露天转地下开采矿山开拓系统衔接方案的确定原则

李鹏 贵州开磷有限责任公司

一、综述

露天转地下开采是集露天和地下两种工艺优点为一体的综合性开采技术，地下开拓系统与露天开拓系统的衔接，是实现两种工艺优点为一体的关键所在。目前，我国已经实施露天转地下的矿山，由于缺乏统筹规划和必要的技术支撑，转地下开采矿山的开拓系统、排水系统、矿石的溜破运输系统往往与露天脱节，造成露天与地下开采系统的不配套、不协调。不仅造成资金的浪费。

而且导致生产系统很难实现大规模、高效率强化开采。因此，本文基于露天转地下相互协调安全高效开采关键技术的研究，提出了露天转地下开采矿山开拓系统衔接方案的确定原则，并对实现原则的途径进行了分析，以期对我国即将实施露天转地下开采的矿山有所指导。

二、开拓系统衔接方案

露天转地下开采的矿山，实质上是对同一个矿床采用露天与地下两种开采工艺进行开采，因而存在着两种开采工艺系统相互结合与利用的可能。在对露天转地下开采的矿山进行设计时，根据矿床的赋存特征，充分利用露天与地下开采工艺系统的特点，发挥各自工艺的优势，实现两大开采系统的有机结合，有利于提高矿山企业的经济效益。依据矿山地下和露天开采系统在开拓与采矿工艺上的联系程度不同，露天转地下开采矿山的开拓系统衔接方式，可归纳为露天转地下开采独立开拓系统、局部联合开拓系统以及联合开拓系统三种。

文献[1]对三种方式的特点、适用性、使用案例及应用前景，进行了较为详尽的描述。根据目的和用途的不同，按主要开拓工程的类型，露天转地下开采矿山的开拓系统衔接，可分为竖井、斜井、斜坡道、溜井和平硐(平巷)衔接方案五种类型。对于这些方案的优缺点及满足条件，很容易从相关的文献资料中找到。应该指出，露天转地下开采的矿山，在其地下开拓方案选择时，并不一定是单一选用上述五种方案的某一种方式，而是结合深部矿床的赋存特征及开采技术条件、露天坑的开采现状与边坡稳定性状况、露天转地下开采的生产规模规划、地下矿山建设投入的工程量与资金总额、基本建设的周期与投达产期限和投资回收期、矿产资源的利用程度与矿石回收率、企业对劳动生产率的高低和将来生产成本与利润总额的期望、开采方案对安全、环保和土地保护方面要求的满足程度，以及地下开采系统与已有露天生产系统的结合程度等因素，综合选取一种或多种方案，共同完成对拟开采资源的开拓方案。根据主体工程与露天坑的相互位置关系，上述五种方案可分为露天开采境界内开拓方案、境界外开拓方案和混合开拓方案三大类。

三、开拓系统衔接方案的确定原则

（一）地下开采系统工程量最小原则

某种意义上讲，在满足各种工程使用功能的前提下，最大限度地减少地下开采系统的基建工程量，对加快开采系统的建设速度，减少工程的建设资金投入和降低将来的工程维护费用，都具有重要的意义。如在确保工程不受边坡稳定性影响的前提下，尽可能利用露天开拓深度，将风井、斜坡道等工程布置于露天采坑内等。

（二）地下开采系统建设工期最短原则

加快地下开采系统的建设速度，对于矿山生产能力的平稳过渡有着重要的作用。露天矿生产后期，随着露天坑的开采深度不断加大，边坡的稳定性问题也越来越大，矿山的生产能力也不断下降。为维持矿山生产的均衡持续发展，矿山开采由露天转为地下的迫切性加剧。因此，提高各类工程的施工速度，和尽可能减少工程建设工期关键线路上的开拓工程量，是对缩短地下开采系统建设工期的关键问题。

（三）矿床开采成本最小原则

从某种意义上讲，企业生产经营的宗旨，是以最小的投入，通过物的活化劳动获取最大的利润。矿山企业对于矿产资源的开采，当矿产品和原材料价格不受市场波动影响时，企业利润的大小与开采成本的高低成反比，即开采成本越高，所获得的利润就越低，反之则相反。就我国铁矿石开采而言，近80%的铁矿石来源于露天开采。随着露天开采深度不断加大，矿山的开采技术条件不断恶化，生产成本越来越高。露天开采末期，由于边坡稳定性问题、运输距离不断增加、排岩量增加、排土场占地面积不断扩大等，导致吨矿开采成本不断增长，企业利润率下降。影响矿床开采成本高低的因素较多，其中运输成本的高低与矿床开拓系统方案有关。因此，为实现矿床开采的成本最小化，在开拓系统衔接方面，对于矿石的运输，当露天矿的运输成本较高而井下运输提升成本较低时，可以采用溜井衔接方案将露天矿采下的矿石下放到井下，利用地下井巷进行运输提升，可以大大地减少运距，从而达到降低生产成本的目的。为降低矿石的提升运输成本，主竖井位置的选择，宜优先考虑选矿厂的位置，使其距破碎站原矿仓的距离最近，并采用皮带运输方式，以减少地表矿石二次运输的距离和运输费用。

（四）露天矿生产系统及设备利用程度最高原则

露天转地下开采的矿山，充分利用矿山已有的运输设备及其配套设施，最大限度的发挥露天28生产设备设施的潜能，提高其利用率，在不同的时期起到不同的作用。在地下系统建设期间，有利于加快工程的建设速度和减少基建投资;在生产过渡期，对生产的调节具有积极的作用，而在地下开采系统投产后，则有利于降低生产成本和提高劳动生产率。

三、结语

露天转地下开采矿山开拓系统衔接方案的合理与否，对于矿山地下开采系统建设投资的大小，和矿山生产转入地下开采方式后，能否顺利按期达产和企业的盈利空间大小有着重要的影响。开拓系统衔接方案的确定原则及其实现途径的提出，无论是对实施露天转地下开采的矿山企业，还是对工程设计单位，都具有实际性的指导意义。