露天转地下开采对矿岩稳定性影响探究

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1、露天转地下开采对矿岩稳定性影响探究【摘要】实际应用中，矿床埋藏较深而覆盖层较薄时,矿床的上部通常用露天法开采，而矿床的下部则转为地下开采，简称为露天转地下开采。随着地表浅部可开采资源的不断减少和露天开采的不断延伸，露天开采难度加大，费用增高，迫使许多露天开采矿山相继转向地下开采，露天转地下开采边坡岩体的移动变形和稳定性问题已成为了一个影响生产安全和环境的突出问题。本文根据某铜矿开采的实践，对边坡和地下围岩的稳定性进行评价。【关键词】露天转地下开采；稳定性露天转地下开采的矿山通常是矿体延伸较深、覆盖

2、层不厚、多为中厚或厚大的急倾斜矿床，由于这类矿床初期采用露天开采，具有投产快、初期建设投资少、贫损指标优等优点，但当露天开采不断延伸后，这些矿山逐步由露天开采向地下开采过渡最终全面转向地下开采。1.露天转地下开采的特点露天转地下开采的矿山，整个矿山的开采期一般要经过露天开采期、露天与地下联合开采的过渡期和地下开采期三个阶段，在考虑露天转地下开采的开采工艺及工程布置时，必须研究与矿山矿床赋存条件及开采技术条件相适应的开采强度和生产能力，以求获得经济效益的最大化，使矿山的基建投资减少25%〜50%,生

3、产成本降低25%左右。露天转地下开采有如下几个特点：1.1过渡期长，补勘、规划和技术攻关须先行一般露天转地下开采的矿山的交替时间称为露天转地下开采的过渡期。在过渡时期内，露天与地下开采是同时进行的。因此，要做到地质勘探工作先行，总体规划工作先行,转地下开采技术难题先行。1.2地压复杂，专题研究须展开在露天转地下开采的条件下，形成了一个露天开采、境界矿柱和挂帮矿开采、主矿体地下开采的统一采空区，而且其形状十分复杂。通过有限元的方法找出应力分布规律，位移容易发生的区段，采动对边坡稳定的影响等。有条件还

4、可以进行露天坑底回填岩石附加压载对边坡及坑底应力分布产生有利的影响，地下开采顺序优化等的计算研究工作。1.3露采工程与地采工程须有机地结合凡是露天转地下开采的矿山，在进行露采和地采设计时，应相互利用露天和地下开采各自的特点，使露采工程和地采工程有机地结合，相互利用。主要工程有开拓工程、排水工程、工业场地和废石场。1.4涌水量大，防洪排水措施须周密露天转地下开采的上部为一残存的露天深凹盆地，汇水面积达数十万平方米，露天降雨径流直接影响地下排水，给地下生产造成危害。为了使雨季径流之洪水不至于全部泄入露

5、天采场盆地，减少对井下生产的威胁，转地下开采设计时,应反复踏勘现场，采取一切可能采取的防洪排水措施。2.工程实例分析2.1概况某铜矿于1959年建成投产，设计年产矿石30万吨。矿区属低山丘陵地貌，地势南高北低，山形陡峻，沟谷侵蚀切割厉害，地形坡度一般20°〜30°o气候温和，雨水充沛，年平均降雨量1766.6mm,日最大降雨量206mmo区内地表水系不发育，未见大的地表水体矿区所处区域构造位置为扬子地块准地台与华夏地块碰接带南侧，山体窿起北缘，矿区地震烈度小于6度矿区表现为单斜构造断裂构造发育，主

6、要为火烧岗逆断层均处于倒转背斜东翼，其中断裂构造长度达7000米，100米标高以上倾角约15°,以下倾角达50°,断层走向与地层走向一致，具多期次活动特点。矿区岩土工程地质较复杂露采区有坚硬次坚硬的混合岩，厚层状灰岩、石英砂岩、矽卡岩、花岗岩、花斑岩、石英斑岩岩体和硬软相间（互层状）碎屑岩体以及以老窿堆积体为主的松散岩石等三种岩体类型；土体类型主要有冲洪积土和残坡积土二种类型。坑采区主要有坚硬岩次坚硬岩的混合岩石、英砂岩、矽卡岩、花岗岩、石英斑岩等一种岩体类型。岩体主要受地层岩性及地质构造控制，而

7、土体则由于同期异相的作用主要受沉积环境沉积相所制约矿区水文地质条件较简单，主要含水带是风化裂隙含水带石炭二叠系采空岩溶含水带石炭二叠系灰岩岩溶裂隙含水带和石炭系裂隙含水带，由大气降水补给，排泄条件较好矿体主要充水因素为石炭二叠系采空岩溶含水带及石炭系（含矿带）裂隙水。2.2露天转地下开采方案概况地下开采范围主要是对前山4#、5#矿体实施开采，开采标髙200米，地下开采的生产规模为5000t/do开采方案采用露天开采和地下开采同时进行作为采矿接续方案地下开拓运输方案采用胶带斜井一辅助斜坡道中段无轨开

8、拓运输方案，采矿方法采用房柱一分段空场法，采空区釆用非胶结嗣后充填工艺开采顺序为：露天开采从上往下开采，地下开采为矿带北段、5#矿带由上往下开采，4#号矿带南段由下向上开采，露天开采与地下开采之间保持80-100米间距，露采终了境界与地下采场间保留10-15米的底柱和15-20米的壁柱。2.3采空区变形塌陷评价地下矿体采用空场法开采，回采后将留有较大的采空区，使其周围的应力平衡状态受到破坏，产生局部的应力集中，影响采空区围岩的稳定，可能诱发地面变形塌陷，设计采用嗣后非胶结充填方式处