金属矿山露天转地下开采的发展现状与对策

王宗伟， 王立宗

（浙江省隧道工程公司， 浙江 杭州 310000）

金属矿山露天转地下开采的发展现状与对策

王宗伟， 王立宗

（浙江省隧道工程公司， 浙江 杭州 310000）

分析了国内露天转地下开采技术的发展现状，在结合市场需求的基础上，介绍了金属矿山露天转地下开采技术中存在的问题，并提出了相应的解决措施。

金属矿山 露天转地下 开采现状 对策

1 国内露天转地下开采技术发展现状

国内露天转地下开采的矿山主要包括江苏的凤凰山铁矿、江西的良山铁矿、安徽的铜官山铜矿以及山东的金岭铁矿等，虽然我国露天转地下开采的金属矿数量不多，但在开采期间也积累了很多经验，为此后的深入研究提供了更多优良条件。针对露天转地下开采技术的要求，金属矿行业内进行了大量的理论研究，并改进了相关的开采技术，为露天转地下开采提供了理论支持[1]。

江苏省的凤凰山铁矿属于我国最早的露天转地下开采矿区，且于1960年开始露天开采工作，并在1973年至1976年间转向地下开采，期间采用了恰当的过渡方式，因此提升了矿山的经济效益。在过渡期开采过程中，露天与地下开采同时进行，为地下提供了充分开采时间，不但保障了露天残柱的回采，且为过渡期的持续稳产创造了优良条件。同时，浙江的漓渚铁矿也属于露天转地下开采的矿山，完成露天开采后，矿体走向留下了顶底板三角矿带以及三个露天坑。而在进行地下开采工作后，对于底盘残矿主要采用了无底柱分段崩落方法进行开采，而底板围岩则采用了爆破方式，作为地下开采的上覆层，有效保障了地下矿山的安全性。除此之外，铜山露天矿也属于露天转地下开采的实际案例，且其开采期间可以人为的控制爆破作业对地下作业面的破坏程度，且此矿采用了多排微差爆破方法，并严格控制了每段的药量，预防了地下巷道的冒顶与开裂问题，提升了矿山区域的稳固性。在开采过程中，还计算了地震波的影响范围，确保地下工作人员可以在发生意外情况时及时撤离至安全地带，保障了工作人员的人身安全[2]。且其与马鞍山矿山研究院也进行了合作，全面分析了开采技术问题，确定了临界边坡控制爆破技术以及地下空区层位检测技术的应用，实现了露天矿的安全生产，也保障了地下开采工作的顺利进行，获得了较好效果。

2 金属矿山露天转地下开采技术问题的解决办法

2.1 合理确定露天开采的深度

在金属矿山开采期间，应在遵守境界剥采大于经济剥采的原则下，采用露天开采技术，达到露天开采水平的金属矿采用挂帮的地下开采方式，而对于未达到露天开采水平的矿区则采用露天转地下的开采方式。在矿山开采过程中利用露天转地下开采方式时，应有效利用两种开采工艺。由此看出，露天开采期间不能仅采用单一模式，还应充分结合每吨矿石的生产成本及开采原则，综合选择开采技术。

2.2 露天转地下开采过渡期的产量衔接

露天转地下开采矿山存在过渡时期，期间露天开采量不断减少，而地下矿山的开采量则不断增多，直至完全结束露天开采工作，且地下开采量也达到设计标准时才可以正式投产。为了在过渡时期不减少煤矿的开采量，过渡时期应做好以下工作。首先，在应全面规划设计露天开采设计量，提前做好地下开采量的设计工作。其次，应充分保障开采时间，有效结合露天开采产量变化、建设资金、建设速度等因素，综合确定后决定实际的开采时间。同时，在进行地下开采工作时，还应综合采用疏干巷道、排水井等方式有效缩短工程的建设时间。最后，在露天转地下开采过程中正确选择采矿方式，当前国内露天转地下开采方式主要分为三种：一是房柱式采矿方式，分为留矿法以及空场法等，且此种方法要求地下开采与露天开采应作业应保持在同一垂直面，但露天至地下采矿中段间应保持一定厚度的隔离矿柱，根据不同矿区低压情况，严格要求地下开采的暴露面积、间柱强度以及爆破规模等因素；二是崩落采矿方法，阶段崩落采矿以及分段崩落采矿等均属于其组成部分，但在采用此种开采方式时应为地下开采区保留一定的缓冲区域，而其他技术操作流程则与一般的开采流程类似；三是联合采矿方式，即联合使用房柱式与崩落式采矿方法，但此种方法的结构参数与回采工艺流程不同于房柱式与崩落式采矿方法，其适合中等稳固以及矿体厚度较大矿床。

2.3 露天开采的边坡管理

边坡体的地质构造直接决定了露天开采边坡的稳定性，且属于地质学问题，在露天转地下开采的过渡阶段，形成了露天与地下开采相互影响的应力场，降低了边坡的稳定性。为了确保露天边坡与上覆岩层的稳定性，应通过地质调查以及数值分析等方法对露天转地下开采的边坡稳定性进行研究，找出地下巷道以及边坡压力的变化特点，针对研究结果提出相关的安全措施，从而提升露天开采边坡的稳定性。同时，还应制定露天转地下开采过渡期的边坡管理体系，并将其矿山管理过程中[3]。

2.4 露天开采残留矿柱回采

目前，矿区的开采条件日益复杂，而处于开采范围外的矿体仅可以被用作残留矿柱，为了对其进行有效回采，应采用以下方法。一方面，应利用联合开采方式对露天及地下采空区的矿柱进行有效回采。另一方面，应在结合矿体实际下沉速度的基础上，对露天矿区边坡附近的残留矿柱布置巷道的布局回采区域。

2.5 地下开采通风及防洪排水措施

在综合考虑我国金属矿床特点的基础上，露天转地下开采过程中，地下开采通风系统与一般矿区并无太大区别，但在布置地下开采通风系统时，还应有效结合地下相通因素的影响。在进行地下矿的开采过程中，应在地表及地下采取防洪排水措施，其中地下水量与露天坑渗入地下开采的水量之和为地下开采的涌水量。一般来讲，地下水量取决于地下静储量与外部运动储量，其中静储量较为稳定，但受大气降雨量的影响，外部运动储水量并不稳定，因此，应有效控制这部分涌水量。一方面，应在露天矿境界外周围设置防洪排水沟，且在考虑最大涌水量的基础上，设置科学合理的防洪排水设施。另一方面，露天境界也应设置防洪排水系统，并设置储水池等专门设施。

2.6 露天转地下的地下空间问题的解决办法

在露天转地下开采过程中，由于存在地下空区，以致经常发生地压活动，降低了露天采矿场边坡的稳定性。同时，采掘设备以及工作人员在地下空区部位进行采矿作业时，也经常发生开采设备与工作人员陷入地下空区的问题，造成了严重的伤亡事故问题。基于上述问题，矿山企业应针对性的采取以下几种解决办法：一是在露天矿的最终境界下与地下开采交界处，留出一定厚度的水平矿柱；二是应做好地下开采空区的回填工作；三是在进行地下与露天开采作业时，应在地下开采作业前进行露天开采作业；四是应合理采用爆破技术，以充分降低爆破对矿区的不利影响，提升矿山开采工作的稳定性与安全性，增大经济与社会效益[4]。

3 结语

目前，针对露天转地下开采技术，国内外相关行业均进行了深入研究，当前我国存在多种露天转地下开采的矿区，比如广西的大新锰矿、河南的银洞坡金矿、凤凰山铜矿以及福建的连成锰矿等。由此，应针对这些矿山进行全面实际研究，寻找合理科学的开采方法与措施，从而提升我国矿业工作的效率与水平。

[1] 卢宏建，南世卿，甘德清，等.大型铁矿山露天转地下开采过渡方案优化[J].金属矿山，2014（11）：1-6.

[2] 陈建兵.露天转地下开采矿山的安全风险特征与防范[J].世界有色金属，2016（5）：131-132，134.

[3] 陈思远，周传波，蒋楠，等.露天转地下开采矿山边坡爆破振动速度预测[J].爆破，2015（12）：32-37.

[4] 关凯，薛凯，孙成刚.有色金属露天开采矿山环境保护及生态治理措施探索[J].世界有色金属，2017（5）：56-57.

（编辑：苗运平）

Development Satus and Countermeasures of Metal Mines Transition from Open Pit to Underground Mining

Wang Zongwei,Wang Lizong
（Zhejiang Tunnel Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310000）

This paper analyzes the development status of domestic open-pit to underground mining technology,on the basis of market demand,introduces existing problems in metal mine open-pit to underground mining technology,and puts forward corresponding solving measures.

metal mine,transition fromopen pit to underground mining,present situation ofexploitation,countermeasure

TG333.21

A

1672-1152（2017）04-0060-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.23

2017-04-25

王宗伟（1983—），男，毕业于中南财经政法大学工程管理专业；王立宗（1982—），男，毕业于山西财经大学。