張林瑞

（太鋼集團(tuán)代縣礦業(yè)有限公司，山西 忻州 034207）

1 露天轉(zhuǎn)地下開采所面臨的問(wèn)題

從目前的鐵礦開采現(xiàn)狀分析，露天轉(zhuǎn)地下開采已經(jīng)是一個(gè)必然的趨勢(shì)，在未來(lái)10年間，這種轉(zhuǎn)變會(huì)逐步滲透到各個(gè)地區(qū)，不僅僅是影響到我國(guó)，世界主要鐵礦開采地區(qū)都會(huì)面臨同樣的問(wèn)題考驗(yàn)，因此我們必須提前就對(duì)相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行科學(xué)論證，并探究發(fā)現(xiàn)更加高效可靠的開采技術(shù)。露天轉(zhuǎn)地下開采所面臨的問(wèn)題主要分為5部分，首先是在這個(gè)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，如何將現(xiàn)有資源以最高效率集合轉(zhuǎn)換到另一種開采模式中，減輕礦產(chǎn)開采企業(yè)的成本追加壓力。其次是如何利用過(guò)去在露天開采過(guò)程中所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)方式，來(lái)幫助維持地下采礦工作的順利進(jìn)行。再次是探究開采場(chǎng)景發(fā)生如此大變化之后，如何制定一套具有地下開采針對(duì)方向的保障措施，確保地下開采過(guò)程的安全有效。同時(shí)我們要考慮到在整個(gè)露天轉(zhuǎn)地下的過(guò)渡時(shí)期，鐵礦行業(yè)和相應(yīng)企業(yè)應(yīng)該如何保證增產(chǎn)銜接和穩(wěn)產(chǎn)銜接是礦產(chǎn)的開采總量和能力，不會(huì)在整個(gè)過(guò)渡過(guò)程中出現(xiàn)較大的波動(dòng)。最后是如何能夠加快地下開采工程的進(jìn)度，直線露天轉(zhuǎn)，地下開采工作的快速過(guò)渡[1]。

2 露天傳地下開采過(guò)渡討論

2.1 空?qǐng)龇?/h3>

當(dāng)露天開采與地下開采呈上下對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，如果實(shí)際條件允許可以進(jìn)行同時(shí)開采，利用隔離礦柱將露天開采區(qū)和地下開采區(qū)進(jìn)行風(fēng)格，并在空?qǐng)鲋辛鳚M礦山，保證露天開采工作不受影響。我國(guó)的鳳凰山鐵礦在上世紀(jì)80年代經(jīng)歷了從露天開采到地下開采的過(guò)渡期，為了保證鐵礦的開采總量不受到嚴(yán)重影響礦山管理人員在露天坑底留設(shè)了平均厚度達(dá)10m的境界頂柱，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了露天開采和地下開采地下開采，用深孔硫礦法回采礦房，暫留礦柱。在放礦階段，在拉低水平以上流平均厚度5.89m的礦石緩沖層，以保護(hù)境界頂柱。通過(guò)鉆機(jī)從露天坑向下鉆孔，爆破境界頂住，并在爆破礦柱同時(shí)，攤落一定數(shù)量的頂盤圍巖形成覆蓋層，轉(zhuǎn)而應(yīng)用階段坍落法進(jìn)行回采。利用此方案，鳳凰山鐵礦在5年的過(guò)渡開采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量的穩(wěn)定，為之后我國(guó)同類開采企業(yè)在面臨過(guò)渡時(shí)期進(jìn)行的管理措施，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。從技術(shù)角度來(lái)分析，該方案最大的優(yōu)點(diǎn)在于露天開采結(jié)束之后，仍然會(huì)保留足夠數(shù)量的存窟礦石，這對(duì)于礦山的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)過(guò)度具有積極作用。只要保證露天開采過(guò)程與地下開采過(guò)程之間有足夠強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，維持，就可以實(shí)現(xiàn)同步的采礦過(guò)程，只要實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)平面上的平行，就不存在存留隔離礦柱的問(wèn)題。對(duì)于鐵礦礦巖穩(wěn)固的地勢(shì)條件具有較好的應(yīng)用場(chǎng)景，可采用穿透地表的控場(chǎng)法進(jìn)行回采，回采率高，貧化率低。用此類方法也并非萬(wàn)能，其開采模式也存在一定的固定缺陷，缺點(diǎn)主要集中在露天礦場(chǎng)的積水會(huì)直接灌入地下，這樣就會(huì)增加地下開采環(huán)境，排水設(shè)施的工作壓力，為此需要投入更多的排水設(shè)施和持續(xù)排水的費(fèi)用，同時(shí)也會(huì)增大地下開采初期的漏風(fēng)量，如果開采地區(qū)降雨，充沛或處于夏季多雨時(shí)節(jié)，那么大量的雨水會(huì)直接進(jìn)入到地下開采區(qū)。增大地下開采的難度，并且也會(huì)使得一些支護(hù)設(shè)施和裝置設(shè)備存在被損壞的影響。在投入此類開采模式時(shí)，還是應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件進(jìn)行綜合性分析，以客觀判斷所處地區(qū)的礦產(chǎn)開采過(guò)程是否適應(yīng)，此類開采模式，或者是在投入該類開采模式后，提前設(shè)置相應(yīng)的預(yù)防措施，減少相應(yīng)影響因素的作用效果[2]。

2.2 崩落法

此類方法是指在崩落礦石的同時(shí)崩落圍巖，讓圍巖物質(zhì)來(lái)充填采空區(qū)。通過(guò)這樣的機(jī)理來(lái)控制和管理地壓。來(lái)進(jìn)行回踩時(shí)，不需要將礦塊劃分成間柱和礦房，能夠?qū)Ω嗟牡貐^(qū)進(jìn)行回采。只要整個(gè)開采過(guò)程能夠按照一定的順序崩落礦石即可進(jìn)行單步奏回采。對(duì)于此方法，不需要提前預(yù)留礦塊頂柱，所以在回采過(guò)程前，為了安全生產(chǎn)和過(guò)程中的爆破需要，必須在露天坑底形成一定厚度的覆蓋巖層。這種方法的集中特點(diǎn)體現(xiàn)在整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟度高，伴隨著勞動(dòng)生產(chǎn)率高，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)能力造成較大影響，整個(gè)系統(tǒng)的維持運(yùn)營(yíng)成本較低，而且可以通過(guò)加入機(jī)械化設(shè)備來(lái)提高生產(chǎn)的效率，在目前全世界各地的露天轉(zhuǎn)地下礦產(chǎn)開采，行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，而且這是基于具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景這一特點(diǎn)不斷形成的，新的應(yīng)用數(shù)據(jù)，又對(duì)整個(gè)開采方式的成熟度提升做出了積極的影響。

但是如果采用此類開采方式，在露天轉(zhuǎn)地下開采過(guò)程前，需要在露天底形成覆蓋巖層，造成的后果就是露天區(qū)域和地下區(qū)域無(wú)法進(jìn)行同時(shí)的開采，這樣必然會(huì)導(dǎo)致在過(guò)渡的初期，礦山的產(chǎn)量會(huì)由于地下開采過(guò)程的不穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的產(chǎn)量下滑，所以在一定時(shí)間段內(nèi)會(huì)出現(xiàn)銜接不暢的情況。但隨著配套設(shè)施的跟進(jìn)以及開采環(huán)境的不斷優(yōu)化，會(huì)逐步恢復(fù)原有的開采效率。

2.3 充填法

對(duì)于一些貴重礦石的開采，為了保證露天開采和地下開采能同時(shí)進(jìn)行，并且在過(guò)渡過(guò)程中安全生產(chǎn)不會(huì)受到影響，也會(huì)采用裝填采礦的方式，此類方式的核心就是回采工藝基本與控場(chǎng)法類似，區(qū)別在于礦房回采之后需要填充空礦房，以提高礦巖的穩(wěn)固性。

但是此類方式投入了成本更多，而且不適應(yīng)于大規(guī)模的開采過(guò)程，所以這一類措施一般是應(yīng)用在貴重礦石產(chǎn)區(qū)。同時(shí)如果是礦柱的礦量不大，或者后續(xù)不需要再回采礦柱，也可以使用充填法。

除此之外還存在聯(lián)合開采法，它實(shí)際上是將崩落法和防蛀法進(jìn)行組合，其特點(diǎn)是在開采過(guò)程中首先根據(jù)礦產(chǎn)分布情況將階段劃分為分段，每一段的生產(chǎn)過(guò)程將礦體劃分為間柱和礦房。分節(jié)點(diǎn)區(qū)域?qū)ΦV房和間柱進(jìn)行錯(cuò)開布置。

聯(lián)合開采法的優(yōu)點(diǎn)在于維延穩(wěn)固，對(duì)于礦體較厚的礦床具有很好的應(yīng)用效果，能夠顯著提升回踩效率，在過(guò)程中降低礦石的損失，但是也存在受地形或地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響，可能會(huì)導(dǎo)致的通風(fēng)條件不好，同時(shí)由于多區(qū)域同時(shí)開采作業(yè)，對(duì)于礦體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性破壞不直觀，造成安全系數(shù)得不到很好的保障[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的一個(gè)重要基礎(chǔ)資源，隨著現(xiàn)代文明對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)需求的增加，同時(shí)也由于礦產(chǎn)開采設(shè)備和技術(shù)的不斷優(yōu)化，整個(gè)開采的效率得到了顯著提升，自然環(huán)境中的礦長(zhǎng)總量是固定的，在不斷提升的開采規(guī)模和速度面前，原有的容易開采的礦山區(qū)域會(huì)逐漸枯竭，為保證開采總量不受影響，就必然會(huì)面對(duì)從露天開采轉(zhuǎn)向地下開采的過(guò)程，而露天開采到地下開采的過(guò)程可能要持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)企業(yè)不能放棄，已有的開采產(chǎn)量必須以一種適合當(dāng)前實(shí)際情況的過(guò)度開采模式來(lái)保證采礦產(chǎn)量不受影響。在眾多的選擇中，受自然環(huán)境，礦體特性以及設(shè)備跟進(jìn)等因素的影響，其配套的開采技術(shù)具有多樣性特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際情況和成本限制靈活選擇。