金属矿山露天转地下开采的研究现状与措施

吕洪来

(唐山首钢马兰庄铁矿有限责任公司，河北 唐山 064413)

0 引 言

对于采用露天转地下开采方式的金属矿山，其特点是覆盖层较薄、矿体的延伸较长、矿床一般比较倾斜。因为这类金属矿山的矿场在开采初期使用露天开采具有投资少见效快的特点，因此在早期开采中采用露天开采方式，但是当露天开采区域不断的深入后，随着露天采矿成本的增加，这些矿山就会逐步的转为地下开采。因此这就要求露天转地下开采的矿山，在进行转地下开采设计的时候，对露天和地下开采期进行统一的规划，在过渡期需要充分的考虑到对地上公路的运用，并且要尽力的去运用露天开采过程当中的设施，让矿山的露天开采平稳的过渡到地下开采，保证矿山的产量和经济效益。

从当前的情况来看，虽然我们国家对金属矿山的采矿方面进行了一定的研究，但是由于社会的高速发展以及市场需求的不断变化，其取得的研究成果存在着一定的滞后性，很多情况下研究成果在未得到推广就已经被淘汰，所以不能够很好的为矿山的开采提供有效的指导。而且随着开采的不断进行，开采的深度和难度也会不断的加大，这又对开采技术提出了更高的要求，因此在如此形势之下，对采矿技术的深入研究非常的重要。对于金属矿山来说，由于部分矿岩的受力性质以及结构、形状变化较大，若单一的采用一种采矿工艺进行开采会提升安全风险，并且造成了很大的资源浪费。所以在面对金属矿山开采复杂地质环境时，需要采用多种开采工艺和技术，实现联合采矿，运用这种方式提升采矿的效率。而且运用这种联合采矿的方式，不但能够发挥出面对不同矿产采集的优势，同时还能够进一步的提升采矿的安全性。

1 露天转地下开采的相关问题

虽然现在我们国家采用露天转地下开采的金属矿数量不算太多，但是在开采的过程当中也积累了一定的经验，为以后的研究也提供了相关的经验。通过分析国内外露天转地下开采金属矿山的经验显示，当一个矿山露天转地下开采时对露天开采工艺进行充分的运用和布置，能够让金属矿山的基础建设投入资金降低百分之四十左右，而且能够让矿山的生产成本降低百分之二十五左右。所以本文主要是对金属矿山露天转地下开采技术的发展现状和措施进行研究，并且对露天转地下开采的相关问题进行了深入的探讨。

在金属矿山采用露天开采的时候，虽然能够快速的实现投产并且生产成本较低，但是这种矿山会逐渐的过渡为半地下和全地下开采，所以露天转地下开采方式，并不是直接的转化，需要经过一个露天与地下共存的过程。如果整个金属矿区的规模比较大，就会很容易的造成矿体边坡的变形、失稳甚至破坏，通常的情况下按照各个工程的不同状态，造成这种现象的原因可以分为露天开采造成的、露天和地下同时开采造成的、露天转地下开采造成的。

不同的矿山，在采矿的过程当中存在着很大的差异，因为我国很多矿体都是急倾斜的，当达到一定的开采深度后，因为深度的或其他因素的影响，需要采用地下开采或者是陆井联采。这种开采方式，在我国金属矿中非常的常见，但是有些矿山，在露天开采阶段配套工程是永久性建设的，一旦这些工程遭到破坏，那么就会带来一定的安全隐患。

2 金属矿山露天转地下开采技术问题的解决办法

2.1 综合选择开采技术

在金属矿山开采过程当中，遵循的原则是境界剥采小于经济剥采。当金属矿不满足露天开采要求时首先采用挂帮的地下开采方式，而后采用露天转地下开采。而且矿山在运用露天转地下开采方式时，应当有效的运用这两种开采方式。所以对于符合露天转地下开采要求的金属矿，需要采用多种开采方式，综合选择开采技术。

2.2 对露天开采的边坡进行科学的管理

对边坡进行管理，属于地质学的范畴，因为边坡的地质结构直接影响了露天采区的稳定性。金属矿山在露天转地下阶段，形成了露天和地下相互影响的应力场，在一定的程度上降低了露天采场边坡的稳定性。因此为了保证边坡的稳定性，需要对其进行精密的分析，找出边坡受压的变化特点，并且按照分析的结果提出针对性的措施，以此来提高金属矿山开采区域边坡的稳定性。

2.3 对露天开采残留边角矿进行有效的回收

现在，我国金属矿区开采的条件比较复杂，同时，对于矿区露天开采范围之外的无法回收矿体，便成为残留的边角矿，因此为了能够对这些矿石进行回采，需要运用以下两种方法：第一，应当采用联合开采方式，对这些残留的边角矿进行回采；第二，应当对矿体的下沉速度进行深入的分析，对残留的边角矿进行有效的回采。

2.4 对地下开采通风及防洪排水设施进行合理规划

按照我国金属矿床的特点，金属矿进行露天转地下开采作业中，地下开采通风系统与其它矿区的通风系统区别不大，但是对地下开采进行布置通风系统的时候，需要充分的考虑到与地表相通这一影响因素。而且在对地下矿的开采过程中还需要有效的采取防洪排水措施，控制地下开采的涌水量。但是由于地下水量是由地下静储量和外部运动储量决定。在这里静储量比较稳定，但是外部运动出水量由于受到了降雨量的影响所以不太稳定，因此应当对这部分的涌水量进行有效控制，首先，需要在矿区周围设置防洪截水沟，并配以科学合理的排水设施；其次，在露天境界处也应当设置专门的蓄水池和防洪排水系统，防止地表水汇入露天采坑。

2.5 对开采过程中出现地下空间进行科学的处理

对金属矿山运用露天转地下开采方式的过程中，因为存在了地下采空区，因此矿区地压不稳定，导致露天采区边坡不够稳定。而且在采矿过程中，挖掘设备和工作人员在该区域进行作业的时候，由于地下空区区域的不稳定，经常会出现重大的伤亡事故。对于上述问题，相关企业应当采取相关的措施予以应对：①在露天转地下开采交界区域，预留出安全矿柱区域；②对于矿区开采空区需要及时的做好回填的工作；③在作业时需要用到爆破作业的时候，需要合理运用，尽量降低爆破对矿山造成的不利影响；④在进行地下与露天开采作业时，应避免地下开采作业与露天开采作业同时进行。

3 结 语

在国外，对金属矿山露天转地下开采技术有着非常完善和系统地研究，积累了较为丰富的经验。我国对露天转地下开采技术理论和实践尚不成熟，处于逐渐深入的探索之中。现阶段我国还在或是即将从露天转地下开采的金属矿山比较多，所以对金属矿山的露天转地下开采技术进行深入研究是非常有必要的。找出露天转地下开采的合理方法，这将是国内众多矿业科技工作者工作的重点。