罗正华，谭明洪，赵 琛，鲁 智

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 马关 663701）

1 背景

铜街- 曼家寨露天采场为山坡露天矿。采场东帮边坡岩性主要为片岩，局部矽卡岩，岩层破碎，东帮部分边坡与F0 断层面交汇，边坡整体稳定性较差，且边坡局部已出现小范围位移、坍塌、滑坡，制约采场的安全生产；同时，随着境界扩帮工程的推进，西帮区域欠剥离问题严峻，严重影响了采场正常采剥作业的有序推进和矿山的健康、可持续发展。

2 目的

为减少矿山安全生产风险，降低边坡安全隐患对采剥生产的制约，从根本上解决矿山采剥作业推进困难、主要运输线路频繁变更、维护困难等问题，公司决定对铜曼采场东帮区域实施安全整改，对西帮区域进行扩帮。然而，面临的难题是现阶段采场东西帮尚无配套完善的开拓运输道路，受施工区域地质地形条件限制，电铲、牙轮钻机、100t 级矿用卡车等大型设备无法直达施工作业面，传统的逐台阶下降条带式推进的采剥施工方式已无法适用于这种复杂地形条件。该区域的剥离整改工作一时陷入困境，只能“另辟蹊径”，采取特殊的采剥方法进行施工。

3 施工区域现状

3.1 采场东西帮施工区域工程地质条件

东帮边坡处于F0 断层上盘、F1 断层下盘，地表风化强烈，风化带岩体结构类型为散体- 碎裂结构，未分化岩体结构类型为层状结构。

西帮出露地层岩性较为简单，岩层主要为反倾，对边坡稳定有利。局部小断层及节理岩体发育发育，其无论在走向还是在倾向上都延伸很短，对边坡稳定构成一定的影响。

3.2 采场东西帮施工区域地形条件

经对东、西帮整改区域进行初步地质调查，其表层均有约8m ～18m 厚度分布不均的强风化浮土层，无需爆破即可开挖，这给施工初始阶段创造了有利条件。

4 采剥方式概述

根据现有掌握的基础资料，技术人员多次深入到现场进行实地调查，经研究讨论，决定结合现有地质地形条件，根据不同的施工阶段，灵活的采用“挖机、推土机、矿用汽车”等设备进行剥离整改。按施工步骤顺序有：第①步，清理浮土层，扩宽工作面；第②步，平整工作面，集中装运表层浮土；第③步，台阶抛掷爆破，抛掷爆堆的集中装运；④台阶松动爆破，条带式剥离推进。具体如下。

4.1 清理浮土层，扩宽工作面

施工方法：在施工的初始阶段，其表层浮土度大，地形狭窄，地势陡，不具备铲装运输设备直接作业的施工条件，尤其是运输设备无法直达作业面进行直接装运。宜采用1.6m3 或4.5m3 挖机先将覆盖植被与表层浮土甩至下部区域，同时扩宽工作面，以便打开安全作业场地。

4.2 平整工作面，集中清运表层浮土

待挖机将表层施工工作面扩宽后，采用大型推土机从上部开始依次刮推剩余的表层浮土至下部区域集中堆积，同时在下部区域，根据有利地形条件搭建装载运输联道，安排挖机和运输车辆，将推土机推下的废土集中清运完成。直至将表层强风化的浮土清理完成，并揭露出下层的硬质基岩时，再将工作面加以平整，以满足穿孔设备的安全施工条件。这种方法的施工特点是，采用推土机接替挖机完成剩余浮土层的清理工作，二者可相互协调，互补长短，根据不同的地势地形条件灵活的选择用推土机还是挖机进行表层附图的清理工作，可以充分发挥挖机、推土机的使用效能，如下图1 所示。

4.3 台阶抛掷爆破，抛掷爆堆的集中清运

待挖机和推土机将表层浮土清理完毕，并平整工作面后，结合施工区域属高边坡、高台阶的地形条件的特点，宜采用高台阶抛掷爆破的施工方法，直接将上部铲装运输设备不便于规模化施工的废土进行一次性抛掷到指定的区域堆积，然后在上部安排挖机甩方，下部安排铲装运输设备集中清运抛掷下来的废土。这种方法的施工特点是，可以大大的缩减施工周期，降低该区域废土的剥离搬运成本，同时提高设备的劳动生产效率，如下图3所示。

图2 抛掷爆破+ 集中清运作业示意图

4.4 台阶松动爆破，条带式剥离推进

随着抛掷爆破施工区域台阶的下降以及采剥工作平盘宽度和工作线长度的增加。牙轮钻、电铲、矿用卡车等大型设备的安全施工便利条件得以释放，已经具备规模化剥离施工的必要条件。因此，至该阶段后，可采用传统的逐台阶下降条带式推进的采剥施工方式，条件允许时可采用组合台阶尾随式采剥工艺，考虑到施工区域是临近边坡或F0 断层破碎带，应必要的减震控制爆破措施。这种施工方法的特点是，可以大大提高生产效率，极大地缩短区域整改施工周期。

5 实施及效果分析

5.1 施工区域设备效率统计

通过对施工区域“挖机甩方+ 推土机推土”协同作业方式的跟踪，对挖机以及推土机生产效率进行了长时间的跟踪记录，详见下表1 所示。

表1 “甩+ 推”设备效率统计表

统计跟踪数据发现，挖机在甩方过程中，由于不考虑装车，挖机满斗系数95% 以上，一次甩方循环时间短，设备联系作业，生产效率提升较大；推土机在推排时，距离坡顶10m 位置推排效率最高，当距离每增加10m，单次推排方量下降5%。

5.2 爆破技术革新

5.2.1 抛掷爆破工艺及参数

施工区域初期满足穿爆条件后，上部平台外侧爆破带采用局部抛掷爆破施工方法，将部分岩土抛掷到下方边坡底，减少铲装设备的作业量，快速将上部作业区域施工至满足铲装要求的工作面。爆破区域采用梅花形布孔，设计装药方式为连续装药结构；采用排间微差逐孔起爆方式，地表采用起爆母线连接，主要以起爆时间的控制来实现将前排30% ～40% 岩土抛掷到边坡上，达到搞高整改效率的目的。

5.2.2 邻近边坡阶梯式爆破

为了提高露天矿山邻近边坡施工效率，减少矿山邻近边坡穿爆工程量；低邻近边坡爆破施工难度，提高边坡爆破质量，降低边坡爆破成本；在最终境界20m 范围内采用邻近边坡阶梯式爆破方法进行爆破，邻近边坡阶梯式爆破方法以露天矿山最终境界为蓝图横向采剥、纵向爆破的爆破技术方案，爆破带均平行于露天矿山最终境界沿走向布置，穿孔设备按照固定的爆破带宽度横向穿孔爆破。邻近边坡阶梯式爆破方法参数如表2 所示

表2 邻近边坡阶梯式爆破方法爆破参数表

6 实践总结及成果推广

采场东帮完全整改区域通过“甩+ 推→抛掷爆破+ 挖机甩方+ 铲装→电铲铲装→甩方量集中铲装”生产组织优化，在规定时间内完成了剥离量；同时在2020 年初铜曼采场西帮扩帮区域开始施工，根据东帮整改区域施工的经验，结合“甩+ 推”的作业方式，经过一个月的施工作业面准备便具备电铲铲装运输的作业条件，加快了西帮扩帮工程的进度。此种方法在我矿山所取得的良好实践效果，对国内大多数露天矿山在复杂地质地形条件区域施工提供借鉴，同时也提高了设备的生产效率，缩短施工周期，降低生产成本，可实施性高，适用范围广等优点，极具实用推广价值。

7 适用条件

（1）“挖机甩+ 推土机推”的作业方式适用于表层浮土度大，地形狭窄，地势陡；新开段工作区域，难以配套完善的开拓运输道路，不具备铲装运输设备直接作业的施工条件，尤其是运输设备无法直达作业面进行直接装运（电铲、牙轮钻机、100t 级矿用卡车等大型设备无法直达施工作业面）的区域。

（2）“挖机甩+ 推土机推”的作业方式在施工区域下方需具备设置甩方量的临时堆存点的空间，并且选择的区域尽可能的宽阔，便于后期对甩方量的搬运，应配置完善的安全保障措施。