金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采的發(fā)展現(xiàn)狀與對策

王宗偉， 王立宗

（浙江省隧道工程公司， 浙江 杭州 310000）

金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采的發(fā)展現(xiàn)狀與對策

王宗偉， 王立宗

（浙江省隧道工程公司， 浙江 杭州 310000）

分析了國內(nèi)露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，在結(jié)合市場需求的基礎(chǔ)上，介紹了金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)中存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決措施。

金屬礦山 露天轉(zhuǎn)地下 開采現(xiàn)狀 對策

1 國內(nèi)露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山主要包括江蘇的鳳凰山鐵礦、江西的良山鐵礦、安徽的銅官山銅礦以及山東的金嶺鐵礦等，雖然我國露天轉(zhuǎn)地下開采的金屬礦數(shù)量不多，但在開采期間也積累了很多經(jīng)驗，為此后的深入研究提供了更多優(yōu)良條件。針對露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)的要求，金屬礦行業(yè)內(nèi)進行了大量的理論研究，并改進了相關(guān)的開采技術(shù)，為露天轉(zhuǎn)地下開采提供了理論支持[1]。

江蘇省的鳳凰山鐵礦屬于我國最早的露天轉(zhuǎn)地下開采礦區(qū)，且于1960年開始露天開采工作，并在1973年至1976年間轉(zhuǎn)向地下開采，期間采用了恰當(dāng)?shù)倪^渡方式，因此提升了礦山的經(jīng)濟效益。在過渡期開采過程中，露天與地下開采同時進行，為地下提供了充分開采時間，不但保障了露天殘柱的回采，且為過渡期的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了優(yōu)良條件。同時，浙江的漓渚鐵礦也屬于露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山，完成露天開采后，礦體走向留下了頂?shù)装迦堑V帶以及三個露天坑。而在進行地下開采工作后，對于底盤殘礦主要采用了無底柱分段崩落方法進行開采，而底板圍巖則采用了爆破方式，作為地下開采的上覆層，有效保障了地下礦山的安全性。除此之外，銅山露天礦也屬于露天轉(zhuǎn)地下開采的實際案例，且其開采期間可以人為的控制爆破作業(yè)對地下作業(yè)面的破壞程度，且此礦采用了多排微差爆破方法，并嚴(yán)格控制了每段的藥量，預(yù)防了地下巷道的冒頂與開裂問題，提升了礦山區(qū)域的穩(wěn)固性。在開采過程中，還計算了地震波的影響范圍，確保地下工作人員可以在發(fā)生意外情況時及時撤離至安全地帶，保障了工作人員的人身安全[2]。且其與馬鞍山礦山研究院也進行了合作，全面分析了開采技術(shù)問題，確定了臨界邊坡控制爆破技術(shù)以及地下空區(qū)層位檢測技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了露天礦的安全生產(chǎn)，也保障了地下開采工作的順利進行，獲得了較好效果。

2 金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)問題的解決辦法

2.1 合理確定露天開采的深度

在金屬礦山開采期間，應(yīng)在遵守境界剝采大于經(jīng)濟剝采的原則下，采用露天開采技術(shù)，達到露天開采水平的金屬礦采用掛幫的地下開采方式，而對于未達到露天開采水平的礦區(qū)則采用露天轉(zhuǎn)地下的開采方式。在礦山開采過程中利用露天轉(zhuǎn)地下開采方式時，應(yīng)有效利用兩種開采工藝。由此看出，露天開采期間不能僅采用單一模式，還應(yīng)充分結(jié)合每噸礦石的生產(chǎn)成本及開采原則，綜合選擇開采技術(shù)。

2.2 露天轉(zhuǎn)地下開采過渡期的產(chǎn)量銜接

露天轉(zhuǎn)地下開采礦山存在過渡時期，期間露天開采量不斷減少，而地下礦山的開采量則不斷增多，直至完全結(jié)束露天開采工作，且地下開采量也達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)時才可以正式投產(chǎn)。為了在過渡時期不減少煤礦的開采量，過渡時期應(yīng)做好以下工作。首先，在應(yīng)全面規(guī)劃設(shè)計露天開采設(shè)計量，提前做好地下開采量的設(shè)計工作。其次，應(yīng)充分保障開采時間，有效結(jié)合露天開采產(chǎn)量變化、建設(shè)資金、建設(shè)速度等因素，綜合確定后決定實際的開采時間。同時，在進行地下開采工作時，還應(yīng)綜合采用疏干巷道、排水井等方式有效縮短工程的建設(shè)時間。最后，在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中正確選擇采礦方式，當(dāng)前國內(nèi)露天轉(zhuǎn)地下開采方式主要分為三種：一是房柱式采礦方式，分為留礦法以及空場法等，且此種方法要求地下開采與露天開采應(yīng)作業(yè)應(yīng)保持在同一垂直面，但露天至地下采礦中段間應(yīng)保持一定厚度的隔離礦柱，根據(jù)不同礦區(qū)低壓情況，嚴(yán)格要求地下開采的暴露面積、間柱強度以及爆破規(guī)模等因素；二是崩落采礦方法，階段崩落采礦以及分段崩落采礦等均屬于其組成部分，但在采用此種開采方式時應(yīng)為地下開采區(qū)保留一定的緩沖區(qū)域，而其他技術(shù)操作流程則與一般的開采流程類似；三是聯(lián)合采礦方式，即聯(lián)合使用房柱式與崩落式采礦方法，但此種方法的結(jié)構(gòu)參數(shù)與回采工藝流程不同于房柱式與崩落式采礦方法，其適合中等穩(wěn)固以及礦體厚度較大礦床。

2.3 露天開采的邊坡管理

邊坡體的地質(zhì)構(gòu)造直接決定了露天開采邊坡的穩(wěn)定性，且屬于地質(zhì)學(xué)問題，在露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡階段，形成了露天與地下開采相互影響的應(yīng)力場，降低了邊坡的穩(wěn)定性。為了確保露天邊坡與上覆巖層的穩(wěn)定性，應(yīng)通過地質(zhì)調(diào)查以及數(shù)值分析等方法對露天轉(zhuǎn)地下開采的邊坡穩(wěn)定性進行研究，找出地下巷道以及邊坡壓力的變化特點，針對研究結(jié)果提出相關(guān)的安全措施，從而提升露天開采邊坡的穩(wěn)定性。同時，還應(yīng)制定露天轉(zhuǎn)地下開采過渡期的邊坡管理體系，并將其礦山管理過程中[3]。

2.4 露天開采殘留礦柱回采

目前，礦區(qū)的開采條件日益復(fù)雜，而處于開采范圍外的礦體僅可以被用作殘留礦柱，為了對其進行有效回采，應(yīng)采用以下方法。一方面，應(yīng)利用聯(lián)合開采方式對露天及地下采空區(qū)的礦柱進行有效回采。另一方面，應(yīng)在結(jié)合礦體實際下沉速度的基礎(chǔ)上，對露天礦區(qū)邊坡附近的殘留礦柱布置巷道的布局回采區(qū)域。

2.5 地下開采通風(fēng)及防洪排水措施

在綜合考慮我國金屬礦床特點的基礎(chǔ)上，露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，地下開采通風(fēng)系統(tǒng)與一般礦區(qū)并無太大區(qū)別，但在布置地下開采通風(fēng)系統(tǒng)時，還應(yīng)有效結(jié)合地下相通因素的影響。在進行地下礦的開采過程中，應(yīng)在地表及地下采取防洪排水措施，其中地下水量與露天坑滲入地下開采的水量之和為地下開采的涌水量。一般來講，地下水量取決于地下靜儲量與外部運動儲量，其中靜儲量較為穩(wěn)定，但受大氣降雨量的影響，外部運動儲水量并不穩(wěn)定，因此，應(yīng)有效控制這部分涌水量。一方面，應(yīng)在露天礦境界外周圍設(shè)置防洪排水溝，且在考慮最大涌水量的基礎(chǔ)上，設(shè)置科學(xué)合理的防洪排水設(shè)施。另一方面，露天境界也應(yīng)設(shè)置防洪排水系統(tǒng)，并設(shè)置儲水池等專門設(shè)施。

2.6 露天轉(zhuǎn)地下的地下空間問題的解決辦法

在露天轉(zhuǎn)地下開采過程中，由于存在地下空區(qū)，以致經(jīng)常發(fā)生地壓活動，降低了露天采礦場邊坡的穩(wěn)定性。同時，采掘設(shè)備以及工作人員在地下空區(qū)部位進行采礦作業(yè)時，也經(jīng)常發(fā)生開采設(shè)備與工作人員陷入地下空區(qū)的問題，造成了嚴(yán)重的傷亡事故問題?；谏鲜鰡栴}，礦山企業(yè)應(yīng)針對性的采取以下幾種解決辦法：一是在露天礦的最終境界下與地下開采交界處，留出一定厚度的水平礦柱；二是應(yīng)做好地下開采空區(qū)的回填工作；三是在進行地下與露天開采作業(yè)時，應(yīng)在地下開采作業(yè)前進行露天開采作業(yè)；四是應(yīng)合理采用爆破技術(shù)，以充分降低爆破對礦區(qū)的不利影響，提升礦山開采工作的穩(wěn)定性與安全性，增大經(jīng)濟與社會效益[4]。

3 結(jié)語

目前，針對露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)，國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)均進行了深入研究，當(dāng)前我國存在多種露天轉(zhuǎn)地下開采的礦區(qū)，比如廣西的大新錳礦、河南的銀洞坡金礦、鳳凰山銅礦以及福建的連成錳礦等。由此，應(yīng)針對這些礦山進行全面實際研究，尋找合理科學(xué)的開采方法與措施，從而提升我國礦業(yè)工作的效率與水平。

[1] 盧宏建，南世卿，甘德清，等.大型鐵礦山露天轉(zhuǎn)地下開采過渡方案優(yōu)化[J].金屬礦山，2014（11）：1-6.

[2] 陳建兵.露天轉(zhuǎn)地下開采礦山的安全風(fēng)險特征與防范[J].世界有色金屬，2016（5）：131-132，134.

[3] 陳思遠，周傳波，蔣楠，等.露天轉(zhuǎn)地下開采礦山邊坡爆破振動速度預(yù)測[J].爆破，2015（12）：32-37.

[4] 關(guān)凱，薛凱，孫成剛.有色金屬露天開采礦山環(huán)境保護及生態(tài)治理措施探索[J].世界有色金屬，2017（5）：56-57.

（編輯：苗運平）

Development Satus and Countermeasures of Metal Mines Transition from Open Pit to Underground Mining

Wang Zongwei,Wang Lizong
（Zhejiang Tunnel Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310000）

This paper analyzes the development status of domestic open-pit to underground mining technology,on the basis of market demand,introduces existing problems in metal mine open-pit to underground mining technology,and puts forward corresponding solving measures.

metal mine,transition fromopen pit to underground mining,present situation ofexploitation,countermeasure

TG333.21

A

1672-1152（2017）04-0060-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.23

2017-04-25

王宗偉（1983—），男，畢業(yè)于中南財經(jīng)政法大學(xué)工程管理專業(yè)；王立宗（1982—），男，畢業(yè)于山西財經(jīng)大學(xué)。