绿色矿山建设施工工艺优化

绿色矿山建设施工工艺优化

钱永亮 王勇

中国水利水电第九工程局有限公司，省份：贵州省 邮编； 550081

贵州科学院，省份：贵州省 邮编；550001

摘要：在砂石骨料的露天开采、生产过程中，有时受矿区地形及征地范围限制，只能在征地范围内建设一个排土场，然而这些排土场的容量难以满足矿山剥离量的堆放需求，需要将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场堆存，既增加了运输成本，又再次对自然环境造成了破坏，下文，将通过分析现有的矿山开采系统，通过对其进行设计和优化改进，为国内矿山开采技术提供了参考。

关键词：砂石 开采 地形 剥离量 堆放

Optimization of green mine construction process

Abstract: in the sand and gravel aggregate of strip mining, the production process, restricted by the mining area terrain and the scope of land requisition, sometimes to a row within the scope of land requisition construction appearances, however, the capacity of the mine is difficult to meet the demand of mine exploitation quantity of pile up, need to spin out the excess amount transportation to the site outside the scope of land requisition stockpiling, both increased transportation costs, again caused damage to the natural environment, below, will be based on the analysis of the existing mining system, through the study of the design and optimization of its improvement, provides reference for the domestic mining technology.

Key words: sand and stone mining topographic stripping stacking

0 引言：

骨料使用历史悠久，被广泛用于建筑业、农业和其他工业。骨料还被用做地基、公路、铁路的基础材料。随着20 世纪初现代混凝土的发明和广泛应用，英美等国家城市化进程中，基础设施和住宅的建设需求导致了混凝土消费量的急速增长，骨料的消费总量也随之明显增长。 “骨料是世界上开采最多的矿产资源”（维基百科，2005）。全球骨料需求2011 年增长4.7%，达到268 亿吨，产值2010 亿美元。其中，最主要的就是碎石骨料，约占全部需求量的30%。碎石骨料2011 年消费量同期增长4.3%，达到88亿吨，产值约640 亿美元。在未来，基于世界范围的建筑投入刺激，碎石骨料还将保持一定增长，目前，对于砂石骨料的需求也是越发明显。

1、现状分析

碎石骨料一般是在采石场或矿山露天开采，通过爆破后将岩石从山体剥离，使用挖掘机和运输卡车运送到破碎场，经一次或多次破碎后，通过筛选、清洗等工序，制 造出不同尺寸的碎石骨料产品。全球范围内，虽然碎石骨料矿山绝大多数还是露天开采，但在某些地区也已经出现了地下矿山。与其他矿山产品不同，碎石骨料矿山 的产品已经是最终产品，加上碎石骨料产品的体积和重量大，运输成本是其产品价格的重要组成部分，因此，碎石骨料矿山的地理位置一般都在消费区域的一定运输 半径内，通常不超出150 公里（g.r.robinson，k.kapo，2004）。尽管如此，在不同的地区，由于消费模式不同，运输半径还有所不同。但是总体来说，运输成本过 高，很容易会超出产品本身的生产成本，通常只有利用驳船进行长距离的水运，也可能有经济可行性。因此，作为大体积、低价值的产品，骨料产品的国际贸易仅仅 占到全球供需的2%。如英国的holcim 公司的滨海骨料矿山，将其花岗岩产品装船，运往中部和北部欧洲（holcim，2011）。今后，受到全球矿业活动的推动，碎石骨料矿产品的国际贸易活动 也将有所增加。

2常见技术问题分析：

青海省天峻县“聚乎更煤矿区”，位于大通河上游的支游哆嗦河一带，行政区划属青海省海西州天峻县木里镇管辖，煤炭资源储量较为丰富。矿区内的各生产企业在前期开发资源的过程中，普遍采用了露天开采方式。这种传统的煤炭开采方式与井工开采相比，其优点是资源利用充分、成本低、回采率高、建矿快、产量大、劳动条件好、生产安全；其缺点是露天煤矿开采受自然赋存条件限制严重，开采过程中不仅侵占大面积良田，而且对开采区生态环境的人为改变相当大，集中表现在地形地貌的破坏、重金属污染、水土流失加重等，加之露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱地区，使得露天矿区生命支持系统功能丧失，特别是植被系统遭到破坏，加剧了生态环境的脆弱程度和退化速度，矿区生态安全受到严重威胁。因此，研发出一种既有利于环境保护，同时又节约成本、操作简便、生产安全的煤矿开采方式成为亟待解决的难题；目前，国内有人采用了基于环境保护的新型矿山开采技术，主要是通过以下方法：a.  确定开采区并将开采区分成若干区域； b.  根据分区情况，露天开采第一条出入沟，利用井工开采设备对出入沟内四周的矿层进行井采工作； c.  井采过程中：利用充填技术回填采空区，利用掩护支架做井巷支撑； d.  采用轮流回填的方式：采完第一条出入沟和井采矿层，建第二条出入沟并重复步骤b、c，开采时产生的岩土和废渣回填第一条出入沟，以此类推直至开采区域的全部开采作业完成，回填最后一条出入沟。但是，该矿山开采技术方案只适用于地势比较平坦的矿山，而不适用于地形切割强烈，沟壑纵横和地势起伏较大的砂石矿山开采。

3绿色矿山建设施工工艺优化：

（1）将征地范围划分为非开采区域和开采区域，并在非开采区域内建设场外排土场；

（2）将开采区域划分为若干期开采区，选择距场外排土场路程最短，且剥离量不大于场外排土场容量的开采区作为一期开采区；将开采区域划分为若干期开采区前，先勘探开采区域的剥离量，结合地形地貌完成开采区域划分，划分后各期开采区的剥离量相接近。后一期开采区的剥离量，不大于前一期场内排土场的容量。

（3）对一期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至场外排土场，矿石开采完成后形成一期场内排土场；

（4）对二期开采区进行表层剥离和矿石开采，并将表层剥离量和矿石开采过程中的剥离量转运至一期场内排土场，矿石开采完成后形成二期场内排土场；

（5）以此类推，采用将后一期开采区的剥离量转运至前一期场内排土场的方式，完成余下各期开采区的矿石开采工作；

（6）将前面各期场内排土场内的剥离量均摊回填至最后一期场内排土场，并按台阶堆排；台阶若为黄土台阶，则台阶高度为7~9米，边坡坡比为1:1.5，若为含石英粗砂岩和白云岩的台阶，则台阶高度为14~16米，边坡坡比为1：0.5，平台采用潜孔钻机中深孔穿孔、微差爆破和液压反铲产装的方式进行开采

（7）对各期开采区进行植被绿化，并完成绿化设施的开挖、建设工作，绿化设施包括沿开采区域边界修筑的截水沟、修筑在开采区域最低标高处的雨水收集池和修筑在马道上的排水沟，排水沟连通截水沟和雨水收集池，各期场内排土场均修建有水泵房，水泵房通过管道将雨水收集池内的水输送给各台阶上的平台，对绿化植被和农作物进行灌溉。

4 结论：

4.1 采用各期开采区剥离量轮流回填的方式，解决了场外排土场容量难以满足矿山剥离量堆放需求的难题；无需将多余的剥离量运输到征地范围外的排土场，既降低了运输成本，又有助于保护自然环境。

4.2 将开采区域分期开采，并对剥离量进行轮流回填，不用将每一期开采区的剥离量都运到开采区域外堆存，节省时间，节约了矿山建设投入。

4.3各台阶完成回填后，可以用于种植农作物，产生了附加经济价值。

4.4 马道上种植灌木，各期开采区的坡脚种植爬山虎，各台阶的回填区域种植农作物，避免造成水土流失，保护了自然环境，并通过绿化设施收集雨水对植被进行灌溉，提高了植被的成活率。