一种露天矿排土方法技术

一种露天矿排土方法,涉及露天采矿技术领域。其对外排土场压占范围内的表土进行预挖，避免表土资源的浪费，解决了露天矿覆土资源紧缺、表土远距离运输成本高、覆土滞后等难题;通过合理确定预挖深度、预挖施工进度和表土堆存高度，缩短了预挖表土的堆存时间，改善了表土中有机质及养分的保持程度，提高排土场复垦时的植被恢复效果;通过合理确定预挖表土的堆存位置和合理堆存高度，可将表土预挖的成本降至最低;通过预挖一定深度的表土降低了排土场基底标高，降低值等于预挖深度值，降低了矿山的购地费用，经济和环境效益均十分显著。

A method of dumping in open pit

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿排土方法
本专利技术涉及露天采矿
，特别涉及一种露天矿排土方法。
技术介绍
排土工程是露天开采的重要组成部分，受煤层赋存条件和剥-采-排时空关系的约束，开采初期均有剥离物排弃至采场外部，这就要求在露天矿采掘场地表境界之外的适当地段设置排土场以容纳外排剥离物。最终会在地表形成一定高度和形态的外排土场，当外排土场服务期满后必须对其进行覆土和植被恢复。根据外排土场形成的过程，露天矿采场深部开挖的岩石等剥离物往往排弃至排土场的最上部。因这些岩石剥离物中的有机质等成分十分匮乏，不具备植物及各类微生物生长的条件，因此，复垦的第一步便是完成排土场的覆土，即在排弃台阶的最上部覆盖一定厚度的腐植土，为植物和各类微生物的生长创造基质条件。覆土的关键是解决表土的来源问题。对于表土资源充足的露天矿，覆土的来源往往是剥离初期单独堆放的表土或者自采掘工作面远距离运输的表土。单独堆放的表土因开挖扰动和长期堆存风化等影响，有机质及养分大量流失，土壤已严重贫瘠化，必须进行长时间的改良和熟化方可满足后续复垦的需要。自采掘场工作面远距离运输的表土因运距较远，导致覆土费用十分高昂，大大增加了矿山复垦的经济负担，一些企业甚至因无法承担高昂的复垦费用而降低了复垦的标准甚至不进行排土场复垦，引发严重的生态环境破坏问题。对于表土资源匮乏的露天矿，覆土的来源更加有限，成本也相当之高，企业甚至不得不投入大量的资金和时间，研发表土替代材料，以期解决“无土可覆”的难题。无论表土资源充足与否，目前露天矿排土都面临外排土场覆土成本高、周期长、及时性差等问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种露天矿排土方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种露天矿排土方法，其技术要点是，根据排土工程位置的发展，按时空顺序对排土场境界内基底的表土进行预挖，暂存至排土境界内尚未剥离区域，预剥离形成了新的排土场基底，当预挖形成的空区具备排土作业条件时即开始实施排土工程，当排土台阶具备覆土作业条件时，及时将预剥离的表土覆于排土台阶之上，完成排土场覆土；包括如下步骤：步骤1：确定预挖深度。采用液压反铲进行预挖作业，自排土起始位置向排土工作线推进方向进行表土预挖:预挖深度根据表土厚度和覆土需求量综合确定，预挖的施工计划根据排土工程计划综合确定，原则上二者应保持同步；若预挖施工的工程位置尚未到达排土场最终境界时预挖表土堆存量就已满足覆土需求量，则可提前停止预挖施工；在未进行预挖地段进行排土时，在原始地表排弃最下第1个排土台阶即可；步骤2：确定表土堆存起始位置。采用自卸卡车运输表土至预定地点卸载，将预剥离表土堆存至排土境界内尚未剥离区域暂存，确定自卸卡车运输距离，预挖表土暂存位置不影响预挖工程施工；利用推土机进行整堆，堆高根据表土预挖高度和覆土施工速度综合确定；步骤3：确定排土施工工序。当预挖形成的空区满足排土作业要求时，即可开始在预挖空区实施露天矿排土,底部第1个台阶起始位置须采用自卸卡车-推土机排土方式，卡车自预挖台阶顶部向预挖空区卸载物料，推土机辅助作业，逐步形成标准高度和坡面角的排土台阶，排土台阶顶部边缘应设置安全挡墙，保障排土卡车的作业安全；自底部第2个台阶开始既可以采用自卸卡车-推土机排土方式或排土机排土方式，具体排土方式可根据剥离工艺进行确定；步骤4：当排土台阶具备覆土作业条件时，采用前装机或液压反铲将堆存的表土装载至自卸卡车，卡车经排土台阶运输通路运至覆土作业区进行卸载，采用推土机辅助推平，完成覆土作业，覆土参数以植被恢复对覆土厚度的需求为准。上述方案中，步骤1所述的采用液压反铲进行预挖作业的过程为：采用平装后退式作业方式，即反铲与卡车处于同一平台标高，反铲挖掘平台标高以下表土，上提铲斗平装卡车，反铲后退式作业；预挖深度应按以下公式计算后确定:d≥min(t，q·ks/s)式中，d为表土预挖深度，m；t为原始表土层厚度，m；q为排土场覆土需求总量，m3；ks为表土富裕系数，取1.05；s为排土场压占土地总面积，m2；表土预挖台阶的坡底线位置与最下部排土台阶的坡底线位置应在工作线推进方向上始终保持超前距离3m以上。上述方案中，步骤2中所述的自卸卡车运输距离应按以下公式计算后确定：D≥v0·t0+b+dS式中，D为预挖表土的自卸卡车运输距离，m；v0为排土工作线推进速度，m/d；t0为自预挖起至开始覆土的时间，月；b为预挖条带宽度，m；ds为表土预挖台阶的坡顶线与表土堆存最下部台阶的坡底线间安全距离，m,一般取5m。上述方案中，步骤3中所述预挖空区实施露天矿排土,底部第1个台阶排土时，排土台阶顶部平盘宽度必须满足卡车调车所需最小平台宽度，且排土台阶坡底线与预挖台阶坡底线的最小距离应保持3m以上；开始实施第2个及以上台阶的排土时，应保证其下部台阶的平盘宽度满足露天矿排土场最小工作平盘宽度要求,且各排土台阶顶部边缘均应设置安全挡墙，挡墙高度不小于卡车轮胎直径的2/5。上述方案中，步骤4中所述排土台阶具备覆土作业条件，是指在部分排土区域最上部可以开展覆土作业，应同时满足以下条件：(1)排土场顶标高等于设计最终排弃标高；(2)最上部排土台阶平盘宽度大于或等于覆土作业所需最小工作平盘宽度；(3)排土场台阶坡面角和最终帮坡角等于设计角度；前装机或液压反铲向自卸卡车装载堆存的表土时，采用平装前推式作业方式，即前装机或液压反铲与自卸卡车处于同一平台标高，前装机或反铲挖掘平台标高以上堆存的表土，上举铲斗平装卡车，前装机或液压反铲前推式作业。本专利技术的有益效果是：该露天矿排土方法,与现有技术相比:(1)对外排土场压占范围内的表土进行预挖，有效避免了该部分表土资源的浪费，解决了露天矿覆土资源紧缺、表土远距离运输成本高、覆土滞后等难题；(2)通过合理确定预挖深度、预挖施工进度和表土堆存高度，明显缩短了预挖表土的堆存时间，大大改善了表土中有机质及养分的保持程度，可显著提高排土场复垦时的植被恢复效果；(3)通过合理确定预挖表土的堆存位置和合理堆存高度，可将表土预挖的成本降至最低，同时还可以保证表土预挖和排土工程的协调统一；(4)通过预挖一定深度的表土降低了排土场基底标高，降低值等于预挖深度值，因此，在不提高排土场最终排弃标高前提下，增大了排土场的排土容量，减小了排土场的占地面积，降低了矿山的购地费用，经济和环境效益均十分显著。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中露天矿排土工程演化过程示意图(一)；图2为本专利技术实施例中露天矿排土工程演化过程示意图(二)；图3为本专利技术实施例中露天矿排土工程演化过程示意图(三)；图4为本专利技术实施例中施工条带顺序示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种露天矿排土方法，其特征在于，根据排土工程位置的发展，按时空顺序对排土场境界内基底的表土进行预挖，暂存至排土境界内尚未剥离区域，预剥离形成了新的排土场基底，当预挖形成的空区具备排土作业条件时即开始实施排土工程，当排土台阶具备覆土作业条件时，及时将预剥离的表土覆于排土台阶之上，完成排土场覆土；包括如下步骤：/n步骤1：采用液压反铲进行预挖作业，自排土起始位置向排土工作线推进方向进行表土预挖:预挖深度根据表土厚度和覆土需求量综合确定，预挖的施工计划根据排土工程计划综合确定，原则上二者应保持同步；若预挖施工的工程位置尚未到达排土场最终境界时预挖表土堆存量就已满足覆土需求量，则可提前停止预挖施工；在未进行预挖地段进行排土时，在原始地表排弃最下第1个排土台阶即可；/n步骤2：采用自卸卡车运输表土至预定地点卸载，将预剥离表土堆存至排土境界内尚未剥离区域暂存，确定自卸卡车运输距离，预挖表土暂存位置不影响预挖工程施工；利用推土机进行整堆，堆高根据表土预挖高度和覆土施工速度综合确定；/n步骤3：当预挖形成的空区满足排土作业要求时，即可开始在预挖空区实施露天矿排土,底部第1个台阶起始位置须采用自卸卡车-推土机排土方式，卡车自预挖台阶顶部向预挖空区卸载物料，推土机辅助作业，逐步形成标准高度和坡面角的排土台阶，排土台阶顶部边缘应设置安全挡墙，保障排土卡车的作业安全；自底部第2个台阶开始即可以采用自卸卡车-推土机排土方式或排土机排土方式，具体排土方式可根据剥离工艺进行确定；/n步骤4：当排土台阶具备覆土作业条件时，可对最上部台阶和到界边坡坡面进行覆土，覆土所需表土可取自预挖工作面表土或堆存表土；采用前装机或液压反铲将堆存的表土装载至自卸卡车，卡车经排土台阶运输通路运至覆土作业区进行卸载，采用推土机辅助推平，完成覆土作业，覆土参数以植被恢复对覆土厚度的需求为准。/n...

【技术特征摘要】
1.一种露天矿排土方法，其特征在于，根据排土工程位置的发展，按时空顺序对排土场境界内基底的表土进行预挖，暂存至排土境界内尚未剥离区域，预剥离形成了新的排土场基底，当预挖形成的空区具备排土作业条件时即开始实施排土工程，当排土台阶具备覆土作业条件时，及时将预剥离的表土覆于排土台阶之上，完成排土场覆土；包括如下步骤：
步骤1：采用液压反铲进行预挖作业，自排土起始位置向排土工作线推进方向进行表土预挖:预挖深度根据表土厚度和覆土需求量综合确定，预挖的施工计划根据排土工程计划综合确定，原则上二者应保持同步；若预挖施工的工程位置尚未到达排土场最终境界时预挖表土堆存量就已满足覆土需求量，则可提前停止预挖施工；在未进行预挖地段进行排土时，在原始地表排弃最下第1个排土台阶即可；
步骤2：采用自卸卡车运输表土至预定地点卸载，将预剥离表土堆存至排土境界内尚未剥离区域暂存，确定自卸卡车运输距离，预挖表土暂存位置不影响预挖工程施工；利用推土机进行整堆，堆高根据表土预挖高度和覆土施工速度综合确定；
步骤3：当预挖形成的空区满足排土作业要求时，即可开始在预挖空区实施露天矿排土,底部第1个台阶起始位置须采用自卸卡车-推土机排土方式，卡车自预挖台阶顶部向预挖空区卸载物料，推土机辅助作业，逐步形成标准高度和坡面角的排土台阶，排土台阶顶部边缘应设置安全挡墙，保障排土卡车的作业安全；自底部第2个台阶开始即可以采用自卸卡车-推土机排土方式或排土机排土方式，具体排土方式可根据剥离工艺进行确定；
步骤4：当排土台阶具备覆土作业条件时，可对最上部台阶和到界边坡坡面进行覆土，覆土所需表土可取自预挖工作面表土或堆存表土；采用前装机或液压反铲将堆存的表土装载至自卸卡车，卡车经排土台阶运输通路运至覆土作业区进行卸载，采用推土机辅助推平，完成覆土作业，覆土参数以植被恢复对覆土厚度的需求为准。


2.如权利要求1所述的露天矿排土方法，其特征在于，步骤1所述的采用液压反铲进行预挖作业的过程为：
采用平装后退式作业方式，即反铲与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠鑫，马培忠，宋波，苏迁军，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21