浅析露天转地下开采技术.pdf

技术市场 浅析露天转地下开采技术 王俊 虎 山西焦煤霍州煤电集团白龙煤矿 摘要 本文对露天转地 下开采对矿岩稳定性 影响进 行 了初步研 究， 提 出了相应 的安 全技 术措 施 ， 为矿 山安全生产提供 了科 学的指导， 有效的矿山安全管理有助于矿山企业科学减灾及经济效益的提高。 关键词 露天 地下 开采 安 全 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2 5 ％～5 0 茗 ， 生产成本降低 2 5 ％ 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 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 。为 了 使雨季 径流之洪 水不至于全部 泄入露 天采场盆 地 ， 减 少对井 下生产的威胁 ， 转地下开采设计 时， 应反复踏勘现 场 ，采取一 切可能采取 的防洪排水措施。 二、 矿区地应力测量技术 地 应力指存 在于地层 中的未 受工程扰 动的天然 应力 ， 主 要 由 自重和 地质构造运动形成 的。岩体 的初始应 力状 态对地 下工程 、 坝基基础、 矿 山工程等设计及稳定性起着极其重要 的 作 用。 由于原岩 的非均匀性 ， 以及地质 、 地形 、 构造和 岩石物 3 0 6l 现代营销 理力学性质等方面的影响， 使得我们在描述原岩应力状态及 其变化规律 时 ， 遇到很大 困难 。但随 着实测资料 的不断增加， 人们对原岩应力的认识已经不断深入。 测量原始地应力就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区 域 的未受扰 动三维应 力状态 ， 这种测量 通常是通过 一点一点 地测量来完成的。随着地应力测量工作的不断开展 ， 各种测 量方 法和测量仪 器也不 断发展起来 ， 目前 各种主要测 量方法 有数 十种之 多 ， 而测量仪器则 有数百种 之多。根据 测量原理 的不 同， 可将测量方法分为直接测量法和间接测量法两大 类。直接测量法是 由测量仪器直接测量和记录各种应力量， 并由这些应力量和原岩应力的相互关系， 通过计算获得原岩 应力值 ； 间接 测量法是借助某些传感元件或某些介质 ， 测量和 记录岩体中某些与应力有关的间接物理量的变化 ， 通过已知 的公式计算 岩体 中的应 力值。 三、 露天转地下开采技术 国内露天转地下开采的矿 山在 工艺技术上主要特点是 联 合 穿爆 井下出矿 采矿工艺、 露天漏斗 法采矿 工艺、 井下穿爆露 天出矿工艺等， 转入井下开采后采矿方法多采用无底柱崩落法 和有底柱崩落法， 岩石覆盖层厚度在1 5 2 0 m 。采矿工艺在衔 接过渡期实现露天与井下联合开采。 露天按预订方案保持一定 生产能 力并 在合 理的年限 3 ～5 年 内闭抗， 衔接过渡期采矿工 艺采用中深孔分段空场法， 采矿工艺使得露天转井下平稳过 渡， 露天结束时井下生产 能力更好。 井下开 采技术条件 非常复 杂 ， 在采矿 工艺中不得 不考虑 空区的存在， 由于采空区具有不规则、 宽度和高度有限、 包含 在矿体中的共性， 在布置采场之前先做好空区探测和防水作 业， 在此基础上， 灵活地布置矿房和矿柱。 尽量避免在矿柱中出 现空区， 工艺参 数的选取 不拘泥于完整矿床 的开采模式。回采 工艺尽可能地利用空区作为爆破自由面 ， 简化了拉槽工艺。 在采矿工艺过程中处理了群采空区， 化解了采空区所带来的危 害。形成了探空、 采矿、 处理空区工艺的系统化。 井下开采技术条件非常复杂， 在采矿工艺中不得不考虑 空区的存在， 由于采空区具有不规则、 宽度和高度有限、 包含 在矿体 中的共性， 在布置采场之前先做好空区探测和防水作 业， 在此基础上， 灵活地布置矿房和矿柱， 尽量避免在矿柱中出 现空区， 工艺参数的选取不拘泥于完整矿床的开采模式。回 采工艺尽 可能地利 用空 区作 为爆破 自由面 ， 在采矿工 艺过 程 中处理 了群 采空 区 ， 化 解 了采空 区所带来 的危害。形成 了探 空、 采矿、 处理空 区工艺的系统化。 参 考 文 献 【 1 】 彭 涛， 露 天转地 下开采 对矿岩稳 定性影 响的研 究 ， 武 汉理 工大学， 2 0 0 3 ， 1 1 [ 2 ] 王 龚明 ， 任凤 玉 ， 张永 亮 ， 大型深凹露天转井下深部 开 采技术研究 ， 中国矿业 。 2 0 0 5 ． 7