[科普中国]-露天转地下开采

露天转地下开采是指当矿床覆盖层转薄而延伸较大时，上部先用露天开采，下部转用地下开采的方法。露天转地下开采，存在露天产量逐渐减少，地下产量逐渐增加，直至露天矿结束，地下矿达到设计规模，这段时间称为过渡期。过渡期的开采方案和技术，要求保持矿山继续生产，安全开采，过渡周期短和投资省。露天转地下开采，要考虑过渡期回采方案，露天转地下的开拓系统和开采技术。

简介露天转地下开采是指当矿床覆盖层转薄而延伸较大时，上部先用露天开采，下部转用地下开采的方法。露天转地下开采，存在露天产量逐渐减少，地下产量逐渐增加，直至露天矿结束，地下矿达到设计规模，这段时间称为过渡期。过渡期的开采方案和技术，要求保持矿山继续生产，安全开采，过渡周期短和投资省。露天转地下开采，要考虑过渡期回采方案，露天转地下的开拓系统和开采技术1。

过渡期回采方案露天转地下开采期间，在露天开采的同时，可选用空场采矿法，充填采矿法和崩落采矿法进行地下开采，充填采矿法和胶结充填采矿法回采方案日益获得广泛应用，并向联合采矿法回采方案发展。

1.空场法回采方案

分暂留境界顶柱和不留境界顶柱的方案。中国凤凰山铁矿在露天坑底留7-10m厚的境界顶柱。地下用深孔留矿法回采矿房，暂留间柱露天开采结束后，从露天坑底向下穿孔爆破境界矿柱和崩落上盘围岩，以形成覆盖层。再应用崩落法回采，金岭铁矿不留境界顶柱。用分段空场法回采矿房，顶柱和间柱强制崩落后甲顶盘围岩随之冒落充填采空区，以后用崩落法回采，20世纪90年代初。有些国家的露天转地下开采的矿山，采用VCR采矿法从露天坑底向下凿大直径深孔分段落矿。这种方法，效率高，成本低。

2.充填法回采方案

对开采矿石品位高或贵重金属矿床，为了保证露天转地下安全过渡。70年代以来，广泛采用充填法回采方案口一般采用尾砂、废石和胶结充填采矿法。

3.崩落法回采方案

应用分段崩落采矿法在回采前需形成覆盖层，阶段崩落采矿法在回采过程中形成覆盖层。分段崩落采矿法在回采前留15-20m的覆盖岩石或矿石、不留境界顶柱，连续回采其覆盖岩以满足安全和挤压崩矿的要求。

4.联合采矿法回采方案

随着采矿科学技术的发展，在露天转地下回采方案中发展了联合采矿法，如房柱式崩落法等2。

露天转地下开拓系统根据矿床赋存条件和过渡期存在联合开采的特点，选择露天采场与地下开拓系统方案，包括露天场内开拓、场外开拓和联合开拓。

1.露天场内开拓

地下开拓工程布置在露大采场内，适用于深部矿体储量不多，地下开采规模小的矿床。

2.露天场外开拓

地下开拓工程布置在露天采场外，它适用于深部矿体储量大，服务年限长的矿山。过渡期露天转地下相互干扰小，露采结束后边坡不再维护，但基建工程量大。地下工程需提前进行。

3.联合开拓

适用于上部露天服务年限长、边坡较稳固的矿山。采用联合开拓应综合考虑露天与地下开采的工艺特点，统一地下井巷开拓。利用地下井巷的联合开拓系统，可减少基建投资，当露天深度超过100-150m时。用井下运输矿石较地面汽车运输费用低50%左右，可利用地下排水疏干，改善露天矿的生产条件，缩短过渡期地下开采的建设周期。

采用联合开拓的经验表明，充分利用露天与地下联合开拓。基建投资减少25%-50%，可保持矿山持续生产，是广泛采用的露天转地下开采的开拓方法3。

露天转地下的开采技术主要研究最佳的过渡方案、境界顶柱厚度、露大边坡与地下井巷工程的稳定性。

1.研究最佳的过渡方案

露天转入地下开采过渡期，露天开采和地下开采同时存在，从而增加了过渡期开采技术的复杂性和难度。因此，研究最佳的过渡方案，以保证矿山持续均衡生产，安全过渡。

首先要掌握和运用露天与地下联合开采方法，在一个矿床内同一个垂直面上同时进行露天与地下开采。过渡期内进行科学研究、勘察、设计和基建工作的综合研究分析、统筹规划过渡方案。一般矿山的过渡期少则3-5a，多则10-15a。因此对地下工程应提前进行开采和采准。对有条件的矿山，可以采用分区、分期交替过渡，做好生产衔接。

2.境界顶柱的厚度

由露天转地下过渡方案、地下采矿方法和露天与地下开采的下降速度等所决定。通常用两步骤回采的方法，要留临时境界顶柱，采用崩落法回采时。露天矿开采结束可以不留境界顶柱，但要形成一定厚度的岩石或矿石覆盖层。

境界顶柱的安全厚度与矿岩的稳固性、地下与露天的开采范围和爆破技术等有关，其安全厚度可以通过物理力学模型试验确定，计算机数学模拟分析等理论计算。不少矿山仍用类比经验选取，其厚度一般10-40m不等。而缩短采空区的暴露时间，减少矿房的跨度和控制露天爆破，是提高境界顶柱安全的有效措施。

3.露天边坡与地下井巷工程的稳定性

过渡期内露天边坡和地下空区的暴露面积逐步加大，暴露形态复杂。边坡失稳滑落和采场并巷获程位移错动，会影响生产和导致灾害的发生。因此必须进行工程地质调查，边坡稳定性分析，开展岩体位移、变形监测和预报，掌握地压活动规律，采取边坡加固和有效地地压控制等措施，使露天转地下安全过渡。

露天转地下开采，要避免露天爆破对地下井巷和采场的破坏，而地下开采不影响露天安全生产，要充分研究通风、排水、防洪和环境保护等措施，防止通风短路和暴雨期间泥砂突然溃入井下2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学