本发明属于矿山开采技术领域，具体涉及一种适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺。
背景技术：
缓倾斜薄矿体一般是指倾角在5～25°、厚度小于5m的矿体，在铝土矿、矽卡岩型铅锌矿、金矿和铜矿中占有较大的比例。国内外对此矿体开采方法的研究大多集中在地下开采方面。
当该类矿体进行露天开采时，普遍采用传统的按照一定的台阶高度，分台阶下向穿孔爆破工艺进行开采。由于薄矿体的厚度一般远小于正常台阶的开采高度，且台阶平盘与矿体倾角不一致，因此开采缓倾斜薄矿体时，其采矿损失率和贫化率将大幅上升，同时也将影响后续的选矿成本和精矿指标。如根据矿体赋存特征，降低台阶高度，分多次进行开采，虽可在一定程度上降低采矿损失率和贫化率，但其生产效率将大大降低，进而影响矿山的生产能力。此外，当存在紧密接触的多层不同缓倾斜矿种时，或者矿种间存在废石夹层时，如采用传统的标准台阶下向穿孔爆破开采工艺，不能有效实现对不同矿种或矿岩的分采分运，从而增加了矿石的贫化率和后续矿石分类选别难度。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，可以有效的降低缓倾斜薄矿体露天采矿的损失率和贫化率、并实现矿岩或不同矿种的分采分运。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，包括以下步骤：
(1)采用传统方式剥离矿体顶板上部废石，沿矿体顶底板布置临时运输道路；
(2)以近水平方向沿不同矿种分界面或矿岩分界面钻凿一排小孔径平行密集孔，而后在拟开采矿体中钻凿与小孔径平行密集孔平行的普通主爆破孔；
(3)进行不耦合装药爆破，回采上部矿种；
(4)重复步骤(2)、(3)，回采下部矿种；若矿种之间存在薄夹层废石时，以同样方式先剥离夹层废石，再回采下部矿种；
(5)穿孔作业在台阶下部临时运输道路上完成，集堆和铲装作业在缓倾斜面上完成，利用临时运输道路将矿石和废石运出回采区域。
优选的方案，所述步骤(1)中，当矿体倾角介于5°～20°时，沿矿体顶底板布置水平临时运输道路、伪倾斜临时运输道路。
进一步，所述步骤(1)中，采用传统台阶式开采，在拟开采台阶的上部平盘采用下向穿孔方式，然后爆破、铲装剥离缓倾斜矿体所在工作台阶的上部废石；当剥离工作推进至缓倾斜薄矿体所在工作台阶时，可在台阶上部平盘根据探矿工程控制的矿岩分界面深度钻凿深浅不一的垂直孔或不小于70°的急倾斜孔，装药爆破后利用推土机在缓倾斜面上完成集堆作业，利用装载运输设备通过水平临时运输道路、伪倾斜临时运输道路将废石运出回采区域。
优选的方案，所述步骤(2)中，上下不同矿种的缓倾斜薄矿层紧密接触，在拟开采台阶的下部平盘以近水平方向沿不同矿种分界面钻凿一排小孔径平行密集孔，孔径为40～80mm，孔距为80～120cm，孔深为10～20m；而后在拟开采矿体中以水平方向钻凿与小孔径平行密集孔平行的普通主爆破孔，主爆破孔的孔径为76～127mm，孔距为1.5～2.5m，排距为1.2～2.0m，孔深为10～20m。
优选的方案，所述步骤(3)中，所有钻孔采用不耦合装药爆破，爆破后需采用推土机集堆后再铲装的方式回采。
优选的方案，所述步骤(4)中，在同一回采区域，待上部矿种铲装完成后，再进行下部矿种的回采或下部薄废石夹层的回采。
进一步，在同一回采区域，待上部矿种铲装完成后，进行下部矿种的回采，具体操作为：
以近水平方向在台阶下部于下部矿种与底部围岩的分界面钻凿一排近水平小孔径平行密集孔，再重复(2)、(3)步骤，完成下部矿种的回采。
进一步，不同矿种之间存在薄夹层废石时，待上部矿种铲装完成后，进行下部薄废石夹层的回采，具体操作为：
以近水平方向在台阶下部于薄废石夹层与下部矿种的分界面钻凿一排近水平小孔径平行密集孔，再重复(2)、(3)步骤，完成薄废石夹层的回采。
优选的方案，所述步骤(5)中，利用推土机在缓倾斜面上完成废石和矿石的集堆作业后进行装车。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明通过在拟开采台阶下部平盘以近水平方向沿不同矿种分界面或矿岩分界面钻凿一排近水平小孔径平行密集孔作为预裂面，而后平行钻凿普通主爆破孔，依次爆破、铲装、运输，完成矿石的回采；重复以上步骤，回采预裂面下部矿种或预裂面下部薄废石夹层，最终完成多层缓倾斜矿体不同矿种的回采或矿岩的采剥。
本发明技术方案可以有效的降低多层缓倾斜薄矿体露天采矿的损失率和贫化率，实现矿岩和不同矿种的分采分运，为后续矿石的分类选别创造了条件。
附图说明
图1为本发明露天采场的平面示意图；
图2为本发明露天采场的ⅰ-ⅰ剖面示意图；
图3为本发明露天采场的ⅱ-ⅱ剖面示意图。
图中：1-废石剥离工作台阶；2-缓倾斜矿体所在工作台阶；3-水平临时运输道路；4-伪倾斜临时运输道路；5-矿层顶板；6-上部矿种；7-下部矿种；8-小孔径平行密集孔；9-平行倾斜中深孔；10-小孔径平行密集孔；11-平行倾斜中深孔。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步说明：
实施例1
以某地区缓倾斜薄矿体矿山为例，上下两层不同矿种(分别为铅锌矿和硫铁矿)的缓倾斜薄矿层紧密接触，矿体倾角小于15°，参见附图1，具体包含以下步骤：
(1)完成矿体顶板上部废石剥离：
采用传统正常台阶、下向中深孔的爆破方式剥离缓倾斜矿体所在工作台阶上部的废石，如附图1中的废石剥离工作台阶1；当剥离工作推进至缓倾斜矿体所在工作台阶2时，在台阶平盘上钻凿深浅不一的垂直孔，装药爆破后直接铲装或利用推土机在缓倾斜面上完成集堆作业后再铲装，然后利用运输设备通过水平临时运输道路3和伪倾斜临时运输道路4将废石运出回采区域，揭露出最上部矿层顶板5。
(2)在不同矿种分界面处穿凿近水平小孔径平行密集预裂爆破孔：
为实现不同矿种的分采分运，首先在本台阶下部平盘以近水平穿孔方向沿上部矿种6和下部矿种7的分界面钻凿一排小孔径平行密集孔8作为预裂爆破孔，钻孔位置与矿种之间的分界面保持基本重合。根据本实施例中矿岩性质确定孔径为42mm，孔距为80cm，孔深根据水平条带回采宽度确定为15m。
(3)在拟开采矿体中穿凿普通主爆破孔：
在本台阶下部平盘以近水平穿孔方向沿上部矿种6中钻凿普通主爆破孔9，普通主爆破孔9布置方向与步骤(2)中的小孔径预裂爆破8保持平行。根据本实施例中矿岩性质确定孔径为105mm，孔距为2.0m，排距为1.5m。主爆破孔排数根据矿体6的厚度合理调整，一般为1～3排，孔深根据水平条带回采宽度确定为15m。
(4)不耦合装药爆破后，利用推土机在缓倾斜面上完成集堆作业后再铲装或部分直接铲装，然后运至选厂或矿石堆场。
(5)下部矿种开采或者矿种间夹层废石剔除：
沿下部矿种7与下部矿种底部围岩的分界面位置重复步骤(2)，先钻凿一排小孔径平行密集孔10(其具体参数与(2)中所述相同)，再重复步骤(3)，完成下部矿种7开采。
当矿种6和矿种7之间存在夹层废石时，须在开采矿种7之前以同样方式先剥离夹层废石，再开采矿种7。
以上穿孔和装药爆破作业均在水平临时运输道路3上完成，废石和矿石的集堆作业均利用推土机在缓倾斜面上完成，由于矿体倾角小于15°，因此可沿矿体顶底板布置伪倾斜临时运输道路4，装载运输设备通过水平临时运输道路3、伪倾斜临时运输道路4将矿石和废石运出回采区域。
1.一种适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用传统方式剥离矿体顶板上部废石，沿矿体顶底板布置临时运输道路；
(2)以近水平方向沿不同矿种分界面或矿岩分界面钻凿一排小孔径平行密集孔，而后在拟开采矿体中钻凿与小孔径平行密集孔平行的普通主爆破孔；
(3)进行不耦合装药爆破，回采上部矿种；
(4)重复步骤(2)、(3)，回采下部矿种；若矿种之间存在薄夹层废石时，以同样方式先剥离夹层废石，再回采下部矿种；
(5)穿孔作业在台阶下部临时运输道路上完成，集堆和铲装作业在缓倾斜面上完成，利用临时运输道路将矿石和废石运出回采区域。
2.根据权利要求1所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，当矿体倾角介于5°～20°时，沿矿体顶底板布置水平临时运输道路、伪倾斜临时运输道路。
3.根据权利要求2所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，采用传统台阶式开采，在拟开采台阶的上部平盘采用下向穿孔方式，然后爆破、铲装剥离缓倾斜矿体所在工作台阶的上部废石；当剥离工作推进至缓倾斜薄矿体所在工作台阶时，可在台阶上部平盘根据探矿工程控制的矿岩分界面深度钻凿深浅不一的垂直孔或不小于70°的急倾斜孔，装药爆破后利用推土机在缓倾斜面上完成集堆作业，利用装载运输设备通过水平临时运输道路、伪倾斜临时运输道路将废石运出回采区域。
4.根据权利要求1所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，上下不同矿种的缓倾斜薄矿层紧密接触，在拟开采台阶的下部平盘以近水平方向沿不同矿种分界面钻凿一排小孔径平行密集孔，孔径为40～80mm，孔距为80～120cm，孔深为10～20m；而后在拟开采矿体中以水平方向钻凿与小孔径平行密集孔平行的普通主爆破孔，主爆破孔的孔径为76～127mm，孔距为1.5～2.5m，排距为1.2～2.0m，孔深为10～20m。
5.根据权利要求1所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所有钻孔采用不耦合装药爆破，爆破后需采用推土机集堆后再铲装的方式回采。
6.根据权利要求1所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，在同一回采区域，待上部矿种铲装完成后，再进行下部矿种的回采或下部薄废石夹层的回采。
7.根据权利要求6所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，在同一回采区域，待上部矿种铲装完成后，进行下部矿种的回采，具体操作为：
以近水平方向在台阶下部于下部矿种与底部围岩的分界面钻凿一排近水平小孔径平行密集孔，再重复(2)、(3)步骤，完成下部矿种的回采。
8.根据权利要求6所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，不同矿种之间存在薄夹层废石时，待上部矿种铲装完成后，进行下部薄废石夹层的回采，具体操作为：
以近水平方向在台阶下部于薄废石夹层与下部矿种的分界面钻凿一排近水平小孔径平行密集孔，再重复(2)、(3)步骤，完成薄废石夹层的回采。
9.根据权利要求1所述适用于多层缓倾斜薄矿体的露天采矿工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，利用推土机在缓倾斜面上完成废石和矿石的集堆作业后进行装车。
技术总结