露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法的研究

姜仁義

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

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露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法的研究

姜仁義

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司)

根據(jù)部分礦山露天轉(zhuǎn)地下開采的設計和建設實踐，對露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法進行了分析研究，提出了露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采的主要采礦方法和技術特征，并對露天轉(zhuǎn)地下規(guī)模化開采主要采礦方法的環(huán)境影響進行了分析評價，指出高分段、高階段應是其發(fā)展方向，采掘設備及自動化水平將不斷提高，應用充填采礦法的礦山會越來越多。

露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法

近年來，隨著露天開采礦山相繼轉(zhuǎn)入地下開采，在露天轉(zhuǎn)地下開采的設計和實踐中，規(guī)模化開采采礦方法意義重大。選擇規(guī)?；_采的采礦方法，充分利用礦產(chǎn)資源，安全高效地由露采轉(zhuǎn)入地采，能夠獲得最佳的經(jīng)濟收益、社會效益和環(huán)境效益[1-4]。

1　規(guī)模化開采的意義

對礦山企業(yè)來說，規(guī)?；话闶侵冈谝欢ǖ馁Y源條件、投融資條件及技術經(jīng)濟條件下，建立了完備的生產(chǎn)、安全、職業(yè)衛(wèi)生、環(huán)保等組織管理體系，礦山達到經(jīng)濟合理的生產(chǎn)規(guī)模，能夠獲得最佳的經(jīng)濟收益、社會效益和環(huán)境效益。一個礦山企業(yè)可能因不同的投融資條件及技術經(jīng)濟條件而采用不同的經(jīng)濟合理生產(chǎn)規(guī)模，但在自身資源條件、投融資條件和技術經(jīng)濟條件一定時，礦山企業(yè)通常具有確定的經(jīng)濟合理生產(chǎn)規(guī)模，應當按照經(jīng)濟合理的生產(chǎn)規(guī)模進行規(guī)模化開采。

在礦山建設時，一般都要按照經(jīng)濟合理的生產(chǎn)規(guī)模進行建設，投產(chǎn)后形成規(guī)?；_采。生產(chǎn)期間，隨著資源條件、投融資條件及技術經(jīng)濟條件的改變，原有的生產(chǎn)規(guī)模已不再經(jīng)濟合理，礦山應當根據(jù)改變后的條件，適時地改建或擴建，形成新的規(guī)模化開采。

以唐鋼石人溝鐵礦為例，2001年7月開始建設露天轉(zhuǎn)地下開采一期工程，建設規(guī)模為鐵礦石60萬t/a，2003年建成后實現(xiàn)規(guī)?；_采。與此同時，礦石價格快速上漲，投融資條件和技術經(jīng)濟條件顯著變化，2003年即開始二期擴建，擴建新增規(guī)模70萬t/a，擴建后一、二期總規(guī)模達到130萬t/a。2005年投產(chǎn)后實現(xiàn)了更大規(guī)模的規(guī)?；_采，同時，礦石價格繼續(xù)上漲，2005年，唐鋼石人溝鐵礦開始了三期工程建設，鐵礦石規(guī)模達200萬t/a。可以看出，礦山企業(yè)規(guī)?；_采的目標是一定條件下的經(jīng)濟合理的生產(chǎn)規(guī)模。

2　露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采的主要采礦方法

露天轉(zhuǎn)地下開采的礦床上部礦體均采用露天開采，露天開采范圍內(nèi)的地表一般允許陷落，在地表允許陷落的范圍內(nèi)，規(guī)?；_采的主要采礦方法是崩落法和空場法。

礦巖中等以上穩(wěn)固時，可以采用空場法，如石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下一期和二期均采用空場法開采?？請龇ㄩ_采礦柱回采損失貧化率大，采空區(qū)和地壓問題突出，處理難度較大，礦體厚度較大時問題更加嚴重。露天轉(zhuǎn)地下開采時，空場采礦法一般用于礦巖中等以上穩(wěn)固、中厚以下礦體，厚大及中厚傾斜、急傾斜礦體時多采用崩落采礦法。崩落采礦法生產(chǎn)成本低，安全高效，應用廣泛。崩落采礦法見圖1。

圖1　崩落采礦法

當?shù)乇聿辉试S陷落、有環(huán)保要求、排尾受限或礦石價值較高時，采用充填采礦法。如司家營鐵礦北區(qū)上盤因有平青大公路不允許陷落、因環(huán)保要求排尾受限，從長遠看，高效的空場嗣后充填采礦法將在露天轉(zhuǎn)地下開采中廣泛采用。空場嗣后充填采礦法見圖2。

圖2　空場嗣后充填采礦法

3　技術特征

根據(jù)對已建成投產(chǎn)、在建和規(guī)劃設計的部分露天轉(zhuǎn)地下礦山的統(tǒng)計分析，露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法的主要技術特征(包括階段高度、分段高度、鑿巖、出礦設備規(guī)格等)見表1。

4　環(huán)境評價

露天轉(zhuǎn)地下開采應用最多的崩落采礦法對環(huán)境的負面影響最大，存在地表塌陷，邊坡滑塌，廢石、廢水、尾礦等排放量大；充填采礦法開采時，對環(huán)境的影響最??；空場采礦法依空區(qū)處理方式不同而對環(huán)境造成不同影響。

表1　露天轉(zhuǎn)地下規(guī)模化開采采礦方法的主要技術特征

采用崩落法處理空區(qū)時，對環(huán)境的影響與崩落法開采對環(huán)境的影響相似；充填采空區(qū)時，可以有效地保護環(huán)境；采用隔離措施，密閉、封堵空區(qū)時，對環(huán)境的影響介于前述二者之間，空區(qū)不垮落時，與充填法相似，空區(qū)垮落時，與崩落采礦法相似，由于存在不確定性，隔離空區(qū)的措施較少采用。采用隔離措施的，應考慮隔離空區(qū)垮落后對環(huán)境的影響及安全措施。

5　發(fā)展趨勢

目前，露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采的主要采礦方法是崩落采礦法，該法安全、高效，但對礦山環(huán)境影響較大，開采過程中易造成地表塌陷、邊坡滑塌，廢石、廢水、尾礦等排放量大。

露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采礦方法的總體發(fā)展趨勢是安全、環(huán)保、高效、低耗。盡管崩落采礦法生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高，但對環(huán)境影響較大，按安監(jiān)總局〔2012〕32號文的規(guī)定，新建金屬非金屬地下礦山必須對能否采用充填采礦法進行論證并優(yōu)先推行充填采礦法，因此，從長遠看，未來露天轉(zhuǎn)地下規(guī)?；_采采用充填采礦法的礦山會有所增加。

為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，減少安全事故，規(guī)?；_采采礦方法將向著高分段、高階段、采用高效采掘設備的方向發(fā)展，自動化水平將不斷提高。

[1]楊旭，姜仁義．某大型鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采總體技術方案論證[G]∥王運敏．中國采選技術十年回顧與展望．北京：冶金工業(yè)出版社，2012：110-113.

[2]姜仁義．礦體的相似原理與標準采礦方法設計[J]．現(xiàn)代礦業(yè)，2014(1)：17-21.

[3]張明峰，姜仁義，蘇建軍．阿爾登-拓普坎鉛鋅礦采礦方法的選擇[J]．金屬礦山，2012(11)：49-51.

[4]張建勇，蘇建軍．石人溝鐵礦三期工程采礦方法選擇[J]．金屬礦山，2013(1)：23-26.

2016-03-18)

姜仁義(1959—)，男，教授級高級工程師，066004 河北省秦皇島市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)龍海道71號。