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深凹露天矿与浅露天矿开采的时空原理
2013-11-01
深凹露天矿与浅露天矿开采的时空原理。
深凹露天矿与浅露天矿开采的时空 原理 • • • • 深凹露天矿开采的空间与时间原理 浅露天矿开采的空间与时间原理 露天矿快速排土护坡理论 露天矿精细开采的理念 1 深凹露天矿开采的时空原理 根据对自然界与岩土工程的长期观察、 思考与研究,报告人提出了 • 深凹露天矿开采的空间与时间原理 浅露天矿开采的空间与时间原理 • 1 .1 深凹露天矿的特点 非金属深凹露天矿具有明显的空间 力学特点,典型的代表是金刚石矿,它 们具有通常人们想象不到的陡边坡角。 原生金刚石矿以金伯利岩管的形式 产出,近乎垂直,水平剖面呈圆形或椭 圆形,上部露天开采,形成巨大的陡圆 锥形深坑。 世界上最大的岩土开挖工程——俄 罗斯和平金刚石矿的景观令人震撼! 显然,经过理论研究与工业试验, 金刚石矿有利于边坡岩体稳定性的空间 原理可以推广到其他深凹露天矿,从而 合理加陡露天矿边坡角,节约巨大的废 石剥离量。 1 .2 传统露天矿边坡角确定方法存在局限 性与保守性 最终边坡角的确定对露天矿的生产、 安全与经济效益有很大影响。 较小的边坡角,将增加剥岩量,使 剥采比增大。 从经济效果考虑,希望边坡角尽可能 大些;然而,过大的边坡角将导致边坡 失稳,影响矿山正常生产。 因此,露天矿的最终边坡角,要同 时满足安全稳定条件和开采技术条件的 要求,并尽可能地加陡。 通常是假定岩体只承受自重应力作用 且处于平面应变状态,用极限平衡方法判 断岩体的稳定性,在岩性相同的情况下, 通常确定的最终边坡角为一定值(通常在 3 0°~53°范围内)。 这种方法由于没有考虑边坡的空间 几何形状和边坡形成的时间长短等因素 对边坡稳定性的影响,因此,它主要适 用于深度较浅的在水平面上呈直线形的 边坡。 专家指出,与国外同类矿山相比,我国 大型露天矿山的边坡角普遍缓5°左右,而 一个年产300~1000万t的矿山,边坡角每提 高1°,就可以减少剥离量0.5~1.5亿t,节 约投资1~3亿元。 1.3 深凹露天矿有利于边坡稳定的空间 与时间特性逐渐为人们认识和重视 前苏联学者费申科在20世纪60年代提 出岩石边坡在垂直剖面上可采取凸形边 坡的概念,建议用极限平衡法调整边坡 的形状使之上缓下陡,以适应上部岩石 风化层稳定性较差的情况。 1 970年Piteau等人研究了南非4个大 型金刚石矿边坡曲率半径对边坡稳定性 的影响,发现开采后处于自然平衡状态 的边坡,其平均边坡角随边坡在水平面 上曲率半径的减小而增加。 曲率半径为1000英尺时平均边坡角为 7.3°,而曲率半径为200英尺时平均边 2 坡角上升到39.5°。 我国学者从20世纪70年代开始注意 到边坡形状与时间对稳定性的影响,认 识到当边坡在水平面上向采场凹进时, 边坡岩体的侧向受到压应力作用,比较 稳定。 在垂直剖面上,凸形边坡具有上缓 下陡的外形,符合露天矿形成的时间特 点,可以少剥离岩石多采矿石,是适用 于深露天矿边坡的断面形状。 报告人1998年在《中国矿业》杂志上 提出了凹陷露天矿边坡少剥离技术的时 空原理,其主要依据是: ( 1)地质依据 地表浅层岩体受到亿万年的风化与人 类活动的破坏,强度削弱较严重,稳定性 较差;随着岩体赋存深度的增加,上述破 坏的影响下降,岩体强度削弱较少,稳定 性较好。 ( 2)受生产爆破影响的时间不同 下部边坡受生产爆破和开挖后风化作用 对其稳定性削弱的程度明显低于上部。 ( 3)小曲率半径原理 曲率半径较小的圆拱具有较好的稳 定性,随着开采深度的增加,露天坑的 曲率半径逐渐减小。 ( 4)端部作用原理 把坑底看作深凹露天矿边坡的端部, 此端部对矿坑下部边坡的应力具有转移 承受作用,并对下部边坡的位移具有牵 制阻碍作用,有利于提高边坡的稳定性。 报告人在自然界与工程界找到许多例 证: Biswas的研究表明,风化的煤柱强 度比未受风化影响的强度降低50%以上; 大家熟知,自然崩落的岩洞顶部多呈 拱形,小曲率半径的拱桥与建筑物拱顶比 大曲率半径的承载能力高; Rassam的研究表明,在水平面上, 把高废石堆堆成内凹的形状,其边坡极限 稳定角至少比堆成直线形的大2°; 塌陷坑通常呈上大下小的喇叭形; 放矿漏斗呈喇叭形;疏水井附近地下水位 线也呈类似形状下降; 端部作用可看成把一个圆筒的一端封 闭,封闭端的刚度与稳定性显然提高。 • 我国一些露天矿在深部开采中已出 现改变设计加陡边坡角的实例,如: 白银有色金属公司1号露天采场设 计边坡角为46°,生产中实现了最下部 5 个台阶并段,高度增加到62m,边坡角 提高到60°,该边坡开挖后多年保持稳 定; 大冶铁矿东露天坑坑底部分边坡角 已达90°。 通过研究,为合理加陡深凹露天矿 边坡角找到理论根据,寻找科学的确定 边坡角的方法,把现在看似“违规”的 加陡下部边坡角的行为合法化,编制相 应的确定规则,会取得巨大的经济效益 与社会效益。 1 .4 国外的研究进展 999年乌兹别克科学院地震研究所 1 贝科夫采夫等在俄文《矿业工程》杂志 上发表的“深凹露天矿边帮合理形状的 确定”论文,认为理想的深凹露天矿应 是满足R(Z)=a·ch(Z/b)的双曲线余弦 的旋转锥体,式中Z为边坡的垂高,a、b 为按特殊方法确定的系数,ch为双曲线 余弦,R为Z高度的边坡水平半径。 称按此式确定的边帮轮廊线可使边 帮下段的边坡角加大到50°~60°,在 穆伦陶金矿床露天矿的设计中已采用了 这种新方法。 与传统方法相比,在不扩大地表境 界的情况下,开采深度可比原设计增大 2 00~250m,即增加20~30﹪。 此法已获该国专利。 该文未介绍新方法的原理和公式中 系数的特殊确定方法,只讨论了平面上 为圆形的理想露天矿,只给出了一个圆 形边坡合理形状的数学表达式,没有说 明它的来历,未介绍从力学上进行的研 究,说这种新方法可用于深凹露天矿和 超深凹露天矿的边坡设计中,并表明研 究工作仍在继续进行中。 由于矿床千差万别,形态各异,用1 2个参数确定的旋转锥体是无法描述 众多矿山边坡的合理形状的。 ~ 1 .5 国内研究的进展 多年来,申请人带领的课题组在本 领域的研究已取得重要进展,表现在以 下几个方面。 1 .5.1 运用弹性理论证明了小曲率半径原理 ( 1)模型的建立与公式推导 对深凹边坡的空间受力状况进行了分析。 把空间凸形边坡取出一个圆环岩体,建立模型 进行研究。 建立了环岩体下滑时其环向应力与下 滑增量之间的关系,进而推导出深凹边 坡的临界稳定边坡角α与岩体的容重γ、 内摩擦角 ω、粘聚力 c 和内径 r 的关系 为: tgα = tgϕ + 2c /(γr(1− sinϕ)cosϕ − 2csinϕ cosϕ) ( 1) 该式反应出当深凹边坡的水平半径 越小(随开挖深度的增加而减小)或环 向岩体的内摩擦角和粘聚力越大,临界 稳定边坡角越大。 当边坡的水平半径趋向无穷大时,临 界稳定边坡角趋向于岩体的内摩擦角, 这与传统直线形边坡稳定性分析方法相 同。 引用库伦准则作为环状岩体达到临 界溃屈状态的破坏判据,可推导出当 r = 2csinϕ /(γ (1−sinϕ)) 时,边坡角可达 90度,这就是圆形竖井无需支护井壁保 持稳定的最大直径的弹性力学解答。 该式从理论上反映了深凹边坡符合 上缓下陡的几何特征。 在此基础上,由临界稳定边坡角与 边坡水平曲率半径、岩体力学性质参数 的关系式推导得到在理想条件下确定深 凹露天矿凸曲线边坡的公式。 运用本方法与传统方法确定的直线 形边坡相比较,对于边坡顶部半径均为 8 00m、底部半径为100m的露天矿,凸曲 线形边坡比45°角的直线形边坡减少废 石剥离量2.79×108m3。 ( 2)推导出在平面上为椭圆形的深凹 露天矿,在岩性相同的条件下,在椭圆 的长轴端处的稳定边坡角最大,在短轴 端处最小 这与我国金川等露天矿边坡的倾倒 滑移区所处的位置相符。 进而在边坡上各点稳定性相同的条 件下,提出了确定在平面上呈椭圆形边 坡的临界稳定坡面形状的方法。 用该法确定的一个底部长轴半径为 50m、短半径为100m、坡高500m的椭 1 圆形深凹露天矿边坡,与传统边坡稳定 理论确定的边坡相比,可减少废石剥离 8 3 量1.1×10 m 。 考虑滑移体两侧岩体的阻力等作用 的情况,对传统边坡稳定系数算法进行 修改,推导出适合于深凹边坡的稳定性 系数的算式。 (3)推导出表征深凹露天矿边坡深 度和曲率半径的微分方程 椭圆形深凹露天矿的边坡轮廓非常 复杂,它由一系列台阶组成。 为了简化力学分析,考虑水平面为 椭圆形的深凹边坡,它的垂直断面为凸 形,并假定岩石为均质连续各向同性的 弹性材料,岩体承受自重应力和水平构 造应力的共同作用。 含有椭圆形孔的板受与长轴成α 角的均布 拉力q 的弹性理论解为:法向应力σ = 0 , q 2 2 σθ = q(1− m + 2mcos 2α − 2cos 2(θ + α)) /(1+ m − 2mcos 2α) 式中:m = (a − b) /(a + b) 、分别为椭圆孔的长、短半轴。 ,  假定水平应力为深度z的一次函数,即 q =ζ+ηz, ζ和η是和当地地应力情况有关的常 数;据此先推导出在板的x轴和y轴方向上分别 承受均布拉应力q和λq的应力表达式,再把两式 叠加,得到在水平地应力作用下的环向应力, 再把它与自重应力叠加,得到表达深凹露天矿 实际受力状况的表达式,将此式代入表达边坡 上处于极限平衡受力状况的微元体的平衡方程 式,可得到表征深凹露天矿边坡深度和曲率半 径的微分方程为: dz kηz − fγr + kξ = dr fkηz + γr + fkξ ( 2) 式中: 2 2 k = ((λ +1)(m −1) + 2(1− λ)(m − cos 2θ)) /(1+ m − 2mcos 2θ) 求解这个微分方程很困难,但对具体参数 赋值后,可以简化为代数方程求解,从而得到 合理的边坡形状曲线。 对该公式的具体解析,得到一些很有意义 的表达,如在深凹边坡的下部,甚至许可出现 超过90°的反凹边坡,自然界与工程界确实存 在这种现象。 1.5.2 运用数值模拟方法证明小曲率半径原 理与端部作用原理 ( 1)计算模型的建立 运用三维有限元计算分析了在自重应力作用 下,Φ100m、Φ500m、Φ1000m的圆柱形贯通开 挖和非贯通开挖(非贯通开挖模拟了露天坑具 有底部的情况)岩体应力变化的情况。 运用Algor FEAS程序建立有限元计算模型 进行计算。有限元计算模型模拟的是一个长宽 高尺寸为10000m×10000m×6000m的均质各向 同性岩体,直角坐标原点位于模型中轴线距上 表面1000m处,XY平面为水平面。模型除上表 面无约束外,其余5个表面受垂直于该面的位 移约束。模型划分为10080个六面体单元, 1 0933个节点。 ( ① 2)端部作用原理的模拟计算研究 贯通开挖的模拟 在 该 模 型 中 央 分 别 进 行 φ100m、φ500m和 φ1000m的全高程(6000m)的贯通开挖。 下图表示了三种直径贯通开挖的应力等值 线图,该图为对称剖面左侧的局部,其4角标 示了坐标值,图内数字为应力等值线的应力 值。 图6 φ100m(上)、φ500m(中)和φ1000m(下)贯通开挖的σ1等值线图(左)和σ3等值线图(右) 由上图左边可以看到,开挖后最大主应力 σ1的分布取决于自重应力,应力分布平稳。 上图右边表示了上述三种直径贯通开挖时 的最小主应力σ3在开挖直径3倍范围的岩体内, 产生了非常剧烈的压降。 ② 非贯通开挖的模拟 在相同平面坐标分别进行上述直径从 1 000m高程到0m高程的非贯通开挖。 图7 φ100m(上)、φ500m(中)和φ1000m(下)非贯通开挖的σ1等值线图(左)和σ3等值线图(右) 图7左表示了三种非贯通开挖的σ1分布等值 线。 φ100m非贯通开挖,圆柱壁500m高程至0m高 程之间出现σ1小幅上升。圆柱体底部0m水平至- 5 00m高程范围内σ1出现小幅下降。 φ500m的非贯通开挖,上述变化扩大,圆 柱体底部岩体出现较大范围的压降区,圆柱体 底面中心的σ1由27MPa下降到8MPa,压降范围 往下延伸到-1000m左右。 φ1000m开挖把上述变化进一步扩大,圆柱体 底面中心的σ1下降到4MPa以下,其下部应力降 低区的范围扩展到-1500m以下。 图7右为三种非贯通开挖的σ3等值线图。 非贯通开挖总体上引起了圆柱壁和圆柱底面附 近σ3的下降,但圆柱壁上的σ3下降值只有贯通开挖 的一半左右,且越接近圆柱底,下降的幅度值越 小,甚至出现小幅上升。 圆柱体下方岩体出现压降区,φ100m开挖下方 σ3为正值,φ500m开挖下方最大拉应力为2.4MPa, φ1000m开挖最大拉应力则达到5.1MPa。 研究表明,该底部岩体阻止了在无端部 贯通开挖)情况下圆柱壁σ3迅速下降的情 ( 况,同时(σ1-σ3)的差值减小,且在端部下 方出现σ3逐渐下降现象,证明了露天坑底部 具有有利于改变深部边坡应力分布的端部作用 原理。 ( 3)小曲率半径端原理的模拟计算研究 计 算 分 析 了 底 部 直 径 分 别 为 Ф100m、 Ф500m、Ф1000m、边坡角为50˚、高度为500m 的倒截头圆锥开挖的应力分布,研究表明,随 着开挖范围的扩大,σ1和σ3的下降范围、下 降的幅值、(σ1-σ3)的值均扩大,不利于边 坡的稳定,证明了小曲率半径原理。 1 .5.3现场研究取得进展 2 004年~2005年,武汉理工大学在金堆城 钼业公司完成了《金堆城凹陷露天矿边坡形状 力学优化研究》。该项目通过对金堆城深凹露 天矿边坡岩体物理力学性质现场调查研究、边 坡岩体声波测试研究、边坡岩体内部位移监测 系统的建立与监测研究、深凹边坡位移反分析 研究、爆破震动对金堆城露天边坡稳定性影响 测试研究、露天矿边坡渗流与应力耦合分析研 究、金堆城深凹边坡形状力学优化研究。 采用“凹陷露天矿边坡少剥离技术的时空 原理”的弹性力学分析方法优化研究后所选取 的边坡形状与原始设计的边坡进行剥离量对比, 可以减少废石剥离量1.49×107m3,取边坡的剥 离费用为25元/ m3,可节约剥离费用3700万元, 将为金堆城钼业公司带来巨大的经济效益和社 会效益。 1 .5.4 时间原理的研究有待深入 报告人提出的时间原理基于地质依据与开 挖后受爆破与风化影响时间的不同,即: 地表浅层岩体受到亿万年的风化与人类活 动的破坏,强度削弱较严重,稳定性较差; 随着岩体赋存深度的增加,上述破坏的影 响下降,岩体强度削弱较少,稳定性较好; 受生产爆破影响的时间不同:下部边坡受 生产爆破和开挖后风化作用对其稳定性削弱的 程度明显低于上部。 时间原理的基础是有依据的。这些研究需要 的试验、理论研究的时间跨度较长,较难,有 待深入研究。 2 浅露天矿开采的时空原理 这里的浅露天矿,指覆盖层较浅、在水平面 上延伸较大的水平或缓倾斜矿床,以煤矿、石 膏矿、磷矿、锰矿等沉积矿床为代表。 2 .1 浅露天矿的特点 浅露天矿的特点是,如果一次开挖到最低 标高,就许可剥离废石内排。本理论适合于此 类矿山。 2 .2 浅露天矿的时空原理 浅露天矿的时空原理是密切相关的, 即有计划地把矿体划分为较小的采剥单 元,迅速完成该单元的剥离、采矿与剥 离废石充填,使得该部分最终边坡的存 在时间最短,从而可加陡最终边坡角, 减少废石剥离量,减少边坡的维护工作 量。 2 .3 浅露天矿的时间原理 露天矿的时间原理受到采矿科技工 作者的广泛关注。 才庆祥教授等认为,对于以汽车运输为主 的水平或近水平露天煤矿,一般都会采用内排 方式,那么端帮边坡就会有一个从形成、暂时 存在到被掩埋的动态变化过程,通过实施相应 的采矿技术措施可以进一步减小端帮边坡端帮 暴露时间,为保证二次设计的端帮边坡的稳定 性和靠帮开采的顺利实施提供技术支撑。 时效边坡作为代表一种露天矿边坡分析的 理念,是用动态的参数对露天矿边坡进行评价 与设计,指通过若干露天采矿技术措施,缩短 边坡暴露时间,提高设计帮坡角,既能体现综 合效益,又能保证露天矿采场帮坡的稳定。 时效边坡突破了传统边坡的概念,考虑工 程的时间性,在传统的露天开采中将边坡设计 的永久性过渡到设计的时效性,提高端帮的帮 坡角,为实现靠帮开采提供理论支持。 才庆祥教授等分析了内排压帮对端帮稳定 性的影响,进而提出了边坡时效性及边坡稳定 判断准则,在安家岭露天煤矿研究了内排前后 的边坡稳定性,结论是: 由于内排压帮,使得边坡的高度减小,在相 同边坡角情况下,边坡高度越小,边坡的稳定性 越好。 同时,压帮内排最下一个台阶高度对时效边 坡影响较大,压帮高度越大,端帮暴露时间越短, 稳定性系数提高越大; 内排场可以减少排土运距和提高端帮的稳定 系数,安太堡露天煤矿端帮边坡角可以提高到 4 2°; 当边坡在内排压帮下,边坡稳定性系数提高 到1.3~1.4,在暴露时间内完全可以保证稳定。 2 .4 露天矿开采的快速排土护坡 2 .4.1露天矿传统的废石排放与生态恢复 迄今为止,国内外矿床露天开采工艺中的 废石剥离、废石的运输与排放、废石场的复垦 与绿化、边坡的维护等几个重要环节是相对独 立的,多独立进行设计、施工与管理,指导思 想是满足上下工艺环节之间的产能要求并降低 成本。 通常露天矿山开采是从一端向另一端连续 推进,形成较大范围的岩土体扰动与地面环境 破坏,开采过程中形成的最终边坡可能存在几 年甚至几十年,需要完成大量的边坡维护工作, 耗费大量资金,还可能出现滑坡等工程地质灾 害,带来生命与财产的损失。 图8 露天矿剥离废石的坑内排放示意图 在露天矿内排方面有大量报道。 如徐志远等介绍了平朔煤炭工业公司安太 堡露天矿把露天坑东部剥离的岩土运到西部全 压帮内排,解决分区开采无固定帮可供运输的 问题; 顾正洪等介绍了近水平矿床内排重要技术 参数的确定。 这些报道主要是考虑满足露天采矿的工艺 要求和节约废石运输成本,没有把它们与最终 边坡的及时、完全、最终的治理结合起来。 在露天矿排土场复垦方面有大量报道。 如才庆祥等介绍了露天矿剥离与土地复垦 一体化作业优化研究; 杨选民介绍了印度加亚昆达姆褐煤露天矿 土地复垦措施; Dietrich, Norman L.介绍了欧洲矿山复垦 反映的文化与地区的多样化。 这些报道,也没有把它们与细分区域的快 速生态环境恢复结合起来。 2 .4.2 新理论的指导思想 新理论旨在细分开采区域,使露天矿开挖 引起的地层扰动与破坏范围最小; 使用剥离废石作为充填护坡材料,变废为 宝;废石就近充填,节约运输成本; 快速排土完成护坡,使最终边坡的临空时 间短,可加适度加陡边坡角,减少剥采比与边 坡维 护费用,减少边坡滑塌的几率; 及早完成排土区域的绿化或混凝土覆盖, 实现露天矿的低成本环保绿色开采。 2 .4.3 理论依据 ( 1)局限的理念 改变大范围开挖矿岩体的传统方式,把生 产循环限制在生产工艺允许且成本低的最小范 围,实现对生态环境影响最小,并恢复最快。 ( 2)精细生产的理念 精细生产起源于日本丰田公司,从一般意 义上讲,精细生产指对一切资源的占用少,对 一切资源的利用率高。资源包括土地、矿产、 原料、材料、设备、人员、时间和资金等。 精细的含义包括质量。 质量高的产品在消耗同样多的物化劳动和 活劳动的条件下,可以提供更好的功能、更可 靠的性能和更长的使用寿命。 精细生产的基本原理是:不断改进, 消除对资源的浪费,协力工作,沟通。 精细生产的主要内容包括工厂现场管 理、新产品开发、与用户的关系、与供应 厂家的关系等方面。 显然,汽车制造行业精细生产的原理 对采掘业是适用的,本理论具有使露天矿 开采精细化的理念。 采掘业应该迈入精细开采的时代了! ( 3)岩石力学的基本理论 ① 岩石力学边坡治理“压脚”理论的发 展 在岩石力学与工程上,人们常在稳 定性不能满足安全要求的边坡的上部进 行岩土开挖并运走,从而削减边坡上部 的负荷,称为削顶。 在边坡的中部采用合适的手段如锚 杆、锚索或抗滑桩进行加固。 在边坡的下部排放岩土压住坡脚, 它们是当前综合治理边坡、避免滑塌 的最有效的措施与方法。 本理论把“压脚”往上发展,即不 但压脚,还逐渐“压腰”、“压胸”, 甚至“压脸”,用剥离的废石与表土, 全面压住高陡的最终边坡,使之形成稳 定的缓坡或平地,消除最终边坡滑塌的 安全隐患。 ②缩短风化与人为破坏对边坡岩体 稳定性影响的时间 以较小的开采单元生产与回填,可以 缩短最终边坡的临空时间,减少风化与 生产爆破对边坡岩体稳定性的削弱,得 以适当加陡最终边坡角,降低剥采比, 从而降低生产成本。 ( 4)运输功最小理论 剥离废石坑内排放的运距只有外排 的几分之一,为实现废石运输功最小打 下了良好的基础。 ( 5)环境保护与生态恢复理论 利用矿山环境工程、恢复生态学、 水土保持工程学、植物学的理论与方法, 保护环境并快速恢复生态。 ( 6)矿山系统工程 利用矿山系统工程的理论与方法, 系统研究各工艺环节的内在联系,提出 新的优化组合工艺,并在边坡维护理论 与方法上取得突破,尽快恢复生态环境, 大幅降低生产成本,取得良好的经济效 益与社会效益。 2 .4.4工艺步骤 ( 1)在矿体的一端或中部用常规的方 法进行废石剥离,把废石排放到外排土场, 开采剥离出的矿体,形成满足最小尺寸的 初始采剥工作面。 ( 2)在采剥推进方向上,把采剥范围 划分为左帮区、中区和右帮区,在满足 采剥作业要求最小尺寸与低成本的条件 下,把每个区分为若干个分段。 ( 3)首先进行左、右两帮区第一分 段的剥离与采矿,第一分段中区的采剥 适度跟进,剥离的废石在矿坑内部排放, 用于露天矿后部边坡及两帮部分边坡的 压坡,从坡脚一直压到坡顶,完成后部 边坡的永久护坡治理。 (4)对于完成边坡治理的分段,立即 复垦绿化或混凝土覆盖,恢复生态。 (5)第二步是进行左、右帮区第二 分段的剥离与开采,剥离的废石用于第 一分段边坡的护坡回填,中区采剥工作 面适度跟进,剥离废石用于其后方采空 区就近回填,回填到位的地段立即复垦 绿化或混凝土覆盖,恢复生态。 ( 6)从第二步起,进入正常的生产 循环,如此分段推进,直至矿山开采完 毕,生态恢复也进行完毕。 对于从中部形成初始采剥工作面的 矿山,可以形成两个采剥工作面,采用 上述工艺,反向推进。 2 .4.5主要工艺变革 ( 1)快速开挖一段最终边坡 把露天矿的最终边坡划为若干段, 快速完成一段露天最终边坡的开挖,及 其附近矿体的最终开采。 ( 2)迅速回填实现一段最终边坡的 护坡 一旦完成一段最终边坡的开挖,立 即把附近剥离的废石与表土排放到开挖 出来的这段最终边坡上,尽快从下往上 压坡,形成新的稳定的废石缓坡,从而 实现最终边坡的快速与永久治理。 排土工作需根据排土体的稳定、恢 复生态环境等的要求,按照需要的种类 与数量,在指定的地点有计划地排放。 ( 3)快速恢复生态环境 完成排土护坡后,改良土壤,尽快 植草造林,恢复良好的生态环境。 如此循环,实现矿山的高效、安全、 低成本的环保开采。 2 .4.6 应用前景 本理论有大量研究工作要做,在煤炭 露天矿有最广泛的应用前景,可在条件 合适的非金属与金属矿山应用。 《快速排土护坡与生态恢复的露天矿 开采工艺》已获中华人民共和国知识产 权局颁发的发明专利证书(专利号:ZL 2 006 1 0019707.2)。
标签:  露天矿开采 
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