铁矿露天转地下开采的安全问题探讨
【摘要】随着铁矿资源的不断开采，很多露天铁矿面临着剥采比过大，成本增加的问题，开始逐步由露天转为地下开采。由于露天转地下开采的特殊性，开采的安全问题需给以更多的重视。本文阐述了露天转地下开采的特点，在特点的基础上对开采中需要注意的安全问题进行了论述。
【关键词】露天转地下；铁矿开采；安全
到目前为止，我国已经共有一百多个大中型露天铁矿，这些大中型的露天铁矿在经过较长时间的开采后，绝大部分已经接近/达到露天开采的最终境界，已经开始进行了部分高陡坡位置的深入开掘，转成地下开采。最近几年，随着资源的减少，露天矿产开采的难度也在不断增加，露天开采转向地下开采的模式是一个必然的趋势。但是，我们知道地下开采的工程非常的复杂，很多因素参杂其中，在技术上也有相当的难度，实际开采中可能会遇见很多技术和安全方面的问题。
1、露天转地下开采的主要特点
露天转入地下开采的铁矿，由于前期的露天开采，在这些矿区已经建立起较为完善的生活和生产设施、水电供应网络、维修厂等工业场所。当要进行地下开采时，一定要注意将这些已经完善的设施项目纳入新的开采计划考量之中，使设施能够为接下来的生产生活提供便利，此外，还要对主要开拓工程的位置进行研究，对露天开采中应用的运输设施进行考量。
进行开采工作从露天转向地下的活动，可能会给元岩层带来一定程度的扰动，使原有的平衡状态被打破，特别是在边坡以及顶柱的位置特别容易发生应力集中造成高低压区的出现。由于这些原因，进行露天转地下的工作，首先要对岩体的应力分布情况做出详细的、科学的考量，以便找到解决地压和岩体位移的办法，同时制定出采矿的办法，开采的顺序，设置采矿工作的参数。
地上转到地下，不仅仅是位置的一个改变，他的工作量等同于进行一个新的地下矿山开采，需要一个成熟的工艺流程，要有充分的过渡时间，所以，在露天转地下开采前要进行提前计划、基建开拓，以保证矿山生产持续性的问题。
2、露天转地下开采的安全问题
由于露天转地下开采的复杂性，常常可能会带来一些安全危害。要保证生产的安全就必须做到以下几点：对露天开采范围内的地下矿房进行位置的考察，得到相关参数以备不时之需；对地下的顶柱进行稳定性和安全度的研究；对露天采坑内的积水应及时排出，防止采坑积水涌入井下；对于矿区四周的围岩要进行有规律的检测。
由于开采铁矿，矿体较厚大，一般会通过无底柱分段崩落的方式进行。但是
XX首钢马兰庄铁矿XX公司马兰庄铁矿露天转地下开采工程 环境影响报告书 （简本） 中材地质工程勘查研究院 2010.1 1.1项目建设的必要性 XX首钢马兰庄铁矿XX公司是首钢总公司和XX市人民政府联营创建的国有股份制企业，为首钢矿业公司重要的矿产品原料供应基地之一。矿石保有资源储量1.50633亿t，矿石SFe平均品位27.69％。现露天采矿规模达为300万t/a，选矿规模达250万t/a，精矿产量为80万t/a。 按照《XX市矿产资源规划》和《首钢矿业公司“十一五”规划》，结合XX 首钢马兰庄铁矿XX公司自身制定的增产扩容的发展目标，XX首钢马兰庄铁矿XX 公司拟进行改扩建——露天转地下开采工程，对白马山采区实施地下开采，对沙河山采区进行露采境界优化并在后期与白马山采区共同实施地下开采。改扩建工程的实施将加快国有矿山建设（含改扩建）步伐，为首钢矿业公司大量的铁矿石原料，缓解首钢集团铁矿石供应紧X状况，有力地促进迁安市乃至XX市的经济发展和社会进步。 1.2产业政策、规划的符合性
改扩建工程符合《促进产业结构调整暂行规定》及《产业结构调整指导目录》（2005年本）中的相关要求，符合《钢铁产业发展政策》和《钢铁产业调整和振兴规划》中的相关要求。 改扩建工程符合《XX省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》、《XX 省矿产资源规划》、《XX市矿产资源规划》、《XX省环境保护“十一五”规划》中的相关要求。 1.3工程概况 1.3.1现有工程概况 马兰庄铁矿属铁矿采选联合企业，现有职工约1400人。包含两个采场（沙河山和白马山），两座选厂（大选厂、柳选厂），露天开采规模为300万t/a，白马山露天采场开采到-20m水平，已于 2008 年二季度末闭坑；沙河山露天采场开采到-80m水平，今后露天还将继续开采至-248m水平，预计开采11年。 马兰庄铁矿现有两座选厂——大选厂、柳选厂，选矿总规模为250万t/a，其中，大选厂选矿规模为150万t/a，柳选厂选矿规模均为100万t/a，铁精粉总产量为85万t/a。 1.3.2改扩建工程概况 XX首钢马兰庄铁矿XX公司马兰庄铁矿露天转地下开采工程矿山总规模为400万t/a，总服务年限为 30 年。前期（前9年，含建设期3年）白马山采场为地下开采，规模为100万t/a，沙河山采场为露天开采，规模为200万t/a；后期全部为地下开采，沙河山、白马山采场采矿总规模可达400万t/a。项目总投资为83439万元，环境保护投资2422.7万元，占工程费用的5.5％。 地下开采的首采地段在白马山矿区，采矿方法为分段空场法和无底柱分段崩落采矿法。主要井筒型式：主立井+副立井+主进风立井+回风立井+斜坡道。 中段划分：-200m标高以上中段高度为60m；-218m标高以下中段高度为180m，每个中段间设一个生产副中段。 改扩建工程新建采矿工业场地，其余均依托原有场地及设施。采矿工业场地占地X围属大选厂用地，面积为3.895hm2，本次改扩建不新增征地。采矿工业场
收稿日期:2010-02-21 基金项目:国家科技支撑计划项目(2008BAB34B02);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(90401006);国家自然科学基 金资助项目(50974031);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET -10-0275);教育部基本科研业务费青年教师科研启动基金资助项目(N090301002)· 作者简介:杨宇江(1974-),男,辽宁丹东人,东北大学博士研究生;李元辉(1968-),男,辽宁大石桥人,东北大学教授· 第32卷第7期2011年7月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol .32,No .7 Jul .2011 露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析 杨宇江1 ,李元辉1 ,尹国光2 ,韩洪江 2 (1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110819;2.山东黄金归来庄矿业有限公司,山东平邑 273300) 摘 要:以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用F LAC 3D 软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析·在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律·根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度·计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据·当矿房跨度分别为8,10和12m 时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18m · 关 键 词:采矿工程;境界矿柱;爆破荷载;数值模拟;振动速度 中图分类号:T D 323 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2011)07-1032-04 Stability Analysis of Boundary Pillars Safety Thickness for Transition from Open Pit to Underground Mining Y ANG Y u -jiang 1 ,LI Yuan -hui 1 ,Y IN Guo -guang 2 ,HAN Hong -jiang 2 (1.Schoo l of Resources &Civil Engineering ,Nor theaster n U niversity ,Shenyang 110819,China ;2.G uilaizhuang G old M ine of Shandong Gold G roup Co .,Ltd .,Pingyi 273300,China .Cor responding author :YANG Yu -jiang ,E -mail :yy j -y angyujiang @https://www.doczj.com/doc/d59570277.html, ) A bstract :Based o n the conditions of open pit and underg round mining of Guilaizhuang gold o re ,the stability of different thickness boundary pillars w as assessed with considering the effect of static load and dynamic load ,respectively ,by using softw are of FLAC 3D .Under dynamic load ,blasting construction load was simulated with usual triangular w ave ,the vibratio n velocity and the stress distribution law s of different thickness w ere then achieved .According to the statistical relationship and the tensile strength standards of rock ,the threshold vibration velocity for the boundary pillars w ith different thickness w as analyzed .The results show ed that the relationship between the vertical vibration velocity and the maximum tensile stress is linear .The m aximum vibration velocity of a particle can be used as the safety criterion .When the o re room span is 8,10and 12m ,under the dynamic loads ,the minimum safety thickness is 8,14and 18m ,respectively .Key words :mining engineering ;boundary pillar ;explosive load ;numerical simulation ;vibration velocity 在露天转地下开采的矿山中,为了保证过渡期的产量衔接,可采用露天与地下同时开采的方式 [1] ,此时,需在露天坑底与地下采场间预留一 定厚度的境界矿柱·但是境界矿柱也会给地下开采的安全带来隐患,如境界矿柱过薄,易造成境界矿柱突然间塌落,对作业人员和设备产生极大的 威胁;因为矿柱回采率低,贫化率大,境界矿柱如果过厚又会造成矿产资源的浪费,同时增加掘进工程量和投资[2-3];而坑底的爆破作业是露天开采中不可避免的,这势必对境界矿柱的稳定性产生影响·为此,本文以山东黄金归来庄矿业有限公司露天转地下开采过渡期为例,采用FLAC 3D 软
金属矿地下开采的步骤 矿床进行地下开采时，一般都按照矿床开采四步骤，即按照开拓、采准、切割、回采的步骤进行，才能保证矿井正常生产。 开拓：从地表开掘一系列的巷道到达矿体，以形成矿井生产所必不可少的行人、通风、提升、运输、排水、供电、供风、供水等系统，以便将矿石、废石、污风、污水运（排）到地面，并将设备、材料、人员、动力及新鲜空气输送到井下，这一工作称为开拓。矿床开拓是矿山的地下基本建设工程。为进行矿床开拓而开掘的巷道，称为开拓巷道，例如竖井、斜井、平硐、风井、主溜井、充堵井、石门、井底车场及硐室、阶段运输平巷等。这些开拓巷道都是为全矿或整个阶段开采服务的。 采准：采准是在已完成开拓工作的矿体中掘进巷道，将阶段划分为矿块（采区），并在矿块中形成回采所必需的行人、凿岩、通风、出矿等条件。掘进的巷道称为采准巷道。D般主要的采准巷道有阶段运输平巷、穿脉巷道、通风行人天井、电耙巷道、漏斗颈、斗穿、放矿溜井、凿岩巷道、凿岩天井、凿岩硐室等。 切割：切割工作是指在完成采准工作的矿块内，为大规模回采矿石开辟自由面和补偿空间，矿块回采前，必须先切割出自由面和补偿空间。凡是为形成自由面和补偿空间而开掘的巷道，称为切割巷道，例如切割天井、切割上山、拉底巷道、斗颈等。 不同的采矿方法有不同的切割巷道。但切割工作的任务就是辟漏、拉底、形成切割槽。采准切割工作基本是掘进巷道，其掘进速度和掘进效率比回采工作低，掘进费用也高。因此，采准切割巷道工程量的大小，就成为衡量采矿方法优劣的一个重要指标，为了进行对比，通常用采切比来表示，即从矿块内每采出一千吨（或一万吨）矿石所需掘进的采准切割巷道的长度。利用采切比，可以根据矿山的年产量估算矿山全年所需开掘的采准切割巷道总量。 回采：在矿块中做好采准切割工程后，进行大量采矿的工作，称为回采。回采工作开始前，与根据采矿方法的不同，一般还要扩漏（将漏斗颈上部扩大成喇叭口），或者开掘堑沟；有的要将拉底巷道扩大成拉底空间，有的要把切割天井或切割上山扩大成切割槽。这类将切割巷道扩大成自由空间的工作，称为切割采矿（简称切采）或称补充切割。切割采矿工作是在两个自由面的情况下以回采的方式（不是掘进巷道的方式）进行的，其效率比掘进切割巷道高得多，甚至接近采矿效率。这部分矿量常计入回采工作中。 回采工作一般包括落矿、采场运搬、地压管理三项主要作业。如果矿块划分为矿房和矿柱进行两步骤开采时，回采工作还应包括矿柱回采。同样，矿柱回采时所需开掘的巷道，也应计入采准切割巷道中。
技术市场 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25%～50%，生产成本降低25%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。一般露天转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15～20m。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，2003,11 [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，2005,7 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 306 现代营销
我国地下矿山采矿方法的进展及发展趋势 发表时间：2015-12-25T15:11:05.687Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：刘占武 [导读] 鸡西市麻山区安全生产监督和煤炭管理局本文对地下矿山采矿方法的进展以及发展趋势进行了介绍，希望可以促进先进采矿方法的推广，促进我国地下采矿行业更快的发展。 刘占武 鸡西市麻山区安全生产监督和煤炭管理局 摘要：在对地下矿山进行开采时，需要应用特殊的采矿方法，为了保证采矿的质量以及效率，采矿单位需要对采矿的方法进行改进与优化。本文对地下矿山采矿方法的进展以及发展趋势进行了介绍，希望可以促进先进采矿方法的推广，促进我国地下采矿行业更快的发展。 关键词：地下矿山；采矿；方法；进展；发展趋势 地下矿山应用的采矿方法比较多，其中比较常见的是崩落采矿法、空场采矿法以及填充采矿法，为了促进我国采矿行业更好的发展，相关技术人员要对采矿方法进行改进，还要加强对采矿人员的培训，使其掌握地下采矿的技巧。当前社会人们对矿产资源的需求量比较大，地下采矿行业的采矿方法有着良好的发展趋势，下面笔者对采矿方法的发展现状进行简单的介绍，以供参考。 一、地下矿山采矿方法的应用现状 1、崩落采矿方法 崩落采矿法是地下矿山采矿工程中常用的方法，其有着较多的优点，这种方法的工艺比较简单，而且应用的成本比较低，在作业的过程中，不容易出现安全事故，而且具有较高的工作效率。崩落采矿法在我国采矿行业有着广泛的应用，而且占有重要的地位。我国采矿行业发展比较快，矿山主要有两种类型，一种是金属矿山，另一种是非金属矿山，针对不同的矿体，需要采用不同的采矿方法。崩落采矿法在金属与非金属矿山开采中都有着良好的应用，而且采矿单位也总结中了这项技术的应用技巧，有着一定应用经验，这项技术日趋成熟，有着良好的发展前景。改革开放以来，采矿行业发展越来越快，而且采矿行业引进了先进的管理理念，还应用了较多的先进设备，这有效的提高采矿的效率，而且实现了采矿生产系统的自动化运行，有效提高了企业生产的能力，在应用崩落采矿法时，工作人员还采用了自动化以及远程操作的方法，有效提高了生产效率，而且降低了采矿的成本，降低了采矿的难度。在对崩落采矿法进行优化时，需要结合当前先进的技术，要对设备的参数进行调整，还要做好对工作人员的培训，使其掌握科学的操作技巧，这样才能促进崩落采矿法优化进展不断的加快，促进采矿行业更好的发展。 2、空场采矿法 空场采矿法在金属矿山的开采中应用比较多，这项技术有着悠久的历史，而且在应用的过程中，技术越来越完善，在地下金属矿山的开采中，发挥着重要的作用，可以保证采矿企业的生产效益。这项技术生产的成本比较低，生产的能力比较强，而且生产的效率比较高，不会消耗过多的人力资源，其自动化程度比较高，可以保证采矿企业的产量，还可以保证采矿过程的安全性。空场采矿法在我国矿岩比较稳固的矿山中有着广泛的应用，随着科技的不断进步，这项采矿技术水平的不断进步，空场采矿法也在一些矿岩破碎的矿体中应用。总结建国50年来我国空场采矿法的特点，主要体现在以下几个方面：①结构趋于简单而合理；②参数不断加大；③生产效率不断提高；④支护手段日益完善，与充填法组合应用，使用范围得以扩大。 3、充填采矿法的技术发展现状 随着科技的不断进步和发展，充填采矿法由最初的用废石充填采空区的干式充填法，发展成为高效的采矿方法之一。在我国的黄金矿山、有色矿山应用较为普遍，部分黑色矿山和稀有金属矿山也得到应用。金矿为蚀变岩型金矿床，针对该矿矿石和上下盘围岩稳固性较好的特点，该矿选用了倾斜矿房梯段式连续回采上向水平分层充填采矿法获得成功。该方法的实质是采用下盘脉外斜坡道采准方式，EHST-1A电动铲运机出矿。 二、我国地下矿山采矿方法的发展趋势 纵观国内外地下矿山的发展趋势来看，进入21世纪后我国地下矿山采矿方法将在以下几个方面取得进展。 1、解决复杂条件矿床开采技术的问题，并在相关矿山得到推广应用。复杂条件矿床主要指“三下”矿床、富水矿床、极薄和极破碎矿体、第四系直接覆盖下矿床、高温高硫矿床和矿山保安矿柱等，由于开采这类矿床牵涉面广，为一集地质力学、岩石力学、岩石开采动力学、水力学、开采工艺方法、工程治理为一体的综合矿山开采工程系统，需采用综合的研究方法和手段，探索解决不同条件下矿床开采采场安全稳定性问题。并根据理论分析结果，制定符合开采实际的采矿工艺方法和相应的工程治理措施，寻求最佳的开采经济模型。 2、形成一整套的深部矿床综合开采技术。随着现代工业的迅速发展，人类对矿物资源的需求将越来越大。陆地矿产资源，特别是浅部矿产资源逐渐减小，资源枯竭已成为世界各国所重视的问题，深部矿床的开采已成为必然。在“九五”期间，某铜矿开采企业在矿区已开始深部开拓基建工作，采矿企业通过了建设规划设计，不久也将开始建设。因此开展深部矿床综合开采技术的研究，以解决深部矿体的采矿工艺、地压控制、岩爆和地温控制、深井提升、地下水防治和通风防尘、个体安全防护等开采问题。 3、崩落采矿法将得以更加完善和成熟。无底柱分段崩落法仍将在地下矿山开采中占据相当大的比重，阶段自然崩落法和阶段强制崩落法所占的比重将有所增加，崩落采矿法今后的总趋势将向大分段、高阶段和大孔径深孔采矿技术方向发展，大结构参数的崩落采矿法将得到推广应用。 4、随着采矿技术的发展，大型地下矿山采掘将向无轨化、连续化方向发展。液压凿岩机及相应的采矿凿岩台车和2.0～3.8 m3的电动铲运机的应用数量将逐渐增加，装药车和其它辅助车辆将在回采作业中得到普遍应用，采矿作业的机械化程度将得到进一步提高，从而使矿山的生产效率和经济效益得以提高。 5、缓倾斜薄矿体的机械化开采将得以实现。通过引进和开发，适合于缓倾斜中厚以下矿体开采的凿岩、运输配套小型机械化设备将会得到广泛应用，实现这类矿体的机械化开采，提高矿山的生产效率，改善矿山的经济条件。 6、环保型和无公害矿山开采将会得以实现。随着矿山开采深度逐渐增大，从提高矿石回采率和保护生态环境的需要，充填采矿法的应用比重将会有所增加，并向高效化方向发展。深孔阶段充填和分段充填将进一步完善，并得到广泛应用；高浓度全尾胶结充填、泵送膏体胶结充填将有较大的发展；矿山无尾排放的目标将随充填技术的不断进步和充填材料的更新得以真正实现；充填法与空场法的组合采矿
第21卷 露天转地下开采在矿业市场是广泛存在的问题,也是矿业市场长足发展而需要解决的问题。正由于矿体的赋存条件和技术经济等方面的原因,大部分露天开采的矿山,不可能用露天开采将矿床一次采完,而多数矿山是上部用露天开采,之后过渡到地下开采，或者是在露天开采转地下开采过渡期间的联合开采。目前我国应用较为广泛的即为露天转地下联合开采。为了实现稳定产量或者产量波动不大，一般采用不停产过渡，露天产量逐渐减少，地下产量逐渐增加，直至露天开采结束，地下开采达到设计产量，这段交替时间成为露天转地下开采的过渡时期。黑山铁矿在完成了多年的露天开采之后，将转入地下开采，本文以黑山铁矿为例，研发出一套露天转地下高效开采技术方案。 1矿区概况 黑山铁矿为河北钢铁集团矿业有限公司的下 属矿山，位于河北省承德市北31km 处，地属承德县高寺台镇王营村管辖，面积1.58km 2。黑山铁矿为岩浆侵入型大型钒钛磁铁矿床，用露天开采至+650m 水平，+650m 之下转入地下开采。地采范围内矿石总储量2190.51万t ，其中650m 标高以下0~28线之间1873.02万t ，0线以东及28线以西230.83万 t ；650m 标高以上境界外86.66万t 。黑山铁矿矿区 内共查明大小矿体46个，其中以Ⅰ号采场的1号和2号矿体规模最大；其次是Ⅱ号采场的3#、6#、8#矿体为中等规模。地采设计应用无底柱分段崩落法开采，设计生产能力100万t/a 。 2矿区开采条件 2.1 矿区工程地质特征 黑山铁矿矿体围岩分两类，一类是斜长岩类， 多作为高品位铁矿石的直接围岩，矿体与围岩界限 收稿日期：2012-07-16 作者简介： 南世卿（1958-），男，教授级高工，采矿工程博士，河北钢铁集团矿山设计研究院院长，E-mail ：nanshiqing@https://www.doczj.com/doc/d59570277.html, 。 露天转地下开采过渡前期高效开采方案研究 南世卿1，任凤玉2，宋爱东1 （1.河北钢铁集团矿山设计研究院，河北唐山063000；2.东北大学，辽宁沈阳110004） 摘要：本文针对黑山铁矿在露天转地下开采过渡前期遇到的诸多技术问题，进行了大量的科学技术研究， 解决了采矿方法与地压控制的关建技术难题，研发出适合黑山铁矿条件的露天转地下高效开采技术方案，为黑山铁矿露天转地下产量平稳过渡与地下高效开采提供了技术保障。 关键词： 露天转地下；过渡期；高效开采；方案研究中图分类号：TD852文献标志码：A 文章编号：1004-4051（2012）zk-0343-04 Study on the high efficient method of open pit to underground mining transitional earlier stage NAN Shi-qing 1，REN Feng-yu 2，SONG Ai-dong 1 （1.Hebei Iron and Steel Group mining design Co.,Ltd.，Tangshan 063000，China ； 2.Northeastern University ，Shenyang 110004，China ） Abstract :Contraposing Heishan iron mine from open pit to underground mining transitional earlier stage many technical issues,This article make many science and t echnology research,Solve Mining method and pressure control,research and development a high efficient method which suit HeShan iron mine condition,provide technical support for open pit to underground mining production smooth transition and the efficient exploitation. Key words:open pit to underground mining;transitional period;efficient exploitation;scheme research 第21卷增刊 2012年8月中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE Vol.21,zk August 2012 露天地下联合开采
采矿方式主要为露天、坑下开采。有色金属矿山地下开采方式按地压控制方式，分为空场法、充填法、崩落法三大类，以空场法、充填法具多。 1.空场采矿法 根据矿块或矿壁的结构不同与回采作业的特点，空场采矿法可分为全面采矿法、房柱采矿法、阶段矿房采矿法等。 ????（1）全面采矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是回采工作面沿矿床走向或倾斜方向全面推进，整层回采。在回采时将矿体内所夹废石或贫矿石留下来，根据需要堆成矿柱来支撑采空区顶板。 ?????该法优点是生产能力大，采准切割工作量较少，采矿成本低，采场通风好，能在采场处理废矿石。但采场顶板暴露面积大，容易发生大面积冒顶。只适用于水平或缓斜，矿石与顶板稳固，矿石品位分布不均匀或有夹石层的矿床，矿床厚度不大于5～7米。 ????（2）房柱留矿法主要是用于水平和缓倾斜矿床的开采。其特点是在矿块内矿柱和矿房交替布置，回采矿床时留下规则的，不连续或连续的带状矿柱，以此支撑采采区顶板。 ?????该法优点主要是采准切割工作量小，工序简单，各工艺可以平行作业，通风及作业条件好，但回收率低，用于矿石和围岩稳定的倾角小于40°的矿床。 ?????（3）分段采矿法、阶段矿房采矿法主要用于急倾斜、厚度大的矿床开采。矿房沿矿体走向或垂直方向布置，用深孔、扇形炮眼爆破落矿，由下部漏斗柱阶段平巷放矿。主要用于围岩稳固，矿石较稳固、矿体厚度在8～?20米，倾角大于矿石的自然安息角，且矿体内夹石少，矿体与围岩接触线明显的矿床。 2.充填采矿法 随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所形成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防有自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向充填采矿法又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。 （1）单层充填采矿法。此法适用于缓倾斜薄矿体，在矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向、一次按矿体全厚回采，随工作面的推进、有计划地用水力或胶结充填采空区， 以控制顶板崩落。 （2）（2）上向水平分层充填采矿法。此法一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房时，自下向上水平分层进行，随着工作面向上推 进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为 上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。 矿房采到最上面分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后， 再进行回采。矿房的充填方法，可用干式充填、水力充填或胶结充填。 （3）(3)上向倾斜分层充填采矿法。这种方法与上向水平分层充填法的区别是，用倾斜分层回采，在采场内矿石和充填料的搬动主要靠重力。这种方法只能用干式充填。 （4）(4)下向分层充填采矿法。这种方法适用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。这种采矿方法的实质是 从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护
露天转地下开采的平稳过渡 2006-12-1 9:50:44 中国选矿选煤网 露天转地下开采的平稳过渡 ——通钢板石矿业公司上青矿考察报告 高战敏 迟淑萍 (鞍钢集团矿业设计院，辽宁鞍山114004) 摘要：露天转地下开采是许多大中型矿山迟早要面对和解决的一个问题。本文简要介绍了板石矿业公司上青矿露天转地下开采平稳过渡的经验以及对眼前山铁矿露天转地下开采的借鉴意义。 关键词：露天矿；露天转地下开采；平稳过渡；经验 中图分类号：TD85-9 文献标识码：A 文章编号：1671-8550(2006)03-0029-02 0 引言 露天转地下开采是地表有矿体出露、且矿体埋藏较深矿山和矿体埋深虽不是很大、但地表缺乏足够容量排土场的矿山迟早要面临和解决的一个问题。由于露天开采多采矿少剥岩，甚至只采矿不剥岩和地表缺乏合适排土场以及人们环保意识的增强，一些矿山的露天转地下开采要提前进行。 20世纪60年代，我国就有冶山铁矿北采区等矿山或采区陆续从露天转为地下开采。近年来，通钢板石沟和首钢石人沟等铁矿也从露天转为地下开采。板石矿业公司上青矿是近几年露天转地下开采工作比较成功的一座矿山。 1矿山概况 上青矿开采对象为矿区的4#、5#和6#矿组．矿体平均厚度约30m，矿石平均地质品位34.11％。原露天开采分为3个采区，分别为老西端、北露天和南露天采区。其中北露天采区始建于1966年。2002年转入地下开采，累计采出矿量1000多万t，转入地下开采最主要的原因是原露天坑帮地形很陡。扩帮露天开采经济上极不合理。该矿地下开采设计生产能力110万t/a，2004年实际产量超过120万t，估计2005年产量为115万t。 2上青矿目前开采工艺系统 2．1矿井开拓运输
（冶金行业）唐山首钢马兰庄铁矿有限责任公司马兰庄铁矿露天转地下开采工 程
唐山首钢马兰庄铁矿有限责任X公司马兰庄铁矿露天转地下开采工程 环境影响报告书 （简本） 中材地质工程勘查研究院 2010.1 1.1项目建设的必要性 唐山首钢马兰庄铁矿有限责任X公司是首钢总X公司和唐山市人民政府联营创建的国有股份制企业，为首钢矿业X公司重要的矿产品原料供应基地之壹。矿石保有资源储量1.50633亿t，矿石SFe平均品位27.69％。现露天采矿规模达为300万t/a，选矿规模达250万t/a，精矿产量为80万t/a。 按照《唐山市矿产资源规划》和《首钢矿业X公司“十壹五”规划》，结合唐山首钢马兰庄铁矿有限责任X公司自身制定的增产扩容的发展目标，唐山首钢马兰庄铁矿有限责任X公司拟进行改扩建——露天转地下开采工程，对白马山采区实施地下开采，对沙河山采区进行露采境界优化且在后期和白马山采区共同实施地下开采。改扩建工程的实施将加快国有矿山建设（含改扩建）步伐，为首钢矿业X公司大量的铁矿石原料，缓解首钢集团铁矿石供应紧张状况，有力地促进迁安市乃至唐山市的经济发展和社会进步。 1.2产业政策、规划的符合性 改扩建工程符合《促进产业结构调整暂行规定》及《产业结构调整指导目录》（2005年本）中的相关要求，符合《钢铁产业发展政策》和《钢铁产业调整和振兴规划》中的相关要求。
改扩建工程符合《河北省国民经济和社会发展第十壹个五年规划纲要》、《河北省矿产资源规划》、《唐山市矿产资源规划》、《河北省环境保护“十壹五”规划》中的相关要求。 1.3工程概况 1.3.1现有工程概况 马兰庄铁矿属铁矿采选联合企业，现有职工约1400人。包含俩个采场（沙河山和白马山），俩座选厂（大选厂、柳选厂），露天开采规模为300万t/a，白马山露天采场开采到-20m水平，已于2008年二季度末闭坑；沙河山露天采场开采到-80m水平，今后露天仍将继续开采至-248m水平，预计开采11年。 马兰庄铁矿现有俩座选厂——大选厂、柳选厂，选矿总规模为250万t/a，其中，大选厂选矿规模为150万t/a，柳选厂选矿规模均为100万t/a，铁精粉总产量为85万t/a。 1.3.2改扩建工程概况 唐山首钢马兰庄铁矿有限责任X公司马兰庄铁矿露天转地下开采工程矿山总规模为400万t/a，总服务年限为30年。前期（前9年，含建设期3年）白马山采场为地下开采，规模为100万t/a，沙河山采场为露天开采，规模为200万t/a；后期全部为地下开采，沙河山、白马山采场采矿总规模可达400万t/a。项目总投资为83439万元，环境保护投资2422.7万元，占工程费用的5.5％。 地下开采的首采地段在白马山矿区，采矿方法为分段空场法和无底柱分段崩落采矿法。主要井筒型式：主立井+副立井+主进风立井+回风立井+斜坡道。 中段划分：-200m标高之上中段高度为60m；-218m标高以下中段高度为180m，每个中段间设壹个生产副中段。
铁矿露天转地下开采的安全问题探讨 【摘要】随着铁矿资源的不断开采，很多露天铁矿面临着剥采比过大，成本增加的问题，开始逐步由露天转为地下开采。由于露天转地下开采的特殊性，开采的安全问题需给以更多的重视。本文阐述了露天转地下开采的特点，在特点的基础上对开采中需要注意的安全问题进行了论述。 【关键词】露天转地下；铁矿开采；安全 到目前为止，我国已经共有一百多个大中型露天铁矿，这些大中型的露天铁矿在经过较长时间的开采后，绝大部分已经接近/达到露天开采的最终境界，已经开始进行了部分高陡坡位置的深入开掘，转成地下开采。最近几年，随着资源的减少，露天矿产开采的难度也在不断增加，露天开采转向地下开采的模式是一个必然的趋势。但是，我们知道地下开采的工程非常的复杂，很多因素参杂其中，在技术上也有相当的难度，实际开采中可能会遇见很多技术和安全方面的问题。 1、露天转地下开采的主要特点 露天转入地下开采的铁矿，由于前期的露天开采，在这些矿区已经建立起较为完善的生活和生产设施、水电供应网络、维修厂等工业场所。当要进行地下开采时，一定要注意将这些已经完善的设施项目纳入新的开采计划考量之中，使设施能够为接下来的生产生活提供便利，此外，还要对主要开拓工程的位置进行研究，对露天开采中应用的运输设施进行考量。 进行开采工作从露天转向地下的活动，可能会给元岩层带来一定程度的扰动，使原有的平衡状态被打破，特别是在边坡以及顶柱的位置特别容易发生应力集中造成高低压区的出现。由于这些原因，进行露天转地下的工作，首先要对岩体的应力分布情况做出详细的、科学的考量，以便找到解决地压和岩体位移的办法，同时制定出采矿的办法，开采的顺序，设置采矿工作的参数。 地上转到地下，不仅仅是位置的一个改变，他的工作量等同于进行一个新的地下矿山开采，需要一个成熟的工艺流程，要有充分的过渡时间，所以，在露天转地下开采前要进行提前计划、基建开拓，以保证矿山生产持续性的问题。 2、露天转地下开采的安全问题 由于露天转地下开采的复杂性，常常可能会带来一些安全危害。要保证生产的安全就必须做到以下几点：对露天开采范围内的地下矿房进行位置的考察，得到相关参数以备不时之需；对地下的顶柱进行稳定性和安全度的研究；对露天采坑内的积水应及时排出，防止采坑积水涌入井下；对于矿区四周的围岩要进行有规律的检测。 由于开采铁矿，矿体较厚大，一般会通过无底柱分段崩落的方式进行。但是
露天转地下采矿方法的研究 近些年，随着经济的快速发展，对于各种金属矿山的过渡开采，已经造成了我国国内现有的资源逐渐的枯竭，尤其浅层资源已经没有了可以开采的地方。我们对金属矿业的开采已经逐步转向地下开采时期，但是如何度过这个过度时期，对于我们选择的开采方式是非常严峻的考验。由露天转向地下开采是将露天开采和地下开采两种方式结合到一起的一种综合型的开采技术，不论对于人员开采的技术，还是对于开采设备的要求，都是一个考验。在本文的研究中，主要是以石人沟为案例，来研究由露天转向地下开采的方法，根据现有的采矿方法及原理，选择比较合理的开采方案，既要保证金属矿业资源的可持续开采，同时还要保证开采的安全性。 标签：露天开采地下开采方法研究 近些年，随着经济的快速发展，对于各种金属矿山的过渡开采，已经造成了我国国内现有的资源逐渐的枯竭，尤其浅层资源已经没有了可以开采的地方。我们对金属矿业的开采已经逐步转向地下开采时期，但是如何度过这个过度时期，对于我们选择的开采方式是非常严峻的考验。由露天转向地下开采是将露天开采和地下开采两种方式结合到一起的一种综合型的开采技术，不论对于人员开采的技术，还是对于开采设备的要求，都是一个考验。在本文的研究中，主要是以石人沟为案例，来研究由露天转向地下开采的方法，根据现有的采矿方法及原理，利用层次分析和模糊数学模型结合的方法，进行综合性评价比较，选择比较合理的开采方案，既要保证金属矿业资源的可持续开采，同时还要保证开采的安全性。 1综合评价方法 由以往的数据显示，露天转地下的开采方法要考虑到多种因素、指标、目标及层次，这是一个综合性的过程，也是一个比较复杂的工程，如果地质资料出现误差或者其他的指标具有不确定性，那么对于开采的过程会带来很多的安全隐患。目前有很多的系统中都有数学的应用，在本次研究中主要以石人沟为例，来研究露天转地下开采方式。本次研究所选择的方法为层次分析和模糊数学模型结合，应用到开采方法中，建立相关的综合评价模型，客观的对各因素进行层次分析，然后利用模糊数学理论进行综合型的评价，最终选择合适的开采方法。 露天转地下的开采主要的方法有崩落法、充填法以及空场法，在石人沟铁矿中主要选择的方法有四种，分别是分段凿岩法、分段崩落法、分段充填法及水平分层充填法。现按照综合评定指标对每种方法进行综合评价，具体数据见表1。 由以上表格中的数据，进行综合型的比较分析，可以看到，最佳方案为分段充填法，在四种方案中，崩落法比空场法及充填法具有的劣势要多，四种方法从优到劣依次为分段充填法、分段岩凿法、水平分层充填法、分段崩落法。所以选用分段充填法是最优的采矿方法。
铁矿地下开采技术方法探讨 【摘要】在工业化、城镇化步伐加快和全面建设小康社会的背景下，我国钢铁消费量在今后较长的一段时期内都将维持在较高水平，对铁矿石的需求也将长期处于上升阶段，铁矿开采行业的地位和重要功能不仅不会削弱，反而会不断强化。主要特点是：国家高度重视，产业地位空前提高；经济拉动强劲，产量处于高位增长阶段；市场前景看好，矿石价格较长时期保持相对稳定；资本大量涌入，大中型矿山建设步伐加速；科技创新加快，资源潜力和发展空间不断拓宽；采选工艺技术和设备快速发展，生产效率不断提高；节能降耗、改善环保，绿色矿山建设得到重视和加强。本文探讨了铁矿地下开采的技术方法。 【关键词】现代铁矿；地下开采；技术方法 1.现代铁矿的地下采矿 现代铁矿的经营理念包括：国内国外；地上地下；高技术，高机械化，高产能；高性能和高可靠性；更多关注最终产品的成本而不是设备价格；自动化系统。过程控制，连续物流；全球范围内与供应商建立合作伙伴美系；性能基与价格构成。现代铁矿的地下采矿逐渐向高机械化，高生产力发展。地下铁矿的开采方法和技术要求：适于厚大矿体的大量采矿法；不留矿柱；高生产率；霹复性作业；机械化自动化。方法：无底柱分段崩蒂法；自然崩落；盘区崩落。 2.铁矿井下开采技术 2.1充填开采技术 充填采矿法在有色矿山应用得相当普遍，如金川镍矿，凡口铅锌矿，铜陵有色金属公司冬瓜山铜矿和安庆铜矿，大冶有色金属公司的铜绿山铜铁矿，山东的大部分金矿如尹格庄金矿、三山岛金矿、河东金矿等。 充填法开采的特点。（1）避免农田损坏和地表建筑物的搬迁。采空区充填后，地表基本不会出现塌陷。（2）减少了尾矿库的建设投资和复垦费用。尾矿回填采空区，少排或不排尾矿，尾矿库容鼍减小甚至可以小建。可减少土地使用量。（3）矿山环境得到保护。地表不会塌陷，尾矿库占地或污染大为减少。（4）资源得以安全和充分地利用。经济合理地开发因大水、地表等条件复杂难以利用的矿产资源，并能大大降低突水淹井的风险，提高开采的安全性。 充填采矿工艺。在充填工艺上，目前传统的自流输送仍然占主导地位。膏体泵送工艺也已逐步推广，如金川的二矿区、云南的会泽铅锌矿等采用了膏体泵送工艺。立式砂仓放出高浓度砂浆也取得了较大的进步，如中国恩菲工程技术有限公司研发的立式砂仓放砂工艺使砂仓放砂浓度达到78%～82%。 充填采矿成本。在充填法矿山，充填采矿的成本主要受水泥耗晕影响较大，