露天转地下矿山建设探讨.pdf

露天转地下矿 山建设探讨 白银有 色金属公 司 牛光临 搁 } 要 我国5 0 ～6 o 年代建设的大中型有色盘属露天矿，近年已相继避后期开采阶 段，有的正在转 地下开 栗 有的 已经 转入地 下开采 ． 露 天转地 下 的矿 山生产 建设特 点 殛其 生产掰接 问题 将 是 科研 ，设计 、 生产等单位需要进行研究解决冉 q 重要课题．本文就白银】 露无矿由露天转地下开采的矿山生产建设特点硬其 问题进行介绍井作初步研讨． 一 、矿 山地质筒况 白银有色金属公司 深部铜 矿位于甘肃 省 白银市 P l G k m的 山区，矿 山设有铁 路 专 用 线，交通方便。 该矿地 质矿 床的诸矿体 主要赋 存在石 英 角斑凝 灰岩 系中，直接顶 底板 圄岩 属 中等稳 固。矿体产 状除个别外， 大体 与岩层产 状一 致，一般矿体 走向为N6 0 7 0 。 w，倾角5 O ～ 8 O 。 ，倾 向南偏西 }矿 体形态东部较 西 部陡 而 厚，矿体也较规整 }矿量 分布东多西少 ， 上 多下 少 品位东富西贫J 东部 以1 号 矿 体 为 主，西部 以2 号 3 号矿体 为主．兼采毗邻 的诸多小矿体 ，见 图1 、图2 。 东风井l 主井 扇 风 叽 房 一 r06 m 一 3 5 川 ” 7 5 l { I l l l。 1 5 1{ I l ＼W、 _ 广 ～ ； ＼I I l 【 1 l ＼ l， l十 ‘ I ／ ／ j l 9 j j f 、 3 5 l ＼ ／l h ， I ／ J I 一儿 7 5 J l J - ／ 』 ＼ J f￡L_ _u _ _ J ] 『二 _j 5 一L i j_／ ～ I 垃 5 5 i r ．／ l 9 5 l ＼ ／ ／ j 。 5 j 【 _ 丁 ／ f i ， 一 圈1 析晨山矿露 夭转 地下 纵投影圈 设计开采矿石 储量为2 0 0 0 多 万t ，铜 金 属量2 0 多万t 。矿石 主要含铜 、并拌 生 金 、 银、硫等有价矿物 ，具 有较 商开采价值。 二、设计施工筒况 深部铜矿上部的露天矿一号采场 折腰 山矿体 始建 于1 9 5 6 年 3月， 于1 9 5 9 年l O J 投产 。采用公 路开 拓 输系统，矿岩 由汽车 有 矿山一l 9 9 1 2 奉箕蝙辑解忠 直 接运往 地表，经2 8 年 的开采 于1 9 8 4 年 6月 胜 利f j j 坑。 采场 主要尺 寸上部东西 长1 3 2 0 m， 南北宽 6 0 0 m，相对开采 深度 2 8 4 m，开采 结 束标高 1 6 3 9 m。其深部矿体 转为地下 开 采。 深部矿体设 计为五井开拓方案， 即箕 斗 井提 升矿石 ，直径 4 m，罐笼井 提升人 员 ， 材料及废石 ，直径 6 m， 中部 风 井 为 进 风 井，直径4 ． 6 m，东西两翼风井为 出 风 井， 维普资讯 赢 一 图2 4 行矿体艟割面图 直径 为 4 mI 3 ． 5 m的对 角式通风系统。 中段 高度6 0 m，分段高度1 0 m。原设计 为 无底拄 分 段崩 落法开采 ，生 产 规 模 i 0 0 万t ／a ，原 矿 铜金属含 量为l O 0 0 0 t ／a 。鉴于东 部 矿 休 品位较高，为降低采矿贫化 、损失率，近年 东部 已开 始进行VC R胶结充填 采矿 方法试验 工作 ，地 面充填 制备及井下输送 充填系统均 已建 设完毕，井下1 号试验采场矿房今 年 四 季度 即可落矿 ，并 进行嗣后一 次充填 试验 ， 其他试验采场正在进 行工程 准备 。矿 d 【 开 拓 运输及 通风系统，见图i 、图3 。 围3 露 天地下复合平西围 为使露天矿生产与地下矿投产能有较好 的衔接，必须 安排 好设计与施工 ，在 露采 结 束 之前 数年就 要进行地果基建施 工，解决好 各种露天生产与地下基建在时间与空间上的 矛盾 。诸 如工业场地 、动力 设 施、交 通 运 输 、爆破震 动，边坡稳 定等方面的相互 干扰 同题。为此，露天转地下的矿山，地下工程 的建设周期较长 。 深部铜矿 自1 9 7 5 年开始基 建， 1 9 8 7 年 3月投产。总共化 了1 3 年左 右时 间，在实 际 工作 中，注意 了 以下几方面的工作 。 1 ． 地寰敏水工 程 露天采场周围地表截水工程的修建，是 露天转地下矿 山建 设的特点之一。 露天采场 矿开采虽已结束，但其地 表周围的排洪 截水 硫干工程设施却不能 废止，而且基建期耐 要 对地 表 的 排 洪 淘 洞 、拦水坝 、疏 干平巷等 工程 设施进行 育龟矿山一1 9 9 1 ． 2 维普资讯 有 计划的修整，开凿 、加 固， 以减少 向露 天 采场内的汇水面积和经流量。努力将大气降 水、地面 流水 、地表浅层 河流 的渗透水 在地表排泄走，傲到尽力降低井 下 的 排 水 量 。这 点在 多雨地 区尤为重要。 例如， 深部铜矿 在投产前将 已结束 的露 天采场东 部地 表的原排水 洪 明槽及涵 洞 进行 了有 效整 治与加固， 同时开凿 了新 的截 排水的沟巢及涵洞。并且架设管道将露天采 场坑底积水提前排除。 与此同 时．设计 时还 考虑适当加大井下 水仓容积和排水设备动力容量，增强雨季的 抗洪能力。而且排水设备及其管道设施应有 防腐能力 含硫较高，保证 日常井下排水 畅通。特别在雨季，由于露天坑底与井下采 场是松散层相隔，透水性极高，为此，防止 井下被淹严 重局 面的发生是非常重要 的。 2 ． 营造覆盖晨 露 天转 地下投产 之前 ，采用崩落法的矿 山需在露天坑底营造覆盖层 ，防止露 天边坡 的滑塌给井下生产造成直接危害，造成在覆 岩下放矿的条件，同时。 以隔阻地下采场与 已经结束 的露天采 场直 接通 “ 天”的情景。 该矿营造覆盖方式主要有两种．一是利 用露天矿尚在生产的二采场剥离的废石．由 汽车运输直接排卸到一采场 的 东、中 部 坑 底。 三年中利用 高段排土方式共 回 填 废 石 1 7 4 万 m 大 部分 滞留在 边邦上 ，营造覆 盖层厚度约2 5 5 0 m，见 图 3。这种方式 可 缩短2 号露天剥离物的排弃运距。节省 汽 车 运费和在褥 天边邦上用 凿岩爆 破方法形成覆 盖层 的施工费 用。既有 效又经济，露天和地 下矿均受益。在有条件的地方应尽量采用。 是在露天采场 上下盘 边 邦 上 开 凿碉 室．进行定向抛掷爆破的方式营造覆盖层。 该矿在较狭 长的 露天采场 西部便是用这种方 式进行填置覆盖层的。这种方法凿岩爆破的 费用 较大且不经济 ，同时．硐 室爆 破对边坡 稳定性破 坏较大而 且不 安全．填置的覆盖层 商屯矿山一1 9 9 1 2 厚度有 限，质量较差 除此 以外。这种方 法 在 日后进行地下回采过程中易增大回采出矿 的贫化损失率 地下生产中回采工艺的技术 管理和出矿截止品位 的 控 制 测 定 要 求 严 格 。 另一种 营造覆盖 层方式是采用 “ 假顶” 方 式 或 留设 矿石 顶柱， “ 假顶” 即将若 干长锚索 固定在露天边邦根部的岩壁上，再 编 制钢筋 网，浇注混凝 土，在 露天采场底部 形成人工 “ 钢筋混凝土假顶” 应留足泄水 孔。这种 “ 假顶”方法最大优越性，可 以 防止地下回采 过程中增大采矿损失贫化率， 矿产资源 回收 利用 较好。 但 是。 由于 “ 假顶” 系钢性结构 ，其强 度 、牢 固度 等均有 限．难 以核准能承受边 坡 滑 塌量 的能 力 ，再者 “ 假 顶” 施 工 工 程 量 大，造价 昂贵 。只有 在价值很高的某些贵金 属或采用充填法的极富的有色金属矿床中可 能应用，白银矿山没有采用此种方法。 3 ． 边坡奠定 与并 下地压监 测 露天开采的边坡监控在露天矿生产结束 后仍 需进 行。也是 露天转地下 矿山的特点。 经过多年生产 活动的露天开采虽然已经 结束 ，但经 受 了风化水蚀 、爆破震动后 的边 坡地应力的均衡性已遭破坏．边坡的稳定性 芨美可危。为此，对边坡的稳定性、活动情 形仍要进行监测，目的是掌握边邦可能产生 的较大规模塌方，给井下生产造成突发性的 危害。另外．露采生产活动虽 已停止，但地 下开采活动仍在进行．加之地面的风化水蚀 作用并未停止，边坡岩休结构在 内外因素的 作用下，产生塌方的危险性 依 然 存 在，所 以．对露天边 坡的 监测工作在 地下开采过程 中仍需进行 。 与此 同时，要对 地下 开采 中的 地压 活动 规律进行专题科研工作 ，要有 针对 性的在 主 巷道或斜坡道的一侧开凿监测硐室．安装 自 动或人工监测记录仪器 ．定期进行检查，掌 握岩体移动和巷道变形情况。根据较长期的 一 { 一 维普资讯 岩移监测资料、地压的来压方向 和 来 压 规 律、地质构造以及岩性变化状况等，对其资 料 、数据进行及 时的综合整理 、分 析研究 ， 绘制岩移曲线。 以期制定相应技术措施和治 理方案，保证 安全生产。 该 矿地压 活动与边邦稳 定性关系 ， 已由 科研 单位 与矿 山共 同进行 了调查研究．并将 开 展治理 工作 。 总之 ，露天转 地下 的矿 山， 已具有 高大 险峻 边坡塌方 的威胁 时，对井下岩 体势必产 生牵弓 f 作用，而井下开采工程的进行势必引 起地压的活动。 为此 ，露 天边皱稳定性 和地 下开采的地压活动情况，要同时进行监测与 研究，分析其相关影 响，也是实 现 正 常 生 产、安 全生产的 重要条件 。 4 ． 井下通 风工程 露天转地下矿山的通风条件，由于上部 露天坑的存在，增加 了复杂性。因此。必须 针 对不 同条件的井下矿 山， 采取有 效的通风 方式方法，是露 天转 地下矿 山建 设 的一 项重 要工程 。 深部铜矿的通风系统，原设计为中央压 入、两翼出风的对角式通 风系 统，见图 1。 这种通风 方式在 本矿条件下 ，系统上还 是 比 较合理 的，但实践的通 风效果并不 佳 ，主要 由于潦部铜 矿在 露天转 地下后 ，存在着 “ 西 高东低、西贫东富一的状况 ，矿 山投产 时东 西部 地下采 场高差达 6 8 m，见 图2 。 造 成东西 部采场通风 和回采顺序不协调，这种实 际状 况是不可能在短时间内调整过来的。同时， 由于 是露天转地下的井下矿 山，其 采场 ，巷 上接第3 6 页 ● ●0“ 砷 。● 们啪● 们啪● 们 参考文献 [ 1 汪 培庄 ；搂糊 集台论 及其应用 ．上海科 学技术 出 版社 ．1 g 8 3 年 [ 2 ]兰尖铁 矿通风 系缔列定报 告爰设 计说 明书 ，昆 明工学 院 ．兰尖 铁矿 。l g B 8 年 一 16 一 道等多处有与露天边皱裂缝相通，形成自然 漏风点多的状况，风流到此处形成 “ 短路” 现 象，致使通 风不畅，影 响井下通 风效果 。 有 鉴于此， 该矿 已着手进行通风 系统 的 技术改造 ，拟 采用 “ 多级机站分 区接力”式 通风系统 。 以改善 井下 作业环境 降低通 风能 耗。 5 ． 采矿方 法 采用有利于露天边坡稳定的采矿方法， 是 露天转地下 矿 山开采的 研究课题 。 露 天转 地下 矿 山，存在边 坡 稳 定 性 问 题，甚至有滑坡 和坍 塌情 况。为此，地下 各 作业区的开采下 降速 度， 应尽量做 到较均衡 的下 降，使 露天 、地下岩 移变 动情 况维持相 对均衡 状度 。有 条件的 地方 ，如 富矿地段 或 多金属矿体 ，尽力采用 胶结充填 采矿 方法， 既能提 高资源回采率，又有 利于 露天边坡 的 稳定。 目前 该矿 东部采 区已 由分段崩落采 矿 法改为 胶结 充填采矿方法开采。 三、结束语 白银有 色金 属公司深部铜矿，是 国内大 型露天转地下的矿山，初步实践班明，露天 转地下效果较 好。建设 投产 四年来，生产能 力每 年都有较 大 幅度的提 高，1 9 8 7年 出 矿 3 0 ． 3 万t j 1 9 8 8 年4 6 ． 1 万 }1 9 8 9 年出 矿6 1 万 ‘ ；1 9 9 0 年将达到7 4 万t ， 原矿 铜金属含量 可 超过9 0 0 0 t 。经济技术效果是 好的 。 它的开发 建设，将为我国露天转地下矿 山生产建 设提 供许多有 益的宝贵经验 。 巾 啪哟 巾● 们砷 。0 口 缸 [ 3 谢贤平砸土毕业论文．1 9 5 9 年 4 赵梓成，谢贤平 模糊数字在选择矿井通风系 统方案 中的应用， 有色矿山 ．1 9 8 g 年第 1 0 卿 ， 1 4 ～ 1 T 页 [ 5 ]许 树柏 实用诜 策方怯 屡 次分析 法啄 理 ． 天津大学出版社．1 9 8 8 年 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 2 维普资讯