露天采矿学第12章露天转地下开采武汉理工大学叶海旺
露天转地下开采
露天转地下开采的必要性
资源枯竭
随着露天矿山的不断开采,资源 逐渐枯竭,为了持续利用矿产资 源,需要将开采方式由露天转为
地下。
提高资源利用率
地下开采能够更充分地利用矿体资 源,减少浪费,提高资源利用率。
环境保护
露天开采会对环境造成较大的破坏, 而地下开采则可以减少对地表生态 的破坏,有利于环境保护。
资源循环利用
加强资源循环利用的研究和应用,提高资源利用率,减少废弃物的 产生和排放,降低对环境的负面影响。
节能减排
推广节能减排技术,降低能源消耗和污染物排放,实现经济、社会 和环境的协调发展。
03
露天转地下开采的工艺流程 与技术
露天转地下开采的工艺流程
露天开采
地下பைடு நூலகம்拓
在矿床的露头处进行剥离和采矿,将矿石 运至地面处理设施。
在矿床内部开拓出运输和通风通道,建立 地下采矿作业平台。
地下采矿
闭坑与复垦
利用地下采矿设备进行矿石开采,将矿石 运至地面处理设施。
在矿床开采完毕后,进行闭坑处理,包括 处理尾矿、恢复地形等,并进行生态复垦 。
的安全性和稳定性。
绿色开采技术
随着环境保护意识的提高,露天 转地下开采将更加注重绿色开采 技术的研究和应用,减少对环境 的破坏和污染,实现可持续发展。
露天转地下开采的环境保护与可持续发展
生态恢复与治理
露天转地下开采过程中应重视生态恢复与治理,采取有效措施保 护生态环境,减少对自然资源的破坏和污染。
技术更新与改进
随着采矿技术的不断更新和改进,应 及时引进新技术、新工艺,提高采矿 效率和资源利用率。
露天转地下开采过渡期采矿方法及安全问题探究
露天转地下开采过渡期采矿方法及安全问题探究摘要:近年来,国内外学者注重于工程实践,从实际工程出发,对露天转地下开采的相应的技术做了大量的研究工作,大量的科学理论研究工作很好地指导了工程实践,为国内外露天转地下工程设计、施工提供了科学依据。
本文对露天转地下开采过渡期采矿方法及安全问题进行了分析,具有一定的理论意义。
关键词:露天转地下安全方法1.露天转地下开采的特点(1)由露天转入地下开采的矿山,一般多是露天开采多年,已形成了完整的生产系统和生活福利设施,如选场、修理厂、供电和供水管网以及露天坑等。
因此,转入地下开采时的设计,要充分考虑利用这些设施,注意研究通向地表的井巷位置,过渡时期的露天开采运输系统,地下采矿方法等方案。
有条件的矿山,应在上部露天开采设计的同时,即统筹研究今后如何从露天转地下的问题。
(2)浅部用露天开采的矿山,深部矿体地质勘探程度往往不足,需在露天转地下过渡之前,充分研究地质资料,必要时提出补充勘探工作。
可以更进一步了解露天转地下部分的地质情况,有利于后序开采工作的进行。
在露天转地下开采过程中,由于开采使原岩受到扰动,打破了原有的应力平衡状态,特别是在露天边坡周围和境界顶柱附近等出现应力集中,致使应力迭加,形成高地压区。
为此,必须对岩体应力分布特征作详细地质测量和研究,找出控制地压和岩体位移的最佳方案,从而确定出合理的回采顺序、采矿方法,对采矿参数进行优化。
另外,由于在初始探矿时期,对地下开采的深部矿体地质勘探程度较低,因此需要提前加强补探工作,提高储量级别,作为设计、生产的依据。
(3)露天转地下开采的矿山,地下开采的工程量相当于新建一个地下矿山,也有一个工艺熟悉的过程,过渡时期的建设周期长,因而,必须充分研究其持续生产和提前开拓的问题。
2.露天转地下开采过渡的采矿方法研究露天-地下联合采矿法不同于传统的露天、地下开采。
按采矿界一般的认识,凡是同时进行露天和地下的开采设计,统一安排露天和地下工程的施工,就可认为是露天-地下联合开采。
浅议矿山露天转地下中挂帮矿开采问题
全 问题 等 。
矿体具有多样性 , 有的只有端部挂帮矿体, 如新疆八一钢铁集团的蒙库和山西 香玉铁矿等 ・ 海南铁矿只有上盘挂帮矿体; 鞍钢眼前山铁矿露天采场两端和上、 下 盘均有 挂帮 矿体 。 ②挂帮 矿体 矿量不 等 。 不同露 天开采 的矿 山挂帮矿 量 的多少 是不 同的 : 蒙 库铁矿2 3 5 5 万t 、 眼前山铁矿达6 3 3 2 万t 、 首钢杏山铁矿则只有4 0 0 万t 左右 ③挂帮矿体开采过渡期的差异。 挂帮矿体的开采时间, 受其赋存状况, 开采 方案 采矿方法及开采规模所决定, —般3 ~5 年, 多则8 ~l o g。 通钢上青铁矿为 4 年、 眼前山铁矿则为8 年。 ④挂帮 矿体分层 矿量的递 增性 。 露 天境界外 的挂帮矿 体分层 矿量一般 是从 上向下逐段递增, 因为挂帮矿体呈阶梯形 , 从上向下各开采分层的矿体长度是 逐渐加 大 , 矿量 随之 递增 , 致 使各 分层 的生产 能 力也在 递增 。 2 . 2 挂帮矿 主要 采矿方 法介 绍 选择 适合 挂帮 矿体赋 存和 开采技 术条件 的 开采方 法 , 必须 考虑 : 1 ) 采 矿强 度高 , 以确 保 挂帮矿 体开 采年下 降速 度 , 2 ) 选 取的 采矿 方法要 适 应采矿 设备 机 械化和 高效 化 的要求 , 确 保挂帮 矿 体开采 规模 的实 现 ; 3 避 择 的采矿 方法要 利 于提前 采 准、 出矿 , 4 ) 作 业安 全 。 挂帮 矿开 采方法 根据矿 体赋存 条件 和与其他 工程 的结 合程度 等 因素的不 同, 主 要分为 3 类: . ①外扩境界露 天开采 : 外 扩境 界露 天开采是根 据境界剥 采 比不 大于经 济合 理剥采比的原则 , 圈定边帮外扩境界后在现有开采系统基础上进行扩帮开采设 计, 以采 出外扩 境界 内的 挂帮矿 。 如 国 内的马钢 凹山 采场 、 齐大 山铁 矿等 , 国 外 的乌 克 兰的克里 沃洛格 矿 、 加拿 大艾 兰铜矿 、 美 国卡斯 尔 山金矿 均采 用这种开 采方法 。 外扩 境界露 天开 采方 法具有 露天开 采的优 点 , 生产 连 续性好 , 可充分 利 用原露天采场生产设备及运输系统 , 一般不影响露天采场正常生产, 可充分回 收挂 帮矿 , 并 且周期 短 、 费用 低 , 经济效 益较好 。 但 由于 此法 是在永 久边 坡上 进
露天转地下开采边坡稳定性研究现状分析
露天转地下开采边坡稳定性研究现状分析露天转地下开采是一种常见的矿山开采方式,其特点是将原本露天矿山的开采工作转移到地下进行。
这种开采方式带来了许多新的挑战,其中之一就是开采边坡稳定性的问题。
由于地下开采对地表的影响,容易导致开采边坡的破坏和失稳,因此研究和分析露天转地下开采边坡稳定性的现状非常重要。
一、露天转地下开采的影响因素露天转地下开采对边坡稳定性的影响受到多种因素的影响,其中包括地质条件、采矿方法、开采深度、水文地质条件等。
这些因素综合起来影响了边坡的稳定性,因此在研究边坡稳定性时需考虑这些因素的综合影响。
1.1地质条件1.2采矿方法不同的采矿方法对开采边坡的稳定性有着不同的影响。
传统的露天开采和地下开采的方法不同,对边坡的破坏和稳定性影响也不同,在研究边坡稳定性时需考虑不同采矿方法的影响。
1.3开采深度开采深度是另一个影响边坡稳定性的重要因素。
开采深度的增加会加大对地表边坡的影响,因此在研究边坡稳定性时需要考虑开采深度对边坡稳定性的影响。
水文地质条件对边坡稳定性有着巨大的影响,地下水的涌出对边坡稳定性的影响尤为显著。
因此在研究边坡稳定性时需要充分考虑水文地质条件。
二、边坡稳定性研究方法在研究露天转地下开采边坡的稳定性时,通常采用的研究方法主要包括野外调查、数值模拟、物理模型试验和数学分析等方法。
2.1野外调查野外调查是最直接的方法,可以通过对现场的观测和测量来了解边坡的状况和变形过程,为后续的分析提供真实的数据基础。
2.2数值模拟数值模拟是在现有数据的基础上通过计算机仿真来模拟边坡的稳定性状况,可以快速有效地对边坡稳定性进行分析。
有限元法和离散元法是两种常用的数值模拟方法。
2.3物理模型试验物理模型试验是利用实验室的模型来模拟开采边坡的情况,通过对模型进行实验来研究边坡的稳定性。
2.4数学分析数学分析是使用数学方法对边坡的稳定性进行分析,通常包括力学分析、地质力学分析等方法。
三、国内外研究现状分析国内外对露天转地下开采边坡稳定性的研究已经取得了一定的进展,下面分别对国内外的研究现状进行分析。
露天转地下开采矿山开拓系统衔接方案的确定原则
露天转地下开采矿山开拓系统衔接方案的确定原则路增祥;蔡美峰【摘要】Based on the cases of determining development program of a mine in transition from open-pit to underground mining at home and abroad, development programs were categorized and four-principles were brought forward in this paper. Also. Main ways on how to actualize the principles were discussed simply and chiefly, expected to give a certain guidance to mines practicing transition from open-pit to underground mining in the future .%根据国内外露天转地下开采的实例,对开拓系统衔接方案进行了归类,提出了确定开拓系统衔接方案的四大原则.并对实现原则的主要途径进行了简要论述,以期对将要实施露天转地下开采的矿山有所指导.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2011(020)009【总页数】4页(P80-83)【关键词】露天转地下开采;开拓系统;原则;途径【作者】路增祥;蔡美峰【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;教育部金属矿山安全高效开采重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;教育部金属矿山安全高效开采重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD856.4;TD856.1当前,随着对矿产资源需求的增加和开采强度的不断加大,浅部资源日益减少,露天开采矿山不断向深部及地下开采转移,国内外多座矿山相继进入或即将进入露天与地下联合开采的状态。
露天转地下开采
开拓方案
单一开拓方案 平 硐 开 拓 斜 井 开 拓 竖 井 开 拓 联合开拓方案
斜 坡 道 开 拓
平 硐 与 井 筒 联 合 开 拓 法
斜 坡 道 联 合 开 拓 法
竖 井 与 盲 井 联 合 开 拓 法 斜 坡 道 与 井 筒
斜 井 与 盲 井 联 合 开 拓 法
斜 坡 道 与 平 硐
1号主进风井,上口标高105m, 西主回风井上口标高90m,下口标高中央回风井:井上口标高112m,下口 下口标高-320m,进风量为200 东主回风井上口标高120m,下口标 320m,通风量为280 m3/s。 标高-320m,井筒直径6.0m,通风量 高-320m,通风量为300 m3/s。 m3/s。 为350m3/s。
4)开拓方法 选用何种类型的主要开拓巷道进行开拓及 开拓巷道在矿床内的布置方法,称为开拓 方法。 开拓方法包含选择主要开拓巷道的类型和 对选定的主要开拓巷道在矿床内进行合理 的布置。因此设定主要开拓巷道在矿床开 拓中就显得极为重要。它直接影响到矿井 的生产能力和生产的安全,而且还直接影 响到开拓工程量、基建投资以及矿井的建 设期限。
2号主进风井井筒内敷设井下排水 管线,并承担少量人员、材料运 输、检修。上口标高125m,最低 开拓标高-320m,进风量为120 m3/s。主要供运行无轨设备
3号主进风井:在Ⅶ线附近设置3号 主进风井,上口标高124m,下口 标高-303m,井筒直径6.0m,进风 量350m3/s。
主井 副井 主斜坡道 1号主进风井 2号主进风井 3号主进风井 中央主回风井 西主回风井 东主回风井
3.1基本概念
矿体走向长度
3、采矿方法
3.1基本概念
矿体厚度
3.1基本概念
矿山露天转地下开采的几点个人思考
矿山露天转地下开采的几点个人思考摘要:一般而言,露天地下埋设的矿山具有良好的可扩展性,没有复盖厚层,其中大多数是高度倾斜、中等厚度和超厚的矿藏。
在露天开采阶段之后,这些矿山的特点是生产速度快,初始成本低,贫困和损失指标高。
在20世纪之前,这项工作通常采取露天采矿的形式。
但是,随着露天开采的深度增加,它变成了地下开采。
面对这种情况,向露天开采过渡需要对矿区进行细致的设计、统一的规划和实施。
在向地下开采过渡的后期阶段,需要考虑设计低交通线。
在过渡期间,地下采矿应充分利用露天采矿所使用的设备和安全措施,以促进从金属采矿到地下采矿的安全和稳定过渡,并确保在采矿安全方面的竞争力和稳定性。
关键词:金属矿山;发展现状;露天转地下;安全实践分析;前言随着我国社会经济的迅速发展,矿产资源得到广泛利用,消费增加,总量减少。
因此,有必要加强开采,许多金属矿应遵循露天开采到地下开采的模式。
该模型广泛用于低延续性和结构广泛的金属矿山,在开采过程中很容易上升到地面以上,从而威胁到采矿工人的安全。
因此,有必要深入研究和分析从露天开采到地下开采的金属矿山的现状,并采取有效措施,不断改进采矿技术,确保安全作业。
此处讨论的问题仅供参考。
一、国内露天转地下开采的技术发展现状1.现状分析我国没有太多的金属矿山被转移到露天开采。
自二十世纪初以来,尽管我国露天铁矿的数量很少,但成功地将铁矿转化为经验教训,积累了技术专门知识,为采矿研究提供了良好的基础其中铜陵有色金属有限公司的两个铜矿是最具代表性的露天地下开采金属矿山。
对铜山铜矿而言,矿的主要输送线位于-40m煤层,实际开采过程中使用的技术是:露天开采,但该技术可以利用多孔毫秒开采技术人工控制对地下煤层的影响,即粉尘量因此,在火药量的控制下,行车道顶板不能开裂和误差,未成年人的安全不受影响,爆炸产生的地震波将在安全限度内计算。
采矿结束后,尽可能进行计数,以确保人员的安全。
更重要的是,该矿在转入地下之前与有关科学机构进行了合作,以研究和分析在这一转让过程中可能出现的危险技术问题。
露天开采课后题
第一篇露天开采基础1、什么叫露天采场?它由哪些基本要素构成?山坡露天和凹陷露天的划分?答:露天采场:露天开采过程中所形成的采坑、台阶和露天沟道的总和。
基本要素有:1—工作平盘;2—安全平台; 3—运输平台;4—清扫平台由于矿床的埋藏条件和地形条件不同,依据露天开采境界地表封闭圈,可分为山坡露天矿和深凹露天矿。
位于地表封闭圈以上的叫山坡露天矿,位于地表封闭圈以下的叫深凹露天矿,也叫凹陷露天矿。
2、什么叫台阶?试用剖面图和平面图表示台阶的构成要素。
答:在开采过程中各工作水平空间上呈阶梯状,每个阶梯就是一个台阶1—台阶上部平盘; 2—台阶下部平盘;3—台阶坡面;4—台阶坡顶线; 5—台阶坡底线;α—台阶坡面角;h —台阶高度;3、什么叫出入沟、开段沟?答:出入沟:为建立地面与工作水平之间以及各工作水平之间的运输联系而开掘的倾斜沟道。
开段沟:为开辟开采工作线而掘进的水平沟道。
4、最终边帮、底帮、顶帮、端帮、工作帮、非工作帮、最终边坡角、工作帮坡面、工作帮坡角的概念,并用露天采场构成要素的剖面图加以说明。
答:最终边帮或最终边坡:位于最终境界时的非工作帮。
如图中的AC、BF。
底帮:位于矿体下盘一侧的边帮。
顶帮:位于矿体上盘一侧的边帮。
端帮:位于矿体两端的边帮。
工作帮:由正在进行开采和将要进行开采的台阶所组成的边帮(图中的DF)。
最终帮坡面:通过非工作帮最上一个台阶的坡顶线和最下一个台阶的坡底线所作的假想斜面 (图中的AG、BH)。
最终边坡角:最终帮坡面与水平面的夹角 (图中的β、γ)。
工作帮坡面:通过工作帮最上一个台阶的坡底线和最下一台阶坡的底线所作的假想斜面(图中的DE)。
工作帮坡角:工作帮坡面与水平面的夹角 (图中的φ)。
5、最终边帮上的平台按用途可分为哪几个?各自有什么作用?如何确定他们的宽度?答:最终边帮上的平台按用途可分安全平台、运输平台和清扫平台。
安全平台用作缓冲和阻截滑落的岩石,并减缓最终边坡角,以保证最终边帮的稳定性和下部水平的工作安全。
露天矿山开采
地下矿山开采
地下开采
当矿床埋藏地表以下很深,采用露天开采 会使剥离系数过高,经过技术经济比较认为, 采用地下开采合理时,则采用地下开采方式。
矿山开拓示意图1
矿山开拓示意图2
开拓巷道
主要开拓巷道是决定一个矿床开拓方法的核心,其选择在矿山设 计中是至关重要的。主要开拓巷道类型的选择由以下几个条件来 决定: (1)地表地形条件 (2)矿床赋存条件 (3)矿岩性质 (4)生产能力
另外,开拓巷道施工的难易程度、工程量、工程造价和工期长短 等,虽然不能作为确定开拓方案的重要依据,但决不可忽视。尤 其是小型矿山,往往存在施工力量不足和技术素质较差、施工管 理跟不上等情况。因此,当地的施工力量和特点,在巷道类型的 选择上也应一并考虑。
矿床开拓方法
四、联合开拓法
由两种或两种以上主要开拓巷道来开拓一个矿床 的方法称为联合开拓法。其实质是因矿床深部开采或 矿体深部产状(尤其是倾角)发生变化而采用的两种 以上单一开拓法的联合使用,即矿床上部用一种主要 开拓巷道,而深部用另一种主要开拓巷道补充开拓, 成为一个统一的开拓系统。
由于地形条件、矿床赋存情况、埋藏深度等情况 的多变性,联合开拓法所包括的方案很多。
地下开采基本概念
矿物、矿石、矿体、矿床、围岩、夹石、 废石
矿石品位的概念、边界品位、最低工业 品位
硬度、坚固性、稳固性、碎胀性、结块 性、氧化性、自燃性及含水性等
地下开采
井田、矿田和矿区
露天转地下开采覆盖层界面移动规律初步分析
的现实意义 。
2 在高饱和度下基质吸力随含水量 变化的变化 幅度很小 , ) 在
迅速。 参考文献 :
符, 参数 b 反映曲线变化的陡缓 , 参数 C 及后续高次项 系数反 映曲 低饱 和度下基 质吸力 随饱 和度 的增大而缓慢 减小 , 中间段变化 在
4 结 语
1 H拉哈 尔佐. 非饱 和 土土力 学 [ . M] 陈仲 通过对非饱 和土开展 三轴试验 , 并据此对 土水特性 及试样 重 [ ] D G弗雷德 隆德 , 颐, 北京 : 译. 中国建筑工业 出版社 ,97 19 . 塑对基质 吸力 的影 响进行 分析研究 , 得到 以下结论 :
Ab t a t h a e n e a e h r x a e t n t eu s tr td s i i u y n ra w t mp o e n au a e olt a i p a a u ,a d sr c :T e p p ru d  ̄ k s t e t a ilts h n au ae ol n L o a g ae i i r v d u s t rt d s i f xa a p r t s n i o h i l u d r k s t e a ay i a d r s ac n t e if e c e s i a d wae h r ce si n p cme e o sr ci n o t c s cin n e t e h n l ss n e e r h o n l n e o t ol n t rc a a t r t a d s e i n r c n tu t n mar u to a h u f h i c o i
摘
要: 针对露天矿 山转为地下开采亟待解决 的覆盖层 问题 , 通过 实验模型 , 进行相似材 料的模拟 , 求得 覆盖层界 面移动 曲线 , 从
露天采矿第12章__露天转地下开采
根据开拓和采矿在工艺上互相联系程度的不同,可把露 天与地下联合开采的矿山分为三种类型:
1)紧密联系
露天与地下在开拓和开采工艺上相互紧密联系。例如露 天与地下的矿岩都通过地下井巷运出,这种情况下1< Ks<2 。
12.2 露天转地下开拓系统
因为露天开拓系统已先期形成,露天转地下开采 的开拓系统主要指地下开拓系统。应当强凋的是, 在设计地下开拓系统时,应尽可能地利用或结合 露天开拓系统,以减少投资。
根据露天和地下采矿工艺联系紧密程度的不同, 露天转地下开拓系统可分为: 露天和地下独立开拓系统 局部联合开拓系统 联合开拓系统三种类型。
开采矿床。
12.1.3矿床联合开采的特点
无论是露天开采或地下开采,都具有其独特的工艺 特点。当矿床适合于采用露天和地下联合开采时, 就应该充分利用这些工艺特点,以提高露天和地下 开采的技术经济指标。
联合开采工艺系统的核心是在开采工作按一定顺序 进行时,必须尽量考虑矿床的特点,选择露天和地 下井田的联合开拓系统,露天和地下相互联系的开 采工艺系统,共用地面辅助生产设施和生活福利设 施,以提高矿山的经济效益。
当露天矿采用地下运输的联合开拓系统时,在露
天坑内设立破碎站,减小矿岩块度,可有效地控 制井巷断面尺寸。4m3斗容电铲装载矿岩的最大块 度为 1.0~1.2m,而目前国产坑内用矿车的容许矿 岩块度一般小于0.7m,竖井翻转式箕斗和底卸式 箕斗的容许块度分别小于0.35m和0.25m,斜井箕 斗容许块度小于0.65m,斜井胶带运输机块度挖 制在0.25~0.3m以内。如果不设立露天采场破碎
时的时间间结t合s与系矿数床K开t表采示的,总它时是间露T之天比和,地即下K同t=时ts/生T。产
露天采矿课程设计计算说明书
1. 总论1.1 课程设计概述1.1.1 课程设计题目露天矿开采境界设计1.1.2 设计初始条件1. 最终台阶高10m,最终台阶坡面角65°,露天矿采矿场最小底宽16m,最终边帮角51°,经济合理剥采比6m³/ m³。
2. 开拓运输道路采用Ⅲ级矿山公路,道路路基宽度8m。
1.1.3 要求完成的主要任务1. 设计任务:确定露天矿开采境界深度,底部位置及周界,确定露天采场最终边帮结构,并绘制开采境界平面图,露天矿开拓运输道路定线,绘制露天矿开采终了平面图,绘制露天矿开采境界横纵面图,编写课程设计计算说明书。
2. 设计成果:课程设计计算说明书一份,相似形开采境界设计横断面图(4#图纸3张),开采境界深度设计计算横断面图、纵断面图(4#图纸3张,3#图纸1张),露天矿开采境界平面图(3#图纸一张),露天矿开采终了平面图(3#图纸一张),露天矿开采境界断面图(4#图纸3张),露天矿开采境界纵断面图(3#图纸一张)1.2 设计依据和技术经济原则1.2.1 设计依据⑴课程设计任务书⑵矿床地质资料a. 地质地形(平面)图1张(3#图纸)b. 地质横断面图3张(4#图纸)1.2.2 设计技术经济原则⑴露天矿开采境界按境界剥采比不大于经济合理剥采比的准则设计⑵露天矿采用公路运输开拓,开拓系统路线按Ⅲ级矿用运输公路设计1.3 设计方案和设计内容简述设计方案:矿床拟用露天开采,绘定其1:1000的地址剖面图三张及相应矿区地形图一张,设台阶高度为10m,从+900往上、下划分,露天采场最小底宽16m,采用汽车运输,路基宽8m,最小转弯半径15m,连接平台40m,限制坡度10%,最终的台阶坡面角65°,稳定的最终帮坡角小于等于51°,经济合理剥采比6m³/ m³设计内容:1. 用横坡面面积比法计算各水平境界剥采比,绘成曲线,按n<n的原则分别确定三个横剖面的合理开采深度;2. 纵剖面上调整露天矿底平面标高;3. 绘制露天矿底部周界。
露天转地下开采下矿山边坡稳定性难点解析
露天转地下开采下矿山边坡稳定性难点解析摘要:目前,我国露天开采的矿山普遍面临一个共同的问题,即随着露天开采的延深,剥离费用会不断增加,所形成的高陡边坡将给矿山安全带来严重威胁,从而造成采矿成本不断增加,从安全和经济方面考虑,这些矿山需从目前的露天开采转为最终的地下开采。
矿山由露天转地下开采后,边坡及坑底周围岩体与地下开采组成一个复合动态变化体系,其变形和力学行为极为复杂,局部呈现出典型的非线性特征。
关键词:露天转地下;采动响应;动态演化特征;力学分析模型;形态方程引言:“十二五”末期以来,我国露天矿主产区的露天矿山均进入深凹露天开采阶段,部分矿区甚至已经转入地下开采阶段。
特别是重要经济区、生态功能区、重点流域的连续层状矿床,呈缓倾斜、薄至中厚、软夹层的赋存状态。
由于其成矿年代久远、历经多次地质构造与浅部露天采矿作业扰动,局部呈现典型的松散体特征,矿体顶板与围岩节理、裂隙发育,属于典型的不稳定岩体类型。
其矿山由露天转入地下开采后,矿体上盘附近还矗立有露天开采形成的层状高陡岩质边坡,该类型露天边坡的存在对地下开采工程产生重要影响。
因此,现阶段需通过现场调研、相似材料模拟试验、数值模拟试验和理论研究,对复杂地质赋存条件下矿床露天转房柱法地下开采后,地下开采与边坡耦合作用下体响应的演化特征及其动态效应进行系统深入研究,以揭示露天层状高陡岩质边坡与地下采场围岩及其上覆岩体的非线性变形机制与动态失稳机理。
相关成果对我国复杂地质赋存条件下矿山露天转地下后地压管理与控制及露天边坡的安全维护具有重要的学术意义和实际应用价值。
1.露天转地下开采的特点自上世纪50年代以来,全世界现已建有有色金属、钢铁、煤炭、黄金、化工等各类露天矿山1500余座。
按矿山当前生产能力计算,露天开采在各类非能源固态矿床开发中所占的比重约为:有色金属矿50%,铁矿87%,化工原料矿71%,建材矿山近100%。
经过几十年持续高强度的开采,绝大多数露天矿山已经进入深凹露天开采阶段,大部分矿山正在或者已经转入地下开采。
露天采矿习题集附答案
课后习题集1 露天开采的基本概念(1)什么叫露天开采?什么样的矿床适合用露天开采? 露天开采和地下开采相有什么优缺点?(2)简述我国露天开采发呈现状及前景。
(3)什么叫露天矿、露天采场?划分山坡露天矿和凹陷露天矿的依据是什么?(4)说明封闭圈、台阶、采掘带、采区的概念。
(5)画图表示台阶及其构成要素。
(6)简述工作帮和非工作帮的概念。
(7)简述平安平台、运输平台、清扫平台的概念及其在露天开采中所起的作用。
(8)什么叫剥采比?(9)简述露天矿的建设程序?(10)露天矿的开采步聚有哪些?2 矿岩松碎工作(1)矿岩松碎的方法有哪些?简述各种方法的适用条件。
(2)简述露天矿的主要穿孔设备,针对不同生产规模的矿山,怎么进行设备选型及数量计算?(3)露天开采中常运用的爆破作业方法有哪几种?在露天矿的生产过程中各起什么作用?(4)简述露天矿深孔爆破参数有哪些?(5)简述微差爆破和挤压爆破的优点及技术要点。
(6)简述露天矿靠近边坡的爆破工作常用的方法与技术要点。
(7)简述矿床露天开采对爆破工作的基本要求。
3 采装工作(1)简述单斗挖掘机的工作参数。
(2)单斗挖掘机采掘带宽度如何确定?(3)单斗挖掘机如何选择和计算?4 露天矿运输(1)简述露天矿运输的基本特点。
(2)简述露天矿常用的运输方式及各种运输方式的适用条件。
(3)简述各种运输方式的特点。
5 排岩工作(1)选择废石场应遵循哪些原则?(2)简述目前露天矿常用的排岩工艺与各自的特点。
(3)露天矿为什么要对土地进行复垦?土地复垦的基本步骤和要求是什么?6 露天开采境界(1)什么叫露天开采境界?影响露天开采境界的因素有哪些?(2)露天开采境界组成要素有哪些?(3)什么是剥采比?常用的剥采比有哪些形式?(4)如何用产品成本比较法确定经济合理剥采比?(5)确定经济合理剥采比有哪些方法?适用条件如何?(6)何为长露天矿?如何确定长露天矿境界剥采比?(7)何为短露天矿?如何计算短露天矿境界剥采比?(8)简述确定露天矿开采境界的方法和步骤。
露天转地下开采对矿岩稳定性影响的研究
1 . 露天转地下矿产开采的特点 矿体延 伸较深 、 覆盖 层不厚 、 有 较多 的中厚 和厚 大的斜 坡式矿床 , 这 些都是 矿区的基本特点。 而露天开采具有投产快、 初期的矿区建设投资少、 成本低, 矿 产质量优质等特点, 但是随着开采深度的不断延伸, 这些矿区普遍呈现出由露 天开采过渡到地下开采的趋势, 最终矿区的开采就转变成全地下式的开采。 因 此, 在前期露天开采期间就要对矿区进行全面的分析, 设计出适合由露天转变 为地下的采矿方式, 对露天和地下开采采取科学、 合理、 统一完整的规划 , 在后 期的 开拓规划 中要 充分考 虑到地 下巷道 的利用 , 要尽 可能 的结合露 天开采 的工 程和 设备 , 保 证露 天 采矿安 全稳 定的过 渡 到地下 开采 , 保 证矿 区的矿 产产 量和 质量 , 提 高矿产开 采 的效率 。 我国矿 区藤 天转地 下开采 的特点 多表现为 : 一是由 露天 转地 下的开 采 过渡期 长 、 需要 足够 的技 术保 障 , 二 是 的矿 区地形 地质普 遍 复杂 , 需 要多 方研究 , 三 是在 过渡 期 间露天开 采 与地下 开 采的工程 要 有机 的统 结合起来 ; 四是矿区的水质涌水量大, 排水防洪措施需要周密安排[ 1 ] 。 北衙铁 金矿矿 体呈多 层缓倾 斜至倾 斜产 出 , 属于 露天 转地下 矿 山, 其边 坡特别 高陡 , 地 势属 西高 东低 , 地 质 条件 复杂 , 转 地下 开 采技术 难度 高 。 2 . 云南冀 金 集团 北衙 铁金矿 的 露天 转地 下开 采 2 . 1 云南黄 金集 团北 衙铁 金矿矿 区 的现状 矿 区位于 滇西北 鹤庆 县城南 部1 7 2 。 方向, 平距 4 7 . 5 k m, 隶 属大理 白族 自治
的 矿产 需求 量 。
桑园铁矿露天转地下开采方法的选择
桑园铁矿露天转地下开采方法的选择徐兴华【摘要】露天转地采矿山一般选用基建周期短和采矿成本低的地下采矿方法,如崩落法.然而,随着环保和土地保护的要求,矿山的开采一般不允许产生新的地表塌陷,转而采用充填法,对露天转地下矿山过渡时期的经营不利产生不利影响.由于露天开采已经对露天境界内地表造成了破坏,允许二次破坏,桑园铁矿提出了上部采用崩落法,下部采用充填法技术方案.为此,采用工程类比法和Laubscher法初步选定崩落法开采的高度,采用离散元的数值计算方法,开展了崩落采矿高度和碎石覆盖层厚度联合选择研究,最终确定崩落法采矿的深度为108m、碎石覆盖层的厚度为40m.经济分析表明,桑园铁矿采用上部崩落法下部充填法联合开采,不仅可推迟充填站建设时间,而且节省约1亿元采矿成本.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P21-25)【关键词】露天转地下;崩落法;充填法;碎石覆盖层;联合开采【作者】徐兴华【作者单位】北京建昌矿业有限责任公司,北京密云101504【正文语种】中文【中图分类】TU804对于地表浅部的矿体,当矿床赋存条件对开采方式不限时,应首先采用露天开采[1]。
这主要因为露天开采相对于地下开采有着较多的优点,如建设投产快、矿石产量高、劳动效率高、开采成本低、矿石贫化损失低、劳动条件好且作业安全等。
但随着露天开采的深度增大,剥采比也逐渐加大,因此,当达到一定的深度时,露天开采将不再有利。
当矿体从地表延伸较深时,矿山必然存在露天转地下开采这一过渡时期。
随着露天矿山产量的逐渐下降,生产能力的衔接等问题直接影响整个矿山的正常生产[2]。
因此,很多矿山在寻求露天边缘矿的同时[3],也在提前加快地下开采的基建进度。
目前露天转地下矿山的开采方式主要有3类[4]:第一类是空场法,主要有房柱法、留矿法等;第二类是崩落采矿法,包括分段崩落法和阶段崩落法;第三类是联合采矿法,其实质就是房柱法和崩落法的相结合的方法。
某金矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究
某金矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究
梁源贵;周宗红;侯廷凯;黄耀春
【期刊名称】《黄金》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】某金矿自标高1 385 m以下将由露天开采转为地下开采,拟采用上向进路充填采矿法进行开采,为了避免露天与地下同时开采造成的相互影响,实现矿山生产的平稳过渡,对境界顶柱的合理厚度进行了研究。
在相关室内试验的基础上,应用K.B.鲁别涅依特公式、“三带”理论和工程类比法计算出境界顶柱的合理厚度取值范围;采用Flac^(3D)软件对不同境界顶柱厚度进行数值模拟,确定该矿山露天转地下开采境界顶柱的合理厚度。
结果表明:矿山原生矿和氧化矿区域进行地下开采时需分别留设20 m和25 m的境界顶柱厚度,此时地下开采对露天边坡的影响最小且采场整体趋于稳定,能满足矿山安全生产的要求。
研究结果可为矿山设计提供理论依据。
【总页数】6页(P19-24)
【作者】梁源贵;周宗红;侯廷凯;黄耀春
【作者单位】鹤庆北衙矿业有限公司;昆明理工大学国土资源工程学院;云南地矿建设工程有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD852
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露天转地下采矿方法的研究
露天转地下采矿方法的研究近些年,随着经济的快速发展,对于各种金属矿山的过渡开采,已经造成了我国国内现有的资源逐渐的枯竭,尤其浅层资源已经没有了可以开采的地方。
我们对金属矿业的开采已经逐步转向地下开采时期,但是如何度过这个过度时期,对于我们选择的开采方式是非常严峻的考验。
由露天转向地下开采是将露天开采和地下开采两种方式结合到一起的一种综合型的开采技术,不论对于人员开采的技术,还是对于开采设备的要求,都是一个考验。
在本文的研究中,主要是以石人沟为案例,来研究由露天转向地下开采的方法,根据现有的采矿方法及原理,选择比较合理的开采方案,既要保证金属矿业资源的可持续开采,同时还要保证开采的安全性。
标签:露天开采地下开采方法研究近些年,随着经济的快速发展,对于各种金属矿山的过渡开采,已经造成了我国国内现有的资源逐渐的枯竭,尤其浅层资源已经没有了可以开采的地方。
我们对金属矿业的开采已经逐步转向地下开采时期,但是如何度过这个过度时期,对于我们选择的开采方式是非常严峻的考验。
由露天转向地下开采是将露天开采和地下开采两种方式结合到一起的一种综合型的开采技术,不论对于人员开采的技术,还是对于开采设备的要求,都是一个考验。
在本文的研究中,主要是以石人沟为案例,来研究由露天转向地下开采的方法,根据现有的采矿方法及原理,利用层次分析和模糊数学模型结合的方法,进行综合性评价比较,选择比较合理的开采方案,既要保证金属矿业资源的可持续开采,同时还要保证开采的安全性。
1综合评价方法由以往的数据显示,露天转地下的开采方法要考虑到多种因素、指标、目标及层次,这是一个综合性的过程,也是一个比较复杂的工程,如果地质资料出现误差或者其他的指标具有不确定性,那么对于开采的过程会带来很多的安全隐患。
目前有很多的系统中都有数学的应用,在本次研究中主要以石人沟为例,来研究露天转地下开采方式。
本次研究所选择的方法为层次分析和模糊数学模型结合,应用到开采方法中,建立相关的综合评价模型,客观的对各因素进行层次分析,然后利用模糊数学理论进行综合型的评价,最终选择合适的开采方法。
《露天转地下开采》课件
02
露天转地下开采的工艺流 程
露天转地下开采的工艺流程
露天开采
在矿床的露头处进行剥离和采矿,将矿 石运至地面处理设施。
地下开采准备
建设竖井、斜井或平硐等地下开采设施 ,进行开拓、采准和切割工作。
地下开采
通过开拓和采准巷道,将矿石运至采场 ,进行回采和出矿。
矿石运输与处理
将矿石通过运输设备运至地面处理设施 ,进行选矿和冶炼等处理。
03
露天转地下开采的设备与 技术
露天转地下开采的主要设备
01
露天采矿设备
包括挖掘机、装载机、运输车 辆等,用于露天矿山的剥离和
采矿作业。
02
地下采矿设备
包括凿岩台车、装药台车、运矿 车辆等,用于地下矿山的采矿和
运输作业。
露天转地下开采的辅助设备
01
02
03
通风设备
用于向地下矿井输送新鲜 空气,排除有害气体和粉 尘。
排水设备
用于将地下矿井的水排出 ,保持矿井干燥。
供电设备
为露天和地下采矿设备提 供电力支持。
露天转地下开采的技术要求
03
安全技术要求
采矿技术要求
环境技术要求
确保采矿作业的安全,采取必要的安全措 施,如设置安全网、安装安全警示标志等 。
根据矿山的实际情况,选择合适的采矿方 法和工艺,提高采矿效率。
采取环境保护措施,减少采矿对环境的影 响,如减少废水和废气的排放等。
露天转地下开采可以降低生产 安全风险,提高生产安全性。
露天转地下开采的历史与发展
历史
露天转地下开采方法起源于20世 纪初,随着采矿技术的发展和矿 产资源的枯竭,该方法逐渐得到 广泛应用。
发展
露天转地下开采技术
技术市场一、露天转地下开采的特点露天转地下开采的矿山通常是矿体延伸较深、覆盖层不厚、多为中厚或厚大的急倾斜矿床,由于这类矿床初期采用露天开采,具有投产快、初期建设投资少、贫损指标优等优点,但当露天开采不断延伸后,这些矿山逐步由露天开采向地下开采过渡最终全面转向地下开采。
因此,要求露天转地下开采的矿山,在进行露天转地下开采的设计时,应统一全面规划,既要考虑地下巷道的利用,同时在向地下开采过渡时,地下开采也应尽可能利用露天开采的相关工程和设施等有利因素,使矿山产量和经济效益保持稳定。
露天转地下开采的矿山,整个矿山的开采期一般要经过露天开采期、露天与地下联合开采的过渡期和地下开采期三个阶段,在考虑露天转地下开采的开采工艺及工程布置时,必须研究与矿山矿床赋存条件及开采技术条件相适应的开采强度和生产能力,以求获得经济效益的最大化,使矿山的基建投资减少25%~50%,生产成本降低25%左右。
露天转地下开采有如下几个特点:1.过渡期长,补勘、规划和技术攻关须先行。
一般露天转地下开采的矿山的交替时间称为露天转地下开采的过渡期。
在过渡时期内,露天与地下开采是同时进行的。
因此,要做到地质勘探工作先行,总体规划工作先行,转地下开采技术难题先行。
2.地压复杂,专题研究须展开。
在露天转地下开采的条件下,形成了一个露天开采、境界矿柱和挂帮矿开采、主矿体地下开采的统一采空区,而且其形状十分复杂。
通过有限元的方法找出应力分布规律,位移容易发生的区段,采动对边坡稳定的影响等。
有条件还可以进行露天坑底回填岩石附加压载对边坡及坑底应力分布产生有利的影响,地下开采顺序优化等的计算研究工作。
3.露采工程与地采工程须有机地结合。
凡是露天转地下开采的矿山,在进行露采和地采设计时,应相互利用露天和地下开采各自的特点,使露采工程和地采工程有机地结合,相互利用。
主要工程有开拓工程、排水工程、工业场地和废石场。
4.涌水量大,防洪排水措施须周密。
露天转地下开采的上部为一残存的露天深凹盆地,汇水面积达数十万平方米,露天降雨径流直接影响地下排水,给地下生产造成危害。
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于露0天。和因地为下在采露矿天工结作束顺和序地进下行开.始K阶t值段等,于可0以或利接用近 联合开采的工艺特点,例如露天矿下部几个台阶 的矿岩可以通过地下开拓巷道运出,可以利用地 下崩落区堆放露天剥离的废石等.所以也属于联 合采矿。此外,露天和地下过渡的时间一般都不 少于3~5年,所以通常Kt≠0。
12.2.1露天和地下独立开拓系统
在深部矿体储量大、服务时间长,或在露天开采深 度大,露天采场底平面狭窄,采场边坡稳定性差, 难以保证井巷工程出口安全的情况下,地下开拓工 程一般布置在露天采场之外,成为独立的开拓系统。 它具有两套生产系统,相互干扰小,露天开采结束 后无须继续维护边坡等优点。缺点是两套开拓系统 的基建(含设备)投资大,基建时间长。
2)中等联系
在开拓和开采工艺上只有部分区段是相互联系的。例如 露天矿的部分矿石是通过井下巷道运出,或者地下部分 矿<石Kt通<过1 露。天运输系统运出,这类矿山多数是Ks<1和0
3)间接联系
露天和地下生产没有直接联系。例如露天只是利用地下 巷道作为矿床的疏干、通风和探矿等,但在矿山的服务 性与辅助生产设施方面仍有密切的联系。
对于急倾斜中厚以上的矿体,当矿体延深较大而 覆盖层较薄时,矿体的上部通常首先采用露天开 采,然后对矿床的下部采用地下开采,整个开采 过程称为露天转地下开采。
在露天开采转为地下开采的过渡期,矿山由单一 的露天开采转为露天与地下开采同时作业,必须 充分采用各种技术与组织措施,减小过渡期对生 产效率(一般下降15%~25%)的影响。当露天 矿生产进入减产期后,地下开采系统应当基本形 成,并逐步承担露天矿减产部分的生产能力,使 矿山产量基本保持稳定。
时的时间间结t合s与系矿数床K开t表采示的,总它时是间露T之天比和,地即下K同t=时ts/生T。产
根据露天与地下采矿工作在时间上的结合程度, 联合开采可分为三类:
①露天与地下采矿工作同时进行
露天和地下的采矿工作自始至终是同时进行的, 此时Kt=1。
②采矿工作部分同时进行
露天和地下的采矿工作中有一项先开始,然后同 时进行,0< Kt <1。
技术上可行的联合开采工艺系统有:
①露天与地下联合使用地下巷道系统;
②露天矿利用地下巷道系统;
③地下矿石经露天运出;
④露天废石排入地下开采崩落区;
⑤各自独立的运输系统;
⑥用露天钻机回采露天坑底和边帮的矿石等。
近几十年来,露天转地下开采在国内外矿山得 到了广泛的应用。对于这类矿山,为了保持矿山 产量的平衡,当露天开采向地下开采过渡时,在 一段时间内露天与地下需同时进行开采作业,这 是这类开采法最复杂与最核心的技术问题,这与 露天与地下同时联合开采的基本条件是大致相同 的。地下转露天开采只是在特殊条件下偶然使用。 因此,本章主要论述露天转地下开采。
开采矿床。
12.1.3矿床联合开采的特点
无论是露天开采或地下开采,都具有其独特的工艺 特点。当矿床适合于采用露天和地下联合开采时, 就应该充分利用这些工艺特点,以提高露天和地下 开采的技术经济指标。
联合开采工艺系统的核心是在开采工作按一定顺序 进行时,必须尽量考虑矿床的特点,选择露天和地 下井田的联合开拓系统,露天和地下相互联系的开 采工艺系统,共用地面辅助生产设施和生活福利设 施,以提高矿山的经济效益。
露天采矿学
第12章 露天转地下开采
12.1 概述
露天与地下联合开采是指在同一矿体范围内,既 有露天开采又有地下开采。
12.1.l 露天与地下联合开采分类的依据 露天与地下联合开采是根据采矿工作在时间和空
间上不同的结合方式来分类的。 1)时间上的结合 露天和地下采矿工作在时间上的结合程度可以用
②露天和地下开采在水平面上独立进行
如(上S图0 +(Sbu))所/ 示Su,这1种。情在况露下天K和s 地= S下s /开S采a K的。交= 界处,相互影响是很大的,整个矿床的开拓、采 准、疏干、通风和其他工艺都可能有密切的联系。
③露天和地下开采在水平面和垂直面上同时进行
如上图(C)所示,在矿床的部分区段两种开采 工作在水平面上和垂直面上同时进行,此时1<Ks <2。两种采矿工作之间可能出现比较复杂的相互 影响与联系。
按露天和地下采矿工作在空间上的结合程度,联合 开采可分为三类;
①露天和地下开采在垂直面上在矿床全面积上进行
如下图a所示,此时露天开采面积S0等于地下开采面 积结S合u,系它数们Ks又=2都,为等最于大矿值床。开这采种总情面况积给Sa露。天因和此地,下空的间 开拓系统和采矿1.2露天与地下联合开采的分类
根据露天和地下开采在时间上和空间上结合方式 的不同,通常把联合开采分为:
1)露天与地下同时联合开采 从设计开始就安排露天和地下同时开采。 2)露天转地下开采 先用露天方法开采矿床的上部,然后过渡到用地
下方法开采矿床的下部. 3)地下转露天开采 先用地下方法开采矿床,然后过渡到用露天方法
12.2 露天转地下开拓系统
因为露天开拓系统已先期形成,露天转地下开采 的开拓系统主要指地下开拓系统。应当强凋的是, 在设计地下开拓系统时,应尽可能地利用或结合 露天开拓系统,以减少投资。
根据露天和地下采矿工艺联系紧密程度的不同, 露天转地下开拓系统可分为: 露天和地下独立开拓系统 局部联合开拓系统 联合开拓系统三种类型。
2)空间上的结合
采表矿示工.作 它在 是空 露间 天上和的地结下合同程时度开用采空的间矿结床合总系面数积KSss 与矿床开采总面积Sa之比,即Ks = Ss / Sa 。
下图中l0和lu分别为露天边界内和地下井田内矿床的 平均长度。假设矿床沿走向全长的厚度相同,那么Ks 就等于露天与地下同时开采的总长度与矿床总长度 之比。
露天和地下联合开拓的主要特点是最大限度地赋予 地下巷道多种用途。深部露天矿开采的趋势是广泛 利用地下巷道进行运输。
根据开拓和采矿在工艺上互相联系程度的不同,可把露 天与地下联合开采的矿山分为三种类型:
1)紧密联系
露天与地下在开拓和开采工艺上相互紧密联系。例如露 天与地下的矿岩都通过地下井巷运出,这种情况下1< Ks<2 。