一、露天边缘矿体（段）的回采

 

    露天边缘矿体（段）是边坡矿、端帮残矿、顶底盘三角矿样、永久路堑下矿体和露天底矿段的总称。它们往往具有相当大的矿量，大部分可以回收。由于其存在地点的不同，回收边缘矿体时将会对露天矿边坡的稳定性和地下开采的安全生产等带来直接影响。为此，应根据具体的矿岩条件及所处位置，选用各种不同的露天或地下方法进行回采。为了尽可能多地回收资源和实现安全作业，要严格遵循各矿体间的回采顺序。

 

    （一）边坡矿体回采方法

 

    1、用硐室抛掷爆破法回采靠近露天边坡或在边坡上出露的矿体，可以用沿走向前进或后退式回采顺序，由露天设备采装和运出露天矿坑。

 

    2、用地下开采方法回采在边坡上埋藏较深的矿体，应利用露天和地下开拓系统。

 

    图1表示当矿岩稳固性好，采用阶段强制崩落法回采边坡矿体的方法。矿石经溜矿井放至运输水平，用自行设备运出露天矿坑。

图1  阶段强制崩落法回采边坡矿体

1—保安矿柱界线；2—运输巷道；3—穿脉运输巷道；4—风井；5—露天矿边坡

 

    （二）顶底盘三角矿柱和端帮残矿的回采方法

 

    回采矿体出露面积大的三角矿柱，可用硐室抛掷爆破法，把矿石抛到露天坑底，然后用露天装运设备将矿石运出。

 

    当矿柱伸入边坡内较深时，可以根据边坡和矿柱的稳固程度，采用不同的方法进行回采。

 

    上盘岩石不稳固时，用水平分层充填法回采，如图2所示。在靠近露天矿坑的一侧需留有一定厚度的薄层矿柱（2～3m），从中沿矿房的每一分层开掘输送填料的小斜巷。当三角矿柱高达15～20m时，应设置通风巷道，并在每个矿房中开拓充填天井。

图2  充填采矿法回采三角矿柱

1—露天矿边坡；2—充填井；3—薄层矿柱

 

    上盘围岩较稳固时，采用分段凿岩阶段矿房法回采矿房较为合理，如图3所示。为了安全生产，最好是自分段巷道钻凿扇形炮孔落矿。将矿房的拉底水平与露天底布置在同一水平上，以提高矿体的回收率。房间矿柱用大爆破方法崩落。这样崩落的顶盘岩石形成了地下开采的垫层，其中的小部分矿石可以随同地下开采一并回收。

 

 图3  分段采矿回采三角矿柱

1—矿柱；2—拉底水平；3—穿脉巷道；4—脉外运输巷道；5—露天矿边坡

 

    上备用围岩稳固性好，可以采用图4所示的留矿法开采矿房，并以倾斜分层法回采矿房顶板矿柱。三角矿柱很高时，在矿房中应掘进通风巷道，用以运送充填料。留矿堆下面的漏斗，用以将暂存的矿石放至矿房下面的横巷。由于该法可采用漏口装矿或电耙将矿石运至溜井，不直接在底板装矿，因此工作比较安全。房间矿柱可否回收，须视房间矿柱中的横巷及天井是否能维持而定。

 

    端帮残矿回采方法与顶底盘三角矿柱的回采方法基本相同。

 

    当三角矿柱或端帮残矿尺寸较小时，往往并入露天底一同用地下方法开采。

 

图4  留矿法回采三角矿柱

 1—通风巷道；2—薄层矿柱；3—露天矿边坡

  

    （三）永久路堑所压矿段的回采方法

 

    1、用露天设备回采时，修筑临时路堑，运出回采的矿石。

 

    2、用地下方法回采时，需从堑沟开掘平硐进入矿层进行回采。

 

    3、当堑沟边坡所压矿体的回采工作被安排在堑沟报废之前进行时，必须保证堑沟边坡的稳定性不受破坏，为此在底部边坡下面须留临时矿柱，待堑沟报废时再回采。

 

    4、用空场法回采时，一般可采用阶段矿房法，此法易于产量衔接，并有利于通风、防洪及防冻，待第一阶段回采结束后，通常用大爆破方法回采境界矿柱。

 

    5、在开采价值较高的贵金属、多金属或其他富矿体时，可用充填采矿法。当矿岩匀不稳固采用下向分层充填采矿法时，可在露天坑底部灌一层网筋混凝土，然后用下向分层充填采矿法，如大水清金矿就是用这种方法转入地下开采的，但此法产量不易衔接。用充填法回采时，成本高，产量低，但有利于防水、防寒及通风。

 

    （四）露天底部矿段的产矿方法

 

    确定露天底部矿段的采矿方法是露天转地下开采的核心问题。因为它与产量衔接、通风、防寒和防水等问题有着重要的联系。

 

    1、崩落采矿开采露天底部矿段。用这种方法需要事先采出三角矿柱，处理完边坡，形成覆盖岩层。但它的主要问题在于其产量不易衔接，通风、防洪的问题比较复杂。

 

    2、露天采矿、地下系统出矿的采矿方法。在露天转入地下开采的第一阶段，可用露天设备、落矿，用地下系统出矿的方法，如图5所示。这类方法只适于气侯干燥，降雨量小的矿区。

 

图5  露天深孔穿爆经电耙巷道出矿回采露天底的方法

 

    3、空场法或充填法开采。采用这类采矿方法开采露天底部矿段时，需保留一层较厚的境界顶柱。

 

    二、境界顶柱的厚度

 

    采用空场采矿法和充填采矿法时，一般要留境界矿柱；采用崩落采矿法时，可不留境界矿柱，但需要形成一定厚度的覆盖层。

 

    关于境界顶柱的安全厚度，因其影响因素较多或一些参数难于确定，沿难采用理论计算的方法确定，在实践生产中，大多数矿山仍参照类似矿山的经验选取。根据矿岩的稳固性，其厚度一般为10～30m，通常境界顶柱的厚度，因露天开采爆破的影响，其厚度比一般地下开采的顶柱厚度大。表1列出我国几个露天转地下开采的矿山，在过渡期境界顶柱的实际厚度值，表2列出苏联一些露天转地下开采的矿山，所计算出的境界顶柱的厚度值。

 

表1  我国露天转地下矿山实际障界顶柱厚度

    

    境界顶柱的稳固性，是随着采空区暴露时间的增加和面积的扩大而降低的，当应力集中到一定程度后将引起顶柱的破坏。因此，缩短采空区的暴露时间，减小矿房的跨度，是提高增界顶柱稳固性的有效措施。

 

    三、露天边坡处理

 

    在过渡期内，随着采掘工作的发展，露天边坡及地下采空区的暴露面积逐渐加大，暴露形态愈加复杂多变，将引起边坡滑落或地下采场突然错动，因此，需要处理边坡形成岩石垫层，人工控制地压活动，以确保安全生产。

 

    垫层厚度视矿岩稳固程度而定，多数矿山的实际经验都是采用15～20m，垫层的形成时间应在采完地下第一阶段后立即进行，所需的各项准备工作还要提前完成。

 

    边坡处理方法及垫层厚度的形成：

 

    （一）边坡岩石松软时，随着地下回采工作的进行，边坡随即下滑，就不需要进行处理，但必须要求垫层分布均匀，达到厚度要求。

 

    （二）边坡岩石中等以上稳固时，进行边坡处理的方法有：

 

    1、利用井下废石或附近露天剥离废石，回填露天坑，堆积垫层。

 

    2、露天采矿工作结束后，用硐室势掷爆破或深孔爆破，崩落露天矿上盘边坡的下部岩石，作为地下开采的缓冲垫层，如图6所示。当矿体上盘倾角小于松散岩石自然安息角时，随着开采阶段的下降，垫层不能下移或只部分下移，需要再次或我次处理，避免顶板悬顶。

 图6  硐室爆破法崩落上盘边坡

  ―――爆破前实测剖面；——爆堆实则剖面；°实测药室及编号