穿岩洞矿地下转露天开采关键技术研究

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1、穿岩洞矿地下转露天开采的关键技术研究吴爱祥1收稿日期：2015-12-26基金项目：国家“十二五”科技支撑计划资助项目（2012BAB08B02）；国家自然科学基金项目（51304011）。作者简介：吴爱祥(1963–)，男，教授、博士生导师，主要从事采矿工程方面的教学与研究工作。E-mail：wuaixiang@126.com。通讯作者：通信作者简介：辛利民(1975–)，男，硕士研究生，高级工程师，主要从事露天采矿方面的工作。E-mail：ancall21700@163.com辛利民1,2（1.北京科技

2、大学土木与环境工程学院，北京，100083；2.中国铝业股份有限公司山西分公司，河津，043300）摘要：针对穿岩洞矿地下转露天采矿面临的特殊地质条件，本文从矿体顶底板及夹层处理、采空区防治、生产工艺及爆破工艺等关键技术出发进行了研究，对其地下转露天安全高效采矿具有重要的意义。关键词：穿岩洞磷矿；采矿工艺；采空区；爆破设计中图分类号：TD853文献标示码：A文章编号：StudyofkeytechniquesoftransitionminingfromopenpittoundergroundinChuanya

3、ndongmineWUAixiang1,XINLi-min1,2,(1.SchoolofCivil&EnvironmentalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.AluminumCorporationofChina,ShanxiBranch,Hejin043300,China)ABSTRACT:BasedonthespecialgeologicalconditionsofChuanyandongm

4、ineinthetransitionminingfromopenpittounderground,thispaperstudiedkeytechniqueslikedisposaloffloor,roofandinterlayer,preventionandtreatmentofgoaf,miningprocessandblastdesign,whichholdsprofoundguidingsignificanceforsafeandefficienttransitionminingofChuanyand

5、ongmine.KEYWORDS:Chuanyandongmine;miningprocess;goaf;blastdesign引言露天开采相对于地下开采而言，具有安全水平高、生产能力大、工作环境好、生产成本低等优点[1]。近年来，随着采矿生产力水平的不断提高，国内外大部分具备条件的地下矿都转为露天开采，尽管数量不多，但对矿山企业的发展具有重要的意义[2-4]。我国磷矿开采的方法主要有地下开采和露天开采，分别占60%和40%。磷矿资源存在储量大但质量不高，开采难度高的特点[5].穿岩洞矿正在进行地下转露天开

6、采，但是在这个过程中面临着顶底板及夹层处理、井下生产遗留空区对露天生产带来安全隐患[6]等难题，对这些关键技术的研究对穿岩洞矿的高效开采和降贫损至关重要。1矿区概况1.1地质概况穿岩洞矿属缓倾斜中厚矿体，以硅钙质磷块岩(简称a层矿)和钙镁质磷块岩(简称b层矿)并存，a、b两层矿间为含磷白云岩夹层。a层矿约5.1×107t，品位为26.28%；b层矿约3.4×107t，品位为29.34%；a、b层矿石总量为8.5×107t，上覆岩石量约为2.27×108m3，平均剥采比2.67m3/t，从经济效益、剥采比来说

7、该矿适合露天开采。1.2开采现状穿岩洞矿段是白岩矿区二期建设的主要矿段，生产规模为300万t/a，于2012年初开始基建剥离，2014年实现采矿生产，2015年采矿规模将达350万t/a[7]。穿岩洞矿缓倾斜中厚矿体，由于矿体赋存特点及地下采空区，因此，矿体顶底板的清理、夹层的剔除，采空区的防治、采矿作业方法和穿孔爆破，是该矿采矿技术需要解决的主要问题。1.3地下转露天开采的工程地质条件穿岩洞矿段地质构造简单，构造破碎带不发育；矿体顶底板岩层较完整、稳固、风化和岩溶作用较弱。但是，由于本矿段的矿体多为层状、

8、似层状产出，倾角较缓，区内地表水和地下水，对整个露采边坡的稳定性将造成一定的不利影响。所以，在开采过程中应及时疏干露采场的积水，同时要对地表水加强拦截[8]。2矿体顶底板、夹层及采空区处理2.1矿体顶底板及夹层特征顶底板围岩矿层的直接顶板岩石主要为白云岩，围岩与矿层界面平直，易于区分。矿层直接底板为白云岩夹粘土岩、泥质白云岩。穿岩洞矿段a、b矿层之间G夹层岩性主要为含磷白云岩，局部为不稳定的硅质团块磷块岩小透镜体