露天转地下过渡层开采及处理方案研究-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
露天转地下过渡层开采及处理方案研究
2007-01-15
对露天转地下开采中的过渡层以上露天坑积水问题、露天部分的生产与过渡层处理之间的关系、过渡层本体的地压与监控、过渡层以下首层开采的生产安全、地下开采引起的露天边坡失稳、过渡层开采及处理形成覆盖岩层问题等开展深入研究。通过资料收集、物理力学试验、检测与监控、数值分析与计算、工业实验及论证等项科研工作的开展,最终制定出科学合理的解决方案。实现了真正意义上的露天转地下开采。
矿 矿 快 矿 SerialNo.453ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀEXPRESSINFORM ATION            矿 第 453期 January.2007 OF M ININGI NDU STRY 2007年1 月第 1 期 ·研研研究· 露天转地下过渡层开采及处理方案研究 1,2 1 南世 卿唐 春安 2 矿北大学岩 石破 裂与 失矿研究中 心; 唐矿石人沟 矿矿) 1 ( ꢀ ꢀ摘ꢀ要:矿露天矿地下 开采中 的 矿渡 矿以 上露天坑 矿水 矿矿、露天部分 的 生矿与 矿渡 矿矿理之 矿的 关系 、矿渡 矿本体的 地矿与 矿控、矿渡 矿以 下 首矿开采的 生矿安全、地下 开采引起的 露天矿坡 失矿、矿渡 矿开采及 矿理形成覆盖 岩 矿矿矿等开展 深入 研究。通矿矿料收集、物理力学矿矿、矿矿 与 矿控、数矿分 析与 矿算、工矿矿矿及 矿矿等矿科 研工作的 开展 ,最矿制定 出科 学合 理的 解决 方案 。 矿矿了真 正意矿上的 露天矿地下 开采。 关键词:露天矿地下 开采;矿渡 矿;开采及 矿理方案 中图分类号:TD852ꢀꢀ文献标识码:Aꢀꢀ文章编号:1009-5683(2007)01-0010-03 ResearchonTransitionLayerMiningDuringConversionfromOpen-pitMining toUndergroundMiningandDisposalPlans 1,2 1 NanShiqing ꢀTangChun’an ResearchCenterofRockBreakingandUnstability,DongbeiUniversity;ShirengouIron Mine,Tangshan Iron&SteelCo.) Abstract:Thekeytechnologiesusedinconversionfromopen-pitminingtoundergroundmining 1 2 ( wereresearchedthoroughly.Thetechnologieswereusedformininganddisposaloftransitionlayer, disposalofwaterinopenpitmineabovetransitionlayer,disposalofrelationbetweenproductionof openpitmineandtransitionlayer,groundpressureandmonitoroftransitionlayer,miningsafetyof firstlayerbelowtransitionlayer,disposalofopenpitslope’sunstabilityproblemcausedbyunder- groundmining,miningoftransitionlayeranddisposalofrockcap.Aseriesofscientificandresearch workwascarriedout,suchasdatacollection,testsofphysicalmechanics,checkingandmonitor,nu- mericalanalysisandcalculation,industrialtestsanddemonstration.Therationalsolvingplanwas workedoutatlast.Conversionfromopen-pitminingtoundergroundminingwasreallyrealized. Keywords:Conversionfromopen-pitminingtoundergroundmining;Transitionlayer;Mining anddisposal ꢀ ꢀ目前,我国许多露天开采的矿山面临转地下开 20世纪70年代,为采选联合企业,产品为单一的铁 精矿粉,设计规模为年产150万t铁矿石,50万t铁 精矿粉。矿山规划设计为分期开采,即在0m水平以 上采用露天开采,0m水平以下转入地下开采。矿山 进行露天开采生产到2000年,露天境界内的矿石储 量基本采完。根据当时的矿山现状及市场形势,经 过分析及论证,决定分期转入地下开采。即先将16 线以南露天开采已完全结束的南采区转入地下开 采,建设规模年产60万t铁矿石,该项目为一期转 地下工程,从2000年开始建设,2005年投产,采矿 采,露天矿山如何平稳地过渡到地下开采,是困扰露 天开采矿山的一个重要问题。文中将针对石人沟铁 矿露天转地下开采的关键技术问题,即“过渡层”的 处理问题进行分析和探讨,以期获得科学合理的解 决方案,指导矿山顺利地由露天转入地下开采。 1ꢀ矿山现状 唐钢石人沟铁矿是唐钢的重要原料基地,建于 ꢀ ꢀ 南世卿(1958-),男,汉 族,教授 级 高 级 工 程 师 ,064200 河北 省 遵化 市。 10   南 世卿唐春安:露天矿地下 矿渡 矿开采及 矿理方案 研究2007年1 月第 1 期 方法为浅孔留矿法。 采区采空区内,经过几年的排岩堆积,在南采空区内 形成了从+16~+160m的140余米的高岩堆。此 岩堆的底部还有积水存在。因此,在南采区对过渡 层的开采和处理,要充分考虑该岩堆的压力及降沉 等力学问题。 露天开采部分进行到2003年,北区0m水平以 上的矿石也即将采完,具备了转入地采的条件,唐钢 决定将16线以北也转入地下开采,立项建设为接续 转地下工程项目,设计规模为年产铁矿石70 万t, 采矿方法为空场法的阶段矿房法和浅孔留矿法。 根据唐钢的发展要求及矿山的资源条件,2005 年,唐钢立项研究了扩大地下生产规模的方案,初步 确定在全区-60m水平以下采用先进的采矿方法、 先进的工 艺装 备水 平,使 地 下出 矿 规模 达 到 200 万t,采矿方法为无底柱分段崩落法。 (5)北采区实施的地下开拓方案对斜井及措施 井的影响。为了加快地下工程的施工进度及尽快实 现地下出矿,缓解矿山露天转入地下过程中矿石不 足的问题,北采区的转地下开采开拓方案采取了露 天坑内上盘斜井开拓及北端帮措施井辅助开拓。其 中斜井开拓形成的固定设施要服务于北采区-60m 以上中段的整体开采过程,服务年限在7a以上,措施 井服务年限也在4a以上。对过渡层的开采必然会影 响到斜井及措施井及其地面的运输道路,所以,北采 区过渡层的开采和处理要从时间上及空间上进行充 分的论证。 石人沟铁矿2006年上半年的生产现状是:一期 转入地下开采的南采区-60m水平以上从2005年 工程竣工地下开始出矿,目前有的矿块已形成采空 区,随着地下开采的进行,还将陆续形成采空区。北 采区的接续地下开采从2006年工程竣工投产地下 出矿,矿房采矿正在进行中,很快也会陆续形成采空 区。一期的南采区和接续的北采区采用的采矿方法 都是空场法,即采场顶部留了境界顶柱,该境界顶柱 同时是露天开采的底部,也即露天开采转入地下开 采的“过渡层”。该“过渡层”的开采和处理问题是矿 山露天转地下开采的关键问题,只有妥善地科学合 理地解决了该关键问题,才能真正意义上的实现由 露天转入地下开采,给地下开采创造安全顺行的生 产条件。 (6)过渡层的开采与覆盖岩层。石人沟铁矿露 天转地下开采工程-60m以上中段为留顶柱的空场 法,-60m以下中段扩大规模开采为无底柱分段崩 落法。崩落采矿法的形成要求其上部必须形成覆盖 岩层,必须由-60m中段的矿柱开采及处理来完成, 因此,需要研究覆岩的合理厚度、覆岩的结构及防泥 石流问题。 3ꢀ“过渡层”开采及处理技术研究 3.1ꢀ研究构想与思路 2 ꢀ“过渡层”开采存在的问题 通过现场调研,获取矿山现场第一手资料,充分 掌握矿山信息,进行岩石力学实验,岩体力学测试。 采用先进的监测仪器和技术对边坡及地下围岩、地 下水进行监测;进行工业试验及数值计算。通过编 制矿山近期及中远期开采计划、规划,明确过渡层开 采及处理所要求的时间及空间条件。初步制定“过 渡层”开采及处理方案,通过工艺实验及论证,确定 “过渡层”开采及处理方案。 (1)露天坑内积水问题。露天开采形成的采矿 坑内存有大量的积水,南北采区露天矿坑内的积水 会因境界顶柱的开采及处理而涌入地下采场内,造 成水患灾害。 (2)过渡层即境界顶柱,是-60m水平实施空场 法开采的安全顶柱,随着-60m水平开采的进行,陆 续形成了采空区。采空区允许的暴露面积、暴露时 间、期间内的监控措施及最终的开采处理方案,均是 需要研究解决的问题。 3.2ꢀ拟解决的关键技术问题 (1)通过对“过渡层”以及露天边坡、地下开采地 压活动规律的研究,确定合理的开采处理方案。 (2)对边坡及地下围岩、地下水文进行检测及控 制,防止边坡失稳。 ( 3)“过渡层”的开采和处理对露天边坡的影响。 露天开采已形成100~170m 的高陡边坡,对“过渡 层”进行开采和处理势必会影响边坡的稳定性。边 坡底部结构的破坏极易造成边坡失稳,形成大滑坡, 给矿山造成灾害。 (3)为崩落法的实施形成合理的覆盖岩层。 (4)-60m 中段采空区在监控状态下,确保采矿 安全,并制定出安全有效的矿柱回收及空区处理方 案。 (4)南采区形成的内排岩堆对过渡层的影响。 矿山为节约占地,在20世纪80~90年代在南采区 首先进行强采,采完露天境界内的矿石后,在南采区 矿坑内实施了岩石内排。北采区内的岩石排入了南 (5)过渡层的开采处理中防止突涌、突冒灾害的 发生。 11 矿第 453期矿矿快矿2007年1 月第 1 期 ( 6)确保北采区斜井及措施井生产期间安全,使 矿山生产稳定。 ꢀ结论 目前我国许多矿山都面临由露天开采转入地下 分析、试验、研究和归纳;②应用东北大学岩石破裂 与失稳研究中心自行开发的 RFPA 软件及监测仪 器对过渡层的力学问题进行分析计算,掌握地质分 布及活动规律;③在分析与归纳的基础上制定出“过 渡层”开采及处理方案,然后通过专家论证及现场工 业化生产实践的检验,再经过修改完善后获得最终 的“过渡层”开采及处理方案。 4 开采,露天转地下开采的关键问题就是“过渡层”的 开采及处理问题。“过渡层”的开采及研究目前还没 有成熟的技术及经验,因此,以石人沟铁矿露天转地 下开采的关键问题为对象进行深入的技术研究,制 定科学合理的“过渡层”开采及处理方案,无论对石 人沟铁矿还是对其它露天转地下开采的矿山都有十 分重要的意义。 该项研究涉及的问题多,技术难度大,既需要企 业的资金及技术协调的支持,又需科研院所的通力 合作及技术的支持,成立一个由企业领导、技术人员 及科研院所的专家教授等共同组成的科研小组,拟 定研究计划,最终完成该项技术课题的研究。 “过渡层”的开采及研究涉及到的技术问题较 多,既涉及地表露天采矿坑、露天边坡、露天排岩场 及塌陷引起的周边群众利益问题,又涉及地下开采 形成的空区顶板及围岩稳定性问题,空区允许的暴 露面积及暴露时间问题,对已形成的开拓工业设施 以及对生产稳定顺行的影响,采矿方法过渡及下阶 段新采矿方法的形成所必须达到的条件等。 参ꢀ考ꢀ文ꢀ献: [1] 南 世卿 . 石人沟 矿矿 露天 矿地 下 开采 建 矿 模 式和 采 矿 方 法的 研 究[J].矿 矿快矿 ,2006.5. [2] 姜 矿美. 石人沟 矿矿 露天 矿 地下 开 采 施 工中 的 矿 矿 探 矿[J]. 矿 矿快矿 ,2005.10. [3] 李欣 . 石人沟 矿矿 露天矿 地下 开采 中 的 矿 点 及 矿 策[J].矿 矿 快矿,2002(19). 研究该技术问题所采用的技术手段,①充分了 解现场的现状及各种相应资料及数据,进行详细的 (收稿 日期2006-11-08) ·信息平台· 杭州关闭境内 所有 煤矿 ꢀ ꢀ位于浙江省杭州市建德境内的建德市煤矿、大 杭州市近一年来,关闭和整改非法、不合格矿山 16个,注销、吊销采矿许可证27张。目前,全市矿 山总数已从2000年的1298家减少到558家。 同红星煤矿等4家煤矿近日被一次性强制关闭。至 此,杭州市关闭了所有的煤矿。 2007年中国铁矿石预计进口量达3亿5千多万吨 ꢀ ꢀ2006年,中国进口铁矿石预计将达到3.25亿t。 得了首发定价权。 2 007年的 需 求 量,还 将增 加3000万t,达到3.55 中国钢铁工业协会副会长罗冰生认为,这意味 着,中国钢铁企业在国际价格谈判中的地位明显上 升,参与谈判的能力增强。相对于前几年,此次价格 上涨幅度,比较真实地反映了供需关系,铁矿石价格 开始回归理性水平。 亿t。全球铁矿石需求的增加部分,主要来自中国。 中国钢铁工业协会、中国五矿化工进出口商会 2006-12-28日在此间举行新闻发布会。发布会上, 主办方发布了上述预测数据。他们认为,总体而言, 2 007年国际铁矿石供需关系将基本平衡。 006-12月,中国宝钢相继跟巴西 CVRD、哈默 斯利、BHP 达 成 协 议,2007 年 铁 矿 石 价 格 上 涨 .5%。中国钢铁企业在国际铁矿石价格谈判中,获 据悉,CVRD、哈默斯利、BHP,这三大铁矿石供 应商占据了七成的全球市场份额。三家企业具有高 度垄断性,对供需关系有较强的调控能力。铁矿石 的购买商则相对分散,在价格谈判中往往处于劣势。 2 9 12
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号