承德某铁矿露天接续开采关键技术研究探讨

连宏强 禹朝群 王 磊

(河北钢铁集团矿山设计有限公司，河北 唐山 063700)

0 引言

随着露天矿山开采结束，露天采场深部资源逐步探明，露天转井下生产成为露天矿山企业持续稳定生产的主要选择。露天转井下开采关键技术的合理选择关系到矿山能否安全高效生产，需要综合考虑。就承德某铁矿露天采场接续开采以及露天转井下过程中的关键技术开展分析和论述，选择合理的开采方案，满足矿山持续发展的需求。

1 矿山资源开采基本情况

某铁矿矿体密集，呈群产出，矿体主要赋存在斜长岩中，赋存标高900～600m之间。目前采用露天开采。近几年，为加强对低品位矿石和矿岩混合物的回收，采矿规模为年产矿石100万t，出矿品位TFe 24.43%。设计露天采场地表长510m，宽310m，最高开采水平1 040m，最低开采水平840m，采场封闭圈标高为880m。露天开采采用公路与平硐溜井联合开拓，750m水平平硐长1.3km。

矿区地形地貌条件简单，岩体岩性单一，地质构造简单，虽发育有剪切裂隙造成局部坍塌掉块现象，但岩体仍以整体和块状结构为主，岩石强度较高，稳定性较好。矿区工程地质类型为简单类型。该矿区大气降水为矿床充水唯一水源，属于水文地质条件简单类型的矿床。

Ⅱ采场已采至865m水平，已接近最终境界露天底标高840m境界内矿石量约为178万t。750m以上水平露天境界以外矿体储量为582万t。露天开采仅能维持近两年时间开采，面临露天接续开采情况。

2 开采方式的选择

露天采场以外矿体开采主要有两种开采方式：一是采用露天方式开采，在露天采场生产末期，进行露天境界扩界开采设计，通过露天边帮外扩深挖对境界外资源进行回采，如棒磨山铁矿露天采场在主采场接近闭坑前进行扩界方案设计，对露天境界以外资源进行充分回采利用；二是采用井下开采方式，根据露天采场现状和所用的井下采矿方法选择合适的开拓系统方案，常用的有平硐溜井开拓系统，斜坡道开拓系统，主副井开拓系统，如石人沟露天转井下前期采用主副井开拓系统。

企业战略实施是企业战略管理的最后一个部分，它主要是帮助企业在实施战略的时候及时发现并改正自身所存在的问题，甚至在必要的时候也可以帮助企业进行大规模的改革。企业战略实施所包括的范围十分的广泛，它对企业的人力、物力、财力或者是相关的信息与技术都起到监管的作用。总而言之，企业战略实施是企业战略管理中不可或缺的部分。

采矿方法选择是露天转井下开采的关键技术之一。合适的采矿方法可以快速实现露天转井下开采工程的实施，缩短平稳过度的时间，达到产量合理衔接，通风效果好，采矿成本低的效果。

式中:Nj—经济合理剥采比，t/t；b—露天开采每吨剥离费用，元；al—露天开采一吨精矿的成本(不包括剥离费用)，元；cd—地下开采一吨精矿的成本，元；Tl—露天开采一吨精矿所需的原矿量，t/t。

为降低采矿成本，应尽量寻求在地下开采范围内采用崩落法开采的可能。该采场位于山谷地带，地表没有基本农田，没有需要保护的建、构筑物，地面允许塌陷，故宜选用以无底柱分段崩落法为主，空场法为辅。

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依托长流规，加强治江顶层设计。规划是治江各项工作的龙头。2013年，长江委切实加强治江顶层设计，长江流域水利规划和前期工作进展顺利。结合新修编的长流规对水利工作提出的新要求和治江工作实际，长江委广泛、深入地开展宣贯工作，提高了全委干部职工及社会各界对长流规的认识和了解。同时，组织开展了数十项水利规划编制工作，其中，修订完成《长江中下游干流河道治理规划》，编制完成岷江、雅砻江、赣江、沅江等流域综合规划，基本完成湘江、资水、抚河、信江等流域综合规划。加紧组织开展长江流域（片）水中长期供求规划、主要江河流域水量分配方案制定、全国治涝规划等规划编制工作。

表1 经济合理剥采比参数表

根据表1，计算得出经济合理剥采比为2.1。结合端部陡帮开采技术通过对采场勘探线露天境界按照境界剥采比不大于经济合理剥采比可圈定约16万t矿石。采用露天开采不能回收绝大部分矿石资源，该露天采场须进行井下采矿工程建设保证矿石生产接续。

崩落法尤其是无底柱分段崩落法具有结构简单，灵活性大，便于使用高效的无轨采装运设备，劳动生产率高，生产工人在巷道中作业较为安全等优点。该法缺点是地表允许塌陷，不需留设矿柱但需要覆盖层。

3 挂帮矿和露天坑底的采矿方法

目前虽然尚未研发出针对非洲猪瘟的疫苗。但高温、消毒剂可以有效杀灭病毒，因此，确保生物安全成为最重要的防线。泔水是一种方便、成本低廉，但存在高风险的饲料，可能含有多种病原。多项研究表明，食用被病毒污染的泔水是非洲猪瘟传播的重要方式之一。因此，必须禁止用泔水和含有猪肉的食物残羹饲喂生猪。

协方差矩阵[7]Mjk，其中 pi=pi-O，qi=qi-O，ri=ri-O，计算Mjk的特征向量并且归一化，处理后作为包围盒的方向轴，以此进行新坐标轴计算，将物体投影到上面，计算顶点在新坐标系下各轴上的投影区间长度，以此来确定OBB的大小。OBB包围盒适合刚体的碰撞检测，包络性较好。

考虑地下开采时废石混入率较大，经统计矿体按崩落法开采废石混入率可达到30%左右，矿石采出后经破碎干选甩出部分废石，因此地下开采的生产规模宜适当加大，根据矿体赋存条件、开采范围、采矿方法以及段高，按矿山有效进路数、开采年下降速度和矿山经济合理服务年限三方面论证合理生产规模宜为50万t/a，见表2。

经济合理剥采比是确定露天境界以及挂帮矿和坑底矿采用露天开采还是地采的关键参数之一，按照精矿成本比较法，确定矿山经济合理剥采比。计算公式如下式，经济合理剥采比参数见表1。

4 生产规模

矿体赋存倾角40赋～60赋，厚度3～20m，可选用分段空场法(留矿法)，在开采边帮挂帮矿留设安全矿柱，开采露天底的矿体时留设顶柱。该法的优点是在露天开采末期，地下与露天开采可同时进行，可弥补露采末期减少的产量。缺点是工程量大，基建时间长，矿柱回采难度大，回采率低。

表2 地下生产规模论证

5 开拓系统

该露天采场采用公路与平硐溜井联合开拓方式，转地下开采后井下开拓工程充分利用现有750m平硐开拓运输系统。根据露天采场现状和矿床赋存条件，该地下采矿工程采用平硐+辅助斜坡道开拓系统，见图1。利用矿山现有的750 m平硐作为运输平硐兼做进风平硐，井下设900 m中段、750 m中段两个中段，根据工程施工等的需要，在825 m水平设一辅助中段，设计开拓工程均布置在矿体的东侧。矿体东北侧布置一条辅助斜坡道，负担矿山的无轨设备、大型设备、人员、材料运输任务。矿体的东南端布置一条回风天井。工程设置三条矿石溜井。

图1 露天转地下主要开拓系统

6 覆盖层的形成

无底柱分段崩落采矿法开采的矿块在覆盖层下放矿，初期形成覆盖层是无底柱分段崩落法采矿的必要条件。覆盖层的形成主要有两种方法，一是崩落矿体上部岩石(开采边帮矿体)、崩落露天边帮岩石或回填露天开采剥离的岩石(开采露天底下部矿体)形成岩石覆盖层，这种方法不积压矿石，有利于初期提高矿石产量，但矿石的贫化较大；二是利用崩落矿石作为覆盖层，矿体上部分段采用松动出矿，每次爆破后只出爆破矿量的1/3，松散的矿石覆盖层厚度超过分段高度的二倍以后采用正常放矿方式，这种方法虽积压部分矿石，不利于初期提高矿石产量，但矿石的贫化较小，积压的部分矿石还可以回收。该方案采用崩落矿石作为覆盖层，即上部分段回采时采用松动出矿，每次爆破后只出爆破矿量的1/3，松散的覆盖层厚度25～30m，再正常放矿。需留设覆盖层的分段为900m分段，825m分段对应露天底部分，即留两个分段厚矿石作为覆盖层。

正常开采过程中围岩不能自行崩落时，要采取强制崩落措施以避免突发大范围的崩塌影响生产安全。矿山设专职人员监测覆盖层厚度和地压活动，确保安全生产。

选取47例2017年3月—2018年3月期间本院收治的肺部孤立性肺结节患者纳入本次研究，经CT常规检查结果显示，47例患者肺部均存在孤立性结节，且无明显肺门转移现象，也不存在淋巴肿大等现象。47例患者中男31例，女16例；年龄35～75岁，平均年龄（57.24±9.09）岁；症状表现：存在明显胸部疼痛者9例，出现发热者7例，咳嗽、咳痰症状明显者10例，无明显症状表现者21例。

7 结语

该露天矿山面临接近闭坑，需提前考虑生产接续问题，该方案通过对关键开采技术问题的简单分析和计算，采用无底柱分段崩落法井下开采挂帮矿和坑底资源是可行的，提前谋划地下开拓工程可确保矿山平稳过度，生产合理衔接。