露天转地下采矿方法的研究
阿拉塔格铁矿露天和地下联合开采残留矿柱采矿方法研究

5 地下开采 9 2 4 至9 5 4 水平
从露 天 开采 部 分 可 知 , 地 下 开 采 主要 是 针 对 9 2 4 m 水 平 至露 天 底 板 , 即9 5 4 m 水平 。 这 ( 下转 4 1页 )
4 露天 回采 残 留矿柱开采工艺
段 以上, 其 中含有 1 8 万t 的低品位矿石) 。露天最终
开 采境 界 主要参 数见 表 1 。
表 1 露 天 最 终 开 采 境 界 主 要 参数
以上矿块布置和结构参数沿用原 民采方式 ,较 为混 乱 。9 7 4 ~ 9 2 4为 5 0 m 中段 高度 ,9 2 4以下 中段 均 为
露天设计开采部分的资源储量为 7 5 万t ( 9 2 4中
2 0 1 3年
新 疆 有 色 金 属
4 1
数, 取 B= 0 . 8 ; m为浆液结石率 , 取 m= O . 8 5 ; V n为需 充
4 结 市 语
填 的 , ! 压 、 苎 三 Q 为 0 ・ 6 4 m 。
采 场联 络巷 在 矿体 上 、下盘 均布 置有 沿 脉运 输巷 道 , 并 与 阶段运 输巷 相通 。
3 采 空 区情况
通 过技 术 人 员 调查 ,对 老 空 区的 空 间布 局 及 采 矿 技术 参数 有 了全 面 的 了解 。 由于 老空 区数 量繁 多 、
形态各异 、无 明显 的分布规律 ,为老空区残采带来
4 0的 中段 高 度 。浅 孔 留矿 法 的 出矿漏 斗 间距 为 5 ~ 8
m。由于生产管理不规 范 ,空 区相联 ,有 的采空 区 过 大 , 多 数 采 场 没 有 回采 至 设 计 高 度 ,顶 柱 厚 度 1 0 ~ 1 5 m,个 别更 多 ,顶 柱 残 留矿 量为 主要部 分 。
大孤山铁矿露天地下协同开采方案研究

大孤山铁矿露天地下协同开采方案研究大孤山铁矿为大型深凹露天铁矿山,目前已处于露天开采末期,矿石运输成本和剥离岩石量增大,采矿成本较高,随着铁矿石价格的走低,矿山生产经济效益较差,急需改进采矿方法,降低生产成本与提高开采效率,保障企业可持续发展。
本文将东北大学提出的露天地下协同开采新方法应用于大孤山铁矿,结合矿山条件研究进行。
首先基于地质资料与矿山图纸,利用SURPAC软件构建了三维立体模型,将露采境界、矿体、断层、夹石和围岩的空间位置关系和空间形态在虚拟三维空间中进行展示。
其次利用所建模型对露天开采境界进行细部优化,将剥采比较大的东帮最终境界向西平移,使剥采比过高的露采矿量转为挂帮矿,再应用诱导冒落法高效开采;同时,将小孤山采区露天采场适时独立延深开采,减小小孤山采区与大孤山采区衔接部位的剥岩量。
第三、露天适时进行陡帮开采,留下挂帮矿诱导冒落法开采。
第四、按露天地下协同开采要求调整露天运输线路,将原设计的露天旋回式运输线路更改为西帮至西北帮的折返式运输线路,为东帮挂帮矿诱导冒落开采提供足够的空间条件;此外,协同布置露天延深开采与挂帮矿地下开采的开拓系统,由露天运输台阶向挂帮矿开掘平硐,形成挂帮矿的开拓运输系统,以加快挂帮矿的开采进程,实现地下产能的协同增长。
第五、运用露天陡帮开采技术与地下诱导冒落技术,结合大孤山铁矿条件,构建了挖掘机装载,中小型卡车运输与横采内排工艺相结合的露天陡帮延深开采方案,挂帮矿大结构参数诱导冒落高效开采方案,以及利用地下采空区容积控制边坡岩移方向、使其指向塌陷坑而不滑落于露天采场的方法,由此形成了大孤山铁矿露天地下协同开采方案。
分析表明,本文提出的露天地下协同开采方案,能够高度适应大孤山铁矿条件,由于露天采场减少剥岩量与挂帮矿节省落矿工程等,可大幅度降低矿石生产成本与提高开采效率,并可实现露天转地下的平稳过渡与增产衔接。
露天转地下开采中顶柱稳定性分析

露天转地下开采中顶柱稳定性分析【摘要】对影响安全生产的问题—突冒危险性,结合唐山石人沟铁矿的具体地质条件、采矿体条件、岩体的结构特征及力学性质测试,本文采用数值模拟的方法,分析了九种境界顶柱留设方案,直观的展现出不同方案下各个层面的受力分布情况,从中选择合理的分析方案,指导矿山开采。
从而为矿石的安全回采提供保证。
【关键词】露天转地下;顶柱;稳定性;数值分析;突冒随着采掘深度不断增加,露天开采方案越来越不适合矿山生产要求。
近些年来,一些矿山开始着手露天转地下开采,如:板石沟铁矿,铜官山铁矿等。
由露天转入地下开采的过渡期间,为了矿石产量持续,回采安全,多采用分段空场法(留矿柱)留境界顶柱的方案。
而要解决的主要问题是境界矿柱留设尺寸,究竟留多少可以保证开采围岩稳定、生产安全又有更高的产量?如果境界矿柱留的过薄,易造成境界矿柱突然间崩落,会对地下采空区产生强动力冲击,当境界矿柱塌落时,对采空区内空气压缩,会形成破坏性很大的气浪,对井下设施及人员有很大危害,甚至可使矿井报废。
境界矿柱如果留的过厚又会造成矿产资源的浪费,矿柱回采率低,贫化率大。
在传统的工程设计中,一般采用工程类比法确定,此方法造成尺寸过大或者不足情况比较普遍。
随着计算机技术的发展,数值模拟的方法被认为是目前最先进的技术。
因此,本文采用数值模拟的方法,分析了九种境界顶柱留设方案,直观的展现出不同方案下各个层面的受力分布情况,从中选择合理的分析方案,指导矿山开采。
从而为矿石的安全回采提供保证。
1 工程概况唐钢矿业公司石人沟铁矿是唐钢的主要供矿单位,其露天开采已经进入末期。
以16线为界,将采区划分为南、北两个采区。
目前,南区露天开采已经结束,并作为内部排土场。
井下开采拟采用分段空场法留顶柱的方案。
采用前进式采矿,后退式回采。
矿区为一单斜构造,断裂构造发育,对矿体影响较大。
其中在设计范围内对矿体破坏较大的有F8,F18,F9,Fa,F5,Fc断层,使岩体破碎,降低岩体力学强度。
永平铜矿露天转地下开采过渡方案的讨论

露天采场生产能力不 能充分发挥 , 坑采基建资金提
前 投入 。
经过方案综合 比较 , 选择方案 Ⅲ即露坑联合开 采作为永平铜矿露天转地下过渡方案。
2 露坑联合 开采 露采方 案
( )开拓运输系统 。采场 目 1 前采用的是汽车开 拓运输 , 开采境界 内已形 成的下盘固定 帮上 布置 了 固定运输坑线与境外 的原矿运输和排废道路相接 , 工作平 台上采用移动坑线联接。运输设备有特雷克
22 3
采
矿
技
术
20 ,() 06 6 3
石 场边坡 之 间形 成 污 水 调 节 池 。池 底标 高 为 +8 2 I, 坑移动 泵站将 迁至 污水 调 节池 , T南 I 重新 安设 排水 管 。将 废水扬送 到 +10m或 +14m 的水 沟 。 泵 3 5 站布置 形式 不变 。
方案 Ⅱ。南坑单独提前开采 。目前南坑开采 已 结束 , 根据南坑矿体埋藏条件可单独 开采 。南坑单
独提前开采 , 不但可以弥补由于露采 出矿能力下降 的欠 产 , 同时也 可 以锻炼 坑采 队伍 , 以后 的大规 模 为
坑采提供技术保 障。在不影响露采的情况下 , 西部 边坡 内矿体也可以提前开采。北坑底下矿体的大规 模坑采待露采结束以后进行。
斯 30 3 7型 4 和 贝拉斯 72 5t 5 3型 4 2t自卸汽 车 。
1 露天 转地 下开采 过渡方案选择
露天开采转地下开采必然存在过渡问题。结合 矿山实际 , 适合永平铜 矿露天转地下开采过渡的方 案主要有以下 3 种。 方案 I 。露天开采结束后转入地下开采。露天 按 1 td生产 至 2 1 , 后 按坑 采 50 / 万 / 02年 然 00td生
确定露天矿山转地下合理生产规模的方法

确定露天矿山转地下合理生产规模的方法摘要:露天金属矿山转地下开采是一种必然的趋势,确定露天转地下合理生产规模是一项核心决策要素。
通过使用统计分析、技术条件、技术经济、综合评价等方法确定合理生产规模的阐述,为矿山寻找一种适合本企业的确定合理生产规模的方法。
关键词:金属矿山;露天转地下;生产规模优化;人工神经网络目前国内外矿山开采中对于矿体延伸较深、覆盖层不厚且矿体厚度为中厚以上的矿床多采用露天开采。
因为露天开采具有初期建设投资少、投产快、生产条件好、安全高效、资源回收率高等优点,所以应用比较广泛。
但随着露天矿山服务年限的增加,开采深度逐渐增大露天采矿剥采比将会达到甚至超过经济极限值,从而使经济效益明显下降。
因此随着露天矿山服务年限的延长,转入地下开采是唯一的途径[1]。
研究露天转地下开采规律和相关要素优化成为当前采矿行业中的一个热门课题[2],而确定露天转入地下开采稳产后的合理生产规模在决策中尤为重要。
下面笔者就确定矿山合理生产规模的方法做一些阐述。
1 泰勒公式等统计方法国外学者泰勒通过多年来对多个矿山样本的设计项目统计分析后,得出了如下关于矿山生产能力的经验公式:a=5r0.75 或t=0.2r0.25 (1)式中:a-矿山生产能力,t/a;t-矿山经济寿命,a;r-境界内矿石储量。
国内许多学者利用泰勒公式对我国矿山生产能力进行验证,得到的结果跟国内矿山的实际生产能力有一定的出入。
文献[3~4]通过大量的研究分析后得到更适宜我国矿山的经验公式:a=1.25r0.75 或t=0.8r0.25 (2)统计分析法属于传统的方法,考虑的因素较少,而实际矿山生产中因为矿床的自然条件各异,各个矿山的开采工艺与开采设备也不同,所以很难真实的反映矿山开采的实际情况,属于一种粗放型的方法,不能保证企业达到最好的经济效果,这种方法得到的结果可以作为一种参照。
2 从矿山开采技术角度研究技术分析法主要从矿山开采技术角度出发,根据矿山生产能力应与矿床开采过程中各项技术参数相结合的现实生产情况。
铁蛋山矿区露天转地下开采初期采矿方法的探讨

为无轨设备运行的通道。人行通风井也布置在矿体 底盘围岩中, 作为人行和通风的通道 。 () 3 回采 工作 。 回采 凿 岩 拟 采用 S b 22型 i aH 5 m 钻机 , 在回采进路 中钻凿上 向扇形炮孔 , 边孔角度
5。崩矿 步距 20 采用 乳 化 粒状 铵 油炸 药 , 爆 0, .m。 导 索和非 电毫 秒导 爆管 双 能源起 爆 。爆 破后 的矿石 采
维普资讯
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总 第49 5 期 20 年 7月第 7期 07
・
技术交流 ・
2 初步 设计 推荐 的采矿 方 法
() 4 顶板 管理 。随着 回采工作 的进 行 , 板岩 石 顶 应 随之 冒落 , 以形 成 足 够 的覆 盖 岩 层 。若 顶板 不 冒
落时需放顶 , 以矿块作为放顶单元 , 回采边放顶 , 边
逐步形 成覆 盖岩 层 。 J 2 2 分段 矿房 法 .
() 1矿块布置及构成要素。矿块沿走 向布置 , 矿 块长 6m, 0 矿房长 5m, 2 矿柱宽 8 矿房宽为矿体厚 m, 度 , 条 宽度 为 1m 和 6 。阶段 高 7m, 段高 分 2 m 5 分
1m。 5
王玉斌 ( 6 一)男 , 1 3 , 硕士 , 9 教授级高级工程师 ,000 1  ̄ 北京 市海 0
铁蛋 山矿 区露天转地 下开采初期采矿方法的探讨
王 玉斌
( 西部矿 业集 团公 司)
摘
要: 对铁 蛋 山矿 区露 天转 地下 开采初 期拟 采 用的采 矿 方法进行 了介 绍 , 结合矿 山实际情 并
露天转地下开采下矿山边坡稳定性难点解析

露天转地下开采下矿山边坡稳定性难点解析摘要:目前,我国露天开采的矿山普遍面临一个共同的问题,即随着露天开采的延深,剥离费用会不断增加,所形成的高陡边坡将给矿山安全带来严重威胁,从而造成采矿成本不断增加,从安全和经济方面考虑,这些矿山需从目前的露天开采转为最终的地下开采。
矿山由露天转地下开采后,边坡及坑底周围岩体与地下开采组成一个复合动态变化体系,其变形和力学行为极为复杂,局部呈现出典型的非线性特征。
关键词:露天转地下;采动响应;动态演化特征;力学分析模型;形态方程引言:“十二五”末期以来,我国露天矿主产区的露天矿山均进入深凹露天开采阶段,部分矿区甚至已经转入地下开采阶段。
特别是重要经济区、生态功能区、重点流域的连续层状矿床,呈缓倾斜、薄至中厚、软夹层的赋存状态。
由于其成矿年代久远、历经多次地质构造与浅部露天采矿作业扰动,局部呈现典型的松散体特征,矿体顶板与围岩节理、裂隙发育,属于典型的不稳定岩体类型。
其矿山由露天转入地下开采后,矿体上盘附近还矗立有露天开采形成的层状高陡岩质边坡,该类型露天边坡的存在对地下开采工程产生重要影响。
因此,现阶段需通过现场调研、相似材料模拟试验、数值模拟试验和理论研究,对复杂地质赋存条件下矿床露天转房柱法地下开采后,地下开采与边坡耦合作用下体响应的演化特征及其动态效应进行系统深入研究,以揭示露天层状高陡岩质边坡与地下采场围岩及其上覆岩体的非线性变形机制与动态失稳机理。
相关成果对我国复杂地质赋存条件下矿山露天转地下后地压管理与控制及露天边坡的安全维护具有重要的学术意义和实际应用价值。
1.露天转地下开采的特点自上世纪50年代以来,全世界现已建有有色金属、钢铁、煤炭、黄金、化工等各类露天矿山1500余座。
按矿山当前生产能力计算,露天开采在各类非能源固态矿床开发中所占的比重约为:有色金属矿50%,铁矿87%,化工原料矿71%,建材矿山近100%。
经过几十年持续高强度的开采,绝大多数露天矿山已经进入深凹露天开采阶段,大部分矿山正在或者已经转入地下开采。
急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨

急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨张延国;赵有国;王运永【摘要】某矿山为急倾斜厚矿体,以该矿露天转地下的设计实践为基础,探讨了无底柱分段崩落法和空场嗣后充填采矿法的适用条件.根据放矿理论,分析了无底柱分段崩落法上覆岩层“整体下移层”的特点,提出在满足干选废石回填后,以露天采坑作为露天转地下开采的废石排土场和干排尾矿库,将排土场干选后的废石回填至露天采坑形成初始覆盖层,妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P13-16)【关键词】露天转地下;放矿椭球体;无底柱分段崩落法;覆盖层【作者】张延国;赵有国;王运永【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;五矿矿业控股有限公司【正文语种】中文目前国内由采矿活动所造成的土地破坏及环境污染非常严重,特别是尾矿库的环境污染及安全隐患更加突出。
据国家统计局统计资料:1990年我国由采矿活动破坏的土地面积为1.4万~2万km2,1990年以后每年以约200 km2的速度增加,2000年以后每年增加的速度扩大到340 km2。
这其中开采直接造成破坏的约占1/3,固体废弃物堆存造成的破坏约占2/3。
至2007年全国尾矿库12 718座,堆存总量80.46亿t,占地面积100万hm2,废石碴堆存总量约200亿t,占地面积约33.3万hm2。
由采矿活动造成的土地破坏及环境污染已经影响到国民经济的健康发展,成为需要迫切解决的重大问题。
为此,国家《十二五发展规划》对采矿业提出了“发展绿色矿业、加强共伴生矿产及尾矿综合利用、推进矿山地质环境恢复治理”的理念,新建或扩建尾矿库的审批愈加严格,征地愈加困难。
因此,矿山开采固体废弃物排弃成为了矿山建设的难题。
以河北省某大型露天转地下开采设计为例,探讨在设计过程中,以“绿色矿山”设计理念,利用干选后的废石回填露天采坑形成初始覆盖层,并以露天采坑作为露天转地下开采的排土场和干排尾矿库,妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题,保证了无底柱分段崩落采矿法的顺利实施[1]。
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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。
2实例分析
石人沟铁矿是在1975年建成并投入生产的,矿床为南北走向,大约长为2.7km,经过数十年的开采,到2005年底为止,此矿山的露天开采已经基本完成。
露天转地下的开采工程一期工业的储备量大约为2834万吨,本工程在2001年开始。
二期工程设计为全程1.2km,工业储备量大约为600万吨,在2003年开始建设施工,在第三年可以达到预计的生产能力。
最后三期工程在2005年开始建设施工,在2008年底结束建设。
通过以上三个工期的建设,石人沟矿山就可以完成有露天转地下的的开采设计目标,最终完成平稳过渡。
在本次研究中,我们选择的是石人沟为例,将分段充填法应用到这个案例中,将露天转地下的开采时间中。
开采的工人在比较小的断面巷道中实行开采工作,这样可以保证工人的回采工作可以在安全的环境中进行性,由于回采的强度增大,在一个开采场所内,工作的区域比较大,所以,在利用这种开采方式时,开采的场地可以相应的减少,以保证可以顺利完成开采工作。
在开采过程中,由于是比较简单的循环性工作内容,所以一定要保证工作场所内的通风环境,具有良好的通风环境,也可以避免事故的发生。
在开采中,对开采获得的矿石利用无轨设备运出,保证了生产量及运输量。
另外,在开采后进行及时的充填,可以保证地质的地压,并且也提高了矿石的回收率,保证露天转地下开采的平稳过渡。
通过对石人沟矿山的实践分析,从而验证了我们选择的分段充填法的合理性及实用性,同时可以有效的降低开采中的开采成本,保证开采现场的安全有序生产,达到稳定过渡的目的。
取得的各种技术指标也相对于其他的矿山要高,为其他的矿山开采提供了比较合理的范本。
3讨论
露天开采主要是由于矿体的覆盖层比较浅或者是基本已经漏出了地质表面,多数都是比较厚大的矿床,我国早期对矿山的勘探及开采技术都是比较落后的,所以对于并不适合露天开采的矿产,我国多数也采取了露天开采。
相关统计结果显示,在我国的多数大中型矿山都是露天的,经过了几十年的开采,基本上已经没有了开采的价值。
所以我国现在主要面临的问题是由露天开采转为地下开采,而如何进行地下开采则是我们急需要解决的问题。
在本次研究中,我们以石人沟矿山为案例,通过对12项指标的合理分析及综合评分,通过利用层次分析及数学模型来综合评定,判断四种开采方法的优劣,从而选择出比较合理的开采方案。
通过本次的研究结果,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。
同时根据这个结果,我们也为其他的矿山开采提供了比较合理的依据及方法借鉴。
同时我们通过层次分析及模糊数学模型建立对石人沟矿山的开采方法进行合理分析,避免了由于外界因素的影响而造成的开采困难,从数据分析的结果出发,避免了由于人的主观因素造成的决策性失误。
这也为我们今后制定合理的开采方案提供了方法,遵照合理、科学、准确的
原则,做出符合实际的方法选择。
在本次研究中,我们虽然取得了一定的研究成果,但是我们同样也发现了很多问题需要我们改进及完善,例如:在对空间的结合程度进行综合评价时,由于矿床的平均厚度不能代替矿床的整体面积,所以评价的结果不能完全的反映出露天开采与地下开采在空间上的结合程度;在利用层次分析及模糊数学模型对开采方案进行分析时,主要选择的12项指标并不能完全代表所有的评价指标,对于有一些次要的指标我们没有进行综合性的评价,所以会对结果产生影响,造成本次研究的结果不能准确真实的反应出矿山的实际情况,这还需要我们在今后的研究工作中逐步改进与完善,争取找到合理的开采方式,完成矿山由露天开采向地下开采的转变。
参考文献
[1]杨力,王新民,赵建文,石人沟露天转地下采矿方法优化选择[J].金属矿山.2011.7(421),19-23.
[2]王新民,柯愈贤,张钦礼等,基于AHP-TOPSIS的露天转地下采矿方案优选[J].广西大学学报.2012.37(6),1273-1279.
[3]杨力,石人沟铁矿露天转地下最佳开采模式研究[C].中南大学.2012.。