承德某鐵礦露天接續(xù)開采關鍵技術研究探討

連宏強 禹朝群 王 磊

(河北鋼鐵集團礦山設計有限公司，河北 唐山 063700)

0 引言

隨著露天礦山開采結束，露天采場深部資源逐步探明，露天轉井下生產成為露天礦山企業(yè)持續(xù)穩(wěn)定生產的主要選擇。露天轉井下開采關鍵技術的合理選擇關系到礦山能否安全高效生產，需要綜合考慮。就承德某鐵礦露天采場接續(xù)開采以及露天轉井下過程中的關鍵技術開展分析和論述，選擇合理的開采方案，滿足礦山持續(xù)發(fā)展的需求。

1 礦山資源開采基本情況

某鐵礦礦體密集，呈群產出，礦體主要賦存在斜長巖中，賦存標高900～600m之間。目前采用露天開采。近幾年，為加強對低品位礦石和礦巖混合物的回收，采礦規(guī)模為年產礦石100萬t，出礦品位TFe 24.43%。設計露天采場地表長510m，寬310m，最高開采水平1 040m，最低開采水平840m，采場封閉圈標高為880m。露天開采采用公路與平硐溜井聯合開拓，750m水平平硐長1.3km。

礦區(qū)地形地貌條件簡單，巖體巖性單一，地質構造簡單，雖發(fā)育有剪切裂隙造成局部坍塌掉塊現象，但巖體仍以整體和塊狀結構為主，巖石強度較高，穩(wěn)定性較好。礦區(qū)工程地質類型為簡單類型。該礦區(qū)大氣降水為礦床充水唯一水源，屬于水文地質條件簡單類型的礦床。

Ⅱ采場已采至865m水平，已接近最終境界露天底標高840m境界內礦石量約為178萬t。750m以上水平露天境界以外礦體儲量為582萬t。露天開采僅能維持近兩年時間開采，面臨露天接續(xù)開采情況。

2 開采方式的選擇

露天采場以外礦體開采主要有兩種開采方式：一是采用露天方式開采，在露天采場生產末期，進行露天境界擴界開采設計，通過露天邊幫外擴深挖對境界外資源進行回采，如棒磨山鐵礦露天采場在主采場接近閉坑前進行擴界方案設計，對露天境界以外資源進行充分回采利用；二是采用井下開采方式，根據露天采場現狀和所用的井下采礦方法選擇合適的開拓系統方案，常用的有平硐溜井開拓系統，斜坡道開拓系統，主副井開拓系統，如石人溝露天轉井下前期采用主副井開拓系統。

企業(yè)戰(zhàn)略實施是企業(yè)戰(zhàn)略管理的最后一個部分，它主要是幫助企業(yè)在實施戰(zhàn)略的時候及時發(fā)現并改正自身所存在的問題，甚至在必要的時候也可以幫助企業(yè)進行大規(guī)模的改革。企業(yè)戰(zhàn)略實施所包括的范圍十分的廣泛，它對企業(yè)的人力、物力、財力或者是相關的信息與技術都起到監(jiān)管的作用?？偠灾?，企業(yè)戰(zhàn)略實施是企業(yè)戰(zhàn)略管理中不可或缺的部分。

采礦方法選擇是露天轉井下開采的關鍵技術之一。合適的采礦方法可以快速實現露天轉井下開采工程的實施，縮短平穩(wěn)過度的時間，達到產量合理銜接，通風效果好，采礦成本低的效果。

式中:Nj—經濟合理剝采比，t/t；b—露天開采每噸剝離費用，元；al—露天開采一噸精礦的成本(不包括剝離費用)，元；cd—地下開采一噸精礦的成本，元；Tl—露天開采一噸精礦所需的原礦量，t/t。

為降低采礦成本，應盡量尋求在地下開采范圍內采用崩落法開采的可能。該采場位于山谷地帶，地表沒有基本農田，沒有需要保護的建、構筑物，地面允許塌陷，故宜選用以無底柱分段崩落法為主，空場法為輔。

(1)

依托長流規(guī)，加強治江頂層設計。規(guī)劃是治江各項工作的龍頭。2013年，長江委切實加強治江頂層設計，長江流域水利規(guī)劃和前期工作進展順利。結合新修編的長流規(guī)對水利工作提出的新要求和治江工作實際，長江委廣泛、深入地開展宣貫工作，提高了全委干部職工及社會各界對長流規(guī)的認識和了解。同時，組織開展了數十項水利規(guī)劃編制工作，其中，修訂完成《長江中下游干流河道治理規(guī)劃》，編制完成岷江、雅礱江、贛江、沅江等流域綜合規(guī)劃，基本完成湘江、資水、撫河、信江等流域綜合規(guī)劃。加緊組織開展長江流域（片）水中長期供求規(guī)劃、主要江河流域水量分配方案制定、全國治澇規(guī)劃等規(guī)劃編制工作。

表1 經濟合理剝采比參數表

根據表1，計算得出經濟合理剝采比為2.1。結合端部陡幫開采技術通過對采場勘探線露天境界按照境界剝采比不大于經濟合理剝采比可圈定約16萬t礦石。采用露天開采不能回收絕大部分礦石資源，該露天采場須進行井下采礦工程建設保證礦石生產接續(xù)。

崩落法尤其是無底柱分段崩落法具有結構簡單，靈活性大，便于使用高效的無軌采裝運設備，勞動生產率高，生產工人在巷道中作業(yè)較為安全等優(yōu)點。該法缺點是地表允許塌陷，不需留設礦柱但需要覆蓋層。

3 掛幫礦和露天坑底的采礦方法

目前雖然尚未研發(fā)出針對非洲豬瘟的疫苗。但高溫、消毒劑可以有效殺滅病毒，因此，確保生物安全成為最重要的防線。泔水是一種方便、成本低廉，但存在高風險的飼料，可能含有多種病原。多項研究表明，食用被病毒污染的泔水是非洲豬瘟傳播的重要方式之一。因此，必須禁止用泔水和含有豬肉的食物殘羹飼喂生豬。

協方差矩陣[7]Mjk，其中 pi=pi-O，qi=qi-O，ri=ri-O，計算Mjk的特征向量并且歸一化，處理后作為包圍盒的方向軸，以此進行新坐標軸計算，將物體投影到上面，計算頂點在新坐標系下各軸上的投影區(qū)間長度，以此來確定OBB的大小。OBB包圍盒適合剛體的碰撞檢測，包絡性較好。

考慮地下開采時廢石混入率較大，經統計礦體按崩落法開采廢石混入率可達到30%左右，礦石采出后經破碎干選甩出部分廢石，因此地下開采的生產規(guī)模宜適當加大，根據礦體賦存條件、開采范圍、采礦方法以及段高，按礦山有效進路數、開采年下降速度和礦山經濟合理服務年限三方面論證合理生產規(guī)模宜為50萬t/a，見表2。

經濟合理剝采比是確定露天境界以及掛幫礦和坑底礦采用露天開采還是地采的關鍵參數之一，按照精礦成本比較法，確定礦山經濟合理剝采比。計算公式如下式，經濟合理剝采比參數見表1。

4 生產規(guī)模

礦體賦存傾角40賦～60賦，厚度3～20m，可選用分段空場法(留礦法)，在開采邊幫掛幫礦留設安全礦柱，開采露天底的礦體時留設頂柱。該法的優(yōu)點是在露天開采末期，地下與露天開采可同時進行，可彌補露采末期減少的產量。缺點是工程量大，基建時間長，礦柱回采難度大，回采率低。

表2 地下生產規(guī)模論證

5 開拓系統

該露天采場采用公路與平硐溜井聯合開拓方式，轉地下開采后井下開拓工程充分利用現有750m平硐開拓運輸系統。根據露天采場現狀和礦床賦存條件，該地下采礦工程采用平硐+輔助斜坡道開拓系統，見圖1。利用礦山現有的750 m平硐作為運輸平硐兼做進風平硐，井下設900 m中段、750 m中段兩個中段，根據工程施工等的需要，在825 m水平設一輔助中段，設計開拓工程均布置在礦體的東側。礦體東北側布置一條輔助斜坡道，負擔礦山的無軌設備、大型設備、人員、材料運輸任務。礦體的東南端布置一條回風天井。工程設置三條礦石溜井。

圖1 露天轉地下主要開拓系統

6 覆蓋層的形成

無底柱分段崩落采礦法開采的礦塊在覆蓋層下放礦，初期形成覆蓋層是無底柱分段崩落法采礦的必要條件。覆蓋層的形成主要有兩種方法，一是崩落礦體上部巖石(開采邊幫礦體)、崩落露天邊幫巖石或回填露天開采剝離的巖石(開采露天底下部礦體)形成巖石覆蓋層，這種方法不積壓礦石，有利于初期提高礦石產量，但礦石的貧化較大；二是利用崩落礦石作為覆蓋層，礦體上部分段采用松動出礦，每次爆破后只出爆破礦量的1/3，松散的礦石覆蓋層厚度超過分段高度的二倍以后采用正常放礦方式，這種方法雖積壓部分礦石，不利于初期提高礦石產量，但礦石的貧化較小，積壓的部分礦石還可以回收。該方案采用崩落礦石作為覆蓋層，即上部分段回采時采用松動出礦，每次爆破后只出爆破礦量的1/3，松散的覆蓋層厚度25～30m，再正常放礦。需留設覆蓋層的分段為900m分段，825m分段對應露天底部分，即留兩個分段厚礦石作為覆蓋層。

正常開采過程中圍巖不能自行崩落時，要采取強制崩落措施以避免突發(fā)大范圍的崩塌影響生產安全。礦山設專職人員監(jiān)測覆蓋層厚度和地壓活動，確保安全生產。

選取47例2017年3月—2018年3月期間本院收治的肺部孤立性肺結節(jié)患者納入本次研究，經CT常規(guī)檢查結果顯示，47例患者肺部均存在孤立性結節(jié)，且無明顯肺門轉移現象，也不存在淋巴腫大等現象。47例患者中男31例，女16例；年齡35～75歲，平均年齡（57.24±9.09）歲；癥狀表現：存在明顯胸部疼痛者9例，出現發(fā)熱者7例，咳嗽、咳痰癥狀明顯者10例，無明顯癥狀表現者21例。

7 結語

該露天礦山面臨接近閉坑，需提前考慮生產接續(xù)問題，該方案通過對關鍵開采技術問題的簡單分析和計算，采用無底柱分段崩落法井下開采掛幫礦和坑底資源是可行的，提前謀劃地下開拓工程可確保礦山平穩(wěn)過度，生產合理銜接。