露天转地下开采的现状及关键技术探讨

露天转地下开采的现状及关键技术探讨

摘要：露天转地下开采在矿业市场是广泛存在的问题，也是矿业市场长足发展而需要解决的问题。本文综述了国内外露天转地下开采技术的发展现状，分析了露天转地下开采的特点及关键技术，为工程实践提供参考。

关键词：露天转地下开采关键技术

一、国内技术发展现状

国内露天转地下开采的矿山有江苏的凤凰山铁矿、安徽的铜官山铜矿、湖北的红安萤石矿、甘肃的白银折腰铜矿、江西的良山铁矿、浙江的漓渚铁矿和山东的金岭铁矿等。30多年来，国内露天转地下开采的矿山虽然不多，但是通过试验和研究也积累了很多宝贵的经验，为进一步研究适合我国露天转地下开采的方法和手段创造了条件。针对国内露天转地下开采的技术要求及今后的发展趋势进行了理论研究，如马鞍山矿山研究院利用技术创新资金，研究了露天与地下联合开采的工艺技术，它包括联合穿爆地下出矿采矿工艺、露天漏斗法采矿工艺、地下穿爆露天出矿工艺等，同时也研究了露天与地下联合开采的关键技术，为国内露天转地下开采的矿山提供了理论准备。

二、露天转地下开采的特点

露天转地下开采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，由于这类矿床采用露天开采后，具有投产快、初期建设投资少、贫损指标优等优点，早期一般采用露天开采

方式进行采矿，但当露天开采不断延深后，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没计时，对前(露天)后(地下)期开采应统一全面规划，露天开采后期的开拓系统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，使露天开采平稳地过渡到地下开采，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，在这三个阶段中，矿山的开采强度和矿山企业的生产能力是各不相同的，因此，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。国内外露天转地下开采矿山的经验表明，当矿山充分利用了露天与地下开采的有利工艺特点时，统筹规划露天与地下开采的工程布置，可以使矿山的基建投资减少25％-50％，生产成本降低25％左右。

三、地下转露采后的主要安全隐患

(1)地下复杂空区引起的塌陷。矿山开采初期，由于规划设计不到位，采挖作业的随意性，生产中基本上采用原地质部门的探矿巷道布置采矿工作面，方法不规则，多中段同时作业，回采顺序不明确。采富弃贫现象严重。矿山建设发展后，产量与日俱增，使大量的开采空区集中在670m至880m中段4-5勘探线间。这些空区，除

具有形状各异平面投影千疮百孔呈蜂窝的复杂性外，还有圈界不清轮廓资料不全的特定性。露采区范围内的作业工作平台下赋存约235万m3的采空区，因其顶板失稳冒落引起的塌陷将给露采生产造成了重大的安全隐患。

(2)露天爆破中的雷电干扰。紫金山金矿露采矿区山坡陡峻，海拔较高。目前的最上生产平台1050m，加上春夏季节的雨水雷电，对爆破中实施电雷管起爆网络的安全作业十分不利。2007年4月后，针对露采生产中的穿孔爆破单个台阶爆破一次使用电雷管40-120发，炸药量在1.8-7t的量大特点，终止了使用电力起爆法。从根本措施上消除了爆破中的潜在隐患。

(3)运输条件影响。紫金山矿区的地形地貌特点，产生了东西采区接合部高差悬殊的情况。由于东西两采区同时开采，多台阶，多工作帮的生产形式，使高低台阶的高差358m左右，加上地形条件的限制。运输道路坡陡面狭，曲率半径小，不少作业平台宽度达不到安全技术要求。这样一来，重车下坡与转弯都极不安全。如果在春冬季节的雾气天气里，能见度低的情况下，给运输安全带来的隐患会更加严重。另外，各生产工程公司的运矿车辆仍部分是外聘来的，自身安全程度较低，也是一种隐患因素。

四、地下转露采的关键安全技术

(1)地下转露采前夕的大面积空区处理。例如紫金山金矿2006年全面实现地下转露天开采过渡。为了有效地控制大面积岩移。消除或减少地采空区对露采的危害，根据空区状况分析。于2006年8

月-2008年1月，先后实施3次以强制崩落技术手段、双层双侧硐室爆破方式配合、微差非电起爆技术为关键的地下采空区处理。取得了成功经验和良好效果。

地下采空区经过大爆破处理后，采用经纬仪实测确认，地表岩移范围达到34390m2，岩移的垂直幅度近200m，在1+1号勘探线剖面上，位于上盘岩移角为70。和下盘岩移角为50度的移动盆地内，采空区得到良好充填，预计消除密集带空区达80万m3以上。(2)结合露采生产穿爆进行空区处理。根据地采空区赋存的规模大小及其状态，岩性条件，顶板高度等具体情况，选用生产穿爆崩落空区顶板或侧向水平(倾斜)钻孔爆破或vcr法拉槽等方法处理空区，可达到消除隐患的目的。

(3)建立岩体稳定性观(监)测网络。长期开展地采空区和台阶体的稳定性观(监)测工作。采用精度较高的仪器仪表，经济有效的宏观观测和简单易行的巡视观测手段以及岩移观测技术等，观(监)测预报生产工作面移动推进的围岩性态变化，为台阶体的稳定控制和安全有效的生产工艺方法决策提供依据。通过观(监)测，及时发现地面陷塌，台阶开裂等破坏现象，起到安全预报和防灾减害的作用，(4)露采爆破实行非电起爆系统。根据露采作业的环境和气候条件，矿山决定露采生产全面推行非电起爆系统(导爆管1ms雷管)。为做好及时衔接准备确保生产安全与稳定，实行了有关人员技术培训上岗操作的规定与要求。使非电系统的应用获得成功。

(5)强化车辆的技术检验管理。针对工程公司车辆构成的特殊情

况，消除事故隐患，采用了事故从源头抓起的车辆技术检验管理办法。经过对车辆严把质量关，对达不到安全技术要求车辆采取清退措施，使运矿车辆的安全状况明显好转。

露天转地下开采的矿山逐步增加，由于天赋资源条件千差万别，必须有针对性地分析每座露天转地下开采矿山的现状和特点，制定相应的转换接替措施。本文所涉及的几个问题具有一定的普遍性，难免挂一漏万，愿与同行商榷。