金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采的研究現(xiàn)狀與措施

呂洪來

(唐山首鋼馬蘭莊鐵礦有限責(zé)任公司，河北 唐山 064413)

0 引 言

對于采用露天轉(zhuǎn)地下開采方式的金屬礦山，其特點是覆蓋層較薄、礦體的延伸較長、礦床一般比較傾斜。因為這類金屬礦山的礦場在開采初期使用露天開采具有投資少見效快的特點，因此在早期開采中采用露天開采方式，但是當(dāng)露天開采區(qū)域不斷的深入后，隨著露天采礦成本的增加，這些礦山就會逐步的轉(zhuǎn)為地下開采。因此這就要求露天轉(zhuǎn)地下開采的礦山，在進(jìn)行轉(zhuǎn)地下開采設(shè)計的時候，對露天和地下開采期進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，在過渡期需要充分的考慮到對地上公路的運用，并且要盡力的去運用露天開采過程當(dāng)中的設(shè)施，讓礦山的露天開采平穩(wěn)的過渡到地下開采，保證礦山的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

從當(dāng)前的情況來看，雖然我們國家對金屬礦山的采礦方面進(jìn)行了一定的研究，但是由于社會的高速發(fā)展以及市場需求的不斷變化，其取得的研究成果存在著一定的滯后性，很多情況下研究成果在未得到推廣就已經(jīng)被淘汰，所以不能夠很好的為礦山的開采提供有效的指導(dǎo)。而且隨著開采的不斷進(jìn)行，開采的深度和難度也會不斷的加大，這又對開采技術(shù)提出了更高的要求，因此在如此形勢之下，對采礦技術(shù)的深入研究非常的重要。對于金屬礦山來說，由于部分礦巖的受力性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)、形狀變化較大，若單一的采用一種采礦工藝進(jìn)行開采會提升安全風(fēng)險，并且造成了很大的資源浪費。所以在面對金屬礦山開采復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境時，需要采用多種開采工藝和技術(shù)，實現(xiàn)聯(lián)合采礦，運用這種方式提升采礦的效率。而且運用這種聯(lián)合采礦的方式，不但能夠發(fā)揮出面對不同礦產(chǎn)采集的優(yōu)勢，同時還能夠進(jìn)一步的提升采礦的安全性。

1 露天轉(zhuǎn)地下開采的相關(guān)問題

雖然現(xiàn)在我們國家采用露天轉(zhuǎn)地下開采的金屬礦數(shù)量不算太多，但是在開采的過程當(dāng)中也積累了一定的經(jīng)驗，為以后的研究也提供了相關(guān)的經(jīng)驗。通過分析國內(nèi)外露天轉(zhuǎn)地下開采金屬礦山的經(jīng)驗顯示，當(dāng)一個礦山露天轉(zhuǎn)地下開采時對露天開采工藝進(jìn)行充分的運用和布置，能夠讓金屬礦山的基礎(chǔ)建設(shè)投入資金降低百分之四十左右，而且能夠讓礦山的生產(chǎn)成本降低百分之二十五左右。所以本文主要是對金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和措施進(jìn)行研究，并且對露天轉(zhuǎn)地下開采的相關(guān)問題進(jìn)行了深入的探討。

在金屬礦山采用露天開采的時候，雖然能夠快速的實現(xiàn)投產(chǎn)并且生產(chǎn)成本較低，但是這種礦山會逐漸的過渡為半地下和全地下開采，所以露天轉(zhuǎn)地下開采方式，并不是直接的轉(zhuǎn)化，需要經(jīng)過一個露天與地下共存的過程。如果整個金屬礦區(qū)的規(guī)模比較大，就會很容易的造成礦體邊坡的變形、失穩(wěn)甚至破壞，通常的情況下按照各個工程的不同狀態(tài)，造成這種現(xiàn)象的原因可以分為露天開采造成的、露天和地下同時開采造成的、露天轉(zhuǎn)地下開采造成的。

不同的礦山，在采礦的過程當(dāng)中存在著很大的差異，因為我國很多礦體都是急傾斜的，當(dāng)達(dá)到一定的開采深度后，因為深度的或其他因素的影響，需要采用地下開采或者是陸井聯(lián)采。這種開采方式，在我國金屬礦中非常的常見，但是有些礦山，在露天開采階段配套工程是永久性建設(shè)的，一旦這些工程遭到破壞，那么就會帶來一定的安全隱患。

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 綜合選擇開采技術(shù)

在金屬礦山開采過程當(dāng)中，遵循的原則是境界剝采小于經(jīng)濟(jì)剝采。當(dāng)金屬礦不滿足露天開采要求時首先采用掛幫的地下開采方式，而后采用露天轉(zhuǎn)地下開采。而且礦山在運用露天轉(zhuǎn)地下開采方式時，應(yīng)當(dāng)有效的運用這兩種開采方式。所以對于符合露天轉(zhuǎn)地下開采要求的金屬礦，需要采用多種開采方式，綜合選擇開采技術(shù)。

2.2 對露天開采的邊坡進(jìn)行科學(xué)的管理

對邊坡進(jìn)行管理，屬于地質(zhì)學(xué)的范疇，因為邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)直接影響了露天采區(qū)的穩(wěn)定性。金屬礦山在露天轉(zhuǎn)地下階段，形成了露天和地下相互影響的應(yīng)力場，在一定的程度上降低了露天采場邊坡的穩(wěn)定性。因此為了保證邊坡的穩(wěn)定性，需要對其進(jìn)行精密的分析，找出邊坡受壓的變化特點，并且按照分析的結(jié)果提出針對性的措施，以此來提高金屬礦山開采區(qū)域邊坡的穩(wěn)定性。

2.3 對露天開采殘留邊角礦進(jìn)行有效的回收

現(xiàn)在，我國金屬礦區(qū)開采的條件比較復(fù)雜，同時，對于礦區(qū)露天開采范圍之外的無法回收礦體，便成為殘留的邊角礦，因此為了能夠?qū)@些礦石進(jìn)行回采，需要運用以下兩種方法：第一，應(yīng)當(dāng)采用聯(lián)合開采方式，對這些殘留的邊角礦進(jìn)行回采；第二，應(yīng)當(dāng)對礦體的下沉速度進(jìn)行深入的分析，對殘留的邊角礦進(jìn)行有效的回采。

2.4 對地下開采通風(fēng)及防洪排水設(shè)施進(jìn)行合理規(guī)劃

按照我國金屬礦床的特點，金屬礦進(jìn)行露天轉(zhuǎn)地下開采作業(yè)中，地下開采通風(fēng)系統(tǒng)與其它礦區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)區(qū)別不大，但是對地下開采進(jìn)行布置通風(fēng)系統(tǒng)的時候，需要充分的考慮到與地表相通這一影響因素。而且在對地下礦的開采過程中還需要有效的采取防洪排水措施，控制地下開采的涌水量。但是由于地下水量是由地下靜儲量和外部運動儲量決定。在這里靜儲量比較穩(wěn)定，但是外部運動出水量由于受到了降雨量的影響所以不太穩(wěn)定，因此應(yīng)當(dāng)對這部分的涌水量進(jìn)行有效控制，首先，需要在礦區(qū)周圍設(shè)置防洪截水溝，并配以科學(xué)合理的排水設(shè)施；其次，在露天境界處也應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的蓄水池和防洪排水系統(tǒng)，防止地表水匯入露天采坑。

2.5 對開采過程中出現(xiàn)地下空間進(jìn)行科學(xué)的處理

對金屬礦山運用露天轉(zhuǎn)地下開采方式的過程中，因為存在了地下采空區(qū)，因此礦區(qū)地壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致露天采區(qū)邊坡不夠穩(wěn)定。而且在采礦過程中，挖掘設(shè)備和工作人員在該區(qū)域進(jìn)行作業(yè)的時候，由于地下空區(qū)區(qū)域的不穩(wěn)定，經(jīng)常會出現(xiàn)重大的傷亡事故。對于上述問題，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取相關(guān)的措施予以應(yīng)對：①在露天轉(zhuǎn)地下開采交界區(qū)域，預(yù)留出安全礦柱區(qū)域；②對于礦區(qū)開采空區(qū)需要及時的做好回填的工作；③在作業(yè)時需要用到爆破作業(yè)的時候，需要合理運用，盡量降低爆破對礦山造成的不利影響；④在進(jìn)行地下與露天開采作業(yè)時，應(yīng)避免地下開采作業(yè)與露天開采作業(yè)同時進(jìn)行。

3 結(jié) 語

在國外，對金屬礦山露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)有著非常完善和系統(tǒng)地研究，積累了較為豐富的經(jīng)驗。我國對露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)理論和實踐尚不成熟，處于逐漸深入的探索之中。現(xiàn)階段我國還在或是即將從露天轉(zhuǎn)地下開采的金屬礦山比較多，所以對金屬礦山的露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)進(jìn)行深入研究是非常有必要的。找出露天轉(zhuǎn)地下開采的合理方法，這將是國內(nèi)眾多礦業(yè)科技工作者工作的重點。