采施工队

伍，以矿山经济合理服务年限为评价原则，使岩金露

天开采的生产能力和装备水平与有色行业的差距缩

小，有些矿山已达到有色行业的先进水平。

岩金露天矿山一般采用凿岩、爆破松散、挖掘机

铲装，矿岩分别装运的单斗挖掘机采剥方法。

按工作

帮坡角划分为缓帮开采和陡帮开采。

1990年以前的

岩金露天矿山均采用缓帮开采，如黑龙江乌拉嘎金矿

一期工程、河南银洞坡金矿、山西堡子湾金矿、新疆阿

希金矿、贵州紫木凼金矿等。

1990年以后，基本以陡

帮开采为主，如福建紫金山金矿、黑龙江乌拉嘎金矿

二期工程、山东仓上金矿三期工程、辽宁排山楼金矿、

贵州锦丰金矿等;缓帮开采的矿山较少，如内蒙古长

山壕金矿、吉林曙光金铜矿。

陡帮开采主要以组合台

阶开采为主，部分矿山采用倾斜条带式开采。

矿石品

位相对较低、剥采比小的矿山，以缓帮开采为主;相反

以陡帮开采为主。

但矿山应根据具体开采技术条件

来确定，如福建紫金山金矿金矿石品位0．3～

0．5g/t，剥采比小于2∶1，仍采用陡帮开采。

1缓帮开采采剥工艺及参数

1．1台阶高度

台阶在岩金露天矿山分为采矿台阶和剥岩台阶。

采矿台阶和剥岩台阶的高度确定条件是有区别的，这

是岩金与其他冶金露天矿山的主要区别之一。

1．1．1剥岩台阶高度

剥岩台阶的高低主要受挖掘机工作参数、岩石性

质和运输条件所限制

［1］

。

中国大部分岩金露天矿山

剥岩台阶高度10～12m，使用轮式前装机的矿山采

用高5m的剥岩台阶。

1．1．2采矿台阶高度

采矿台阶高度主要受矿体的倾角、厚度、品位沿

走向和倾向的变化，矿体上、下盘与围岩的接触条件

及挖掘机的工作参数所限制

［1］

。

岩金露天矿山的矿体倾角、厚度、品位沿走向和

倾向的变化很大，上、下盘围岩变化也很大。

确定采

矿台阶高度时，首先以降低采矿损失贫化为主，并参

照相适应的挖掘设备，两者综合评价。

美国、加拿大、

澳大利亚等国的岩金露天矿山采矿台阶高度一般为

2．5～5m。

中国岩金露天矿山采矿台阶高度一般为

5～12m，仅外资矿山的采矿台阶高度达到2．5～

5m。

采矿台阶高度是岩金露天开采的重要参数，各个

矿山在选取采矿台阶高度时要综合评价，一定要做到

结合岩金露天矿山特点。

采矿损失率、矿石贫化率是

岩金矿山的重要技术经济指标，废石混入量和矿石损

失量与工作台阶高度成正比，与矿体倾角的正切函数

和工作台阶坡面角的正切函数和之差成反比。

矿体

倾角沿走向变化难以控制，但工作台阶高度很容易

控制。

1．1．3国内部分岩金露天矿山实际台阶高度

国内部分岩金露天矿山实际台阶高度见表1。

1．2最小工作平台宽度

最小工作平台宽度由爆堆宽度、运输设备规格、

动力配置方式、铲装设备性能和采剥设备作业的安全

宽度所组成。

岩金露天矿山以汽车运输为主，铲装设

备以液压挖掘机、前端式装载机为主，部分矿山配置

电动挖掘机。

国内部分岩金露天矿山最小工作平台宽度见

表2。

26采矿工程黄金

表1国内部分岩金露天矿山实际台阶高度

序号矿山铲装设备矿体厚度/m矿体倾角/（°）台阶高度/m

1福建紫金山金矿2～7m

3

液压铲50～30040～6010

2黑龙江乌拉嘎金矿2～4m

3

电铲5～8020～2610

3辽宁排山楼金矿1～2m

3

液压铲5～1560～756～10

4吉林曙光金铜矿2～4m

3

挖掘机80～20055～7010～12

5山东仓上金矿1～4m

3

挖掘机5～2050～6510

6贵州锦丰金矿2～6．7m

3

液压铲5～3040～805（采矿），2．5（分层），10（剥岩）

7内蒙古长山壕金矿2m

3

液压铲100～15075～806（采矿），12（剥岩）

8青海滩金山金矿2～4．5m

3

液压铲5～3540～605（采矿），2．5（分层），10（剥岩）

9贵州紫木凼金矿0．6～1．0m

3

液压铲3～1545～605

10山西堡子湾金矿0．6～1．0m

3

液压铲3～2040～505

表2国内部分岩金露天矿山实际最小工作平台宽度

序号矿山铲装设备运输方式台阶高度/m最小工作平台宽度/m

1黑龙江乌拉嘎金矿2～4m

3

电铲汽车公路10～1235

2山东仓上金矿4m

3

电铲汽车公路1245

3江西洋鸡山金矿1m

3

电铲汽车公路1015～25

4河南银洞坡金矿2m

3

电铲汽车公路1035

5吉林曙光金铜矿2m

3

液压铲汽车公路1232

6新疆阿希金矿4m

3

电铲汽车公路1035

7贵州锦丰金矿6．7m

3

液压铲汽车公路1040

8福建紫金山金矿1～3．6m

3

液压铲汽车公路1235

9内蒙古长山壕金矿4．5m

3

液压铲汽车公路6～1235

1．3挖掘机工作线长度

挖掘机工作线长度由穿孔段、爆破段和采装段组

成，其最小工作线长度应满足这3个区段同时正常作

业的最小距离。

常规要求一次穿孔、爆破作业的岩矿

量，满足挖掘机5～10d的连续铲装作业量。

减少因

爆破作业移动穿孔、铲装设备的次数，提高设备的作

业率和工作效率。

一般情况下，岩金露天矿山平行矿脉有多条，特

别在回采窄小矿体和剔除岩石夹层时，一次爆破量

难以满足3～5d的挖掘机连续铲装作业量。

遇到

这种情况时，均设置相应规模的矿石储存场，以满足

工作线长度不足的要求，解决铲装与穿爆工作的

矛盾。

2000年以后，岩金露天矿山使用了柴油驱动的

液压钻机和液压挖掘机，这些设备移动灵活，爆破作

业对设备的作业率和工作效率影响较小，可适当缩短

最小工作线长度。

一次爆破作业量均大于2～3d的

挖掘机连续铲装作业量。

目前，岩金露天矿山的境界长度均在1300m以

内，全部为汽车运输，每个工作台阶内只需配置1～2

台挖掘机。

国内部分岩金露天矿山挖掘机实际工作

线长度见表3。

表3岩金露天矿山部分挖掘机实际工作线长度

矿山

挖掘机工作

线长度/m

单个台阶配挖

掘机数量/台

福建紫金山金矿3002～3

黑龙江乌拉嘎金矿2001～2

河南银洞坡金矿2001～2

江西洋鸡山金矿150～2001～2

贵州锦丰金矿3001～2

山东仓上金矿3001～2

内蒙古长山壕金矿3001～2

1．4工作面布置和推进方向

岩金露天矿山采剥工作面推进方向，主要取决于

矿体产状和地形条件，采矿、剥岩工作面应尽量沿走

向方向布置，推进方向大多数从上盘向下盘推进;对

于矿体倾向与山坡坡向相反的矿山，推进方向应尽量

以矿体上盘为界，采矿由上盘向下盘方向推进，剥岩

由下盘向上盘方向推进。

对于厚大矿体、品位较低的岩金露天矿山，为了

便于深部与浅部的矿石进行配矿，一般垂直矿体走向

布置工作面，推进方向沿矿体走向，垂直矿体布置工

作线推进。

国内部分岩金露天矿山实际采剥工作面

推进方向见表4。

2010年第11期/第31卷采矿工程27

表4国内部分岩金露天矿山实际工作面布置

矿山工作面与矿体走向布置采剥工程推进方向

黑龙江乌拉嘎金矿垂直上盘向下盘

福建紫金山金矿平行沿矿体走向

吉林曙光金铜矿垂直上盘向下盘

山东仓上金矿垂直上盘向下盘

贵州锦丰金矿垂直上盘向下盘

内蒙古长山壕金矿平行沿矿体走向

辽宁排山楼金矿垂直上盘向下盘

贵州紫木凼金矿垂直上盘向下盘

河南银洞坡金矿垂直上盘向下盘

1．5堑沟掘进

堑沟掘进属新水平准备的一部分，由运输堑沟和

水平段沟两部分组成。

运输堑沟根据露天采场的最

终境界可划分为固定运输堑沟和移动运输堑沟，岩金

露天矿山均为移动运输堑沟。

堑沟的掘进方式，在岩金露天矿山分为全段高掘

进和分层掘进两种。

岩金露天矿山多数采用全段高掘进方式，现在很

多矿山使用反向液压挖掘机铲装，已开始采用分层掘

进堑沟，建议岩金露天矿山推广分层掘进方式。

1）全段高掘进。

按工作台阶高度，一次穿孔、爆

破。

铲装时，运输堑沟按道路坡度逐渐延深至新水平

底标高;水平段沟按新水平标高全段高一次掘进（见

图1）。

图1全段高掘进堑沟示意图

2）分层掘进。

按工作台阶高度，一次穿孔、爆

破。

铲装时，运输堑沟按道路坡度，首先延深至采矿

台阶的第一个分层底标高;水平段沟按采矿台阶的第

一个分层底标高掘进。

根据采矿工作面扩展，再向采

矿台阶的第二个分层延深，直至延深到新水平的底标

高（见图2）。

1，2，3，4—分层掘进顺序

图2分层掘进堑沟示意图

3）堑沟底宽。

岩金露天矿山均采用移动坑线开

拓，运输堑沟和水平段沟底宽是相同的。

堑沟底宽决

定于挖掘机的回转半径和汽车的最小转弯半径。

全

段高掘进和分层掘进的堑沟底宽相同。

国内部分岩

金露天矿山实际堑沟底宽见表5。

表5国内部分岩金露天矿山实际堑沟底宽

矿山挖掘机斗容/m

3

汽车载重/t堑沟底宽/m

黑龙江乌拉嘎金矿2～42720

福建紫金山金矿2～3．620～6520

吉林曙光金铜矿42020

山东仓上金矿42720

贵州锦丰金矿6．76520

内蒙古长山壕金矿4．53020

辽宁排山楼金矿42720

贵州紫木凼金矿1715

河南银洞坡金矿22018

2陡帮开采采剥工艺及参数

岩金露天矿山普遍生产剥采比较大，露天采坑下

降速度也较大，循环周期短，在采用组合台阶开采时，

普遍应用一组台阶内有2台挖掘机尾随作业，实际是

组合台阶与倾斜条带式开采的复合方式。

在矿山分

期境界开采时，境界扩帮采用倾斜条带式开采，生产

采剥采用组合台阶开采，境界扩帮完成后转变为组合

台阶开采。

2．1组合台阶开采

组合台阶开采是把工作帮台阶分为若