露天转地下开采采准优化设计

金属矿山露天转地下开采的研究现状与措施摘要:以金矿四号矿段为工程背景，基于矿山露天转地下开采工程布局和开采现状，提出优化单排孔爆破，控制爆破振动速度，提高紧邻露天采矿边坡稳定性;同时在回采过程及时控制上部采空区，留足保安矿柱，确保边坡的稳定性;另外通过计算确定井下排水涵洞能力，讨论了露天采场遗留凹陷采坑，地表水汇集井下的排水安全问题，对于露天矿山露天转地下开采的安全实践具有一定的借鉴意义。

关键词:露天开采;地下开采;边坡稳定;采空区;防排水1矿山概况1.1 矿山开采布局金矿4号矿段415m标高以下为露天转地下开采，410m中段为回风兼露天凹陷坑底排水，380m中段为350，320，285m回风巷兼残采。

矿山采用平硐—盲斜井开拓，目前井下回采矿体位于东南侧露天边坡底，380m中段残留矿体已回采结束，350m中段投入生产，320m和285m中段处于建设中。

采矿方法为分段凿岩分段出矿法和浅孔留矿法。

矿区围岩为砂岩及泥质砂岩，较破碎，裂隙较发育，其稳固性较差;东南侧形成近145m高陡边坡，490m台阶以下已坍塌形成一体，各台阶坡面角约为70°，遗留有490，510，535，550m4个安全平台，平台宽度约3～5m，最终边坡角约为55°。

1.2 矿体特征及开采技术条件矿体分布于四面被断层切割的断陷区内，赋存在上石炭统船山组地层中，含金岩段的下部，即Cca层位的顶部，矿体下盘岩性大多为粉砂岩、角砾岩，有的与花岗斑岩接触，上盘一般为角砾状灰岩，少数为粉砂岩。

矿体呈似层状，层位稳定，规模较大。

矿体上部即SW侧为混合原生金矿。

矿体长87m，北厚南薄，平均厚度22.02m。

矿体产状:倾向60°，倾角50°，矿体向SE侧伏，侧伏角63°。

矿体延深沿倾斜方向80m。

在氧化带内，岩石较松软破碎，氧化带以下的原生带内，岩石致密坚硬。

围岩蚀变比较强，主要是硅化及碳酸盐化。

矿体中的夹石不甚发育，其夹石主要是碎屑岩类及少量角砾状灰岩。

矿山采掘工艺优化设计矿山采掘工艺优化设计是为了提高矿石开采效率和资源利用率而进行的一系列技术和工艺改进的过程。

通过合理设计和优化矿山采掘工艺，可以有效减少能源和资源的消耗，提高生产能力和产量，降低生产成本，并实现可持续和环境友好的矿山开采。

首先，矿山采掘工艺优化设计应考虑矿石的物理性质和化学性质。

根据矿石类型、硬度、富含的金属或非金属物质以及与周围岩石的接触性质等，选择适合的采掘机械和工艺流程。

例如，在开采硬岩矿石时，应选择适当的钻爆采矿方法，采用合理的钻孔布置和爆破参数，减少矿石破碎度，提高抽运和研磨的效率；而对于软岩和煤矿等易破碎的矿石，可以考虑采用采矿机械直接切割或剪切的方法进行开采。

其次，矿山采掘工艺优化设计还应关注采矿率和回采率的提高。

通过合理的开采顺序和方法，优化巷道布局和支护结构，最大限度地减少矿岩切割损失和矿岩失效带的发展，提高采矿率。

对于露天矿山，可以采用逐渐抬升的台阶矿坑设计，减少浪费边坡的面积。

对于地下采矿，可以采用合理的支护技术和取矿方法，减少矿石的损失和浪费。

同时，合理设计回采方法，考虑矿石与岩层之间的接触关系和强度，最大限度地提高回采率，减少未来矿石的损失。

第三，矿山采掘工艺优化设计还应注重提高矿石精细度和选矿效果。

通过合理的破碎和磨矿工艺，使矿石颗粒尺寸逐渐减小，提高磨矿效率。

此外，应设计合理的分选工艺，根据矿石的性质和矿石中所含的有用矿物，选择合适的分选设备和方法，达到最佳选矿效果。

例如，可以采用重选、浮选、磁选、电选等进一步提纯和分离矿石中的有用矿物。

最后，矿山采掘工艺优化设计还应注重环保和安全。

在整个矿山采掘工艺中，应采取措施降低噪音和粉尘污染，减少对水源和土壤的污染。

对于粉尘和有害气体的处理，应采用先进的排放控制技术，遵守环境保护标准和法规。

此外，矿山采掘工艺设计还应关注矿工的安全和劳动条件。

合理设计巷道和设备，确保矿工的人身安全；提供良好的通风、照明和作业空间，提高劳动条件。

优化矿石开采方案及技术路线设计矿石开采作为重要的资源开发领域，对于资源的高效利用和环境保护具有重要意义。

本文旨在优化矿石开采方案及技术路线的设计，以提高开采效率、减少环境影响和降低开采成本。

一、现状分析首先，对目前矿石开采方案及技术路线的现状进行分析，包括采矿设计、采矿方法、设备选择等方面的问题。

从环境保护和经济效益两个角度出发，分析现有方案的不足之处，为后续的优化提供依据。

二、优化目标明确优化目标，即提高开采效率、减少环境影响和降低开采成本。

通过优化矿石开采方案及技术路线的设计，达到以上目标，实现资源的可持续开发和利用。

三、优化策略1. 采矿设计优化根据矿石蕴藏量、品位、工艺流程等因素，合理确定开采规模和采矿期限。

结合现有技术水平和设备条件，采用合理的采矿方法和矿石开采布局，降低资源浪费和矿石损失，并保证矿石开采安全。

2. 采矿方法改进针对现有采矿方法的不足，如传统露天开采的环境破坏和地下开采的安全隐患等，在技术路线设计中引入新的采矿方法，如深孔爆破、矿山水域开采、高压水射流开采等。

这些新方法可以提高开采效率、降低对环境的影响。

3. 设备技术升级鉴于矿石开采所需的设备和工艺装备的关键性，应加强技术改进和升级。

例如，在矿石开采过程中应用现代化的控制系统，提高设备的智能化和自动化水平，减少人力投入和操作错误，提高生产效率和安全性。

4. 环境保护措施完善矿石开采对地表环境造成的破坏是一大问题，因此在技术路线设计中应提出相应的环境保护措施。

例如，采用封闭式采矿工艺，控制尘埃和废水的排放；合理处理矿石粉尘和废弃物，实施矿山生态修复等。

四、实施计划根据优化策略的要求，制定详细的实施计划。

包括优化方案的研究和设计、技术改进的实施和推广、环境保护措施的建立和落实等。

同时，要考虑到人力和物力的配备情况，明确实施计划的时间表和责任人。

五、效果评价在实施过程中，建立有效的监测和评估体系，对优化方案的效果进行定期评估和反馈。

露天转地下开采技术分析王锋锴（山东省冶金设计院股份有限公司，山东 济南 250101）摘 要：矿山由露天开采转为地下开采时会使露天边坡稳定性变得复杂，同时也会影响地下矿山的排水、通风等，这样矿山在开采过程中处理不好相关问题，矿山生产安全问题无法得到很好的保障。

因此，本文对矿山露天转地下开采技术进行了分析，针对技术应用中存在的问题及具体的对策进行了探析，以供参考。

关键词：矿山；露天转地下开采；边坡防护中图分类号：TD861.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）04-0293-2收稿日期：2020-02作者简介：王锋锴，男，生于1968年，汉族，山东莘县人，本科，高级，研究方向：矿山工程。

随着露天开采深度不断增加，开采范围内资源量越来越少，矿山年产量逐年递减，生产规模及服务年限均制约矿山的发展。

因此，越来越多的露天矿山考虑转入地下开采，以求合理开发利用资源，达到利益最大化，故露天转地下开采技术在矿山开采中的应用是非常普遍的，并且越来越受到重视。

近几年，国家对环保要求越来越高，露天开采对环境的影响与破坏较地下开采的矿山大得多，使得露天开采矿山批复难度提高，因此会有越来越多的露天矿山转入地下开采。

对露天转地下开采技术进行研究时，主要研究露天转地下界限、开采过渡期的技术研究、地下开采时生产安全（防治水、通风）等。

同时，在露天转地下开采时，应综合考虑原露天开采范围内的端部资源的合理回收，尽最大限度回收资源。

1 对我国露天转地下开采技术现状的研究我国露天转地下开采技术在近年来的应用逐渐增多，而且在长期的技术应用当中仍然积累了非常多的工作经验，相关学者也对此方面进行了很多的研究，这为后期的理论探究与技术应用能够提供了非常大的支持。

在我国最早应用露天转地下开采技术的是江苏省的凤凰山铁矿，在露天开采了十几年之后利用科学的过渡方式转为地下开采，使得矿山开采效率增加，开采成本降低，经济效益提升。

在过渡开采的这个阶段，采取的是露天与地下同时开采的方式，这样既能够确保露天残柱的回采效果，也能够为后期的地下开采创造更加良好的条件。

中国煤矿露天开采程序的优化摘要：开采程序对于露天煤矿开采投资、产能、效益等方面产生直接影响，所以采取必要的开采程序积极为重要，可以降低成本、提高效益。

对于露天矿山的开采工作来说，确定合适的开采程序极为重要，这是保证开采顺利进行的关键，同时也关系矿产资源的合理开发和利用。

通过开采程序的优化，结合煤层赋存条件、开采现状改变，可以采取分区开采的方式，让开采工作顺利开展，保证开采的安全性与高效性。

关键词：露天煤矿；开采程序；优化设计露天矿开采程序是开采顺利进行的主要依据和条件，影响最终经济效益，关系到煤矿企业的合法权益。

开采程序达到合理性的要求，可以确定合适的建设速度、矿山生产进度，保证资源开采有序实施，提高煤炭资源开发率。

露天矿开采程序包含的内容比较多，要从全局性考虑和分析，开采程序与生产工艺都和开拓系统存在直接的关系。

露天矿的开采容易受到下述多个方面的因素影响：赋存条件、工艺设备、矿区规模、运输系统与方法、排土场位置、矿石品位等。

因此，露天矿开采应该从下述几个方面出发进行合理的优化：①实现开采技术参数优化；②根据需要合理划分开采区域；③优化选择首采取；④确定科学合理的开采顺序。

1露天煤矿相关概念概述1．1基本概念煤矿露天开采就是在裸露的自然环境中开展煤矿开采作业，将覆盖在煤层表面的岩层清理掉进行煤矿开采作业。

该方式一般应用到近地表埋设的煤层，主要的优势就是成本低、产量高、安全性好、空间比较大，回采率超过90%，但是缺陷也比较明显，比如环境干扰严重，环境影响巨大等。

1．2露天开采现状结合当前我国的调查资料分析发现，露天煤矿的存储量可以达到7×108t，最为主要的组成部分就是褐煤，比例超过70%，其他则是以烟煤为主。

从我国的露天煤矿开采历史分析，总计经过了如下三个发展阶段：a)20世纪50年代—60年代，这一时期的煤矿开采经济效益明显，社会效益也比较高，给国家的发展起到了极为重要的作用，但是当时技术水平相对较低，企业规模不足，市场竞争力较差；b)20世纪60年末—80年代，根据我国建设需要，投资兴建了很多大中型煤炭开采企业，但是文化大革命等历史时期的影响，社会环境较差，难以实现很快发展；c)改革开放至今，这个时期的经济发展速度非常快，我国的经济与社会全面发展，煤炭领域有了很快的发展，不仅开采规模逐步的扩大，且技术、设备的水平都有了很大的提升，逐步进入到世界先进行列中，给国家建设、经济发展起到了极为重要的作用。

石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式研究我国铁矿资源目前85%以上为露天开采,经过近几十年的开采和不断增产,国内的大部分露天矿山企业都面临着露天采场闭坑、即将转入地下开采阶段。

鉴于我国露天矿山企业多为深凹露天矿的特点,在转入地下开采时将面临更多的困难。

为实现露天向地下开采的平稳过渡,必须对涉及平稳过渡的关键技术进行攻关研究,其中露天转地下相互协调安全高效采矿工艺技术是研究的重点内容之一。

本文通过现场调查、综合分析、方案设计及优化、类比分析、数学分析方法等手段对石人沟铁矿露天转地下开采的开拓系统衔接、过渡阶段采矿方法以及过渡模式等问题进行系统分析和深入研究,取得了如下研究成果：(1)为保证露天转地下能衔接紧凑,持续稳产,石人沟铁矿采用露天分段结束、地下分期建设、分段投产的方法是可行的,但已投入的工程服务期短、利用率低,露天转地下过渡缺乏完善的整体规划。

(2)针对如何充分利用原有主井和副井,尽量减少改造的问题,提出了新掘副井、一期副井改造延深、新掘盲竖井三种方案,并进行了技术经济比较,推荐采用新掘副井方案。

(3)经综合技术经济分析,推荐石人沟铁矿露天转地下采用主副竖井加辅助斜坡道开拓方案。

(4)通过对露天转地下开采过渡模式进行评价,得出如下结论：过渡期的生产能力较低,矿床的综合产能可能利用程度很低。

露天和地下联合开采时空联系程度较低,缺乏统一、全面的规划。

另外,过渡期较短,空间联系比较紧密,但因为过渡时间不充足,以及预留露天坑底境界保安矿柱使露天开采及地下开采的开拓系统及回采工艺结合程度偏低。

(5)通过对矿体按厚度和倾角进行分类统计可知,中厚及厚大矿体占90%以上,倾角均为倾斜至急倾斜。

可采用的采矿方法有分段凿岩阶段矿房法、无底柱分段崩落法、上向水平分层充填法及空场嗣后充填法等。

为满足生产管理与安全技术管理的需要,针对开采技术条件,通过模糊数学方法进行优化选择,得出石人沟铁矿露天转地下最优采矿方法：分段凿岩阶段空场嗣后充填法。

铜山口铜矿露天转地下产量衔接优化研究
露天转地下开采是采矿工程领域的活跃课题,近年来,国内18家
大中型露天铁矿中,至少有16家面临着露天转地下开采。

笔者通过对多个露天转地下开采矿山的实际调研发现,大多数矿山企业都面临着
过渡期内矿石产量失衡问题.主要表现为露天生产已接近尾声,而地
下开拓采准还未进行,给矿山企业的可持续发展带来一系列问题。

论
文基于数字矿山软件Surpac,采用现场调研、理论分析与现场检验相结合的研究方法,对影响露天生产末期、地下矿生产初期产量的相关
因素进行分析,综合运用统计学、运筹学、管理学等相关理论知识,
对铜山口铜矿露天转地下开采产量衔接开展优化研究,为矿山正常生
产经营提供保障,并对类似矿山产量的平稳过渡提供参考。

论文的特
色及主要研究成果如下：(1)阐述了露天转地下各种开拓系统的特点
及适用条件,分析了露天矿减产时间节点、地采基建开始时间节点的
确定方法。

(2)分析了露天转地下开采过渡期矿山总产量的构成,详细研究了影响露天矿产量的主要因素：工作台阶高度、坡面角,工作平
台宽度,可布台阶数量,采区长度；影响地采生产初期产量的主要因素：采矿方法的选择、可同时生产的矿块数或进路数、各工序的衔接程度。

(3)根据铜山口铜矿的地质剖面图,采用数字矿山软件Surpac建立了
矿体模型,并计算了各水平的矿岩量以及剥采比,编制了铜山口铜矿
露天开采进度计划,进而确定了露天减产时间节点。

(4)根据铜山口铜矿地下开采范围及开采技术条件,分析并选择了适合的地下开采方法,完成了地下开采生产能力的验算。

在露天开采进度计划的基础上,编
制地下开采进度计划,确定了地采基建开始时间节点。

白云铁矿露天转地下开采研究钢铁是国民经济的重要支柱产业。

目前,我国地下铁矿采出矿石量占总采出量不到20%,九成以上的露天矿已进入深凹开采阶段。

随着开采深度的加大和采矿空间的缩小、矿岩运输距离的加长,剥（排）岩量急剧增多,矿山有限的土地资源被大量破坏或占有,开采成本逐年升高,严重影响矿山的生存与发展。

深凹露天转为地下开采及回填技术成为采矿行业研究的热点之一,对资源回收利用及延续矿山生产年限、环境保护等有着重要的意义。

但是,在此期间由于地应力对巷道和采场稳定性影响持续加大,难以确定的因素也越来越多。

白云铁矿是全国最大的综合性多金属共生矿山,东矿露天开采面临着闭坑停产的压力。

回采深部铁矿石,保护占世界已探明总储量的41%以上的国家战略稀土资源,成为该矿亟需面对的综合难题。

本文从白云铁矿露天转地下开采开采方式入手,对采矿方法和采场结构参数等关键问题进行研究,首次提出大直径深孔凿岩阶段出矿含稀土尾砂嗣后充填技术。

研究过程中,分析了露天转地下采矿方法优选的影响因素,依据保护稀土资源原则,建立了白云铁矿采矿方法优选的多目标决策指标体系;为形成较为客观的采矿方法评价指标体系,利用极差标准变化方法和优先关系二元对比排序法,分别计算出定量指标和定性指标隶属度矩阵,采用层次分析和模糊综合评价法,确定了大直径深孔凿岩阶段出矿嗣后充填法为优选采矿方法,提出了利用含稀土资源的尾砂充填方案;运用FLAC^3D数值模拟,分析了9种不同矿块参数的采场最大主应力、顶板垂直位移和塑性区分布,据此选出4种采场稳定性较好的方案;提取有效指标建立采场结构参数评价指标体系,采用逼近理想解法优选出采场结构参数。

从而实现白云铁矿在稀土保护下,露天转地下安全、高效开采。

本文解决了共生矿体矿山在露天转地下开采时面临的采矿方法优选及深井开采采场结构参数优选的问题,研究思路和研究成果对同类问题具有重要参考价值。