[发明专利]草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法

说明书

本发明公开的草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法，涉及矿产资源开采技术领域。包括以下步骤：首先，对露天矿进行表土剥离，并将剥离下来的表土资源运输至附近的表土存储场；然后，将矿层间的岩石进行爆破与剥离，采出的大块碎石与小块碎石，并将大块碎石放置于废弃矿坑的矿床中；接着，进行采矿，采出的煤矿运往洗煤厂洗煤后，剩下的煤矸石与小块碎石进行级配，充填大块碎石间的间隙；最后，将表土存储场中的表土资源运输至邻近废弃矿坑填入，形成完整的复垦草地。本发明中剥离的表土资源、岩石都能尽早尽快地进行处理，复垦率、节地效果、生态承载力指标和环境承载力指标均优于传统的开采结束再复垦的技术，对生态环境的恢复意义重大。

技术领域

本发明涉及矿产资源开采工程及优化技术领域，具体涉及一种草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法。

背景技术

与井工开采相比，露天开采在规模、安全以及资源回收率等方面优势明显，在条件允许情况下已成为矿产资源开采中的首选开采方法。但露天矿开采往往伴随着剧烈的地表扰动，会对原始生态环境及地形地貌造成不同程度的损伤，特别是对生态环境的重要承载体-地表表土的破坏较为严重。露天开采工程主要涉及煤岩的采剥、移运和剥离物的排弃，这一过程每年都会破坏大量的土地。且随着露天矿山的开采进入中后期，开采深度逐渐由浅部转向深部，表土资源越来越稀缺，露天矿山稀缺的表土资源储存以及回填问题亟待解决。

目前，关于草原区露天矿废石及表土储存的方法一般是运送到排土场或是边开采边建立存储场。公开为CN105389447A的中国发明专利公开了一种基于空间块体模型的露天矿破碎站最优位置确定的方法，该方法将矿体划分成三维离散的块体，将可能布设破碎站的露天矿境界进行网格化，每一个网格即为破碎站的可能位置，再根据各个块体的质量、位置计算所有块体到每个网格处的运输功，选取总运输功最小的位置网格质心点即为破碎站的最优位置。公开号为CN101400873A的中国发明专利公开了一种矿井开采过程中废物处理的方法，该方法确定了具有若干节点的道路网络，废弃原料沿着所述道路网络从矿井中的一个位置被移动到废物堆放处之一并储存在根据提供联合开采和回填调度的区块模型确定的废物堆放处，因此原料从那些区块被清除以确定回填集合体空间。公开号为CN111877367A的中国发明专利公开了一种闭坑露天矿流态回填循环工艺系统，该系统能够充分利用外排土场固体废弃物和矿山涌水，将外排土场回填后能同时将外排土场和矿坑占地恢复到可以再次利用的水平，有效解决了相关技术中需要卡车重车下向运输，排土机高台阶作业的技术问题,有效的利用物料自身重力作用实现坑内自流，降低回填治理费用。

上述现有技术中主要存在以下三方面技术问题亟待解决：(1)露天矿山进入深部开采后，表土资源的运输、储存、回填难度逐渐增大，成本升高，经济效益随之降低。(2)开采剥离的适合复垦的表土长期堆存不进行使用会因为水土流失、有机质下降、土壤沉降板结等原因造成土壤肥力下降，多年后再用于复垦效果不佳。(3)开采区域的碎石与表土没有合适的级配导致废石无法全部回填，碎石之间空隙较大可能会导致复垦的草地发生地表沉陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法，适用于草原区露天矿场的复垦工作，在一定程度上保持我国草原占地总量动态平衡，可持续性较强，能够促进生态循环，恢复生态平衡，提高土地资源的利用率。

根据本发明的目的提出的一种草原区露天矿废石及表土的储存与回填优化方法，包括以下步骤：

步骤一：对露天矿进行表土剥离，并将剥离下来的表土资源运输至附近的表土存储场。

步骤二：将矿层间的岩石进行爆破与剥离，采出的大块碎石与小块碎石运输至邻近废弃矿坑，并将大块碎石放置于邻近废弃矿坑的矿床中。

步骤三：对露天矿进行采矿，采出的煤矿运往洗煤厂洗煤后，剩下的煤矸石与小块碎石进行级配，运至邻近废弃矿坑，充填大块碎石间的间隙。

步骤四：将表土存储场中的表土资源运输至邻近废弃矿坑填入，此时邻近废弃矿坑已经形成完整的复垦草地。