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露天开采向地下开采过渡的效率问题 苏联第聂伯罗彼得罗失斯克矿业学院 教授 、技术科学博士M．r．诺沃 日洛夫 等 目前苏联高产露天铁矿的实际开采深度 在1 o o ～ 3 2 5 m之 间 ，超过 1 5 0 m的 露 天 矿 占 6 3 ％，超过 2 O O m的 占3 3 。这 些露 天矿 的 极限开采深度 设 计 的平均为5 0 0 m。科 研、设计和统计资料分析表明，近2 O 年，即 到2 0 0 5 年，露天矿开采深度要加深 到3 5 0 m， 其 中大部分露天矿将处于开采结束胁段 周 此，在采用露天一 地 下 联合方法连续开采整 个矿床时 图 1 ，a ，论证露天 矿下 部 区 露天矿田开采结柬区备水平的有效开采 方法及参数是当前的迫切任务。生产科采比 和 平均剥采 比减小 ，矿 岩露天 采场 内运输 距 离缩短，工作平盘面积减少 ，是 下部区 3的 誓 征 。下部区来用汽车一 肢带机联合 运 输是 矿床 开采有 效的 工艺流 程。 在下部区可以有条件地划分出过渡区4 ， 此处矿石开采不进行岩石剥离，也就是 说露 天矿延深时非工作帮不 用扩帮。程这个区， 矿捧可以采用露天开采、露天一 地下联 合开 采、地下 水平厚度不厚的矿体开采。用 前两 种方 法 开采 时，在过 渡 区 留有矿柱 7， 这 部分矿柱的 回采 在工 艺上有一定 难度且 危 险 性增大 。在过 渡区可 由露天开采直 接过 渡 到 地下 开采 。 过 渡区 以下 布置地下 开采 区t上部 区 5 和下部区 6。在上部区用 l ～ 2个露天底下 部 阶段开采 。露 天底下 部的 矿 体开采效 率 取 决于过 渡区所采用的 回采工艺。露天开采达 到 露 天矿底 部 时应 认为是过 渡期的 开 始j地 曩外套一 山 下 矿第 二个 和随后的 阶段 开始圊采 应认为是 过渡期 终了 。 对 露天矿 田结束开 采问题的 分析研 究还 很不 够 。论证 过渡 区台 阶开 采有 效工 艺流 程 就是其中的课题之一。菪须注意这一课题的 原因是 ，在过渡区内钧 矿量可选1 ． 5 ～2 亿t ， 露天底的 长度可选l O 0 0 m以上 ，它们约占该 区总量的2 0 2 5 适时性，或者说过渡到 地下开采的有效性取决于对选择过渡区矿床 各水 平开拓和 回采工 艺采 取决策的论 证 。 过渡区矿体上部采用露天开采是合理的 见图I ， 6 。在设 计露天矿时 ， 延深值△H 图 1 急倾 斜 矿休 露 天一 地 下 联 合连 续 开 采示 意 图 a 开 栗 区J 6 过 巍 区参 教J S o、 So． 1 1 和 Sn 露 天．露 天一 地 下 联 台和 地下 目 采矿 拄J 开 采时 矿石 回果 面积 维普资讯 可根据仅考虑露天矿几何参数和矿体水平厚 度Mr 的已知公式确定。 在论证露天矿剥离延深的合理性时 ， H． A．斯塔里科夫教授建议，考虑该 区边 帮矿 柱矿石的 回采 程度 。不 考虑上述 因素 ，AHx 值平均要 增加5 0 。 露天矿不剥离延深区可以部分地兼用露 天 和地下 开采 方法 。在 这种情 况下 ，过 渡 区 全 高Hi z 见图 1，6 可按下 式确定 HⅡ-[ C Mr Ko ． Ⅱ 一KⅡ ]土 [ M； K o ． Ⅱ一KⅡ _ ． c t s c t gB K o ． r l KⅡ BxM r 2 一Ko ． Ⅱ 一K0 。△HE [ c t g 雕 c t g B Y - o ． Ⅱ一 KⅡ 3 式中t K Ⅱ 、K o ． Ⅱ 地下 开 采和 露 天一 她 下联合开 采 矿 石 回采系数j lK n 、Ko 地 下开采边帮 矿桂和 露 天开采方法生 产矿石回采系数j 9 露天 矿底 宽 度 ，m。 已完成的 研 究结果表 明 ，过 渡区上部 高 度 ， 即嚣 天开采 的 延深 值△Ht 应 根据过 渡区 露天开采和地下开采费用条件并考虑到区别 于文献[2] 所列公 式的 一 系列补 充因素来 确 定 。 AHK AMr L 0 ． 5 ct g Bc t g 式 中A残留在边帮矿柱内的极 限允许 系数A的计算值 毫1 地 下方 法 开采 矿石 回来 系 散 0． 7 0 0． 7 5 O ． 8 0 O ． B5 O ． 9O 边 槔 矿桂 圆采 矿 石损 失 率 O． 36 9 O ． 324 O ． 2伯 0 ． 船4 O． t 8 9 0 ． 2 6 0． 3t 按丧头 和拦 内敖字甓原交有强 似为O ． I ． 校 者注 。 ‘ 4 0 矿 量的 相 对系 数 见表 1 。 露 天矿 延 深值△HE 可按 诺谟 图 2求 得。 所列的 图表关 系是 以矿体 水平 厚 度1 0 0 m为 基 础建 立的 。 其 它Mr 值的_露 天 矿延深 可 从 诺谟图求出后再乘以0 ． 0 1 Mr 值。 按 研究的方 法可 以确定 克里 沃罗格 矿区 嚣关矿 北部采选公 司安诺夫露天矿、中部 采选公 司 l号露 天矿 条 件下的 过 渡 区 参 数 ，对 这些 露天 矿来 说，从 露天开采 过渡到 地下开 采的 问题 目前可 以解 决 。例 如 安诺 夫 露天矿按1 4 勘 探剖 面 计算韵 △Hf 平 均值为 1 1 5 m。 过渡区总高度等于1 8 0 m 矿体平均厚 度Mr3 7 0 m 。太多数 勘探剖 面△ 王 k的 计 算值比根据露天矿最终边_ 地 质 图 设计的 即仅考虑矿体水平厚度 、非工作帮坡莆、 。 露 天底 宽度 低 2 9 6 6 。 过渡区可能采用的几种矿体开采方法效 果的比较评价充分表明， 这几种方法的 每一 种方法都可以根据矿 矿山地质赋存条_仵 剥 采 工 艺参数 和 由露 天开 采过 渡到地 下开采 期的 其它 因素 得到应用 。 过渡 医矿体开采方法 毫 2 过渡 医 I 方 案 的分殷 l I I I f V 上 部 △ H I O O O ．I I o ． n Ⅱ 下部 1 一 △H l I I O I I O． Ⅱ n lⅡ 迎帮 矿拄 l I I n n n n 强 O ， n 和 o n 升 为露天 地下和 露无 一 地下联 台 开 采方 告 ． 例 如，走 向 很 ’ 长、Mr1 0 0 ～5 。 o m的 中厚矿体采用图 2中 Ⅱ 方案或 I方 案 是 最 合理的 。可 阻确 认，这两 个方 案 对 过 渡 区 高△H 矿体 上部 回采是 比较有 效的 ，困 为两个 方案用 同一方法 回采下部 。 方 案 Ⅱ、 I的主 要计算工 艺和经济 参数 见表 3 由所列数据可 以看 出，过 渡 区上 部采用 露天方 法开 采 ，不 论工艺还是 经 济参数都是 1 9 年摹1 a 期 ‘nu q ㈣ 维普资讯 工艺 参蕺 } 矿 体木 平 厚 斑t m 过 滢区 非工 怍 帮 城角 。 过 馥 医高 度 t mI 揞底 长l O 0 0 m计 算 的 过 滢区 矿 石量 百 7 Y t 其 中到 深 度 AI - I 时 的矿 石量 露 天 采场 内矿 石平均 遥距 k in 由回果 工怍 面 到破 醉 选 厂 矿石 总运 距 k m 生 产 费用 百 万卢 布 穿爆 铲装 逗输 矿石转 运到 运输 水平 和装 矿 采 准 和切 割 巷 遭掘 进 台计 3． 0I d． I O 1． 1I 2． 66 ．50 1． 0 0 1 ． 1 4 6． 84 9． 0 裹 5 注 ；分 母 为 露 天一 地 下 开 采方 法- 仆子 为匿 戈开 罪方法 ． I ＼ ＼ ’ ＼ ● 、 2 ＼ 、 ． 一 ＼ 一 ． ； L ’ n ， 一 E 一， ， 阁 2 根 据露 天 矿 矿 体上 盘边 坡 角 日 和下 盘 边 坡 角日 以爰边 帮 矿 柱 Ⅱ 同 采 矿 石损 失 ， 计 算 过渡 区高 度 的 诺 谟 圈 最有 效的 。但其应 用效果受 下列 条件限制 ； 过 渡区开始的 转 运站高度 h n ． n 见图 3 应 ■外枣■ l I l 罔 3 过 渡 区矿 体 开 采示 意同 ’ 矿库 总开 采挥 度J H3 斜 卦 潭 度| TⅡ 斜井馕霸- -f c 蛊石崩藉角I H 一 一 酐段矗鼻魔瞢 告底挂弃鹿 在 0 ～1 0 O m之阍。Mr相应变化l范围的露天 矿内矿石汽车极限逅髭应小于1 ． 5 1 1 7 ， 当上述条件不能满足时 ， 应采甩露天一 地下联 合方法 开采 。 采 用上述 方法开采过 渡 区矿体时 ，有效 性在摄 大程度 上将决定 于过渡期 剥岩在 露 天 矿 内排放的可能性 在露天矿内剥离岩石排 下 转 第4 7而 4 翟 蓦 翕 器 一 一 l _ 一 二 一 一 一 维普资讯 某 方 案 矗 经 漭 指 标 崭法方案 爆力 运矿 和 电| 巴 出矿 第二方寨 1 4 ． 6 9． J 2 0 00 0． 7 6 单 位采切 工 程 量 m／ l O 0 0 t 蓿 矿量 t 1m接扦 潍孔 1m豫 孔 一 个故矿 口的墨矿噩 t 单位炸 药请 耗 量 kg ／ t | 0． 8 4． 2 5 2 0 O． 4 9． 3 未捆 进 一年 无 坪 O． 祁 在 第 二 方案 中 图 2，于矿房下部 形成 堑 淘式拉底 空 间。为 此 ，在 漏 斗水 平掘 进拉底平巷，再从拉底乎巷掘进切割天井。 最后将 切割天井 刷大到 堑沟全 宽 形 成 切 割 檀，用接杆凿岩深孔向切割槽落矿 用漏斗 天井将拉底空间与耙矿平巷连通。矿房回采 的 凿岩 爆破 参 数与 第一 方案 相 同 落矿 时 雨爆力 将矿石 运至拉 底空 间的 漏 斗天井 中， 再用 电耙沿平巷将矿 石 耙运至溜井 。 从表 中数据可得出结论，推荐的采矿方 案可使 切割 工程量 减 少2 6 3 5 ，回采工作 产量提高l S 4 7 ％，工人劳动生产率提高2 2 ～ 3 5 ％， 每吨矿石的开采成本降低1 4 z 8 ％。 译 自苏联 Me T a a a y p r ． r o p a o p ． ⅡpDMMmj I e 衄Oc Tb ， 1 98 9， № 1， 4 3 4 4 一叠噩译 王簟■捩 上 接 第4 3 页 放的 主要 优点 之一是 运输距 离缩短。 例如 ， 北 部采 选公 司安 诺夫露 天矿 由深 度Hx3 5 0 m AHt l l S m过 渡到地 下开采 时 ，露 天 矿 内剥 岩汽 车运 距平均为2 k in，而运 输费用 每年减少1 2 0 万卢布。 除剥岩运费减少外，露 天矿 内排岩 ，还可 以大量节省 外部排 岩 占用 的土地，提高非工作帮稳定性 由于剥岩堆 压 ，改 善露 天底 以下 矿体地 下开采 条件 。 结 语 1．在露天矿的建设、生产和生产 “ 衰 减 三 个 阶段 中 ，后 一 阶段研 究的 很 少 。当 采用 露 天一 地 下联合 连 续开采 方 法 开 采 急 ■外董■矿山 倾斜矿床时，露天开采第三 阶段并不是 “ 衰 减 ，而是 要强 化采 剥工作 ，以保证及时 和 有效地 由露 天开 采过 渡到地下开 采 。 2．所完成 的试 验研究表 明，象 克里沃 罗格 矿区安诺 夫露 天矿和 1号露天 矿这样 条 件 的 露天开采过 渡到地下开 采问题 ， 目前 已 应 当得到解 决 3．在选择露天矿过 渡区岩矿开采工艺 流程时，应注意按所提出前 方法进行参数计 算 。 ◆ 考 史 棘 喀 译 自苏联 r o p H 矗 my p a n ， 1 9 8 9， № 4 ， 2 0 ～ 2 2 江成博译 牛威佳控 4 7 维普资讯