露天礦山殘余資源量開拓運輸方案研究
——以遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場為例

張建忠，陳 登，沈 杰，肖 亮，肖 林

(貴州省地礦局一○二地質(zhì)大隊，貴州 遵義 563000)

貴州碳酸鹽巖分布廣泛，巖石品級較高，是貴州省重要的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源之一[1]，可作為工程建設(shè)砂石礦、水泥試劑的原材料。為合理開發(fā)貴州砂石礦資源，打造新的一個千億級產(chǎn)業(yè)，目前貴州省推進建設(shè)了多個大中型礦山建設(shè)；隨著生態(tài)文明建設(shè)以及綠色礦山的建設(shè)，貴州推進砂石礦采礦權(quán)整合，提高資源利用率，對原采礦權(quán)有較多殘余資源儲量的礦山進行再開采利用，選擇該類型礦山合適的開拓設(shè)計有較強的廣泛性和必要性[2]?；诖耍疚囊宰窳x市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場為例，介紹陡傾角情況下少量殘留資源量開采設(shè)計方案，為該類型礦山開拓提供參考。

1 采礦現(xiàn)狀分析

遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場礦區(qū)范圍內(nèi)均為采空區(qū)，采空區(qū)長約190m、高約135 m，自中部向北形成4個采礦臺階，均為采礦公路，寬3～8 m，特征如下：①第一個臺階，臺階頂部標高為+1 096～+1 021 m，底部標高為+1 043.33～+1 018.59 m，臺階高度3～55 m；②第二個臺階，臺階頂部標高為+1 043.51～+1 003.24 m，底部標高為+1 023.23～+1 001.22 m，臺階高度2～21 m；③第三個臺階，臺階頂部標高為+1 023.23～+1 001.22 m，底部標高為+1 004.69～+1 003.11 m，臺階高度0～19 m；④第四個臺階，臺階頂部標高為+1 004.69～+1 009.17 m，底部標高為+977.50～+965.31 m，臺階高度32～39 m。

礦區(qū)范圍內(nèi)除西北面為暫用地方公益林區(qū)域外，其余范圍已基本剝離。自東向西形成一處采空區(qū)，采空區(qū)長約260 m、高約113 m，形成三個臺階：①第一個臺階，臺階頂部標高為+1 075.81～+1 055 m，底部標高為+1 071.29～+1 047.19 m，臺階高度1～-14 m，臺階寬度3～9 m；②第二個臺階，臺階頂部標高為+1 071.29～+1 047.19 m，底部標高為+1 043.33～+1 040.07 m，臺階高度2～28 m，臺階寬度10～64 m；③第三個臺階，臺階頂部標高為+1 043.29～+1 039.77 m，底部標高為+968.34～+964.10 m，臺階高度74～79 m。

在原礦區(qū)的東面因公路開拓形成了2個臺階，采空區(qū)長約160 m、高約75 m，特征如下：①第一個臺階，臺階頂部標高為+1 064.80～+1 040 m，底部標高為+1 027.31～+1 021.30 m，臺階高度18～39 m，臺階寬度10～27 m；②第二個臺階，臺階頂部標高為+1 027.31～+1 021.30 m，底部標高為+1 015.10～+987.55 m，臺階高度0～40 m，臺階寬度6～7 m。

該礦山采空區(qū)+987 m以下為凹陷采坑，凹陷采坑位于采空區(qū)第3～4臺階內(nèi)，現(xiàn)場勘查時無積水。

2 開拓運輸方案研究

2.1 礦山開拓運輸條件

礦區(qū)地處貴州北部，屬中山侵蝕、剝蝕、溶蝕山地地貌，地貌形態(tài)多為山巒、斜坡，其間主要發(fā)育有由北向南的季節(jié)性沖溝。礦區(qū)附近最高海拔1 188 m，最低海拔930 m，最大高差258 m。侵蝕基準面為+900 m，在最低開采標高+980 m以下，地形有利于自然排水。

2.2 礦山開拓方案選擇

露天礦床開拓運輸方式主要有公路運輸開拓、帶式輸送機運輸開拓、鐵路運輸開拓、溜槽運輸開拓及聯(lián)合開拓等。由于礦區(qū)分布面積小，生產(chǎn)能力較小，從地形條件及安全考慮，該礦山可供選擇的開拓運輸方案主要有3類(表1)。通過表1對比得出：礦山面積相對較小，修建上山運輸公路必須從北面采空區(qū)邊坡通過，危險系數(shù)較大；若采用溜槽+公路開拓，運輸距離較短；若采用帶式輸送機開拓運輸，初期投資太大、工程量大等；最終對比認為方案二“溜槽+公路開拓”更適合于礦山。

表1 不同開拓方案優(yōu)缺點對比表

2.3 礦山開拓布置

根據(jù)礦山實際地形條件，開采高差及采場與破碎站之間的相對位置，礦山現(xiàn)狀實際等確定礦山的開拓布置方案如下：①該礦山為露天開采，設(shè)計開采標高+1 064～+980 m，開采高度84 m，采用自上而下臺階式順序開采、中深孔爆破、機械鏟裝、公路運輸開拓；②利用已有的工業(yè)場地至X303縣道的礦山公路作為產(chǎn)品外運公路；③設(shè)計首采工作面平臺布置在礦區(qū)中部的+1 028 m標高，長≥60 m、寬≥28 m，鑿巖平臺布置在首采工作面平臺上部的+1 040 m標高，再按照工作面推進方向推進進行自上而下分臺階開采；④因礦區(qū)開拓公路多數(shù)位于礦區(qū)北面順向坡邊坡，危險系數(shù)大，且礦區(qū)東部已形成>45°的邊坡，有布置溜槽開拓的條件，設(shè)計采用溜槽+公路開拓運輸，爆破崩落下的礦石經(jīng)裝載機轉(zhuǎn)運至溜槽上部卸礦平臺，通過溜槽下溜至下部卸礦場，再通過挖掘機轉(zhuǎn)載至運輸汽車，通過開拓運輸公路運至破碎卸載平臺。

2.3.1 溜槽開拓運輸

利用礦區(qū)東部的采空區(qū)邊坡布置溜槽，溜槽設(shè)置在礦區(qū)中部，溜槽上部上口標高+1 028 m，下部標高+968 m，斜長75 m，傾角53°；溜槽采用梯形尺寸，上口寬4 m，下口寬2 m，深3 m。

在溜槽上部設(shè)置上部卸礦平臺，作為采場工作平臺的卸礦倉使用，平臺底部標高+1 025 m，上口尺寸長8 m、寬6.2 m，下口尺寸長6 m、寬3.72 m，深3 m，容量90 m3。卸礦平臺需在每個開采平臺均布置，尺寸相同。

在溜槽下部布置卸礦場，長60 m，寬25 m，標高+968～+965 m，坡度5°～7°。

在溜槽下部卸礦場外圍設(shè)置溜槽擋石墻，擋石墻采用塊石+混凝土砌筑，強度C20，擋石墻采用梯形斷面：上寬1 m，下寬3 m，高3 m，外墻坡比1∶ 1.5，基礎(chǔ)深度0.5 m，總長67 m。

2.3.2 公路開拓運輸

第一緩坡段：自+986.5 m標高卸礦平臺至+986 m標高段開拓公路直接利舊原開拓公路，此段公路長50 m，坡度1%；

縱坡段：自986 m標高沿原有進入凹陷采坑公路以9%的坡度向西、西北及北方向至+968 m標高，前段直接利用，中段需降坡改造，后段需適當填方，此段公路長200 m(利用長度117 m)，坡度9%；

第二緩坡段：自968 m標高沿凹陷采坑底部邊緣以3%的坡度至+965.5 m標高到達溜槽底部卸礦場，需進行適當填方，此段公路長84 m，坡度3%。

3 結(jié)論

綜上所述，遵義市播州區(qū)鴨溪順發(fā)采石場礦山面積較小，生產(chǎn)能力較小，運輸環(huán)境較復雜，危險系數(shù)較大，綜合對比3類運輸方案后，認為方案二“溜槽+公路開拓”更適合于礦山運輸環(huán)境。文章在分析總結(jié)礦山地形地貌、資源分布規(guī)律以及運輸方案的基礎(chǔ)上，確定了最終的開拓布置方案，以供礦山企業(yè)選擇。