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露开矿深深部开采的几个突出问题
来源：王 军、刘 峰、李富田 |浏览：次|评论：0条 [收藏] [评论]
露开矿深深部开采的几个突出问题
包钢(集团)公司 王 军 刘 峰 李富田
摘要：针对露天矿山进入深深部开采后，从边坡、曝破、供电、排水、通风等几个方面进行分析。阐述了影响生产能力发挥的问题。提出了解决措施和解决方向，
关键词：深深部开采：最终边坡：控制爆破
习惯上，人们把深凹露天矿自封闭圈以下150 m范围内的开采，称深部开采，150 m以下的开采，称深深部开采。矿山的开采，也遵循“少年、中年、老年”的自然规律，生产能力由投产、到达产稳产、最后减产直到闭坑。
1边坡问题
国内外很多矿山的边坡管理实践表明，边坡失稳在一定程度上是可以预知和预防的，应对不稳定边坡的方法很多，成功的范例不一一列举。下面是总结的经验。
1．1遵循“早重视、早发现、早治理”的规律
一座新建露天矿山的设计，其最终边坡角的确定，虽然有一定的地质资料和岩性资料为依据，能够控制整个采场整体的稳定性，但对局部的稳定性不能很好地控制，因而在进行矿山总体设计时，最终边坡角应根据地质和岩性的变化而变化，不能一概而论。当然，还应在必要的区域加密勘探网，作为设计依据。
在开采过程中，采场逐渐下降，台阶逐步靠界，矿岩在垂直方向上暴露，在一定程度上起到补充勘探的作用，从靠界的第一个台阶产生时，就应该对靠界台阶给予足够的重视，研究其地质结构、稳固性、岩性变化规律、扩展方向，及时发现可能在将来开采过程中，产生
滑塌的部位，必要时进行有针对性的勘探，实现对不稳定区域的预知。
探明不稳定区域后，应找准最佳的治理时间，尽早对不稳定区域进行治理。把握治理设备可以发挥效率、清运道路通畅、对采场正常推进影响不大的时机，清削或加固不稳定的边坡，避免滞后处理带来的人员设备缺乏，效率低下，安全条件恶化等不良后果。
1．2 重视日常边坡保护
矿山企业离不开爆破，爆破会产生空气冲击波、地震波、飞石，地震波对边坡产生破坏作用；靠界爆破会对边坡原岩产生挤压和破碎作用。这些因素成为边坡失稳的诱因，有时甚至成为主因。因而控制爆破技术的运用，对保护边坡，非常重要。
水对边坡的影响很大。采场内及其周边的大气降水、地下水对边坡稳定性的影响，主要表现在两个方面，一是边坡岩体的含水量，影响其内聚力。含水多时，内聚力下降，岩体易发生塑性变形，导致边坡失稳。二是在岩体含水量大的情况下，由于昼夜温差、季节变换的影响，水分热胀冷缩，使致密岩体变疏松，内聚力下降，易导致岩体失稳。因而往往在采场外采用截水沟、排洪沟等措施，将水引排到远离采场的地方；采场内采用边坡穿凿泄水孔、砌排水沟的方法，将水引到泵坑，再排出采场外。
1．3 根据失稳边坡的成因科学治理
从失稳边坡的规模来划分，可分为悬岩、滑块，滑体。悬岩的治理比较简单，一般采用人工撬石，覆土爆破，甚至还有人采用火炮轰炸的方法，使其脱离母岩自然塌落到下部平台。规模稍大的滑块，完整性较好的情况下，采用加固的方法，完整性较差的情况下，采用削坡减载的方法治理。
滑体的治理方法由于其成因千差万别，治理方法多种多样。归纳起来可分为：扩帮减缓边坡角，局部加陡或减缓边坡边坡角，削坡减载，加固四项措施，这四项措施有时单独使用，有时在边坡的治理中联合使用。
扩帮减缓边坡角的方法，主要用在大规模滑体的治理上，用以解决矿山较大面积的局部边坡，最终边坡角偏大的问题。这种治理措施的实质是修正开采原始设计，一般来说，工程量较大，矿山生产过程中，很少发生，运用也很少。局部加陡或减缓边坡角是指在开采境界内，加陡稳固区域的边坡角，减缓其上部或下部对应的不稳定区的边坡角，使不稳区的边坡角接近于自然安息角，实现稳定边坡的目的。削坡减载在边坡治理中，运用最多。这种措施是运用人工或机械将失稳边坡上部的岩土清理拉运出去，减小岩土自重对下部失稳边坡的影响。加固边坡，是指通过多种工程措施，加强失稳边坡的稳固性及完整性。加固边坡的措施包括：挂网、喷浆、锚索或锚杆、打抗滑桩、筑抗滑墙等，为达到控制滑塌的目的，这些措施往往根据现场的具体情况，采用一种或多种措施联合运用，才能取得预期的效果。
1．4 适时监测掌握规律指导治理
边坡失稳有表象、有过程、有规律，通过位移监测、应力应变监测、目力监测等手段，掌握失稳边坡存在的一般规律，对照相类似的滑体治理，指导确定治理方案，以及治理措施。
2 爆破问题
2．1 爆破震动的控制
爆破震动对边坡的失稳起着诱因或主因作用，降低爆破地震波，成为矿山深深部开采爆破中的一个重要课题。爆破地震波的峰值，与爆破中单段起爆药量近似成正比例关系，因此控制爆破地震波的强度，要从控制爆破的单段起爆药量着手。目前，已成功应用了逐孔起爆技术，即每段起爆药量控制为单个孔的装药量，此项技术大大降低了爆破地震波的峰值。但目前大型露天矿的单孔起爆药量可达到0．6～1．0 t，引发的地震波还是较大，能否实现孔内分段起爆，有待于进一步研究。
2．2 靠界爆破控制
近帮和靠界爆破的控制，对已暴露边坡的稳定和新产生的边坡原岩的完整性，影响甚大。在近帮爆破控制方面，一方面采用逐孔爆破技术，控制地震波的峰值；另一方面尽可能控制爆区规模，减少地震波的作用时间，以图对边坡的影响小一些。在靠界爆破中，目前普遍采用预裂爆破技术，通过拉开预裂面，使得爆破地震波传播到此面时，发生衰减，从而起到保护边坡原岩的作用。
2．3 爆堆参数的控制
矿山开采到深深部后，采场空间变得狭小，工作台阶上的设备、高低压线路占用部分空间，爆破时设备的避炮距离因而受到限制，爆堆的前冲、后冲、旁冲等参数，要求不能太大。相反，进入深深部开采后，矿岩的可爆性越来越差，既要控制爆堆形状，又要保证爆破质量，这在一定程度形成了一对矛盾。尽管目前采用了改变起爆方向、间隔装药等技术，但效果不是太明显。
3 供电问题
大部分露天矿山以电能为设备动力能源，以高压线路引入采场的方式，解决采场没备的供电问题口矿山开采进入深深部后，靠界掌子越来越多，达到最终边坡角的非工作帮越来越高陡。与浅部开采相比，高压线路的维护变得十分困难，有的线路甚至由于设备人员无法接近而报废。
在这种情况下，不得已将变配电站所向采场深部迁移。一般是将高压母线沿运输主干线引到采场下部合适的位置，再设变配电站所，将分线路配出到各用电设备。也有用钢制的坚固电柱将高压母线引下采场的；还有通过敷设铠装电缆将高压母线引到采场下部的，方式多样，其目的只有一个，就是将变配电站所移到工作台阶附近，用以满足采场供电，减小线路维护工作量。具体选何种方式引母线下采场，视现场便利条件和技术经济而定。
4 排水问题
矿山开采到深深部时，采场上部边坡逐渐固定下来，排水线路也应固定下来。而且最终边坡上敷设的排水管路，要求规范稳固，因为随着采场的延伸，维护越来越困难。在采深达到一定的标高时，应设二级泵站，必要时还要设三级四级泵站……泵站的设置，视水泵的扬程而定。如有条件，可在泵站建储水池、水车加水设施，用来作为公路降尘用水。
5 通风问题
露天开采到深深部后，坑底风流不畅，采掘设备、拉运设备扬尘排泄困难，严重时车辆视线不清，影响生产安全。解决这个问题，首先是洒水降尘，特别是是起尘源点的洒水，更为重要。其次还有掘导风洞，设导风板等措施，这些措施一般很少使用，尤其是在多风地区。
6 结束语
除以上列举的问题之外，深深部开采的矿山还存在运输困难、矿岩品种品级衔接困难等不同于浅部开采的情况，正是这些问题，制约着矿山深深部开采的生产能力。这些问题解决的好，矿山生产才能实现有计划，有目的、均衡的、可持续的发展；解决的不好，往往会导致采剥失调，掌子不能正常推进，甚至间段性停产，待解决问题后再恢复生产的被动局面。
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