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:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
[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
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