技术领域
[0001] 本发明涉及一种开采方法，尤其是涉及一种用于露天矿山外扩回收挂帮矿体的开采方法，属于露天矿山开采技术领域。
相关背景技术
[0002] 目前我国约90％大型露天铁矿山已转为深凹露天开采，产能逐步进入衰减期，但随着选矿技术的进步，提高了资源回收率，相较于原露天开采境界圈定采用的经济合理剥采比将增大，以致多数露天矿山具备外扩延伸回收挂帮矿体弥补产能衰减的条件。因受限于露天自上而下分层开采方式，矿山若实现不停产扩帮过渡保产，则扩帮延伸与存在上下同时作业的空间关系，上部高陡边坡扩帮新水平初始采剥条带开沟作业，爆破下抛和铲装扰动产生的滚石威胁下部生产设备及人员的安全。此外，随着高陡边坡扩帮下降累积产生的浮渣多数堆存于扩帮作业与生产作业之间的坡面和平台上，由于大型露天矿单台阶高度一般都在15m以上，而现有长臂挖掘机设备下挖高度最大15m左右，考虑坡面角倾斜因素，实际仅能清理边坡坡面部分浮石，难以清理到堆积在安全平台上的渣体，受上水平扩帮爆破振动影响，易产生浮石滚落，也威胁到下部生产安全。
具体实施方式
[0018] 如图1、图2所示是本发明提供的一种既能防止滚石威胁下部正常安全生产，又不需要停产扩帮过渡的用于露天矿山外扩回收挂帮矿体的开采方法。所述的开采方法在露天矿山按扩帮境界先在高陡边坡上沿边坡长度方向开出宽度不低于20m的开段沟1，并在临坡一侧形成梯形岩墙2，然后在开段沟1内对非临坡一侧的矿岩进行侧向爆破和扩帮铲运开采作业，待内侧矿石开采回收完成后再回采临坡一侧的梯形岩墙2，并在梯形岩墙2回采完毕后对边坡坡面的浮石和岩石3进行清理形成一个宽度不低40m的工作平台4；接着以该工作平台4为基础，对工作平台内侧的矿岩继续进行侧向爆破和扩帮铲运开采作业，以及在工作平台临边坡一侧重复前述步骤形成下一段的一个宽度不低于40m的工作平台4，以此类推直到完成全部需要开采的露天矿山外扩回收挂帮矿体的开采工作。这样，由于本申请的开采方法在大面积开采前，先在露天矿山的高陡边坡上掘出一条开段沟并在临坡一侧形成梯形岩墙，然后再在开段沟非临边坡一侧开采时通过梯形岩墙来阻挡开段沟作业时产生的作业滚石，并通过梯形岩墙阻挡并限制其跌落至深凹露天采矿作业区或相邻的工作平台上，达到既能防止滚石威胁下部正常安全生产，又不需要停产扩帮过渡的目的，进而达到简化作业流程、提高生产效率，保证安全生产的目。采用本申请的开采方法，由于调整了开沟方式，有效降低上部高陡边坡扩帮作业中滚石数量，通过创造清渣条件恢复安全平台的接渣能力，消除了上部扩帮对下部生产的滚石隐患，提高了大型深凹露天矿山的高陡边坡扩帮与下部生产协同作业下安全性，确保了矿山安全高效生产作业的连续性和高效性，作业流程简便，生产效率高，安全性好，适用范围广，值得大范围推广应用。
[0019] 相应的，再结合生产现场的实际情况，为了最大限度的拦阻滚石以及最大限度的减小对边坡的挠动，本申请开段沟形成的每个梯形岩墙的顶边5的宽度不低于5m。开段沟1时，先采用挖掘机掘出双壁沟，然后再在该双壁沟内进行爆破开采的过程中形成宽度不低于20m的开段沟以及外侧的梯形岩墙2。并且每一个工作平台4开采的矿岩的高度不超过7.5m为一段，相邻两个工作平台4形成的矿岩的高度不超15m为一层。掘双壁沟后，在采用侧向爆破和扩帮铲运方式进行扩帮开采作业形成的开段沟沟帮一侧的坡面角≤75°。梯形岩墙2回采时也采用侧向爆破和扩帮铲运方式进行。梯形岩墙2回采完成后边坡坡面的浮石和岩石3采用挖掘机6进行清理并堆积至靠帮边坡7上。梯形岩墙2形成的过程中，在外侧预留或形成与开段沟底面同一平面或低一级平面的宽度不低于5m的安全平台8，浮石和岩石3堆积在靠帮边坡7处的安全平台8上。
[0020] 进一步的，为了便于实际的采矿操作，本申请在开采前先以勘探数据为基础对露天矿山外扩回收挂帮矿体进行开采设计，按单台阶高度形成矿岩高度不超过15m的层，再将层分为单段高度不超过7.5m的至少两段，然后再在露天矿山外扩回收挂帮矿体上进行标记作为掘进开采和/或爆破开采的依据。同时，为了提高生产效率，沿工作平台4长度方向，在每个工作平台4上顺序设置的开采区可以为一个，也可以为多个，相邻两个开采区之间的距离不小于100m；沿边坡宽度方向向露天矿山岩体内回收设置的开采层和/或开采段均可以为一个或多个。
[0021] 下面通过具体的实施例对本申请的技术方案作进一步说明：
[0022] 一、本申请的发明目的：
[0023] 本发明的目的是在大型深凹露天矿山的高陡边坡扩帮与下部生产协同作业下，基于安全生产提出一种高陡边坡扩帮的开沟清渣方法即上述的开采方法，通过调整开沟方式，有效降低上部高陡边坡扩帮作业中滚石数量，创造清渣条件恢复安全平台的接渣能力，消除上部扩帮对下部生产的滚石隐患，确保矿山安全高效生产作业的连续性和高效性。
[0024] 二、主要技术方案：
[0025] 本发明解决的技术问题是提供一种大型深凹露天矿山的高陡边坡扩帮与下部生产协同安全作业的开沟清渣方法，所述的高陡边坡扩帮与下部正常生产，涉及深凹露天采场两个空间作业区域，其中高陡边坡扩帮为境界二次外扩，新水平准备是在固定帮高陡边坡上开沟，下部正常生产是按既定的深凹露天境界正常采剥作业，包括如下步骤：
[0026] 1)所述的高陡边坡：露天矿山按既定的终了境界生产靠帮形成的高陡边坡，边坡现状地形坡度一般大于45°。
[0027] 2)所述的高陡扩帮：露天扩帮是在既定的终了境界基础上平面向外扩展，深度按自上而下开采方式分层下降，分层高度为单台阶高度。
[0028] 3)所述的扩帮开沟：扩帮作业也属于山坡露天矿山开采的一种，需要进行新水平开段沟，以开段沟扩展为工作面进而完成采剥作业，山坡露天矿山开段沟常规方式为沿地形走向按单台阶高度形成最小作业空间，初始采剥条带开沟作业的爆破自由面正向下方，易产生爆破下抛滚石。基于此，兼顾设备铲装效率，扩帮初始采剥条带开沟作业采用单台阶分段开双臂沟，先在段沟外侧预留梯形岩墙，改变开段沟爆破自由面方向，再次回收梯形岩墙，爆破自由面设计为段沟方向，从而阻止爆破滚石下抛，以此方法循环一次，完成一个新水平台阶的开沟准备。
[0029] 4)所述的扩帮清渣：当单台阶完成第一个分段开段沟工作后，调用长臂挖掘机对下个分段的坡面和平台清理浮渣，保证爆破分段外侧无浮石，不受爆破振动的扰动滚落至下方，同时清理出靠帮安全平台作为二次接渣平台。
[0030] 5)上述方法，按扩帮境界自上而下依次进行，循环往复，直至完成所有水平的扩帮与平台清渣作业。
[0031] 实施例一
[0032] 下面结合附图和实施方法来详细说明本发明的实施例。本发明的保护范围不受实施例所限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0033] 本发明提出一种高陡边坡扩帮的开沟清渣方法，涉及两个空间作业区域，上部高陡边坡台阶进行扩帮开采，下部则维持正常开采作业。其具体实施方法包括以下步骤：
[0034] 步骤一：将靠帮边坡的单台阶高度进行分段，掘进开段沟。
[0035] 步骤二：临坡面分段的第一个采掘条带开段沟采用掘双壁沟方式。
[0036] 步骤三：开段沟掘进完毕后，对开段沟非临空面进行侧向爆破和扩帮铲运作业，则在开段沟临空面形成梯形岩墙，确保作业空间和安全。
[0037] 步骤四：待上述区域回收结束后，再对梯形岩墙进行侧向爆破和铲运作业。
[0038] 步骤五：完成上述扩帮开段沟和铲运作业后，使用长臂挖掘机等挖掘设备对边坡坡面的浮石和原有安全平台截留的散体岩石进行清理。
[0039] 步骤六：按扩帮境界自上而下依次进行上述步骤(扩帮开沟‑矿岩采剥‑平台渣体清理)，循环往复，直至完成所有平台的扩帮和平台接渣清理作业。
[0040] 所述的分段台阶高度为靠帮边坡单台阶高度的1/2，本实施例中靠帮边坡单台阶高度≤15m，分段台阶高度≤7.5m。
[0041] 所述的开段沟的最小底宽根据运输方式、掘进设备型号和岩石性质等需求确定。本实施例中开段沟最小底宽20m，沟帮坡面角≤75°。
[0042] 所述的侧向爆破参数根据矿岩性质、地质条件、爆破目的及安全要求等确定。
[0043] 所述的梯形岩墙的墙高与分段台阶高度保持一致，上底宽不小于设计安全平台宽度；本实施例中梯形岩墙高≤7.5m，上底宽≥5m。
[0044] 所述的各分层间的作业平台宽度7根据设备操作和人员作业等要求确定，本实施例中各分段间作业平台宽度≥40m。
