淺論露天磷礦開采排土工藝安全改善與土地復墾之間的經濟聯動關系

馮新華++閆素娟++焦鋒

摘 要：露天開采把壓覆在礦層上的廢石搬運清理，準備足夠的回采工作面，讓挖掘機將礦石裝車運出采場，是露天開采的基本作業內容。合理的選擇排土場位置、改進排土工藝和提高排土工作效率，不僅關系著運輸和排土的技術經濟效果，而且也涉及占用土地和環境保護問題。

關鍵詞：排土工藝；安全改善；降低成本

1 前言

磷礦是我國重要的戰略資源，它既是制取磷肥和生產黃磷、磷酸及其他多種磷制品的重要化工礦物原料，也是保障食品安全的重要物質，又是精細磷化工的物質基礎，在國民經濟和社會發展中具有重要的地位和作用。本文主要以云南滇東北某磷礦類型為載體，闡述露天開采中采取適當的安全改善措施減少外排土方量以確保后續土地復墾方案經濟效益最大化。

2 礦床工程地質條件

2.1 礦層特征

本文某磷礦屬大型淺海相沉積的磷塊巖礦床，主礦層賦存于下寒武統梅樹村組中誼村段地層中，含礦層總厚19.64m，自下而上連續產出K1～K4共四層磷塊巖礦，其中構成工業礦床的有K2、K4二層，礦體呈層狀產出，層位穩定。

礦區地層為一單斜構造，礦層層位穩定，礦層與地層界線一致。區內礦段地形受切割影響，礦層沿地形等高線三面出露，露頭線不規則，大致呈“n”字形。

2.2 礦區工程地質條件

礦區為單斜構造區，礦體賦存于碳酸鹽類沉積巖中，呈北淺南深的埋藏態勢，圍巖的巖體結構類型以層狀結構為主但礦區地層巖性較復雜，斷裂構造發育，工程地質巖組的物理力學性不均一。其工程地質勘探的復雜程度屬層狀巖類、弱巖溶化可溶巖類型組成的中等類型。礦區工程地質條件較利于礦床的露天開采，但應采用正確的開采順序和采用合理邊坡角，并加強采場邊坡管理、防止局部邊坡破壞產生安全事故。

3 開采設計參數

根據采場塊段范圍內地形地貌條件，開采技術條件、礦體的賦存特征及頂底板、夾層巖石等特點，結合礦體局部埋藏不深，覆蓋層不厚等因素，經比較，采用山坡露天開采方式開采。采場技術參數見表1。

經過計算，采區范圍內采剝生產消耗費，原礦直接成本估算費用為26.68元/噸。

該礦山設計一處排土場，距離開礦段超過3公里，原設計方案中剝離11.7萬m3巖土全部外排，礦山實施開采后，根據要求，為滿足設計單位對今后方案提取參數的要求，公司工程技術人員重新調整開采施工組織設計思路，將該區段表層第四系腐殖土全部剝離，在采區附近征荒地，臨時堆放，然后通過改變生產剝離排土工藝流程，加大內排土方量，經過實踐取得一次降低生產成本的成果。

4 生產剝離排土工藝流程分析

礦山排土地點在采區外的大龍窩窩外部排土場，隨著開采深度的推進，剝離運輸距離越來越遠，設備運行效率不能充分發揮。在不斷探索內外排土場相結合減少運距、提高運輸設備效率、降低剝離成本的同時，還進一步進行排土工藝技術研究探討，研究排土場穩定性及排土場復墾規劃等問題，通過排土作業工序的優化，達到了減少剝離汽車運輸量的目的。

4.1 歷年排土中有以下問題

（1）排土運距較長：2012年剝離量主要集中在干龍包包1～6勘探線，距外排土場較近，排土運距1.0公里左右。2013年采剝地點在干龍包包6～12勘探線，距外排土場較遠，生產效益低，成本較高。

（2）沒有全面規劃開采順序：通過數據分析及現場運行情況發現，采場沒有進行全面規劃，而是哪里好采往哪里采，結果造成采場混亂，沒有內排空間不得不往大龍窩窩外排土場，采用汽車運輸土方的情況。

4.2 改善排土工藝流程

在生產實踐中，對采場內排土場排土方案進行設計、規劃，充分考慮排土場容量、排土場與采場的相對位置、地形條件及其對環境的影響，利用傾斜礦層，礦石采出后留下的采空區地形平緩，坡度不大，采用覆蓋式多臺階排土方案，沿作業平臺邊緣設置限位土擋，優化排土參數。改善后的生產剝離流程如下：

4.3 改善對策實行情況

（1）施工中綜合考慮質與量、排土程序和排土進度均衡的情況下，采空區盡量做到有效接應直排的土方工程量。同時，提前做好排土作業優化，實施前做到采場整體規劃、排土方案設計，分別計算剝離量及可實現的內排量，做到心中有數，統籌安排。

（2）工程技術員經常到現場督促檢查、指導采剝技術工作，通過不斷查找差距，持續對生產過程改進，鞏固采場已初步具備的安全標準化成果。臺階高度、安全平臺、運輸道路寬度、排土場邊坡角等符合礦山安全標準要求。為采空區實施內排提供了良好的作業條件，保證了內排在空間上的基本要求，使內排工作得以安全進行。

（3）采用挖掘機與推土機、裝載機配合，實施采空區內排，剝離運距從2.0km縮短到不足50米的內排剝離運距。

4.4 成果分析

通過對該礦段開采結束后經濟指標對比，排土工藝安全改善后取得階段性成果如下：

經濟效益

（1）節省運費：計劃西一采區到干大龍窩窩內排土場共排土11.7萬m3，實際腐殖土運輸到臨時堆場量3.04萬m3，減少汽車運輸量8.66萬m3。按照承包剝離短運價格3.4元/ m3計算，內排節約的運費，計算如下：

內排運費節約=內排土量×短運價格 =8.66萬m3×3.4元/ m3≈29.44萬元

（2）節省油耗：根據采區歷史統計資料。汽車倒土3公里以內實際油耗 0.35L/m3，以此計算節約油料如下：

節約生產油料費=剝離量×柴油單價×剝離油料單耗）=8.66萬m3×7.37元L×0.35L/m3≈ 22.34萬元

（3）減少排土場安全管理人員1人，節約人員成本2.16萬元。

以上三項合計節約生產成本53.94萬元。降低開采成本7.79元/噸。

5 結束語

露天開采對土地資源與生態環境造成了破壞，過去土地復墾主要對到界的排土場或對其中到界的一部分進行一般的覆土植綠。如果按照設計剝離廢土全部外排外排出去的土巖長期堆存到排土場，對排土場的安全也是個壓力，待回填時土料又難以尋找或發生二次倒土費用。通過排土工藝改革，可以直接降低開采成本7.79元/噸，在采場礦石開采過程中，在滿足安全的前提下，采區剝離土全部內排壓實的方案，減少土地復墾時外部土回填方量至少10萬方，減少費用50萬元。對礦山企業的經濟利潤指標有不小的貢獻。

作者簡介：閆素娟（1966-），女，內蒙古赤峰人，本科，工程師，研究學科：礦山工程通風與安全。endprint