露天转地下开采的平稳过渡

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

2．1．1 竖井系统

矿井开拓方式为竖井开拓，共有5条竖井，主井、副井、中央风井、东风井和西风井。主井专用于提升矿石，提升容器为5t箕斗，卷扬机为单绳落地式；副井净直径6m，主要用于提升人员、材料和岩石，卷扬机亦为单绳落地式，提升容器为3个罐笼。其中两个较大的提升岩石和材料，另一个较小主要用于提升人员，一次最多可乘6人，井筒内未设梯子间；中央风井主要用于矿井进风和提升大件．如铲运机、凿岩台车、电机车和矿车等；东风井和西风井主要用于矿井回风，同时兼作矿井的安全出口。

2．1．2矿岩水平运输

井上下矿岩水平运输方式采用架线式电机车牵引矿车组，矿石采用2.5m3侧卸式矿车，岩石用0.7m3翻转式矿车，矿石列车运输的矿石量及品位采用计算机系统自动监测。

2．1．3斜坡道

矿井未建主斜坡道，而设有采场斜坡道用于采场各分段之间无轨设备的上下，巷道断面3.5m×3.5m，坡度18％左右，巷道支护形式为喷射混凝土，路面为混凝土路面。

2．2采矿方法

2．2．1 采矿方法及矿块主要结构参数

采矿方法为目前国内外大中型地下铁矿普遍采用的无底柱分段崩落法，初期进路间距和分段高度均为10m，目前为12m，以后准备增加到15m。矿石溜井间距90m，岩石溜井间距180m。

2．2．2回采工艺设备

井巷掘进：爆破方法同国内类似矿山的一般做法．即采用7655型凿岩机凿岩，人工装药爆破；天溜井掘进采用吊罐法。

中深孔采矿凿岩：采用YG-90型凿岩机和瑞典阿特拉斯公司生产的H254型凿岩台车。

据介绍，利用H254型台车已穿孔7000多米，纯凿岩效率为

2.4m/min。台车年出车率按50％、每班凿岩机时间按5小时、接杆与凿岩时间各占50％、每米炮孔崩矿量为10t计算，年采矿效率为74.25万t。如果将出车率提高到60％，再将目前的人工接杆方式改为自动接杆方式，该台车的年采矿量有望达到、甚至超过整个矿井的年产量110万t。

采场矿石运搬：主要采用2m3电动铲运机(国产)。

2．2．3矿石贫化率

受原矿平均地质品位较低所限，再考虑矿石综合生产成本等因素。集团公司要求矿石贫化率为17％．但实际贫化率超过20％。

2．3矿井通风

矿井采用中央风井进风，两翼的东、西风井对角式回风。按规程，中央风井井口应设空气预热设施，但由于该井目前正在延深和控制采矿综合生产成本等原因，矿山目前暂未设空气预热设施。也正是由于这一原因的影响，副井井口在冬季存在结冰现象，这是矿山冬季安全生产工作的一个隐患。

另外．受中央进风井位于矿体走向中央，而副井位于矿体走向的西端和矿井通风设施尚不完善等因素的影响，矿山井下局部通风状况不理想。

3上青矿露天转地下开采的经验

该矿露天转地下的过渡时间大约4年，而且实现了稳产、甚至超产过渡。

3．1员工培训

在全面转入地下开采之前，该矿已有多年的地下开采经验，拥有熟悉井下开采工艺的管理人员和操作工人，这对露天转地下开采是一个很重要的因素。因为从某种角度看，地下开采完全不同于露天开采，且要比露天开采更复杂一些。职工不熟悉地下开采工艺，不会使用地下采矿设备是根本不行的。

3．2过渡期矿井防淹

由于采用无底柱分段崩落法，不论最终露天底与地下采区之间是否留设境界顶柱(上青矿未留)，矿体倾向的开采顺序都是自上而下。也就是说，露天底下部的境界顶柱或第一个分段首先要崩落，这样露天坑的积水就会全部渗入井下，这就要求矿井具有足够的排水设施，以防淹井事故发生。

3．3过渡期防寒

同矿井防淹一样，受回采顺序所限，露天转地下开采初期，甚至较长时间都存在冬季防寒问题。这是由于开采初期采场距地表较近，冬季采场上覆岩层及采场空气温度较低所致。如果通风系统不完善、冬季采空区向采场进风，此问题将更严重。解决的方法是加大覆盖层厚度(在25m以上)和使采场污风通过爆堆和覆盖层回到地表。

3．4过渡期通风

要解决这个问题，既要通过加大覆盖层厚度防止露天开采末期爆破作业产生的有毒有害气体大量涌入井下，又要在采用爆堆通风的情况下，防止局部回风量过大。不然就会出现系统风量充足，而有些作业

面风量不足的问题。

3．5露天开采末期生产爆破

该矿的经验是尽量减少一次的爆破量和尽可能使露天爆破工作与地下建设工程的位置保持一定的距离，以防露天爆破工作影响地下开采工程的建设，尤其要减少露天爆破作业对地下已掘凿井巷的破坏。3．6大件下井问题

该矿目前无设备斜坡道，井下出矿用铲运机、凿岩台车和电机车等大型设备靠中央风井上下，这种提升方法的最大缺点是效率低，安全性较差，有时还需要在地表对大型设备进行解体，下到井下后再重新组装。要解决这个问题，设计部门应与矿山充分沟通，为矿山日常生产管理和长远发展留有余地。

3．7引进设备

大中型地下矿山的发展趋势是设备大型化和自动化，该矿引进了先进的凿岩台车，并已经取得了令人满意的效果。但就整个矿山综合装备水平来看，与国内类似矿山还有差距。

4上青矿经验对眼前山铁矿未来建设借鉴意义

鞍钢集团鞍山矿业公司眼前山铁矿始建于1963年，1965年建成投产，铁矿现采场长1410m，宽570～710m，封闭圈标高93m，目前最低开采水平标高-111m，台阶高度12m，台阶坡面角650，矿石年产量300万t。预计最终露天底标高-195m，尚可服务6～7年，露天转地下开采的准备工作迫在眉睫。

单从开采方式的转变看，眼前山铁矿由露天转地下开采与上青矿有许多相似之处。上青矿露天开采平稳过渡到地下开采的经验和教训对该矿未来的建设工作有许多借鉴意义。不过，由于眼前山铁矿矿石储量大，生产能力大．矿体走向短，所以有些问题需要更重视。4．1员工培训

在建设前期从眼前山铁矿抽调部分管理技术人员和工人到类似矿山培训；在建设过程中抽调有实践经验的矿山管理技术人员和工人到眼前山铁矿工作。另外，眼前山铁矿地下开采规划生产能力很大，将来势必要引进一些大型先进设备，所以在适当的时候还要请国外生产厂商对管理人员、生产工人和设计人员进行培训。

4．2排水、通风、防寒和控制爆破

可以预测，眼前山铁矿未来将存在上述问题，有些问题甚至比上青矿还要严重。

该矿现有露天坑较大，北帮较陡，雨季矿坑水量将很大，所以必须更加重视这一问题。露天坑内本身的降雨量无法减少，但可以通过

在地表设截洪沟等方法，尽量减少从露天坑外进入井下水量。

规划能力大，但矿体走向短，控制爆破问题也很重要，应组织人员研究、并尽快回收挂帮矿量，既增加矿石产量，又为未来全面转入地下开采积累一定的经验。

4．3覆盖层

要有效解决露天转地下过渡初期地下开采工作可能遇到的排水、通风和防寒问题，关键是要在地下采区的上部形成足够厚度的岩石覆盖层。眼前山矿应把露天生产废石用作地下开采上覆岩层，其显著优点是可减少露天排土场的占地面积。但这种做法也存在一些问题需要研究：1)是否能够无限制的向原有露天坑内排岩，即地下开采上部的覆盖岩层是否越厚越好；2)排岩设备和人员在地下开采岩石移动范围内工作，开始是安全的，何时是不允许的，这是一个复杂的岩石力学问题。

4．4引进设备

眼前山矿有利一面是矿体厚度大，矿体急倾斜，矿石储量大；不利的是矿体走向短。未来的主要生产设备，如平巷凿岩、天溜井凿岩、中深孔采矿凿岩、采场出矿和矿岩井下水平运输设备等，要部分、甚至是大量从国外引进。

4．5设备斜坡道问题

主要生产设备的引进，必然带来大型生产设备出入矿井的问题。根据上青矿经验，并参考国内外类似矿山的实践和结合眼前山矿目前的地表地形条件，建议设主斜坡道——设备斜坡道，以降低大件出入矿井时工人的劳动强度，方便矿山生产管理。

5结语

眼前山铁矿已进入露天开采的末期，按照上青矿过渡的经验，并结合矿的规划生产能力以及公司目前的实际，建议公司进一步加快眼前山铁矿露天转地下开采的建设工作。