2.露天采煤安全技术发展与展望
3.露天矿山进入基建期的条件
4.矿山泥雨季土路养路修路方法
5.露天矿山植被恢复与重建三大技术介绍?
6.影响露天矿山边坡稳定性的因素主要包括
辽宁省矿山地质灾害现状及趋势分析
王颖(辽宁省地质环境监测总站,辽宁沈阳,)
摘要辽宁面向太平洋、背靠东北大地,社会经济地理区位十分优越,是东北三省重要的物流中心和走向世界的“窗口”,是我国矿产资源、矿业开发及矿产品消费大省。开发利用矿产资源历史悠久、强度高、规模大,取得了举世瞩目的成就。然而随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题也越来越多,危害越来越重,造成的损失和负面影响越来越大,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。本文根据目前辽宁省矿山地质灾害的主要问题:①破坏和占用大量的土地,损毁植被;②对自然景观和旅游资源的破坏;③造成环境污染;④由采矿活动引起的崩塌、滑坡、泥石流和地面采空区塌陷、沉降等次生地质灾害;⑤矿坑突水、破坏水均衡系统,导致区域地下水位下降等,并对导致辽宁矿山环境问题的主要原因及其发展趋势作了分析,及提出防治建议。
关键词矿山 地质灾害 现状 趋势分析
辽宁是我国矿产资源、矿业开发及矿产品消费大省。矿产资源开发利用历史悠久、强度高、规模大,勘探、开采、加工体系配套齐全,拥有全国闻名的“钢都”鞍山,“煤都”抚顺,煤铁之城本溪,煤电之城阜新、铁法,石油之城盘锦以及北票、南票、海城、大石桥等诸多矿业城镇和县区。最多时有各类矿山多个,从业人员多万,年产矿石2.亿吨。然而随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题也越来越多,危害越来越重,造成的损失和负面影响越来越大,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。
1 矿山地质灾害现状及潜在环境地质问题
1.1 矿山地质灾害现状
1.1.1 崩塌
崩塌灾害是我省露天采矿场十分常见的地质灾害之一,具有普遍性、多发性、规模小,但人员伤亡较重的特点。年7月1日,发生在丹东大鹿岛海滨浴场区内的乡办采石场突然崩塌,造成3人死亡;年凌海市石山镇兴达采石场崩塌,致使4人死亡,人受伤,5辆机动车毁坏,直接经济损失万元;年草河口镇西沟一处个体采石场顶部崩塌,将正在凿岩作业的3名工人砸死;年9月日大石桥市官屯镇青山怀村村民无证非法开采镁矿,诱发崩塌,造成1台载重车砸毁,3人死亡的重大事故。导致上述崩塌地质灾害发生的主要原因是:①对地质构造条件不清楚,盲目开采,缺乏专业采矿工程技术人员;在编制采矿设计或施工程序方法以及处理复杂的地质问题时,主要凭陈腐经验确定,设计施工缺乏科学性和合理性。②非法采矿,违章作业,省内许多露采矿山,尤其是乡镇及个体矿山,采矿作业面过高、过陡,采矿者缺乏环保观念和地质灾害防治知识。
1.1.2 滑坡
采矿诱发的滑坡,是我省大中型露采矿山最为典型的矿山环境问题之一,以抚顺西露天矿、阜新海州露天矿、鞍山眼前山铁矿、大孤山铁矿、本溪歪头山铁矿及南芬铁矿最为发育。其特点是规模大、频率高、持续时间长、破坏性大,严重危及矿山的安全生产,并造成巨大的经济损失。
根据滑坡的物质组成和诱发因素将矿山诱发滑坡划分为露天采场滑坡、排土场滑坡、随意弃渣加载诱发的滑坡3种。
(1)露天采场滑坡
露天采场滑坡是由于露天开采过程中导致的采场边坡失稳而形成滑坡,在我省的发生频率最大。有资料表明,从年至年底,抚顺西露天矿发生的较大滑坡达次,滑落岩体总量.7万m3,其中最大的一次滑坡体体积达.1万m3。
目前该矿坑北帮仍存在滑坡变形区万m2,其中危险区面积达万m2,严重影响石油一厂、发电厂等大型企业建筑物和生产设施的安全性。厂区内机械设备严重受损,部分车间被迫搬迁。据不完全统计,这一灾害造成的损失及该厂用于治理的费用高达6亿元。国家有关部门已将其列为1号重大安全隐患。
(2)排土场滑坡
排土场滑坡是指用于矿山开采排放废岩、弃土的场地,由于长期废岩的堆放、累积造成的废岩边坡不稳而形成的滑坡。以歪头山铁矿排土场大型滑坡最为典型。
歪头山铁矿西站两侧排土场于年6月4~8日发生大规模滑坡,滑移距离达多米,滑体最宽m,最长m,最大厚m,落差近m,总面积约5.4万m2,总体积约万m3。共毁坏矿山铁路运输线路m,区域内信号、交直流供电及通讯设备也遭到破坏,造成采场运输系统两个出口之一的北出口被迫停产约半年。滑坡还破坏耕地4km2,造成直接经济损失万元。
(3)随意弃渣加载诱发的滑坡
朝阳市建平县哈拉道口乡四家子玄武岩矿滑坡,就是由于采矿弃渣大量堆放于黄土构成的斜坡顶部,导致坡体变形蠕滑。该滑体长m,宽m,平均厚m,由黄土和玄武岩废渣构成,总面积约m2,总体积约万m3。对坡下多户居民和3个乡办企业构成严重威胁。
1.1.3 泥石流
矿业活动,特别是露天开采,大量破坏了植被和山坡土体,产生的废石、废渣等松散物质轻则造成矿区水土流失,重则诱发泥石流灾害。如丹东市振安区五龙背金矿,矿渣堆放于河道,堵沟塞流,影响行洪,致使洪水冲溃渣堆,夺路外泻,四处漫溢,泛滥成灾,造成桥梁、房屋倒塌,3人死亡,2人重伤的泥石流灾害。年7月4日时分,位于本溪市平山区泉涌街的本钢石灰石矿剥离物堆放场,由暴雨诱发泥石流,泥石流方量约m3,使坡脚下距其仅余米的泉涌街居民受到严重危害,造成3人受伤,冲毁淤埋房屋3处,直接受灾余户,动迁撤离居民多户,经济损失数百万元。如年8月日,海州露天矿东南邦发生较大规模泥石流,致使铁路运输线路堵塞,停产4小时,经济损失达万元。年6月日该矿再次发生泥石流,造成多米长的运输线路、排水沟和电镐线路淤埋损毁,导致矿山近5个小时的全线停产及长时间的半停产。此外,省内存在许多没有任何拦挡设施的废渣堆和病险尾矿库,尤其是一些大中型闭坑矿山的尾矿库、排土场由于缺乏资金,管理很难到位,潜在的溃坝和泥石流暴发的危险性极大。丹东青城子铅锌矿尾矿库被辽宁省劳动厅和丹东市经贸委列为重大事故隐患点。
1.1.4 采空区塌陷
采空区塌陷在诸多矿山生态环境问题中以其造成的经济损失巨大,人员伤亡较多,具有突发性、多发性、隐蔽性和渐变影响持久而占有突出地位。年辽宁省的统计资料表明,全省因采矿引起的地面塌陷.km2。尤以抚顺、本溪、阜新、铁法、北票、南票等煤田最为严重,塌陷面积分别达km2、.5km2、km2、.5km2、km2、km2。对其上覆及周边的工矿企业、公共设施、道路交通、农业耕地、居民住宅构成严重威胁。仅抚顺市区每年就需抢险救灾资金万元。本溪市“九五”期间投资亿元,用于搬迁安置受灾居民。世纪初我省的抚顺西露天矿、阜新海州、新丘等3大露天矿都将先后闭坑,这3个位于城区的巨大矿坑,给两市政府和人民留下了一道难解的题。
按塌陷特点、规模和空间分布规律可划分为地面沉陷和地面塌陷两种类型。
地面沉陷是指缓慢、大范围的不均匀沉陷,面积大于1km2,无声无震,沉陷深度一般为1~m,地表呈现椭圆形盆地状,局部有地面塌陷坑或蝶状积水洼地。地面沉陷集中分布于丘陵及山前的大型煤田,如抚顺、阜新、本溪、铁法、北票、南票、沈北等在煤田开采基础上发展起来的矿业城镇,地面沉陷总面积.km2。地面沉陷的强度与采矿量成正相关关系,采煤越多,沉陷的强度越大,范围越广,由几平方公里至几十平方公里不等。目前最大范围的沉陷区分布在阜新煤矿区,面积达km2。地面沉陷的危害主要表现在损毁城镇设施、地下管网、工民建筑和大量耕地,破坏公路、通讯线路和自然景观,威胁人民生命财产安全,已成为当地可持续发展的严重阻碍,亟待解决的一道难题。
地面塌陷是由采矿引起的地局部地面突然下陷的现象,呈零星分布于东、西部山区的大中小型井采矿区或地面沉陷区中。具有爆发突然,有声有震,塌陷面积较小(几十平方米至几百平方米),塌陷深度较大(几米至十几米,最大可达~m)的特点。特别是一些乡镇、个体小矿多开采浅部矿层,也易引起漏斗状的塌陷,它对土地资源和环境的破坏性更为突出。地面塌陷可造成矿区积水、土地盐渍化、破坏耕地和建筑设施。由于地面塌陷爆发突然,往往造成较大的经济损失和人员伤亡事故。已相继闭坑的杨家杖子钼矿、青城子铅锌矿、桓仁铜锌矿、宽甸夹皮沟砖庙岭硼矿、华子峪铜矿等大型国有矿山采空塌陷灾害及隐患十分突出,由于矿山闭坑、破产、改制,对造成的危害已无能力治理。对附近居民和盲目进行残采的小矿生产人员安全构成极大威胁。
1.2 潜在矿山环境地质问题
1.2.1 破坏和占用大量土地,并损毁植被,造成土地砂砾化
据初步调查省内的煤、铁、有色金属等优势矿种的采、选及排土场挤占、破坏了大量土地。如抚顺煤田仅西露天矿和3个排土场破坏土地就达.8km2,占市区土地面积的.%。阜新城区及周边地区有大小矸石山处,累计堆存量达.9亿m3,压占土地约km2,加之个采空沉陷区,2个大型露天矿,共破坏土地面积约km2。这些排土场、矸石山、露天矿、沉陷区穿插在生产和生活区中,造成土地利用率低下,人民生存环境恶化。
矿业活动在大量占用土地的同时,还严重破坏了地面植被,尤其是在一些群采、滥采、矿业秩序混乱的矿区,乱采乱掘,随意弃渣,往往造成土地砂砾化和岩质化。如宽甸万宝铜矿区,历史上曾是次生林较繁茂的地区,世纪年代以前植被覆盖率达%以上,现今已降至%以下。矿区仙万m3的废石、尾渣,余处采空区,使2km2面积上的植被丧失殆尽。
1.2.2 对自然景观和旅游资源的破坏
采矿,尤其是露天开采对自然地貌景观的破坏是非常严重的。我省许多著名的风景名胜区,均受到采矿活动的影响。千山西麓铁矿开采造成的扬尘和采矿排水疏干形成的降落漏斗,对千山风景区的古松影响极大;沿朝阳凤凰山西麓呈条带状分布的采石场、水泥生产厂,强烈的爆破、过量的土石剥离和粉尘污染造成的白茬山,严重破坏了自然地貌景观。省内许多建筑石料矿山、水泥厂处在公路、铁路沿线,其千疮百孔、废石满坡、尘土飞扬的景观,使其失去了观瞻的美感。虽然各级政府采取措施,关闭了大量旅游景区周边及主要公路、铁路沿线的采石矿山,但采矿造成的破坏遗迹却没有得到恢复治理。
1.2.3 破坏水均衡系统,导致区域水位下降
我省许多矿山地质条件复杂,采矿时必须进行疏干排水,甚至要深降强排,因而破坏了地表水、地下水系统的均衡,导致区域性地下水位下降。近年来,因采矿造成缺水的地区在不断增加,某些矿区地下水位下降十几米甚至几十米,出现了大面积的疏干漏斗,致使民井干枯、河水断流,生态环境遭到严重破坏。阜新的五龙矿区,地下水位下降近m,影响面积3.6km2。北票矿区大面积地下水位下降6m。铁法矿区对矿井均有不同程度的水位下降,降深1.~5m,总面积达.8km2。
此外,在沿海地区一些矿山因疏干漏斗不断发展,使其边界达到海平面而引起海水入侵现象。目前,已发生海水入侵的矿区有:金州石棉矿、瓦房店华铜矿和复州湾粘土矿。由海水入侵,破坏了当地的淡水资源,加剧供水短缺矛盾,也使地面植被受到严重影响。
1.2.4 水、土污染问题突出
多年来因矿山开采、加工及“三废”不合理排放已使许多矿区周围生态环境受到严重污染。省内尤以一些采金、铁、硼、硫化物等小选厂和煤矿开采对周围表水和地下水产生的污染现象最为普遍。这类小选厂多将废水直接排入河道,造成河水污染,汛期河水漫溢又造成耕地污染。
2 导致矿山环境地质问题的主要因素
2.1 复杂而又不断恶化的自然地质环境
辽宁地域辽阔,城市群密集,山地占土地面积的2/3,地质构造、地形地貌以及气候条件甚为复杂。辽东、辽南中低山区长期处于强烈隆起状态,地震频繁而烈度高,活动断裂分布广泛,山高坡陡,河谷深切;辽西低山丘陵区缓慢上升,植被稀疏,岩石裸露,历经多期构造运动和强烈的冰劈、冻融等风化剥蚀作用,节理裂隙发育,岩体结构松散、破碎,水土流失严重;下辽河平原和山间谷地不仅地表水系发育,且分布着各种的冻土、软土、膨胀土等特殊土。春秋两季干旱多风,加剧排土场、尾矿库等扬沙、扬尘及大气污染,夏季久雨、暴雨,强度大,常常激发露天矿的崩、滑、流灾害。如阜新海州露天矿~年间发生滑坡次,因汛期暴雨、久雨致灾次。上述自然地质环境背景是导致矿区生态环境问题广泛性、多发性、复杂性、严重性的主要内因。省内许多大型矿山如齐大山、眼前山、歪头山、南芬等露天矿及本溪、抚顺、铁法等煤矿,多处在山地与平原的结合部,开挖于深变质岩或砂、页岩中。这个部位构造及活化断裂发育,地震烈度高,岩石整体性差,力学强度低,在爆破震动和地下水的潜蚀、溶蚀作用下,极易软化、泥化、断裂塌落,这就决定了产生崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害的必然性,而采矿过程中不合理的采掘工艺和“三废”排放方式则使已十分脆弱的地质环境进一步恶化,从而诱发各种矿山生态环境问题。
2.2 过分追求经济效益,缺乏基本环保观念
长期以来,我国矿产资源开发执行着多能耗、多污染、资源难以综合利用的传统路线。人们的环境意识不强,过分地追求经济效益,忽略环境保护与治理,是造成矿山环境持续恶化的根本原因。尤其是世纪年代后期,一些地区在“有水快流”思想指导下引发的开发热、采矿热,乡镇及个体小矿蜂拥而上,部分国有矿也转为个人承包。其中有很多矿山,生产设备简陋,生产工艺落后,管理水平低下,安全生产条件极差。给矿山环境带来了巨大的冲击和破坏。
2.3 矿山企业的生产技术低下、设备落后是主要原因之一
辽宁省矿山企业设备简陋、技术与管理落后、产业结构不合理。全省矿山企业中,全民企业不到5%,集体和个人企业%以上。由于占省矿山企业%以上的集体和个人民采企业,生产技术低下,集约化程度低,管理落后,而许多大型的国有矿山企业由于建矿时间悠久,设备更新慢,致使矿产资源的开发的利用率低,对绝大多数和伴生的有益元素弃置不顾。资源浪费和环境污染严重。据资料统计,辽宁省矿产资源平均利用率为%~%,矿产资源的总回收率为%,均低于发达国家的%。辽宁省有色金属矿山企业的贫化损失率平均为%,资源的总回收率%~%,低于国际水平~个百分点。资源与能源的二次利用率仅为世界先进水平的%。矿山生产过程中的高贫化率、低综合回收利用率和低资源二次开发利用率是造成矿山环境恶化的主要原因之一。
2.4 矿山环境保护的法律法规不健全,执法的力度不够
我国只有《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》等仅有的几部法律对矿山环境提出了一些原则性的规定,可操作性差。辽宁省具有矿产资源种类多、分布广和矿山企业规模小的特点,决定了矿山资源开发的分散、管理困难大。特别是有关矿山环境立法不健全和矿业管理的微观无序和宏观失控使矿业管理的相应法规得不到贯彻执行,形成了矿产资源开采无序、乱采乱挖现象普遍,许多矿山只产出不投入,采富弃贫,采易弃难,造成了矿产资源的严重浪费和矿山环境的严重污染。
2.5 矿山企业负担沉重,环保投资短缺
我省矿山环境问题很多属历史的“积淀”,历史欠账太多是造成矿山环保压力巨大的另一个无法回避的因素。我省大部分矿山是在计划经济时期建立的,矿山企业属国家所有,企业所得的利润大部分上缴国家,但国家并没有给企业留下治理矿山环境的资金。这样采矿带来的利润被抽走了,而采矿形成的危害却留在了当地。长此以往,矿山环境问题越积越多,现在让资源已近枯竭、经济效益滑坡的企业负担多年形成的矿山环境破坏的责任,企业根本无力承担。矿区生态环境恢复是一个系统工程,需要大量的资金投入,而目前国家整体经济实力不强,矿山企业负担沉重。企业根本无法承担矿山环境治理费用。
3 矿山环境地质问题发展趋势分析
3.1 矿山地质灾害的类型、规模、危害不断扩大
世纪年代,辽宁省矿山地质灾害主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、水质污染等几种,并集中发生在几个大型露天煤矿。而进入年代,在上述灾害日趋严重的同时,泥石流、水土流失、大气污染、岩爆、海水入侵等地质灾害也相继出现并时有发生。眼前山、歪头山、南芬等大型露天矿近年都发生大、中型滑坡,西露天和海州露天矿等多次发生泥石流灾害;已发生采空区、地面沉陷的抚顺、阜新、铁法等矿区,尤其是抚顺煤田随着采掘范围向城区的逐渐扩展,地面继续下沉是不可避免的,灾情必将日趋严重。地面塌陷灾害由采煤矿山扩展至有色金属、滑石、硼、石膏等多个矿种。年代以前地面塌陷是偶有发生,进入年代以后,尤其是近两年,则是时有发生。我们调查井采矿山家,发生地面塌陷灾害点处,其中%发生在“九五”期间。开采矿山随着开采范围、强度的加大,塌陷点也必将逐渐增多。目前,大部分矿区对地质灾害的治理都处于亡羊补牢、临渴而掘井的被动局面。防护意识和能力普遍偏低,必然导致灾害的发展速度及影响范围不断扩大。
3.2 矿业城市的地质环境问题日趋严重
辽宁省因矿而兴的城镇较多,这些城镇随着矿山开采规模、强度的不断扩大,产生的环境地质问题类型越来越多,危害越来越重,已成为全社会备受关注和忧虑的热点问题。如抚顺市及阜新市的两大露天矿:抚顺西露天矿和阜新海州露天矿,这两个位于城区的巨大矿坑,开采年限已进入最后阶段,矿山地质环境破坏严重,已成为制约其城市规划布局和经济发展的最大瓶颈。西露天矿采深约m,采坑面积达.5km2;海州露天矿采深多米,采坑面积7.km2,这两个矿几乎每年汛期都有不同规模的崩、滑、流灾害发生,边坡变形严重威胁周围企事业单位及居民生命财产安全。据有关专家预测,闭坑前后在逐渐失去人工维护的状态下,地质环境会进一步恶化,地质灾害将更加显化和突出,可能产生边坡失稳,岩体滑移,地面变形,矿坑充水以及由此诱发的地震、地下水污染等诸多环境问题。
鞍山、海城、大石桥城市周边的铁矿和菱镁矿山,其开采都不可避免地会扩大对环境影响的地域,产生新的环境问题,加重已有环境问题的危害程度。
3.3 乡镇矿山的环境问题仍将十分严重
辽宁省的乡镇企业发展于世纪年代,目前已在全省矿业中占有相当大的比重。在年我省的主要矿石产量中,乡镇矿业产量占.%,对国民经济发展作出了巨大贡献。但在其发展中也存在不少问题,如资源利用率低;乱挖滥采严重;选、冶工艺落后,随着乡镇企业进一步发展,特别是矿产资源丰富的东、西部山区,矿业作为促进地方经济发展的重要产业而优先发展。然而,目前乡镇矿业自身的一些不完善因素难以在短时期内得以改善,如不采取强有力的措施,矿山环境问题必然突出。
4 防治措施
4.1 切实贯彻“预防为主、防治结合、综合治理”的方针
矿山建设和矿山环境保护应同步规划、同步实施,避免走“先污染后治理,先破坏后恢复”的整治,加强矿业活动前期的综合管理,从勘查、开发源头上进行控管,各级地矿部门要建立采矿许可证审批前的矿山地质环境保护方案审批制度。
4.2 加强立法工作,建立较完善法律法规体系和管理体系,加强执法队伍建设
在全面贯彻落实《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水土保持法》等法律基础上,研究制定配套的地方性法规与实施办法。建立健全管理机构,明确执法主体,加强执法队伍建设,提高执法水平,加大对矿山生态环境稽查力度。各级国土资源部门会同有关职能部门,定期开展矿山环境保护执法检查,做到有法必依,执法必严、违法必究。
4.3 加大宣传力度,增强全民的资源,环境保护意识,树立矿业持续发展观念
充分发挥报纸、广播、电视等新闻媒体的宣传、舆论监督,增强全民的资源忧患意识,生态环境保护意识和法制观念,及时报道表彰矿山环境保护环境保护的先进典型,公开披露污染环境、破坏生态的违法行为。对严重污染环境、破坏生态的单位和个人及时曝光。加强对采矿权人和矿山作业人员的矿山生态环境保护知识培训,树立矿业可持续发展的理念,使全社会形成“珍惜资源、保护环境为荣,浪费资源、破坏环境可耻”新风尚。
4.4 加强对地方乡镇(集体、个体)的扶持和管理
目前,乡镇矿山发展已成为国民经济建设中不可忽视的重要力量,但也带来不少环境问题。关键在于要扶持、帮助,使其走上“在开发中保护、在保护中开发和矿业可持续发展的轨道”,对乡镇矿山实行“扶持、整顿、联合、提高”的方针。
露天采煤安全技术发展与展望
年后,国家大力发展露天采煤,并着手开始平朔、元宝山、霍林河等大型露天煤矿的筹建工作。为适应露天采煤事业的发展,国家决定加强露天采煤技术的研究力量。年科研人员发展到近人,年煤炭科学研究总院抚顺分院成立露天采煤安全研究所,并投资装备了边坡岩石力学、边坡岩体变形监测及仪表、轮斗挖掘破碎机理、爆破震动测试、矿山设备性能测试、计算机信息中心等试验室。
年来,露天开采安全研究所在开采工艺、采矿设备更新换代、爆破技术及器材、边坡稳定性及边坡变形监测技术、计算机技术在露天矿山的应用、露天矿生产的监控技术、地质灾害及环境评价等方面,进行了大量的研究工作,共完成各类科研课题余项,为矿山安全高效生产提供了可靠的技术保证,为我国露天采煤技术的发展做出了贡献。
尤其是年至今,共完成各类课题余项,是前年的2.7倍,其中有项成果获得国家、省、部级科技进步奖。
1采矿工艺、装备、爆破技术及器材的研究
1.1 采矿工艺
世纪年代露天开采安全研究所先后完成了抚顺西露天矿技术改造方案设计,海州露天矿开拓方式、开采方法的研究,露天水力机械化采煤的研究等。
年——年会同中国矿业大学、沈阳煤矿设计院等单位踏勘了西部四省的个矿点,规划了个露天煤矿,研究确定了技术发展方向、开拓开采方式和工艺技术等,为年代我国露天煤矿的建设发展打下了基础。
年代中期,进行了平朔矿区开采工艺技术的研究,提出了年产量~万t的开拓开采方案。方案中包括连续工艺、铁道运输工艺、吊斗电铲、内部排土等多种联合工艺,是我国第一次进行特大型露天煤矿开采工艺技术的研究,其技术水平达到了当时的世界水平。 为了配合五大露天煤矿的开发建设,承担了煤岩切割阻力测试技术、元宝山露天矿地下水疏干方法、北方严寒地区防止剥离物料粘车、粘胶带的防冻技术的研究。在抚顺西露天矿进行的防粘车现场试验和耐寒运输胶带低温试验在我国尚属首次,其成果应用于现场取得了较好的效果。
年代面对老露天矿进入深部开采、开拓延深困难的局面,参加了技术改造的研究。特别是多次参加抚顺西露天矿的技术改造设计,最终提出了上部铁道运输,深部汽车、胶带运输机联合运输,内部排土分布区开采的设计方案。为配合这一方案的实施,进行了西区强化开采和西区提前实现内部排土方案的研究。方案已实施多年,取得了很好的经济效益。
1.2露天开采装备技术
年完成了“B电铲发电机外特性改善研究”,提高电铲工作效率5%~%,降低了电气和机械故障;“露天矿用t架线式电机车可控硅脉冲调速的研究”,使机车的故障率大大降低,节电约%。
年代后研制了Q 2—M型潜孔钻机。该钻机还可以钻0~度的倾斜孔;针对中硬岩石研制了LH—型回转钻机,该钻机可使用切削、牙轮、潜孔等多种钻具,其效率为冲击钻的3~5倍。与吉林重型机械厂联合研制了ZX—型旋转钻机;年研制的KY——型牙轮钻机台班效率达到了.5m,m,是潜孔钻机的2.倍,冲击钻机的6.9倍;研制的QZ3——型三翼回转切削钻头,其寿命与美国的三翼钻头相同,达到 m,其价格仅为美国钻头的%,取代了进口,长期在霍林河露天矿应用。
与杭州重型机器、上海胶带运输机械厂、抚顺挖掘机械厂共同承担了我国第一套连续工艺设备的研制和试验。包括轮斗挖掘机、胶带运输机、PS——型排土机、YG——型胶带移设机和YR——1组合胶带接头硫化机,结束了我国不能生产连续工艺设备的历史。年代由杭重和天工所研制了我国第一套中型轮斗挖掘机。露天开采安全研究所,参加了全部工业试验和性能测试,完成了成套设备的机械性能测定和生产能力考核,开创了矿山设备性能测试的先河。
无宝山、准格尔等大型露天煤矿都部分采用了轮斗一胶带连续工艺,并从国外引进了大型轮斗挖掘机。为配合这些单位的轮斗挖掘机设计和设备验收任务,又进行了煤岩切割阻力、轮斗挖掘机切割破碎机理、轮斗工作机构设计理论、轮斗挖掘切割力和机械性能测试等方面的研究。
通过对元宝山、抚顺、小龙潭、昭通、霍林河、准格尔、伊敏等露天矿的煤岩切割阻力进行的研究和测定,提出了我国煤岩切割阻力理论和切割阻力及轮斗挖掘机切割力的测定方法,填补了我国在这一领域的空白,达到国际水平。其成果获煤炭工业部科技进步二等奖。并用上述理论和测试技术完成了准格尔和元宝山两露天矿连续工艺系统的机械性能测试和生产能力考核,为矿山把好了进口设备关。
在此期间露天开采安全研究所建成了世界上的斗轮挖掘机试验装置,斗轮直径达0.m。通过该装置可模拟不同岩性的切割阻力和挖掘机切割力测定,研究斗轮挖掘机的合理工作参数。如:斗齿受力状态、斗齿形状、斗齿排列方式、切割速度、回转速度、刨片尺寸、斗齿材料的耐磨性等。所研制的单斗电铲斗齿的寿命为普通斗齿睥2.5~3.0倍。
1.3爆破技术及器材
为解决抚顺西露天矿高段采掘的爆破质量问题,年开展了高段爆破技术的研究。
年——年在海州露天矿采用了压碴爆破方法,年完成了“提高海州矿块煤率爆破方法的研究”,采用爆速为~m/s的低威力炸药、空气柱充填、优化布孔参数、微差延期爆破技术,减少了压碎区,降低了断裂、碰撞、摩擦破碎,使块煤率提高2.%,年进行了“大型露天煤矿爆破技术优化”的研究,通过安太堡露天矿的试验,使该矿的炸药定额由0.kg/m3.降低到0. kg/m3.,综合成本约.6万元,剥离量增加%以上。
此外还与沈阳部队工程兵合作研制成功了B2、B3液体炸药、液体炸药混药车、四路起爆器等,并完成了安太堡、准格尔、霍林河、抚顺西露天等矿的爆破震动测试和减震技术的研究。
2 边坡稳定性和监测技术研究
2.1 边坡稳定性研究
边坡稳定技术的研究始于世纪年代中期。年海州露天煤矿投产,抚顺西露天煤矿完成改造后,不久在非工作帮就多次出现边坡滑落现象,严重影响正常生产和设备安全。针对上述2矿的滑坡开始了边坡稳定性研究工作,主要研究内容为非工作帮的工程地质条件、岩石物理力学性质、滑坡形成的条件和稳定性分析方法、确定边坡失稳的范围及防治措施。
年抚顺西露天矿发生了4次百万立方米的大滑坡,其中3号滑坡体危及西大巷提升煤道的安全。我所科研人员参加多部组成的治理工作组,完成了削坡、减重、疏干、加固等措施的设计和施工,确保了提升系统的正常生产。
经过这一阶段的研究工作,建立了一套露天矿边坡稳定性研究理论及工作方法,培养了一支科研队伍,并建立了岩石力学试验室。边坡工程研究已成为露天开采安全研究所的主导专业,也是国内最早开展边坡工程研究的专业单位之一。并多次参加非煤露天矿山和长江三峡滑坡的治理论证。随着我国露天采煤的发展,先后承担了国家、煤炭部的重大研究课题,完成了抚顺、阜新、平庄、安太堡、准格尔、小龙潭、义马等露天煤矿的边坡稳定性研究和滑坡防治工作。至今共完成各类科研课题共余项,其中项成果分别获得省、部及国家一、二、三等奖。
2.1.1 基础研究
(1) 工程地质勘察技术。地质构造和岩层赋存条件,特别是软弱岩层的状况是形成滑坡的内在因素,查清地质构造是确定滑坡体的规模、滑动模式、稳定分析和防治措施的依据。常规的方法是地表地质结构调查、钻探、巷探。
随着雷达探测技术和地震波探测技术的发展,无钻勘察地层及地质构造的目标得以实现。年在研究抚顺西露天矿西南帮边坡稳定项目中,用浅层地质雷达仪成功地确定了影响该地区边坡稳定的软质凝灰岩的赋存状态及分布规律。
在岩体结构分析方面,根据岩体裂隙性的特点,应用了随机模拟,计算机数字模拟方法,以及用岩体质量指标及QD分级来确定岩体的完整性,从而计算岩体结构对边坡稳定的影响。
(2) 水文地质及地下水监测。边坡岩体中地下水的存在不仅弱化岩石强度,特别是降低了弱层的抗剪强度,使边坡沿弱层滑落。而且随着地下水位的升高,浮托力增大降低了边坡体的抗滑能力。因此地下水的勘察多采用地表调查和钻水文孔,通过取岩样测定岩石的含水量,作分层注水试验,确定岩层的含水规律和水力联系,建立水力模型。
在“七五”国家科技攻关项目“边坡安全监测系统的研制”课题中研制了压阻式地下水监测系统,可随时测得地下水的压力,具有精度高、分辨率高、输出信号大、可实现集中控制、自动记录等特点,提高了地下水的监测水平。
(3) 岩石力学性质。边坡岩体物理力学性质的研究和指标测试,是为边坡设计、稳定性评价与治理提供科学依据了。从年代开始采用了巷道内和平盘上的原位试验方法。为了配合原位试验设计研制了专用压力盒和千斤顶等推力装置。并用这种方法完成了抚顺、阜新等露天矿各种软岩的力学指标测定,为边坡稳定性评价和治理提供了可靠依据。
从年代后加强了岩石力学试验室的建设,先后购置了DJY——4四联等应变直剪仪、GJY——2高压等应变直剪仪、SJ——IA三轴剪力仪、XD——1点荷载仪、JQ——岩石剪切流变仪、土壤流变仪等试验装置,以及物理指标测定仪表。为了模拟岩石在自然状态下的流变强度,建立了恒温、恒湿的流变试验室。
测定排土场排弃的散体物料的力学指标,对排土场边坡设计和稳定性评价至关重要。年购置了SZ--2A土大三轴剪力仪,建立了散体物料力学试验室。试样是用散体物料按一定的颗料比例制成。这套装置先后完成安太堡、准格尔、无宝山、抚顺、伊敏河等露天矿土场物料的力学指标测定,为排土场边坡稳定性评价提供了参数。正是在三轴试验中发现了黄土基底含水层孔隙水压消散速度与重力和加载速度之间的关系,揭示了在高速排土条件下排土场滑坡的原因。
(4) 滑坡模式与模拟技术。露天煤矿的滑坡模式具有沉积岩层的特征,主要受软弱岩层所控制。层理、节理、断层是控制滑坡模式的主要因素。
年我所建成了国内的底面摩擦模拟试验装置,可无级自动调速。底面摩擦法是二维物理模型,适用于节理化岩体的组合相似材料,可以改变模型的形状以代替开采工程活动,预测未来边坡的变形规律及滑坡模式。
在“七五”国家攻关项目“抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究”课题中用离散单元法成功地模拟了倾倒滑体的形成条件、变形过程和规律、应力分布和变形范围。从计算机数学模型中清楚地看到边坡上部F1断层以北的岩体作为主动推力段推压F1以南的向斜构造的北翼(向斜构造北翼倾角大,南翼平缓)而倾倒,进而推动南翼滑行,形成倾倒滑移滑坡模式。
(5) 边坡稳定分析方法。在抚顺西露天矿北帮边坡稳定分析中,针对曲面楔体滑坡和倾倒滑移变形,提出了曲面楔体、倾倒滑移体稳定分析理论和计算方法。达到世界先进水平。
Sarma边坡稳定性评价方法是极限平衡分析方法的新发展。其特点是:它可用来确定具有各种形状滑动面的边坡稳定性,诸如平面滑坡、楔体滑坡、圆弧滑坡的非圆弧滑坡等各种复杂滑动面的岩土边坡均可用之分析:它无须条块侧边垂直,可任意分块,从而可以分析各种特殊工程地质结构的边坡;允许不同的条块侧边和底面被赋予不同的强度参数;它考虑了地下水压和地震因素对边坡稳定的影响。露天开采安全研究所率先将此方法引入国内。在抚顺西露天矿边坡分析中作了具体说明,编制了适用于HPCV型可编程序计算器的汇编语言程序。并将此分析方法推广到国内其他行业,使该方法得到普遍的应用。
(6) 滑坡防治技术。①削坡减重,采用自上而下的清理缓坡措施。缓坡起到了稳定边坡的作用。②抗滑桩加固,采用钢筋混凝土桩加固边坡。③控制地下水压变化,地下水是影响边坡稳定的重要因素,多数边坡失稳破坏都是由于地下水的失控所造成。因此,大量采用了水平放水孔和疏干巷道等方法,降低地下水位,防治边坡滑落。为此,建立一套水平放水孔设计方法和计算机地下水网络模型及地下水压监测系统。
2.1.2 黄土基底排土场边坡稳定性研究
年月日0:,安太堡露天矿南排土场发生了大型高速滑坡,一瞬间滑体滑出近m。滑坡体积约~万m3,是我国露天煤矿发生的滑坡。滑坡破坏了平朔公路、矿区公路、洗车间、排水沟等设施,损失巨大。我所承担了滑坡研究和治理工程设计。查清了黄土基底坐落式高速滑坡的机理,提出了清理、削坡减重、治水、局部支挡等综合治理措施。经过治理,边坡达到了稳定,恢复了平朔公路和矿区公路,仅不绕线恢复平朔公路就节约资金1亿多元。
在研究以黄土为基底的排土场滑坡中提出了高荷载作用下基底土层演化弱层的概念,并研究了它的形成机理,建立了相应的微观结构模型。建立了相应的稳定性评价方法和工程治理方法。在安太堡矿西排土场和准格尔黑岱沟露天矿北排土场边坡稳定性研究中,应用上述理论进行评价和治理,使排土场的排弃高度增高,排弃容量增大。其中西排土场增高m,容量增加%。
2.1.3 深入边坡稳定性研究
进入年代,抚顺、阜新、平庄等露天煤矿相继进入深部开采,边坡高达m左右,复杂的地质条件和开采活动,使边坡出现多次滑落。
针对这一问题,从年以来,相继开展了“抚顺西露天矿西北帮到界边坡稳定性研究”(部重点题)和国家“七五”攻关课题“抚顺西露天矿北帮边坡稳定性研究”,总结出了座落式滑移、倾倒滑移变形以及曲机楔体三维分析等计算方法。提出了部分区段适当压煤减缓到界边坡境界;水平放水孔和疏干巷道联合疏干法降低边坡内部的水压;局部采用灌浆加固,长锚杆加固和抗滑桩加固工程;加强西区开采实现内部排土等边坡整治措施,确保边坡稳定。
年完成了“深大露天边坡工程评价计算机系统的研究”,编制了包括工程地质、水文地质、岩石力学、边坡变形动态、稳定分析、工程设计CAD软件。为露天矿实时评价边坡稳定状态提供了科学依据和手段,实现了边坡管理现代化。
2.2 边坡变形监测技术及仪器
常规的监测方法是地表岩移观测法。该方法只能了解边坡岩体变形发展到地表位移后的变化,而无法了解岩层深部的早期变形规律,以及滑面的位置、变形模式及范围、变形发展趋势等。特别是了解边坡早期变形的规律,将为滑坡治理赢得宝贵时间。我所从年开始研究体内部变形观测方法及仪表,经过在阜新海州矿、焦坪露天矿和义马北露天矿的反复试验,于年研制出应变式滑坡位移传感器。
年在应变式滑坡位移传感器的基础上,研制成了KS——1型高精度应变式倾斜仪,它既可观测岩体内部变形,又实现了便携带、移动式,一机多用。
在“七五”国家攻关项目“边坡安全监测系统的研制”中,于年由我所主持研制了PSH型双向伺服加速度计式测斜仪监测系统。其中测斜仪是用伺服加速度计(原用于航空设备监测)作为测斜元件,在测斜仪中放置两个相差。角的加速度计,这样同一个测斜仪就可以同时测量两个垂直平面的倾斜,完成双向测斜。该测斜仪配以地面智能测录仪,记录测斜仪所测数据。
PSH型测斜仪研制成功以来,先后完成了抚顺西露天矿工作帮边坡、阜新海州矿非工作帮滑坡、安太堡南排土场滑坡、安家岭排土场边坡、小龙潭布昭矿西北帮边坡的边坡监测工作,为边坡稳定分析和滑坡治理提供了可靠的数据,近几年来又研制了测斜仪无缆测试系统和方位仪,进一步完善了PSH型双向伺服加速度计式测斜仪系统,使测量工作更方便、数据更精确。
年完成了边坡岩体沉降监测装置的研究,实现了岩体内部垂直变形的监测。通过测斜仪和沉降仪,使露天矿边坡监测实现了三维动态观测。年研制了滑坡中、后期大位移量固定式位移传感器,实现了边坡变形中、后期大位移量的监测,从而使边坡地下位移监测系统更完善。
3智能技术的应用研究
3.1计算机技术在露天矿山的应用
我所于年代初成立了计算机中心,开始了计算机技术在露天煤矿应用的研究。承担并完成了“霍林河矿区B汽车配件计算机管理系统”、“准格尔煤炭工业公司一期工程(包括煤、电、运)管理系统的可行性研究总体规划与系统分析总体设计”、“层状矿床地质模型建立方法及黑岱沟露天矿矿床地质模型建立”、“露天矿CAD测量验收系统”等课题。成果应用于矿山后大大提高了管理水平。特别是“CAD测量验收系统”应用后节省了大量现场测量和计算工作,提高了算量的精度和减少了劳动强度。
从年开始研究露天电铲卡车优化调度系统,与中国运载火箭研究院北京长征航信卫星导航技术有限责任公司联合开发研制了COTOD(科通达)露天矿卡车电铲优化调度系统。该系统于年在伊敏华能东电煤电有限公司一露天矿投入运行,年通过国家鉴定。
系统通过对车铲位置、状态、速度、运行方向、时间等信息的采集,实现对车铲工作位置与状态的实时跟踪、显示,优化调度车队运行;及时准确地查询统计当前生产情况;起到优化调度、准确执行生产计划、提高设备效率和经济效益的作用。
COTOD系统在伊敏露天煤矿使用以来,使生产效率提高了8%。该系统性能价格比明显优于国外同类产品,填补了国内自主开发露天矿优化调度系统的空白。
3.2 设备性能测试与生产监控技术
矿山测控技术包括采矿设备的测试和生产过程的监控。
年代各大型露天煤矿引进了大量的大型载重汽车和国产汽车。为测试大型载重汽车的性能和对矿山条件的适应性,我所从日本、瑞士、德国等购置了先进测试仪表,组建了矿用汽车性能测试试验室。承担了国务
院重大装备办公室下达的大型自卸汽车性能对比测试、T矿用自卸汽车性能测试、SF——耐寒型t电动轮自卸汽车测试。对汽车基本性能、燃油消耗、振动平顺性、在矿山道上运行的适用性等测试近项。
近年来又把生产过程的监控作为研究重点。伊敏河露天矿卡车电铲优化调度系统研制成功,实现了露天矿电铲卡车运行状态的实时监控和调度。最近研制成功的GL——6kV高压供电保护柜,主要用于煤矿高压电动设备6kV中性点不接地供电系统的供电及漏电、过流、短路保护。通过遥测、遥控系统实时监测高压电动设备的电流、电压值。在伊敏露天矿用该保护柜实现了多台电铲供电状态的集中控制。
4展望 年成就硕果累累,令人欣慰,使人振奋。展望未来,摆在我们面前的任务仍十分艰巨。随着平朔煤炭工业公司安家岭露天矿、平朔三矿、伊敏煤电公司露天矿二期工程筹建、胜利煤田的开发和准格尔黑岱沟露天煤矿扩建,将使我国露天采煤业再上一个新台阶。为此,我们将继续改革科研体制,攻克技术难关研究出适合我国大型露天煤矿生产发展和管理水平的先进技术。要研究适合各种地质条件下的开采工艺,特别是无运输开采工艺;要继续深入地进行计算机在露天矿山的应用研究,实现大型露天煤矿生产计划的计算机设计,生产过程的监控和优化调度,提高现代化露天矿的管理水平;将电铲卡车优化调度系统进一步完善,做好推广工作;研究硬岩、高段条件下的爆破技术,提高爆破效果,充分发挥采掘设备的效率;加强边坡稳定性研究和边坡变形监测新型仪表的研制;深入开展矿山地质灾害和环境的评价,研究废弃矿山的综合利用;加强检测、监测手段与技术的研究;重视实验手段的建设、更新;在积极开展技术开发服务的基础上,加大基础研究的投入,重视人才培养。
露天矿山进入基建期的条件
1、进入矿区的道路铺设完成,机修、供电、供水、通讯、民用福利设施等修建完成,采矿、选矿或矿物破碎站等加工设备也配置齐全。
2、露天矿达到设计规模以前所需完成的开拓及排水工程,主要运输线路开拓系统沟道及井巷工程和排水疏干工程的井巷工程及排水沟已完成。
3、已完成露天矿山开拓量及覆盖层的剥采量。
矿山泥雨季土路养路修路方法
挖截水沟、清理纵向排水沟。
具体方法如下:1、在有截水沟的路段应先开挖截水沟,以便将路基上方大面积地表水排出路基之外而不侵害路基。2、及时清理纵向排水沟,避免排水沟不畅而使地表水通过边坡侵入路基,同时亦可降低路基填料含水量。
矿山指有一定开采境界的采掘矿石的独立生产经营单位。矿山主要包括一个或多个采矿车间或称坑口、矿井、露天采场等和一些辅助车间,大部分矿山还包括选矿场洗煤厂。
露天矿山植被恢复与重建三大技术介绍?
露天矿山植被恢复与重建的三大技术包括活氧微粒无土修复技术:
1. 边坡治理技术:对于露天矿山来说,边坡的稳定性至关重要。因此,边坡治理技术是植被恢复与重建的关键一步。主要方法包括削坡整平以降低坡高和坡角,边坡加固和衬砌护坡以增强稳定性,以及设计排水沟以减少坡面侵蚀和降低滑坡的可能性。此外,生物护坡法也是一种常用的边坡治理技术,通过利用生物(如植物)来防护和恢复边坡的植被。
2. 土地植被恢复技术:露天矿山开采会破坏原有的地形、地貌和植被,因此需要进行土地植被恢复。这包括在挖损和压占前对表土进行剥离并存放,待恢复治理时将表土回用并平整,然后进行植被恢复工程。植被恢复的方法可以采用定点植植技术,使相邻行的定植点错开,整体成品字形排列。在栽植时,要保证苗干竖直,深浅适当,填土后踩实,并覆上虚土。
这些技术可以帮助恢复露天矿山的植被,改善土壤环境,提高土地质量,从而实现生态环境的恢复和重建。
3.活氧微粒无土修复技术:是一种在矿山修复、裸露山体边坡修复工程中常用的技术。以下是其应用方法:
首先,活氧微粒可以改善土层环境,避免土壤板结,促进植物生根壮根并增强耐适应性。此外,它还能产生植物激素等多重功能,有助于植物的快速扎根和生长,并能诱导植物产生特定的系统抗性,使植被在各种环境压力下,如干旱沙化、低温寒冷、盐碱侵蚀以及重金属污染等方面,表现出更强的生存能力。
因此,在岩石矿山无土采石场边坡复绿中,可以使用活氧微粒直接喷播。这种方法既可以在传统客土喷播时作为补充添加类材料使用,又可以在气候恶劣、缺少土质的地区内,作为植被培育生长的唯一性材料使用。
请注意,尽管活氧微粒无土修复技术在许多方面都有显著优势,但在具体应用时仍需要根据实际情况进行详细规划和实施,以确保达到预期的复绿效果。如有需要,建议咨询土壤治理和生态修复专家以获取专业意见。
以上信息仅供参考,具体的应用方式可能因地域、环境等因素有所不同。在实际操作中,建议咨询专业人士,确保安全和效果。
影响露天矿山边坡稳定性的因素主要包括
影响露天矿山边坡稳定性的因素主要如下:在露天矿山的开采过程中,边坡稳定性是一个非常关键的问题。为了确保开采的安全和顺利进行,需要充分了解影响边坡稳定性的因素。以下是几个主要因素。
一、地质条件
地质条件是影响露天矿山边坡稳定性的最重要因素之一。岩性、断裂、节理等都会对岩土体的力学性质产生不同的影响。例如,一些岩石由于其自身特性而更容易发生开裂或是斜坡滑动等情况。
二、工程结构
露天矿山周围的工程结构,如挡土墙、排水沟、护坡梁、提升塔等,也会对边坡稳定性产生影响。如果挡土墙的设计不合理,或受损后维修不及时,就可能引起边坡失稳和崩塌。
三、开采方式
开采方式是影响露天矿山边坡稳定性的一个重要方面。在露天矿山中,采用的开采方法和技术对边坡稳定性产生很大影响。例如,采用爆破方式开采时,爆炸对岩石产生的震动会引起边坡位移和破坏。
四、降雨等自然灾害
降雨、地震等自然灾害都会对岩土体产生影响,同时也会增加边坡失稳的危险性。在露天矿山中,对于自然灾害要及时预警并做好预防措施,以保障安全生产。
五、拓展知识
1.全脆岩挖掘的注意事项
在煤炭、金属矿等含水脆性岩石露天矿山中,边坡稳定问题更为突出,随着溜岩、落石等岩体倒塌事件频发,影响矿山安全、运营和社会影响愈加严重。
而对于全脆岩地质条件下的矿山,需要进行较为复杂的开采工作和生产技术,应具备创新意识,建立完善的矿山规划和操作方案,规范勘探作业、爆破作业等环节,切实加强对于边坡的监测。
2.岩土力学分析技术
边坡稳定性的分析需要借助岩土力学优化方案。其中可以采用有限元、离散元、CFD(计算流体动力学)、DEM(离散元法)、SPH(光滑粒子浓度法)等技术。
通过三维数字矿山、物理模型等手段进行模拟,以便快速分析边坡稳定性,并提供科学的优化建议。其中边坡稳定性分析中还需考虑场地水文地质情况、结构形式、岩土特性、环境风险、管理措施等因素。
露天矿山开采施工方案
露天矿山开采施工方案范文如下:一、矿山概况介绍
本矿山位于XXX,矿区面积XXX平方公里,设计采矿规模为XXX万吨/年。矿山的开采方式为露天开采,主要矿石类型为XXX。矿山地形地貌复杂,海拔最高点为XXX米,最低点为XXX米。矿区内有XXX条季节性河流,水文地质条件较为简单。
二、采剥工程计划
采剥工程是露天开采的核心环节,计划分三个阶段进行。第一阶段为准备阶段,主要进行地表清理、修筑道路和搭建临时设施等工作;第二阶段为开采阶段,根据矿体的形态和赋存条件,合理划分采剥区域,按照自上而下的顺序进行剥离和采矿;第三阶段为收尾阶段,主要进行边坡整理、废石排放和场地恢复等工作。
三、穿孔爆破方案
穿孔爆破是露天开采的关键环节之一,本方案采用中深孔爆破技术。首先进行穿孔作业,采用潜孔钻机进行穿孔,钻孔直径为XXX毫米,孔深为XXX米;然后进行爆破作业,采用铵油炸药进行爆破,单孔装药量为XXX千克。爆破后进行安全检查,确保无残留爆炸物后进行铲装作业。
四、铲装运输方案
铲装运输是露天开采的重要环节之一,本方案采用挖掘机和自卸车进行铲装和运输。首先进行铲装作业,采用挖掘机进行挖掘,将矿石装入自卸车;然后进行运输作业,自卸车将矿石运至选矿厂进行处理。运输过程中要确保道路畅通,防止车辆拥堵和事故发生。
五、排土场设计
排土场是露天开采的重要设施之一,本方案采用山谷型排土场。首先进行场地清理和场地平整工作,然后进行排土作业,将剥离废石和废土排入排土场。排土时要按照设计要求进行分层排土、碾压和排水等工作,确保排土场稳定和安全。
六、边坡安全防护
边坡安全防护是露天开采的重要措施之一,本方案采用喷浆和排水等措施进行边坡加固和防护。首先进行边坡监测工作,了解边坡变形情况和规律;然后进行喷浆作业,采用混凝土或砂浆等材料对边坡进行喷射加固;最后进行排水作业,设置排水沟和排水管等设施,防止水患对边坡的影响。
七、供水和供电方案
供水和供电是露天开采的基本保障之一,本方案采用当地水和市电为主要水源和电源。供水方面:采用当地水库和泉水等水源,通过输水管线将水引入采矿区;供电方面:采用市电为主要电源,架设输电线路从附近变电站引入矿区。同时,建立备用电源和储水设施,确保生产安全和稳定。
八、生产安全与环保措施
生产安全与环保是露天开采的重要任务之一,本方案采取以下措施:建立安全生产责任制、定期进行安全检查、加强员工安全培训和教育、合理设置安全警示标志等;加强环保意识教育和管理、建立环保责任制度、采取有效措施减少废气、废水、废渣等污染物排放、积极推进清洁生产和节能减排等工作。
露天矿山的分类和主要生产系统
按地形和矿床埋藏条件,露天矿山可分为山坡露天矿和凹陷露天矿;按开采工艺,可分为机械开采和水力冲采两类。水力冲采仅用于开采松软矿床,使用广泛的是机械开采。机械开采的露天矿,把矿岩划分成一定厚度的水平分层(台阶),自上而下逐层进行剥离和采矿。
露天矿山的主要生产系统有开拓和运输系统、穿孔爆破和采装系统、排土系统、防水和排水系统,以及破碎、选矿、机修、汽修、供电、供水、炸药制备、尾矿库等生产车间,有些矿山还有复土造田系统。随着露天开采技术的发展和大型采、装、运设备在露天矿山的推广应用,露天矿山的机械化水平越来越高,规模越来越大。