湖底铜矿的露天开采方法.pdf

一种湖底铜矿的露天开采方法，包括基本建设期及生产期，基本建设期包括淤泥剥离、粘土剥离、岩石剥离、及排水，生产期包括有粘土剥离、岩石剥离、淤泥剥离、污水排除及铜矿开采，其特征是该淤泥剥离采用侧向阶段淤泥剥离法，即是把公路开拓系统设置在淤泥地段侧翼粘土地段和岩石地段，并分阶段进行；筑坝采用滚动重力筑坝法，即是在采场内的粘土地段用挖掘机和汽车进行粘土剥离，在筑坝过程中，如果出现地下水影响坝体安全，则采用钻孔抽水固坝，在坝体上钻设多个抽水孔，该抽水孔内设置有潜水泵，抽水排入湖水中。该方法就地取材，工艺简单、技术可靠、坝体牢固不渗透，投资少、见效快，适用于大规模湖底铜矿开采而具经济实用性。

1、  一种湖底铜矿的露天开采方法，包括有基本建设期及生产期，该基本建设期包括有淤泥剥离、粘土剥离、岩石剥离、及排水，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的水送入湖水中，该生产期包括有粘土剥离、岩石剥离、淤泥剥离、污水排除及铜矿开采，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的污水经污水处理后送入湖水中，铜矿石送往选矿厂，其特征是：该基本建设期和生产期中剥离出的粘土送去筑坝，该淤泥剥离采用侧向阶段淤泥剥离法，筑坝采用滚动重力筑坝法；
该侧向阶段淤泥剥离法即是把公路开拓系统设置在淤泥地段侧翼粘土地段和岩石地段，并分阶段进行，每个阶段开拓用挖掘机和汽车从粘土地段和岩石地段逐渐向淤泥地段推进，当挖掘机在阶段底板上出现淤泥则停止推进，再开拓下一阶段层面作业；
该滚动重力筑坝法即是在采场内的粘土地段用挖掘机和汽车进行的粘土剥离，并分阶段进行，每个阶段从岩石地段和粘土地段逐渐向淤泥地段推进，当粘土剥离完后，再开拓下一阶段层面作业，并继续用露天采场的粘土分层筑坝，该坝体自重下深，挤压淤泥，使坝基嵌入湖水中淤泥地段深部，并以滚动方式向前推进；
在筑坝过程中，如果出现地下水影响坝体安全，则采用钻孔抽水固坝，在坝体上钻设多个抽水孔，该抽水孔内设置有潜水泵，抽水排入湖水中。

2、  根据权利要求1所述的湖底铜矿的露天开采方法，其特征是：该坝体上宽40～50m，下宽80～120m，该坝体高出最高湖水面2.0～2.5m。

3、  根据权利要求1所述的湖底铜矿的露天开采方法，其特征是：该坝体下端底边距露天境界线的距离大于50m。

4、  根据权利要求1所述的湖底铜矿的露天开采方法，其特征是：该清淤作业分阶段进行剥离，每个阶段高度为10～15m，淤泥地段的边坡为20°～30°；岩石地段的边坡为45°。

5、  根据权利要求1所述的湖底铜矿的露天开采方法，其特征是：该公路开拓系统的公路按8％的坡度下降，阶段高10～15m。

湖底铜矿的露天开采方法
技术领域
本发明涉及一种铜矿的开采方法，特别涉及一种矿床埋藏湖底、淤泥层厚度大、水文工程地质条件复杂的湖底铜矿的露天开采方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展，工业对铜金属的需求日益增长，我国铜金属资源缺口较大，每年需要从国外进口，因此鼓励开发铜矿，一般地面铜矿开采较为简便，而要开采埋藏在湖底铜矿床其方法复杂，先要在较深淤泥层上筑坝固堰，然后将水排开，再对采场内淤泥垃圾运走排弃，对原岩层开拓采矿。国内外设计筑坝围堰是用混凝土筑坝即清除坝基底部淤泥在原岩基础上筑坝。采场内清除淤泥用挖泥船方案。这样的开采方法需要投入大量资金及人力，成本高、效率底，长期难以实现。
有鉴于此，为了克服上述缺点，改进开采方法，本创作人根据自己的实际经验及技术理念，并综合各学科先进技术经研究实践，而终有本发明产生。
发明内容
本发明是要提供一种湖底铜矿的露天开采方法，以解决使其采场剥离、淤泥清除与筑坝同时进行，就地取材，降低成本、提高生产效率及安全作业的技术问题。
解决上述技术问题所采用的技术方案是这样的：
一种湖底铜矿的露天开采方法，包括有一基本建设期及一生产期，该基本建设期包括有淤泥剥离、粘土剥离、岩石剥离、及排水，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的水送入湖水中，该生产期包括有粘土剥离、岩石剥离、淤泥剥离、污水排除及铜矿开采，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的污水经污水处理后送入湖水中，铜矿石送往选矿厂，其特征是：该基本建设期和生产期中剥离出地粘土送去筑坝，该淤泥剥离采用侧向阶段淤泥剥离法，筑坝采用滚动重力筑坝法；
该侧向阶段淤泥剥离法即是把公路开拓系统设置在淤泥地段侧翼粘土地段和岩石地段，并分阶段进行，每个阶段开拓用挖掘机和汽车从粘土地段和岩石地段逐渐向淤泥地段推进，当挖掘机在阶段底板上出现淤泥则停止推进，再开拓下一阶段层面作业；
该滚动重力筑坝法即是在采场内的粘土地段用挖掘机和汽车进行的粘土剥离，并分阶段进行，每个阶段从岩石地段和粘土地段逐渐向淤泥地段推进，当粘土剥离完后，再开拓下一阶段层面作业，并继续用露天采场的粘土分层筑坝，该坝体自重下深，挤压淤泥，使坝基嵌入湖水中淤泥地段深部，并以滚动方式向前推进；
在筑坝过程中，如果出现地下水影响坝体安全，则采用钻孔抽水固坝，在坝体上钻设多个抽水孔，该抽水孔内设置有潜水泵，抽水排入湖水中；
该坝体上宽40～50m，下宽80～120m，该坝体高出最高湖水面2.0～2.5m；
该坝体下端底边距露天境界线的距离大于50m；
该清淤作业分阶段层面进行剥离，每个阶段层面高度为10～15m，淤泥地段的边坡为20°～30°；岩石地段的边坡为45°；
该公路开拓系统的公路按8％的坡度下降，阶段层面高10～15m。
本发明采用侧向阶段淤泥剥离法，本方法采用挖掘机和汽车，在淤泥层面选择硬岩石地段布置公路开拓系统，分阶段进行剥离，公路坡度为8％，阶段高为10～15m，由于设备在硬岩石土底板上作业不会下沉，逐渐向淤泥方向推进，在向前推进中发现底板出现淤泥则停止前进，重新开拓下阶段往淤泥方向推进，剥离的粘土用于筑坝，剥离的淤泥送往废石场排弃，这样就解决了各种深度淤泥的难题。该滚动重力筑坝，即用挖掘机、汽车剥离的粘土为原料分层压实筑坝，依靠坝体自重沉降挤压淤泥，并以滚动方式向前推动筑坝，该方法是与采场剥离、排土、筑坝连成一体同时进行，就地取材，降低成本，为筑坝节约大量资金。钻孔抽水固坝方法采用钻孔抽水，降低了水力半径，使地下水线降低到淤泥与岩石接触带以下，对坝体与边坡起到稳固作用；从而解决了使其采场剥离、淤泥清除与筑坝同时进行，就地取材，降低成本、提高生产效率及安全作业的技术问题。
本发明方法简便、就地取材，其优点如下：
1、本方法开创了国内湖底铜矿开采的先例，该滚动重力筑坝及侧向阶段淤泥剥离解决了采矿界长期以来对湖底固堤筑坝及淤泥剥离的重要研究课题，而具先进性。
2、该方法就地取材，取代了国内外混凝土坝的设计方案和挖泥船剥离淤泥的方案，可以节省大量投资，而具先进性、经济性。
3、该方法工艺简单、技术可靠、坝体牢固不渗透，投资少、见效快，适用于大规模湖底铜矿的开采而具经济实用性。
图1为本发明的开采方法流程示意图。
图2为本发明的露天采场及筑坝位置平面示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
如图1所示，为本发明的开采方法流程示意图，该湖底铜矿10(如图2、3所示)的露天开采方法，包括有一基本建设期及一生产期，该基本建设期包括有淤泥剥离、粘土剥离、岩石剥离、及排水，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的水送入湖水中，该生产期包括有粘土剥离、岩石剥离、淤泥剥离、污水排除及铜矿开采，其中剥离出的淤泥和岩石送往废石场，排出的污水经污水处理后送入湖水中，铜矿石送往选矿厂，其中，该基本建设期和生产期中剥离出的粘土送去筑坝，该淤泥剥离采用侧向阶段淤泥剥离法，筑坝采用滚动重力筑坝法；
如图2、3所示，该侧向阶段淤泥剥离法即是把公路开拓系统80设置在淤泥地段40侧翼粘土地段30和岩石地段20，并分阶段进行，每个阶段开拓用挖掘机和汽车从粘土地段30和岩石地段20逐渐向淤泥地段40推进，当挖掘机在阶段底板上出现淤泥则停止推进，再开拓下一阶段作业；
该滚动重力筑坝法即是在采场内的粘土地段用挖掘机和汽车进行的粘土剥离，并分阶段进行，每个阶段从岩石地段20和粘土地段30逐渐向淤泥地段40推进，当粘土剥离完后，再开拓下一阶段层面作业，并继续用露天采场的粘土分层筑坝，该坝体50自重下深，挤压淤泥，使坝基嵌入湖水中淤泥地段40深部，并以滚动方式向前推进；
在筑坝过程中，如果出现地下水影响筑体安全，则采用钻孔抽水固坝，在坝体50上钻设多个抽水孔51，该抽水孔51内设置有潜水泵(图中未示)，抽水排入湖水60中；
该坝体50上宽40～50m，下宽80～120m，该坝体50高出最高湖水面2.0～2.5m；
该坝体50下端底边距露天境界线70的距离大于50m；
该清淤作业分阶段进行剥离，每个阶段高度为10～15m，淤泥地段40的边坡为20°～30°；岩石地段20的边坡为45°；
该公路开拓系统的公路按8％的坡度下降，阶段层面高10～15m。
该方法使采场淤泥、粘土、岩石剥离，排土及筑坝连成一体，同时完成。该坝宽达40m，如果坝体任何地段出现塌陷，均不会影响坝体倒塌、漏水，筑坝原料全是用采场内部粘土，无需另地购买，节约了大量投资，其侧向淤泥剥离法防止了挖掘设备在淤泥上作业时下沉现象的发生，本发明工艺简单、技术可靠、坝体牢固不渗透，投资少、见效快，适用于大规模湖底铜矿的开采而具经济实用性，本发明方法的湖底铜矿开采方法的小型试验实施例如下：湖底铜矿开采现场为一长400m、宽300m、深75m的露天采场，采用滚动重力筑坝法筑坝800m，其年剥离总量40～50万m³，其中淤泥15万m³，粘土5万m³，岩石20万m³，可年采出矿石16万吨，其中铜矿石10万吨、硫矿石6万吨，年总产值可达3000万元，节省筑坝投资1000万元。
综上所述，本发明的开采方法简便、成本低、效率高，具有经济实用性，符合发明专利各要件，故依法提出发明专利申请。