金属非金属露天矿山主要生产工艺研究

金属非金属露天矿山主要生产工艺研究

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1池州市中一矿业有限公司池州247155；2安徽铜冠池州资源有限公司池州247157

摘要：由于金属金属矿山包含多种类别，生产作业环节多，工作环境恶劣，对生产安全造成影响的因素数量众多，每年矿山事故发生率仅低于交通事故和矿山事故，在各个行业事故发生概率中居第三位。矿山事故发生频繁，在造成人员伤亡和经济损失的同时，还会为从业人员带来巨大的心理创伤。因此，现代矿山的生产作业需要对矿山的安全管理越发重视，充分发挥安全管理的作用。

关键词：矿山生产；安全现状；管理措施

引言

由于金属金属矿山包含多种类别，生产作业环节多，工作环境恶劣，对生产安全造成影响的因素数量众多，每年矿山事故发生率仅低于交通事故和矿山事故，在各个行业事故发生概率中居第三位。矿山事故发生频繁，在造成人员伤亡和经济损失的同时，还会为从业人员带来巨大的心理创伤。因此，现代矿山的生产作业需要对矿山的安全管理越发重视，充分发挥安全管理的作用。

1矿山现状

方村矿段有2个矿体，以方村为界，方村以西矿体1个，编号为Ⅰ矿体；方村以东矿体1个，编号为Ⅱ矿体（地质报告将Ⅱ、Ⅲ号矿体合并）。由于两个矿体距离较远，不适合同时开采，矿山与政府商议暂缓Ⅰ号矿体的开采，本次仅对Ⅱ号矿体进行开采设计。矿区西侧分布有曹村、百安村2个行政村，有村村通公路和简易公路相连，基本农田属旱地类型，耕种油菜和山芋等。Ⅱ号矿体距离西部的百安村直线距离约3.5km；矿山北部有废弃的三线厂房，有部分居民居住，企业已经与政府达成拆迁协议，由企业出资对三线厂房居民进行拆迁安置，安置居民点已经在建。

2主要设计方案

2.1主要设计参数确定

如排土场的阶段高度、总堆置高度、安全平台宽度、总边坡角、相邻阶段同时作业的超前堆置高度等，必须满足安全生产的要求在设计中明确规定。

2.2排土场位置

应靠近采场，尽可能利用荒山、沟谷和贫瘠荒地，以不占用或少占用耕地的原则，但要避免在远期开采境界内将来二次倒运废石，应选择基地岩层工程地质较好和水文地质较好的地点，应建设在汇水面积不大，出口易拦截的沟谷中，但不宜建在工业厂房和其他建筑及交通干线的上方，排土场的建设和规划应结合排土场结束或排土其间的复垦计划统一安排。

2.3服务年限、级别

根据矿山年平均剥离量约（万吨），排土场总堆置高度（米），总容量（万立方米）等确定排土场服务年限和排土场等级，按级别对安全设施及建筑物进行标准设计施工。

2.4排土工艺

排土场堆置顺序，排土场总设置高度确定后，为保证排土作业安全，提高排土碾压效果，增加堆积稳定性，根据地形地貌易于公路建设的特点，确定采用堆置方式，自下分层向上分层依次堆置，为保证排土安全，台阶之间不同时堆置，待下分层台阶堆置至终了边缘后，开始上分层堆置。

2.5排土作业

依据露天采场剥离排弃的岩土性质及块度等具体情况，结合该排土场作业方式，设计一般采用汽车―装载机联合排土工艺作业，该工艺机动灵活，可根据地形变化，随时调整进场公路布置，适用地形条件变化较大的排土场。在排土场排土空间受到限制时，可采取阶段顶部平台卸载，利用装载机铲运至排土坡面，所需的作业空间小，排土初期平台建设工程量小，投产快，容易维护，工艺和排土场技术管理简单。

2.6排土设备

多数选择装载机和自卸车运输，但要注意节能和环保要求，尽量选择采用功率适合、油耗低，带有废气净化和涡轮增压等先进的液压传动和操作，结构先进合理，操纵轻便灵活，质量可靠的设备，并不断探索采用新型运输设备。

2.7排土场运输道路

排土场初始路堤的修筑是形成排土线的基础，根据排土场位置、地形、排土方式，确定运输公路采取山坡形或平地形修筑。根据《厂矿道路设计规范》结合矿山实际，确定运输公路技术参数，路面结构。根据路基情况确定，进入排土阶段的公路，当排土线向前（外）推进时可采用新排弃的岩石填筑排土场初始路堤，并使其达到稳定状态形成阶段初始道路，长度及宽度应满足卸载和装载机作业需求，采用前进式方法进行排土作业。

3排土场安全设施

排土场安全设施主要是防洪，根据设计等级和相关规程规范规定，确定防洪标准多少年一遇，如果排土场下游存在需要保护的居民点和公路，要提高防洪标准等级。

排渗系统，由于矿山剥离物主要为边帮围岩，排土场整体渗透性较强，为降低初期投入，又能起到抗滑增强排土场基底稳定性的作用。排弃的大块废石选自矿山剥岩中的大块废石，平均块度要求不小于300mm，排弃厚度3～5m，排弃大块前，应清理底部杂物及浮土，铺设物于基底均匀分布。

淤泥拦挡坝：为防止淤泥下泄，与终了境界坡底设置挡土墙下游一定的距离处，设置淤泥拦挡坝，拦挡坝采用浆砌石结构，为重力抗滑式拦挡坝。该距离主要作为排土场排渗淤泥和大块废石滚落的安全保护带而留设。坝基上游设干砌石齿墙，下游设混凝土铺垫截水层，当有渗透水时，必须引流排除，以免基础在砂浆初凝前遭水侵害。

4排土场监测

4.1排土场的沉降变形

排土场堆置岩土经长期作业基本压实，沉降速度缓慢。随着堆置年限和高度的增加、内部水分的渗出及堆置岩土的固结，孔隙压力逐渐扩散和消失，排土场沉降逐渐减弱和稳定下来；综合我国排土场生产情况，一般沉降系数变化于1.1～1.2之间作为基础数据。

4.2排土场滑坡

出现滑坡的形势主要为堆置岩土自身滑坡，主要是排土场下游边缘，排土堆置高度过大、局部边坡角度过陡、排土场出现的孔隙压力的不平衡，有可能导致滑坡；

4.3泥石流

形成的基本条件：1）区域含有丰富的松散岩土。2）山坡地形较陡和较大的沟床纵坡。3）区域上中游有较大的汇水面积和充足的水源。

4.4排土场边坡稳定性分析

排土场基底承载能力及台阶极限高度，排土场最大堆置高度，是根据排土场在排土初期基底压实到最大的承载能力时，排土场的允许堆置高度；和在基底处于极限状态，失去承载能力，产生塑性变形和移动时，排土场的极限高度测算确定的。最大堆置高度和分层台阶高度均根据基底稳定性，排弃岩土性质等，经测算后，在安全值范围内确定，排土场最大高度和分层堆置高度能够保证排土场允许安全。

5环境保护

矿山排土堆放对环境具有一定的的影响，主要污染是固体废物、废气、废水、噪声，采取相应的的环境保护措施，予以达标。充分认识绿化的重要性及对水土保持的作用，利用植物的净化功能，达到吸尘、减噪、净化空气。

加强环境监测，配备专业人员，负责环保管理、地表沉降观测、防尘管理及其他灾害的监测工作，必要时可请当地环境监测部门配合，发现问题及时采取措施。

6排土场复垦

确定合理的复垦方案，因地制宜，宜农则农宜林则林，条件允许时，应优先考虑为耕地或农用地；坚持经济效益、生态效益和社会效益相统一，适应当地的自然条件和立体条件。排土场复垦应贯穿矿山开发的全过程，并应充分利用采矿设备，进行采矿、排土、复垦一体化。

7总结

金属非金属露天矿山排土场设计与施工是一项艰巨而又复杂的过程，看似简单实际运行复杂，需要从眼前和长远利益出发，加强管理，严格按照有关法律法规、规范标准执行，杜绝排土场滑坡、泥石流等事故的发生，确保排土场运行安全。

参考文献

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[2]露天矿山开采工艺技术与装备现状研究[J].唐俊杰.世界有色金属.2017（17）

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[4]河南三部门合力整治露天矿山[J].现代矿业.2018（03）

[5]浅析露天矿山超层越界开采的预防与治理[J].王高利.世界有色金属.2017（15）