一种露天转地下开采的楔形转接过渡方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属矿床露天与地下开采技术领域，具体是一种露天转地下开采的楔 形转接过渡方法。
【背景技术】
[0002] 我国约90%的大型露天铁矿山均已进入深部开采，其中许多矿山正在陆续转入地 下开采。在露天转地下开采的过渡期间，通常采用留境界矿柱或设置覆盖层的过渡方法，露 天开采和地下开采相互干扰，安全生产条件差和产量衔接困难，致使我国露天转地下开采 的大型铁矿山普遍出现减产过渡或停产过渡现象。宄其原因，主要是常规过渡方法将露天 开采与地下开采割离开来，使矿体不能连续开采。为释放露天与地下的生产潜能以及解决 露天地下同时生产的相互干扰问题，东北大学提出了露天转地下过渡期协同开采方法，即 露天开采下盘侧矿量，地下应用诱导冒落法开采上盘侧矿量，与这一新型开采方法相配合， 需要研发露天转地下连续开采与平稳转接的过渡方法，包括露天与地下开采界线的合理划 分、露天延深开采与地下诱导冒落关键参数的确定方法，边坡岩移危害控制以及工作面防 护技术等，以最大限度地消除露天地下同时开采的相互干扰，充分释放露天与地下的生产 能力，并改善露天地下的安全生产条件，从根本上解决过渡期安全开采与产能衔接难题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种露天转地下开采的楔形转接过渡方法，从根本上解决 大型铁矿山过渡期安全生产条件差和产量衔接困难的难题，为保障露天转地下平稳或增产 过渡奠定基础。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 一种露天转地下开采的楔形转接过渡方法，包括露天延深开采下盘侧矿体，地下 应用诱导冒落法开采上盘侧挂帮矿体，露天与地下开采区域按楔形转接，露天地下开采境 界的楔面角为最上一个台阶的坡顶线至最下一个台阶的坡底线的连线与水平面的夹角，该 楔面角除满足露天安全开采要求外，还需满足在诱导冒落区内不大于岩移可控角；露天开 采区域陡帮开采下盘侧矿体，在最后2~3个台阶采用横采内排方式延深开采；地下应用 诱导冒落法开采，诱导冒落工程通过采用距离边坡由远及近的回采顺序、并按冒通地表的 塌陷坑能够容纳边坡岩移散体总量的要求确定采空区高度，由此控制边坡岩移避开或背离 露天开采区域；地下采用诱导冒落法的首采分段设置在挂帮矿体较下部位，以增大诱导冒 落的矿石层高度，当露天开采区域回采到诱导冒落工程设计位置之下1~2个分段的标高 时，从露天边坡适宜的位置开掘措施平硐，快速形成挂帮矿大规模生产的开拓、采准与回采 条件；在露天地下同时生产期边坡岩移的最低边界位置，设置边坡滚石防护平台与防护坝； 从而形成露采在下、地采在上、投影面内两者错开的露天地下同时开采局面，在矿体连续开 采中实现从露天向地下开采的渐近转接与平稳过渡。
[0006] 作为本发明进一步的方案：所述露天与地下开采区域按楔形转接，露天开采区域 呈楔形由大变小，地下开采区域呈楔形由小变大。
[0007] 作为本发明进一步的方案：在露天地下同时开采期间的诱导冒落区内，根据岩体 稳定条件，将楔面角控制在35°~50°之间。
[0008] 作为本发明进一步的方案：通过调整回采顺序与采空区高度控制边坡岩移的方 向，采用距离边坡由远及近的顺序回采挂帮矿，诱导冒落工程的连续回采尺度需满足下 式：
【主权项】
1. 一种露天转地下开采的楔形转接过渡方法，包括露天延深开采下盘侧矿体，地下应 用诱导冒落法开采上盘侧挂帮矿体，其特征在于，露天与地下开采区域按楔形转接，露天地 下开采境界的楔面角为最上一个台阶的坡顶线至最下一个台阶的坡底线的连线与水平面 的夹角，该楔面角除满足露天安全开采要求外，还需满足在诱导冒落区内不大于岩移可控 角；露天开采区域陡帮开采下盘侧矿体，在最后2~3个台阶采用横采内排方式延深开采； 地下应用诱导冒落法开采，诱导冒落工程通过采用距离边坡由远及近的回采顺序、并按冒 通地表的塌陷坑能够容纳边坡岩移散体总量的要求确定采空区高度，由此控制边坡岩移避 开或背离露天开采区域；地下采用诱导冒落法的首采分段设置在挂帮矿体较下部位，以增 大诱导冒落的矿石层高度，当露天开采区域回采到诱导冒落工程设计位置之下1~2个分 段的标高时，从露天边坡适宜的位置开掘措施平硐，快速形成挂帮矿大规模生产的开拓、采 准与回采条件；在露天地下同时生产期边坡岩移的最低边界位置，设置边坡滚石防护平台 与防护坝；从而形成露采在下、地采在上、投影面内两者错开的露天地下同时开采局面，在 矿体连续开采中实现从露天向地下开采的渐近转接与平稳过渡。
2. 根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，所述露 天与地下开采区域按楔形转接，露天开采区域呈楔形由大变小，地下开采区域呈楔形由小 变大。
3. 根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，在露天 地下同时开采期间的诱导冒落区内，根据岩体稳定条件，将楔面角控制在35°~50°之 间。
4. 根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，通过调 整回采顺序与采空区高度控制边坡岩移的方向，采用距离边坡由远及近的顺序回采挂帮 矿，诱导冒落工程的连续回采尺度需满足下式：
式。
T为单位面积上的岩体抗压力，t ; Y为上覆岩层容重，t/m2，h为 空区高度，m;H为空区顶板最小埋深，m; a为露天边坡角，° ;、为滑落散体坡面角，° ; 0为矿岩滑移角，° ;B为回采宽度，m;l为保安矿柱宽度，m;n为矿岩碎胀系数。
5. 根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，所述边 坡滚石防护平台的宽度与防护坝高度，通过露天边坡滚石试验，按能够完全挡住滚石、使其 不落入下部露天开采区域的准则确定，防止边坡浮石滚落于露天开采区域。
6. 根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，在露天 末期开采设计中，需考虑露天、地下开拓系统的协同关系，采用汽车一胶带半连续下盘运输 系统、平硐溜井开拓运输系统或下盘折返式运输系统，释放上盘空间，以便于挂帮矿诱导冒 落法及时开采和过渡期露天地下采出矿石的集中运输。
7.根据权利要求1所述的露天转地下开采的楔形转接过渡方法，其特征在于，当实际 生产中的地下开采速度超出设计，需留临时矿柱保护防护坝不塌落，以确保露天生产安全， 同时，在地下诱导冒落工程回采过程中，需采用端部口不敞空的出矿控制方法，防止采空区 冒落对地下工作面的冲击危害。
【专利摘要】本发明公开了一种露天转地下开采的楔形转接过渡方法，包括露天延深开采下盘侧矿体，地下应用诱导冒落法开采上盘侧挂帮矿体，露天与地下开采区域按楔形转接，该楔面角除满足露天安全开采要求外，还需满足在诱导冒落区内不大于岩移可控角；露天开采区域陡帮开采下盘侧矿体，最后2～3个台阶采用横采内排方式延深开采；地下诱导冒落法采场借助从露天坑开掘措施工程快速形成生产规模；诱导冒落工程通过采用距离边坡由远及近的回采顺序、并按冒通地表的塌陷坑能够容纳边坡岩移散体总量的要求确定采空区高度。本发明从根本上解决大型铁矿山过渡期安全生产条件差和产量衔接困难的难题，为保障露天转地下平稳或增产过渡奠定基础。
【IPC分类】E21C47-00, E21C41-16
【公开号】CN104806243
【申请号】CN201510103403
【发明人】任凤玉, 李海英, 付煜, 任美霖
【申请人】东北大学, 武汉科技大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月9日