露天轉地下開采礦山開拓系統銜接方案的確定原則

李鵬 貴州開磷有限責任公司

一、綜述

露天轉地下開采是集露天和地下兩種工藝優點為一體的綜合性開采技術，地下開拓系統與露天開拓系統的銜接，是實現兩種工藝優點為一體的關鍵所在。目前，我國已經實施露天轉地下的礦山，由于缺乏統籌規劃和必要的技術支撐，轉地下開采礦山的開拓系統、排水系統、礦石的溜破運輸系統往往與露天脫節，造成露天與地下開采系統的不配套、不協調。不僅造成資金的浪費。

而且導致生產系統很難實現大規模、高效率強化開采。因此，本文基于露天轉地下相互協調安全高效開采關鍵技術的研究，提出了露天轉地下開采礦山開拓系統銜接方案的確定原則，并對實現原則的途徑進行了分析，以期對我國即將實施露天轉地下開采的礦山有所指導。

二、開拓系統銜接方案

露天轉地下開采的礦山，實質上是對同一個礦床采用露天與地下兩種開采工藝進行開采，因而存在著兩種開采工藝系統相互結合與利用的可能。在對露天轉地下開采的礦山進行設計時，根據礦床的賦存特征，充分利用露天與地下開采工藝系統的特點，發揮各自工藝的優勢，實現兩大開采系統的有機結合，有利于提高礦山企業的經濟效益。依據礦山地下和露天開采系統在開拓與采礦工藝上的聯系程度不同，露天轉地下開采礦山的開拓系統銜接方式，可歸納為露天轉地下開采獨立開拓系統、局部聯合開拓系統以及聯合開拓系統三種。

文獻[1]對三種方式的特點、適用性、使用案例及應用前景，進行了較為詳盡的描述。根據目的和用途的不同，按主要開拓工程的類型，露天轉地下開采礦山的開拓系統銜接，可分為豎井、斜井、斜坡道、溜井和平硐(平巷)銜接方案五種類型。對于這些方案的優缺點及滿足條件，很容易從相關的文獻資料中找到。應該指出，露天轉地下開采的礦山，在其地下開拓方案選擇時，并不一定是單一選用上述五種方案的某一種方式，而是結合深部礦床的賦存特征及開采技術條件、露天坑的開采現狀與邊坡穩定性狀況、露天轉地下開采的生產規模規劃、地下礦山建設投入的工程量與資金總額、基本建設的周期與投達產期限和投資回收期、礦產資源的利用程度與礦石回收率、企業對勞動生產率的高低和將來生產成本與利潤總額的期望、開采方案對安全、環保和土地保護方面要求的滿足程度，以及地下開采系統與已有露天生產系統的結合程度等因素，綜合選取一種或多種方案，共同完成對擬開采資源的開拓方案。根據主體工程與露天坑的相互位置關系，上述五種方案可分為露天開采境界內開拓方案、境界外開拓方案和混合開拓方案三大類。

三、開拓系統銜接方案的確定原則

（一）地下開采系統工程量最小原則

某種意義上講，在滿足各種工程使用功能的前提下，最大限度地減少地下開采系統的基建工程量，對加快開采系統的建設速度，減少工程的建設資金投入和降低將來的工程維護費用，都具有重要的意義。如在確保工程不受邊坡穩定性影響的前提下，盡可能利用露天開拓深度，將風井、斜坡道等工程布置于露天采坑內等。

（二）地下開采系統建設工期最短原則

加快地下開采系統的建設速度，對于礦山生產能力的平穩過渡有著重要的作用。露天礦生產后期，隨著露天坑的開采深度不斷加大，邊坡的穩定性問題也越來越大，礦山的生產能力也不斷下降。為維持礦山生產的均衡持續發展，礦山開采由露天轉為地下的迫切性加劇。因此，提高各類工程的施工速度，和盡可能減少工程建設工期關鍵線路上的開拓工程量，是對縮短地下開采系統建設工期的關鍵問題。

（三）礦床開采成本最小原則

從某種意義上講，企業生產經營的宗旨，是以最小的投入，通過物的活化勞動獲取最大的利潤。礦山企業對于礦產資源的開采，當礦產品和原材料價格不受市場波動影響時，企業利潤的大小與開采成本的高低成反比，即開采成本越高，所獲得的利潤就越低，反之則相反。就我國鐵礦石開采而言，近80%的鐵礦石來源于露天開采。隨著露天開采深度不斷加大，礦山的開采技術條件不斷惡化，生產成本越來越高。露天開采末期，由于邊坡穩定性問題、運輸距離不斷增加、排巖量增加、排土場占地面積不斷擴大等，導致噸礦開采成本不斷增長，企業利潤率下降。影響礦床開采成本高低的因素較多，其中運輸成本的高低與礦床開拓系統方案有關。因此，為實現礦床開采的成本最小化，在開拓系統銜接方面，對于礦石的運輸，當露天礦的運輸成本較高而井下運輸提升成本較低時，可以采用溜井銜接方案將露天礦采下的礦石下放到井下，利用地下井巷進行運輸提升，可以大大地減少運距，從而達到降低生產成本的目的。為降低礦石的提升運輸成本，主豎井位置的選擇，宜優先考慮選礦廠的位置，使其距破碎站原礦倉的距離最近，并采用皮帶運輸方式，以減少地表礦石二次運輸的距離和運輸費用。

（四）露天礦生產系統及設備利用程度最高原則

露天轉地下開采的礦山，充分利用礦山已有的運輸設備及其配套設施，最大限度的發揮露天28生產設備設施的潛能，提高其利用率，在不同的時期起到不同的作用。在地下系統建設期間，有利于加快工程的建設速度和減少基建投資;在生產過渡期，對生產的調節具有積極的作用，而在地下開采系統投產后，則有利于降低生產成本和提高勞動生產率。

三、結語

露天轉地下開采礦山開拓系統銜接方案的合理與否，對于礦山地下開采系統建設投資的大小，和礦山生產轉入地下開采方式后，能否順利按期達產和企業的盈利空間大小有著重要的影響。開拓系統銜接方案的確定原則及其實現途徑的提出，無論是對實施露天轉地下開采的礦山企業，還是對工程設計單位，都具有實際性的指導意義。