专利名称：一种创造露天矿内排土条件的方法
技术领域：
本发明属矿山开采技术领域，涉及露天开采五大工艺中的排土工艺，具体说是一种创造露天矿内排土条件的方法。该方法不仅适应于分区、分段开采的煤矿，也适应于其他非煤露天矿山。
背景技术：
露天开采是我国矿产资源开采的主要方法，具有生产规模大、安全性好的特点。比地下开采有很多的优越性，但缺点也是非常明显的，那就是在开采矿石的同时，还要剥离大量的岩石。相对于地下开采的废石场，露天开采的排土场占地面积要大得多。内排土是指露天矿开采过程中，所剥离的废石不是排弃到采场以外，而是排弃在露天采场内部。内排土技术适合于矿体埋藏较浅、分布范围较大、水平赋存或倾角很缓，采用露天开采的矿山，因此在露天开采的煤矿得到广泛应用。金属矿床大多为倾斜或急倾斜矿体，走向长度短、倾斜延伸大，因此采用内排土技术的矿山很少。露天矿山采用内排土一般采用以下两种方式来实现
(I)采用分区开采方式。一个矿权内有多个独立的矿体，且相距较远。设计时各独立矿体均为单独的露天采场，进行分区开采，先开的露天采场，在开采结束后，可作为后开采采场的排土场。这种方式只是在采矿权范围内实现了内排土。例如马钢姑山铁矿，原来有两个露天采场，姑山采场和钟山采场，钟山采场开采结束后，作为姑山采场的内排土场。(2)采用分段开采方式。矿体走向长、埋藏相对较浅的矿床，设计时沿矿体走向可以将矿床划分成若干个段，从一端先开采第一段，开采结束形成的采坑，作为第二段开采的内排土场，第二段作为第三段的内排土场。这种方式多适用于煤矿，例如准格尔黑岱沟露天煤矿内排土场、依兰煤矿内排土场、神华集团宝日希勒露天煤矿内排土场、中煤龙化哈尔滨矿业有限公司露天采区内排土场、准格尔黑岱沟露天煤矿内排土场、库米什露天煤矿内部排土、伊敏露天煤矿排土场、义马北露天煤矿内排土场。上述方法受矿床分布范围及矿体赋存条件影响较大，另外在开采初期还要选择采场外部的临时排土场，仍然存在占用大量土地,而且对矿山生态环境影响较大等问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种创造露天矿内排土条件的方法，解决金属、非金属矿床大多为倾斜或急倾斜矿体，走向长度短、倾斜延伸大，分布范围小，无法采用分区、分段开采来实现内排土的难题，该方法不仅适应于分区、分段开采的煤矿，也适应于其他非煤露天矿山。本发明的目的是这样来实现的一种创造露天矿内排土条件的方法，其特征在于包括采用分区、分段开采、陡帮开采推进创造内排土条件，还包括充分利用采场本身及爆破警戒线的面积作为“中转站”进行内排土步骤。充分利用露天采场上口面积和采场上口向300m的爆破警戒线范围，将露天开采境界划纵向分为两个部分，先开采其中的一部分。从先开采部分边缘下掘出入沟、横向掘开段沟，形成横向初始工作面，然后工作面纵向推进。推进过程中采用陡帮开采法，可以加快先开采部分的下降速度，推迟后开采部分最上一个台阶靠帮时间。在时间和空间上为实现内排土创造条件。例如将露天开采境界划分为东西两个部分，先开采东部分，则先从东部边缘下掘出入沟、南北向掘开段沟，形成南北向的初始工作面，然后工作面向西推进。推进过程中采用陡帮开采法，可以加快东部分的下降速度，推迟西部分最上一个台阶靠帮时间。在时间和空间上为实现内排土创造条件。充分利用采场本身及爆破警戒线的面积作为“中转站”进行内排土按以下步骤进行 (I)、先开采剥离的岩土，采用分台阶方式临时堆放在采场上口外推300m的爆破警戒线范围内和暂时不开采的另一部分上。所述分台阶方式堆放的内排土场结构参数为最下一个台阶的坡底线距露天采场边界线20m，台阶高度10m，安全平台宽度16m，台阶坡面角34° ,总体边坡角19 21°。(2)、随着采场不断地向下延伸和纵向推进，先开采部分首先到达最终境界，形成了一定的空间，这时开始将另一部分上的岩土搬迁至先开采部分的采坑内，分台阶方式堆放。所述分台阶方式堆放的内排土场结构参数同前。(3)、采场继续纵向推进，随着矿石的不断采出，采坑空间不断扩大，可逐步将爆破警戒线范围内的岩土搬迁至采坑内。露天采场爆破警戒线范围内的物料是由矿石和岩土两部分组成的，通过开采，矿石作为产品被加工利用了，采出矿石和岩土所形成的采坑，完全可以满足所剥离岩土的回填需要。因此从理论上讲，任何露天矿山都可以实现内部排土，只是实施内排的“时点”早晚不同，内排土场的服务年限长短不同。现有的内排土技术，都是在矿山开采的中后期实施的，前期还需要建设一个排土场，运距一般较远、占地面积较大。实施内排的“时点”较晚，内排土场的服务年限较短，影响内排土的经济效益。与现有技术相比，本发明一种创造露天矿内排土条件的方法的优点是充分利用了采场本身和爆破警戒线的面积作为“中转站”，不占用其它土地，运输距离近，可以较早的实施内排，延长内排土场的服务年限，节约运输成本。
图I:内排土作业过程图。图2 :为内排土创造条件过程图。图中1、东部2、西部3、采场最终境界线4、爆破警戒线5、排土场H1、东部最低开采标高H2、西部最低开采标高。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明一种创造露天矿内排土条件的方法作进一步详细说明。如图所示，姑山铁矿床埋藏较浅，且西翼延伸较大，东翼延伸相对较浅；在水平方向为半环状，南部被岩体断开。因此，设计的露天境界东、西两端最低开采标高是不一样的，东部最低开采标高(H1)-106m，西部最低开采标高(H2)-166m。根据姑山采场现阶段开采的状况，如果东、西两端同时开采，剥离的岩土是没地方可排的。因此对采场采剥部位进行优化调整，利用采场东部即将开采到采场最终境界线
(3)，而采场西端最上一个台阶尚未靠帮的条件，首先开采采场的东部(I )，剥离的岩土临时排放到采场西部2上方至爆破警戒线(4)范围内，采场东部(I)开采结束后，再开采采场西部⑵。采场东部(I)开采结束后，在采场东部形成了一个相对较大的采坑，可以作为采场西部(2)开采的内部排土场。首先将堆放在采场西部(2)的岩土，利用采场内部的开拓运输 道路转移至采场东部(I)坑内，再进行内排土场(5)设计和稳定性研究,确定合理的排土结构参数，然后开采采场的西部(2)，剥离的岩土堆放至内排土场(5)。内排土场(5)的结构参数为阶段高度10m，安全平台宽度16m，台阶坡面角34°，总体边坡角19 21°。
权利要求
1.一种创造露天矿内排土条件的方法，其特征在于包括采用分区、分段开采、陡帮开采推进创造内排土条件，还包括充分利用采场本身及爆破警戒线的面积作为“中转站”进行内排土步骤；充分利用露天采场上口面积和采场上口向300m的爆破警戒线范围，将露天开采境界划纵向分为两个部分，先开采其中的一部分；从先开采部分边缘下掘出入沟、横向掘开段沟，形成横向初始工作面，然后工作面纵向推进；推进过程中采用陡帮开采法，可以加快先开采部分的下降速度，推迟后开采部分最上一个台阶靠帮时间；在时间和空间上为实现内排土创造条件；充分利用采场本身及爆破警戒线的面积作为“中转站”进行内排土按以下步骤进行 (1)、先开采剥离的岩土，采用分台阶方式临时堆放在采场上口外推300m的爆破警戒线范围内和暂时不开采的另一部分上； (2)、随着采场不断地向下延伸和纵向推进，先开采部分首先到达最终境界，形成了一定的空间，这时开始将另一部分上的岩土搬迁至先开采部分的采坑内，分台阶方式堆放； (3)、采场继续纵向推进，随着矿石的不断采出，采坑空间不断扩大，可逐步将爆破警戒 线范围内的岩土搬迁至采坑内。
2.权利要求I所述一种创造露天矿内排土条件的方法，其特征在于步骤(I)所述分台阶方式堆放的内排土场的结构参数为最下一个台阶的坡底线距露天采场边界线20m，台阶高度10m，安全平台宽度16m，台阶坡面角34°，总体边坡角19 21°。
3.权利要求I所述一种创造露天矿内排土条件的方法，其特征在于步骤(2)所述分台阶方式堆放的内排土场的结构参数同前。
全文摘要
本发明公开了一种创造露天矿内排土条件的方法，其特征在于包括采用分区、分段开采、陡帮开采推进创造内排土条件，还包括充分利用采场本身及爆破警戒线的面积作为“中转站”进行内排土步骤。内排土按以下述步骤进行(1)、先开采剥离的岩土，采用分台阶方式临时堆放在采场上口外推300m的爆破警戒线范围内和暂时不开采的另一部分上。(2)、随着采场不断地向下延伸和纵向推进，先开采部分首先到达最终境界，将另一部分上的岩土搬迁至先开采部分的采坑内，分台阶方式堆放。(3)、采场继续纵向推进，采坑空间不断扩大，逐步将爆破警戒线范围内的岩土搬迁至采坑内。本实发明的优点是不占用其它土地，延长内排土场服务年限，节约成本。
文档编号E21C47/00GK102966355SQ20121051693
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者胡军尚, 陈海 申请人:马钢集团设计研究院有限责任公司, 马钢(集团)控股有限公司