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。

露天转地下的开采主要的方法有崩落法、充填法以及空场法，在石人沟铁矿中主要选择的方法有四种，分别是分段凿岩法、分段崩落法、分段充填法及水平分层充填法。现按照综合评定指标对每种方法进行综合评价，具体数据见表1。

由以上表格中的数据，进行综合型的比较分析，可以看到，最佳方案为分段充填法，在四种方案中，崩落法比空场法及充填法具有的劣势要多，四种方法从优到劣依次为分段充填法、分段岩凿法、水平分层充填法、分段崩落法。所以选用分段充填法是最优的采矿方法。

2实例分析

石人沟铁矿是在1975年建成并投入生产的，矿床为南北走向，大约长为2.7km，经过数十年的开采，到2005年底为止，此矿山的露天开采已经基本完成。露天转地下的开采工程一期工业的储备量大约为2834万吨，本工程在2001年开始。二期工程设计为全程1.2km，工业储备量大约为600万吨，在2003年开始建设施工，在第三年可以达到预计的生产能力。最后三期工程在2005年开始建设施工，在2008年底结束建设。通过以上三个工期的建设，石人沟矿山就可以完成有露天转地下的的开采设计目标，最终完成平稳过渡。

在本次研究中，我们选择的是石人沟为例，将分段充填法应用到这个案例中，将露天转地下的开采时间中。开采的工人在比较小的断面巷道中实行开采工作，这样可以保证工人的回采工作可以在安全的环境中进行性，由于回采的强度增大，在一个开采场所内，工作的区域比较大，所以，在利用这种开采方式时，开采的场地可以相应的减少，以保证可以顺利完成开采工作。在开采过程中，由于是比较简单的循环性工作内容，所以一定要保证工作场所内的通风环境，具有良好的通风环境，也可以避免事故的发生。在开采中，对开采获得的矿石利用无轨设备运出，保证了生产量及运输量。另外，在开采后进行及时的充填，可以保证地质的地压，并且也提高了矿石的回收率，保证露天转地下开采的平稳过渡。

通过对石人沟矿山的实践分析，从而验证了我们选择的分段充填法的合理性及实用性，同时可以有效的降低开采中的开采成本，保证开采现场的安全有序生产，达到稳定过渡的目的。取得的各种技术指标也相对于其他的矿山要高，为其他的矿山开采提供了比较合理的范本。

3讨论

露天开采主要是由于矿体的覆盖层比较浅或者是基本已经漏出了地质表面，多数都是比较厚大的矿床，我国早期对矿山的勘探及开采技术都是比较落后的，所以对于并不适合露天开采的矿产，我国多数也采取了露天开采。相关统计结果显示，在我国的多数大中型矿山都是露天的，经过了几十年的开采，基本上已经没有了开采的价值。所以我国现在主要面临的问题是由露天开采转为地下开采，而如何进行地下开采则是我们急需要解决的问题。

在本次研究中，我们以石人沟矿山为案例，通过对12项指标的合理分析及综合评分，通过利用层次分析及数学模型来综合评定，判断四种开采方法的优劣，从而选择出比较合理的开采方案。通过本次的研究结果，可以看到，最佳方案为分段充填法，在四种方案中，崩落法比空场法及充填法具有的劣势要多，四种方法从优到劣依次为分段充填法、分段岩凿法、水平分层充填法、分段崩落法。所以选用分段充填法是最优的采矿方法。同时根据这个结果，我们也为其他的矿山开采提供了比较合理的依据及方法借鉴。同时我们通过层次分析及模糊数学模型建立对石人沟矿山的开采方法进行合理分析，避免了由于外界因素的影响而造成的开采困难，从数据分析的结果出发，避免了由于人的主观因素造成的决策性失误。这也为我们今后制定合理的开采方案提供了方法，遵照合理、科学、准确的

原则，做出符合实际的方法选择。

在本次研究中，我们虽然取得了一定的研究成果，但是我们同样也发现了很多问题需要我们改进及完善，例如：在对空间的结合程度进行综合评价时，由于矿床的平均厚度不能代替矿床的整体面积，所以评价的结果不能完全的反映出露天开采与地下开采在空间上的结合程度；在利用层次分析及模糊数学模型对开采方案进行分析时，主要选择的12项指标并不能完全代表所有的评价指标，对于有一些次要的指标我们没有进行综合性的评价，所以会对结果产生影响，造成本次研究的结果不能准确真实的反应出矿山的实际情况，这还需要我们在今后的研究工作中逐步改进与完善，争取找到合理的开采方式，完成矿山由露天开采向地下开采的转变。

参考文献

[1]杨力，王新民，赵建文，石人沟露天转地下采矿方法优化选择[J].金属矿山.2011.7（421），19-23.

[2]王新民，柯愈贤，张钦礼等，基于AHP-TOPSIS的露天转地下采矿方案优选[J].广西大学学报.2012.37（6），1273-1279.

[3]杨力，石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式研究[C].中南大学.2012.