一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法与流程

本发明属于露天矿开采技术领域，具体涉及一种提高露天矿深部开采下降速度的新水平准备方法。

背景技术：

新水平准备是露天矿山延深和持续稳定生产必须进行的开拓准备工作，主要包括掘进出入沟、开段沟和为下一个新水平准备掘进出入沟所需的扩帮工程，受作业空间限制，可布置设备有限，与正常采剥作业相比，掘沟作业时设备效率降低约30％。露天矿山掘沟作业成为了新水平准备的控制性工程，新水平准备的及时与否，关键在于掘沟速度，掘沟速度在很大程度上决定了露天开采强度，并随之影响露天矿生产能力。

为保证生产的连续性，露天矿下一台阶的新水平准备工作应在上一台阶开采结束前完成，露天矿进入深部开采后，由于台阶分层矿石量减少，在相同的作业强度下，台阶从正常的采矿作业到开采结束的时间缩短；同时，随着开采水平的逐年下降，采场空间减小，采场内正常的采剥作业与新水平准备工作不可避免地相互影响，导致新水平准备的时间变长。

当完成上一台阶采矿作业所需时间小于下一台阶新水平准备时间时，会产生正常生产中断的困境，目前现有解决办法是矿山过早地被动减产，延长上一台阶的生产时间，以匹配下一台阶新水平准备的时间。造成这种现象的原因主要是现有新水平准备工程量大，新水平准备周期长，且在矿山整个服务年限内，新水平严格遵循掘沟、扩帮、采剥作业的顺序，制约了露天矿深部开采产能的释放。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有露天矿山深部开采中存在的新水平准备工程量大、新水平准备周期长、过早减产等问题，而提供一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法，以降低掘沟工程量，在新水平准备的同时能在该水平开展正常采剥作业，防止露天矿深部开采过早地被动减产，延长矿山稳产期。

为实现本发明的上述目的，本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法的技术方案为：将露天矿深部台阶分为上、下两个分层，在上分层、下分层皆分别设计出入沟、开段沟，所在分层的出入沟倾斜向下并连通所在分层的开段沟，并按照以下工序进行：

①依次掘进上分层出入沟、上分层开段沟，上分层出入沟末端深度与上分层开段沟深度均为台阶高度h的9/20～11/20，为掘沟作业的第一阶段；

②开展上分层扩帮作业，扩帮作业推进距离需达到布置下分层出入沟位置的空间；

③通过步骤②作业，在下分层具备掘进出入沟的空间后，依次掘进下分层出入沟、下分层开段沟，下分层出入沟末端深度与下分层开段沟深度均为台阶高度h的9/20～11/20，为掘沟作业的第二阶段，此时上分层具备正常采剥作业条件，形成上分层采剥工作线；

④开展下分层扩帮作业，上分层继续进行采剥作业；

在下分层掘进下分层出入沟、下分层开段沟及下分层扩帮作业的同时，上分层可进行正常的采剥作业。

⑤当上、下分层均具备采剥作业条件时，同时进行采剥作业，调整上、下分层工作线推进方向及速度，实现上、下分层合并，形成完整的台阶出入沟及台阶工作线；

⑥根据下一个台阶的走向掘进下一台阶上分层出入沟和下一台阶上分层开段沟，以此类推。

所述的上分层出入沟末端深度与上分层开段沟深度均为台阶高度h的1/2为佳；所述的下分层出入沟末端深度与下分层开段沟深度均为台阶高度h的1/2为宜。

所述的上分层、下分层的高度为5m～8m，上分层开段沟的长度为150～200m，下分层开段沟的长度为50～80m。

在掘沟作业的第二阶段，对上分层提前进行采剥作业。

本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

(1)新水平准备工作分层、间断实施，降低掘沟工程量20％～40％，减少新水平准备时间25％以上；

(2)新水平准备过程中能形成工作面实施采剥作业，打破了掘沟、扩帮、采剥顺序作业的惯例，延长矿山稳产时间，避免过早减产；

(3)缩短矿山整体服务年限，降低上部靠帮边坡维护费用；

(4)降低掘沟深度及炮孔深度，降低临近沟坡面炮孔爆破的夹制作用，降低炸药单耗，减小掘沟成本，提高了两级矿量保障程度；

(5)与现有技术相比，在进行露天矿深部资源开采时，采用本发明方法，生产效率提高30％以上，综合开采成本降低25％以上。

附图说明

图1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法实施流程图；

图2-1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上分层出入沟、开段沟平面图；

图2-2是图2-1之a-a向剖面图；

图2-3是图2-1之b-b向剖面图；

图3-1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上分层出入沟、开段沟平面图；

图3-2是图3-1之a-a向剖面图；

图3-3是图3-1之b-b向剖面图；

图4-1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法下分层出入沟、开段沟平面图；

图4-2是图4-1之a-a向剖面图；

图4-3是图4-1之b-b向剖面图；

图5-1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法下分层扩帮工程平面图；

图5-2是图5-1之a-a向剖面图；

图5-3是图5-1之b-b向剖面图；

图6-1是本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上、下分层推进合并图；

图6-2是图6-1之a-a向剖面图；

图6-3是图6-1之b-b向剖面图；

附图标记为：1—上分层出入沟；2—上分层开段沟；3—上分层扩帮；4—下分层出入沟位置；5—下分层出入沟；6—下分层开段沟；7—上分层采剥工作线；8—下分层扩帮；9—台阶出入沟；10—台阶工作线；11—下一台阶上分层出入沟；12—下一台阶上分层开段沟；h—台阶高度。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法做进一步详细描述。

本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法将露天矿深部台阶分为上、下两个分层，所述的上分层、下分层的高度为5m～8m；在上分层、下分层皆分别设计出入沟、开段沟，所在分层的出入沟倾斜向下并连通所在分层的开段沟。

由图1所示的本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法实施流程图可以看出，本发明方法按照以下工序进行：

①如图2-1所示的本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上分层出入沟、开段沟平面图并结合图2-2、图2-3看出，依次掘进上分层出入沟1、上分层开段沟2，上分层开段沟2的长度为150～200m，上分层出入沟1末端深度与上分层开段沟2深度均为台阶高度h的1/2，为掘沟作业的第一阶段；

②由图3-1所示的发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上分层出入沟、开段沟平面图并结合图3-2、图3-3看出，在完成步骤①后，开展上分层扩帮3作业，扩帮作业推进距离需达到布置下分层出入沟位置4的空间；

③由图4-1所示的本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法下分层出入沟、开段沟平面图并结合图4-2、图4-3看出，通过步骤②作业，在下分层具备掘进出入沟的空间后，依次掘进下分层出入沟5、下分层开段沟6，下分层开段沟6的长度为50～80m，下分层出入沟5末端深度与下分层开段沟6深度均为台阶高度h的1/2，为掘沟作业的第二阶段，此时上分层具备正常采剥作业条件，形成上分层采剥工作线7；

④由图5-1所示的本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法下分层扩帮工程平面图并结合图5-2、图5-3看出，在完成步骤③后，开展下分层扩帮8作业，上分层继续进行采剥作业；

⑤由图6-1所示的本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法上、下分层推进合并图，并结合图6-2、图6-3看出，当上、下分层均具备采剥作业条件时，同时进行采剥作业，调整上、下分层工作线推进方向及速度，实现上、下分层合并，形成完整的台阶出入沟9及台阶工作线10；

⑥根据下一个台阶的走向掘进下一台阶上分层出入沟11和下一台阶上分层开段沟12，以此类推。

本发明方法在掘沟作业的第二阶段，对上分层提前进行采剥作业。本发明方法已经在国内某大型露天铁矿深部资源开采时应用，工业试验研究结果表明，与现有技术相比，采用本发明一种提高露天矿深部开采年下降速度的新水平准备方法，生产效率提高了31.6％，综合开采成本降低了26.8％，取得了意想不到的技术、经济指标。