露天爆破基础知识、工程应用与前沿发展

第三部分 特殊环境露天爆破技术

3.3 地采转露采爆破技术

背 景

由于露天开采具有更能高效利用采掘设备、降低生产成本和改善劳动条件等诸多优点,发展前景看好。现在,不管是黑色冶金矿山,还是有色、稀有金属矿山的开采,都有大规模的采用露天开采或从地下开采转向露天开采的趋势

据统计,世界上80%的金属、稀有金属等矿山均使用露天开采的方法。目前,随着自然资源的日益紧缺和价格的提高,很多的金属矿山、非金属矿山为了更高的提高采出率,都纷纷采用了露天开采方式,还有些矿山为了扩大生产规模和提高经济效益的需要抛弃了过去的地下开采的开采方式,将地下开采转为了露天开采。

俄罗斯的伊里奇矿务局的克里沃罗格铁矿就是一个例子,在我国的很多矿山也对地采转露采的开采方式进行了尝试,如我国第一大金矿福建紫金山金矿就是一个地采转露采的成功案例。

宏大爆破旗下施工工地【危机矿山转型】:

——广东省大宝山矿:330万吨/年铜硫大开发项目

——神华宁夏煤业集团大峰露天煤矿 :提高太西煤的采出率,于2005年末将井工开采关闭转为露天开采,煤炭回采率由35%提高到90%,可多回收1440万吨优质太西无烟煤。

——新疆庆华等

3.3.1地采转露采技术体系


3.3.2爆破施工安全保障

以大宝山矿为例:根据2004年矿山开展的井下采空区详查,井下Ⅰ~Ⅸ采空区总体积约为181.05万m3,其中Ⅱ、Ⅵ等空区群充填体积约为39.8万m3,三次大塌方充填了83.1万m3空区,至2004年底剩余空区体积58.15万m3,具体下表所示。

井下主要采空区情况一览表(2004年详查)

2006年采空区治理后,计划地采转露采,现存空区体积为26.65万m3,井下采空区状况见表4-4所示。

表 4‑4  井下采空区分布情况(采空区集中治理后)

大宝山矿区大范围的采空区治理,将地下空区体积由原来的181.05万m3,缩减到26.65 m3,通过相关安全评估,可以投产,进行露天开采作业。综上可知,大宝山矿无论从安全生产还是开采技术等方面都已经具备了地下开采转露天开采的条件。

采场区域空区治理



经过多年来的经验总结,认为采空区钻探设计与施工的原则宜为:

(1)地质钻钻探主要探测大跨度空区和空区群,防止灾难性的极易导致群死群伤事故的采场大塌方发生。

(2)潜孔钻钻探主要进行采空区的生产勘探,主要针对小空区、次生空区、未充填满空区、盲空区等,防止采场的局部塌陷导致安全事故。




3.3.3爆破施工组织顺畅

经调查研究分析,为彻底解决大宝山矿供矿形势紧张的局面,决定采取如下措施:

(1)根据地形地质情况综合运用多种开采工艺,包括分段开采技术、原位爆破技术、大块采矿技术,控制贫化和损失,科学合理采矿配矿,解燃眉之急。

(2)加强铜露天采场北部采空区的超前探测与处理,排除露天剥采作业的安全隐患,加大深部矿体的开采强度,确保近期供矿稳定。

(3)进行西侧高边坡的扩帮爆破,采用流水作业技术加大剥离力度,揭露出该区域下部的矿体,确保半年后持续稳定供矿。

采空区、塌陷区露天采矿配矿组织管理模式稳定后,引进流水作业的管理思路,使相对复杂的施工工艺连续化(严禁晚上作业的较危险区域除外),减少无效等待时间,避免窝工,使一个采矿流程从原来的10~12天减少到5~6天。

因加强空区超前钻探确保施工安全、综合采取多种爆破技术降低矿石贫化损失以及采用流水作业管理提高剥采效率,保证了持续稳定供矿和科学合理配矿,铜选厂的金属回收率从50%提高到85%左右。因金属回收率的提高,使矿石开采的边际品位由原来的0.4%降低到0.2%~0.3%,矿产资源得到了有效利用,生产压力减小,也为进一步精心组织科学合理采矿配矿提供了条件。