露天采礦學(xué)第12章露天轉(zhuǎn)地下開采(武漢理工大學(xué))

露天采礦學(xué)第12章露天轉(zhuǎn)地下開采12.1概述露天與地下結(jié)合開采是指在同一礦體范圍內(nèi)，既有露天開采又有地下開采。12.1.l露天與地下結(jié)合開采分類的根據(jù)露天與地下結(jié)合開采是根據(jù)采礦任務(wù)在時(shí)間和空間上不同的結(jié)合方式來分類的。1〕時(shí)間上的結(jié)合露天和地下采礦任務(wù)在時(shí)間上的結(jié)合程度可以用時(shí)間結(jié)合系數(shù)Kt表示，它是露天和地下同時(shí)消費(fèi)的時(shí)間ts與礦床開采的總時(shí)間T之比，即Kt=ts/T。根據(jù)露天與地下采礦任務(wù)在時(shí)間上的結(jié)合程度，結(jié)合開采可分為三類：①露天與地下采礦任務(wù)同時(shí)進(jìn)展露天和地下的采礦任務(wù)自始至終是同時(shí)進(jìn)展的，此時(shí)Kt=1。②采礦任務(wù)部分同時(shí)進(jìn)展露天和地下的采礦任務(wù)中有一項(xiàng)先開場，然后同時(shí)進(jìn)展，0＜Kt＜1。③采礦任務(wù)順序進(jìn)展露天和地下采礦任務(wù)順序進(jìn)展．Kt值等于0或接近于0。由于在露天終了和地下開場階段，可以利用結(jié)合開采的工藝特點(diǎn)，例如露天礦下部幾個(gè)臺(tái)階的礦巖可以經(jīng)過地下開辟巷道運(yùn)出，可以利用地下崩落區(qū)堆放露天剝離的廢石等．所以也屬于結(jié)合采礦。此外，露天和地下過渡的時(shí)間普通都不少于3～5年，所以通常Kt≠0。2〕空間上的結(jié)合采礦任務(wù)在空間上的結(jié)合程度用空間結(jié)合系數(shù)Ks表示．它是露天和地下同時(shí)開采的礦床總面積Ss與礦床開采總面積Sa之比，即Ks=Ss/Sa。以下圖中l(wèi)0和lu分別為露天邊境內(nèi)和地下井田內(nèi)礦床的平均長度。假設(shè)礦床沿走向全長的厚度一樣，那么Ks就等于露天與地下同時(shí)開采的總長度與礦床總長度之比。按露天和地下采礦任務(wù)在空間上的結(jié)合程度，結(jié)合開采可分為三類；①露天和地下開采在垂直面上在礦床全面積上進(jìn)展如以下圖a所示，此時(shí)露天開采面積S0等于地下開采面積Su，它們又都等于礦床開采總面積Sa。因此，空間結(jié)合系數(shù)Ks=2,為最大值。這種情況給露天和地下的開辟系統(tǒng)和采礦工藝的親密聯(lián)絡(luò)提供了有利的條件。②露天和地下開采在程度面上獨(dú)立進(jìn)展如上圖〔b〕所示，這種情況下Ks=Ss/SaK。＝〔S0＋Su〕/Su1。在露天和地下開采的交界處，相互影響是很大的，整個(gè)礦床的開辟、采準(zhǔn)、疏干、通風(fēng)和其他工藝都能夠有親密的聯(lián)絡(luò)。③露天和地下開采在程度面和垂直面上同時(shí)進(jìn)展如上圖〔C〕所示，在礦床的部分區(qū)段兩種開采任務(wù)在程度面上和垂直面上同時(shí)進(jìn)展，此時(shí)1＜Ks＜2。兩種采礦任務(wù)之間能夠出現(xiàn)比較復(fù)雜的相互影響與聯(lián)絡(luò)。12.1.2露天與地下結(jié)合開采的分類根據(jù)露天和地下開采在時(shí)間上和空間上結(jié)合方式的不同，通常把結(jié)合開采分為：1〕露天與地下同時(shí)結(jié)合開采從設(shè)計(jì)開場就安排露天和地下同時(shí)開采。2〕露天轉(zhuǎn)地下開采先用露天方法開采礦床的上部，然后過渡到用地下方法開采礦床的下部.3〕地下轉(zhuǎn)露天開采先用地下方法開采礦床，然后過渡到用露天方法開采礦床。12.1.3礦床結(jié)合開采的特點(diǎn)無論是露天開采或地下開采，都具有其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)。當(dāng)?shù)V床適宜于采用露天和地下結(jié)合開采時(shí)，就應(yīng)該充分利用這些工藝特點(diǎn)，以提高露天和地下開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的。結(jié)合開采工藝系統(tǒng)的中心是在開采任務(wù)按一定順序進(jìn)展時(shí)，必需盡量思索礦床的特點(diǎn)，選擇露天和地下井田的結(jié)合開辟系統(tǒng)，露天和地下相互聯(lián)絡(luò)的開采工藝系統(tǒng)，共用地面輔助消費(fèi)設(shè)備和生活福利設(shè)備，以提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益。露天和地下結(jié)合開辟的主要特點(diǎn)是最大限制地賦予地下巷道多種用途。深部露天礦開采的趨勢是廣泛利用地下巷道進(jìn)展運(yùn)輸。根據(jù)開辟和采礦在工藝上相互聯(lián)絡(luò)程度的不同，可把露天與地下結(jié)合開采的礦山分為三種類型：1〕嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)露天與地下在開辟和開采工藝上相互嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)。例如露天與地下的礦巖都經(jīng)過地下井巷運(yùn)出，這種情況下1＜Ks＜2。2〕中等聯(lián)絡(luò)在開辟和開采工藝上只需部分區(qū)段是相互聯(lián)絡(luò)的。例如露天礦的部分礦石是經(jīng)過井下巷道運(yùn)出，或者地下部分礦石經(jīng)過露天運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)出，這類礦山多數(shù)是Ks＜1和0＜Kt＜1。3〕間接聯(lián)絡(luò)露天和地下消費(fèi)沒有直接聯(lián)絡(luò)。例如露天只是利用地下巷道作為礦床的疏干、通風(fēng)和探礦等，但在礦山的效力性與輔助消費(fèi)設(shè)備方面仍有親密的聯(lián)絡(luò)。技術(shù)上可行的結(jié)合開采工藝系統(tǒng)有：①露天與地下結(jié)合運(yùn)用地下巷道系統(tǒng)；②露天礦利用地下巷道系統(tǒng)；③地下礦石經(jīng)露天運(yùn)出；④露天廢石排入地下開采崩落區(qū)；⑤各自獨(dú)立的運(yùn)輸系統(tǒng)；⑥用露天鉆機(jī)回采露天坑底和邊幫的礦石等。近幾十年來，露天轉(zhuǎn)地下開采在國內(nèi)外礦山得到了廣泛的運(yùn)用。對于這類礦山，為了堅(jiān)持礦山產(chǎn)量的平衡，當(dāng)露天開采向地下開采過渡時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)露天與地下需同時(shí)進(jìn)展開采作業(yè)，這是這類開采法最復(fù)雜與最中心的技術(shù)問題，這與露天與地下同時(shí)結(jié)合開采的根本條件是大致一樣的。地下轉(zhuǎn)露天開采只是在特殊條件下偶爾運(yùn)用。因此，本章主要論述露天轉(zhuǎn)地下開采。對于急傾斜中厚以上的礦體，當(dāng)?shù)V體延深較大而覆蓋層較薄時(shí)，礦體的上部通常首先采用露天開采，然后對礦床的下部采用地下開采，整個(gè)開采過程稱為露天轉(zhuǎn)地下開采。在露天開采轉(zhuǎn)為地下開采的過渡期，礦山由單一的露天開采轉(zhuǎn)為露天與地下開采同時(shí)作業(yè)，必需充分采用各種技術(shù)與組織措施，減小過渡期對消費(fèi)效率〔普通下降15％～25％〕的影響。當(dāng)露天礦消費(fèi)進(jìn)入減產(chǎn)期后，地下開采系統(tǒng)該當(dāng)根本構(gòu)成，并逐漸承當(dāng)露天礦減產(chǎn)部分的消費(fèi)才干，使礦山產(chǎn)量根本堅(jiān)持穩(wěn)定。12.2露天轉(zhuǎn)地下開辟系統(tǒng)由于露天開辟系統(tǒng)已先期構(gòu)成，露天轉(zhuǎn)地下開采的開辟系統(tǒng)主要指地下開辟系統(tǒng)。該當(dāng)強(qiáng)凋的是，在設(shè)計(jì)地下開辟系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡能夠地利用或結(jié)合露天開辟系統(tǒng)，以減少投資。根據(jù)露天和地下采礦工藝聯(lián)絡(luò)嚴(yán)密程度的不同，露天轉(zhuǎn)地下開辟系統(tǒng)可分為：露天和地下獨(dú)立開辟系統(tǒng)部分結(jié)合開辟系統(tǒng)結(jié)合開辟系統(tǒng)三種類型。12.2.1露天和地下獨(dú)立開辟系統(tǒng)在深部礦體儲(chǔ)量大、效力時(shí)間長，或在露天開采深度大，露天采場底平面狹窄，采場邊坡穩(wěn)定性差，難以保證井巷工程出口平安的情況下，地下開辟工程普通布置在露天采場之外，成為獨(dú)立的開辟系統(tǒng)。它具有兩套消費(fèi)系統(tǒng)，相互關(guān)擾小，露天開采終了后無須繼續(xù)維護(hù)邊坡等優(yōu)點(diǎn)。缺陷是兩套開辟系統(tǒng)的基建〔含設(shè)備〕投資大，基建時(shí)間長。我國白銀廠銅礦和冶山鐵礦在20世紀(jì)60年代由于露采設(shè)備供應(yīng)困難被迫提早轉(zhuǎn)入地下開采時(shí)，曾采用這種開辟方式〔以下圖所示〕。國內(nèi)外實(shí)際闡明，除在礦床地質(zhì)與地形條件特殊的情況下采用外，普通很少采用這種開辟系統(tǒng)。12.2.2部分結(jié)合開辟系統(tǒng)1〕傾斜或急傾斜礦床殘留礦體〔包括露天礦底柱和掛幫礦〕的開采，通常利用地下開辟系統(tǒng)運(yùn)至地面。例如我國的銅官山銅礦、鳳凰山鐵礦和南非的科菲豐坦金剛石礦等。2〕露天開采到設(shè)計(jì)境界后，下部礦體的儲(chǔ)量不多，效力年限較短，通常自露天坑底的非任務(wù)幫掘進(jìn)平硐、斜井或豎井構(gòu)成地下礦體的開辟系統(tǒng)。如以下圖所示的平硐—斜坡道開辟地下礦體的系統(tǒng)，礦石經(jīng)露天開辟系統(tǒng)運(yùn)到選廠，具有井巷工程量和基建投資少，投產(chǎn)快，可充分利用已建的露天開辟運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。缺陷是井巷施工與露天消費(fèi)同步進(jìn)展，干擾較大。12.2.3露天與地下結(jié)合開辟系統(tǒng)1〕露天坑內(nèi)外結(jié)合開辟在露天坑較低的臺(tái)階有足夠空間的情況下，可以在坑內(nèi)布置斜坡道或風(fēng)井等輔助井巷，而把主井和主要運(yùn)輸巷道布置在坑外，如我國的鳳凰山鐵礦〔如以下圖所示〕和瑞典的Kiruna鐵礦。優(yōu)點(diǎn)是可以減少開辟量，到達(dá)提早見礦，堅(jiān)持礦石產(chǎn)量穩(wěn)定。2〕共用地下井巷運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)合開辟露天和地下開采的礦石都從地下井巷運(yùn)出。如以下圖所示，露天礦采用斜井和石門開辟，地下用盲豎井開辟。露天采下的礦石用汽車經(jīng)石門運(yùn)到斜井，用斜井箕斗運(yùn)到地面，運(yùn)輸線路的長度比用汽車運(yùn)往地表縮短了一半，降低了運(yùn)輸費(fèi)用。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：①露天礦開辟運(yùn)輸系統(tǒng)簡單，線路短，在露天開采深度大于100～150m時(shí)，利用石門斜井開辟可使運(yùn)距縮短30%～60%，大大降低了運(yùn)輸費(fèi)用②可加大露天礦最終邊坡角，減少剝離量和基建投資；③可利用地下軌巷道排水和疏干礦床，改善露天礦的消費(fèi)條件；①可縮短露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡期，能較快到達(dá)地采的設(shè)計(jì)消費(fèi)才干。在確定開辟巷道的類型、外形、規(guī)格與詳細(xì)位置時(shí)，應(yīng)使其具有多種用途，防止受露天消費(fèi)爆破的影響。一段藥量小于10t時(shí)，距爆源的地震平安間隔為100m。當(dāng)露天礦采用地下運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)合開辟系統(tǒng)時(shí)，在露天坑內(nèi)設(shè)立破碎站，減小礦巖塊度，可有效地控制井巷斷面尺寸。4m3斗容電鏟裝載礦巖的最大塊度為1.0~1.2m，而目前國產(chǎn)坑內(nèi)用礦車的允許礦巖塊度普通小于0.7m，豎井翻轉(zhuǎn)式箕斗和底卸式箕斗的允許塊度分別小于0.35m和0.25m，斜井箕斗允許塊度小于0.65m，斜井膠帶運(yùn)輸機(jī)塊度挖制在0.25～0.3m以內(nèi)。假設(shè)不設(shè)立露天采場破碎站，必需擴(kuò)展箕斗規(guī)格，導(dǎo)致井巷斷面加大，使基建費(fèi)用驟增。12.3露天與地下開采的相互影響12.3.1露天開采對地下開采的影響露天開采對地下開采的影響集中表如今要求地下第一階段礦塊的采礦方法及其構(gòu)造有利于平安消費(fèi)。當(dāng)?shù)叵麻_采選用空場采礦法時(shí)，露天和地下開采可以在一個(gè)垂直面內(nèi)同時(shí)作業(yè)，但要求在露天坑底部到地下采場頂部之間保管一定厚度的隔離頂柱。同時(shí)，對地下采場的暴露面積、間柱的強(qiáng)度、露天與地下爆破的規(guī)模等均須嚴(yán)厲要求與控制。當(dāng)?shù)叵麻_采選用崩落采礦法時(shí)，要求采區(qū)上部有一個(gè)平安緩沖墊層。12.3.2地下開采對露天開采的影響露天礦受地下開采影響的范圍與程度，與露天和地下在時(shí)間、空間上的結(jié)合程度，以及地下采空區(qū)的情況等要素有關(guān)。假設(shè)露天的穿爆和裝運(yùn)任務(wù)是在未充填的空場法采空區(qū)的上方作業(yè)，確定露天與地下之間隔離頂柱的合理厚度就非常重要。為了保證作業(yè)平安而采取的綜合措施，能夠?qū)е侣短扉_采強(qiáng)度的下降，特別是在地下開采挪動(dòng)區(qū)內(nèi)進(jìn)展露天開采時(shí)，能夠會(huì)嚴(yán)重影響礦山的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的。假設(shè)地下采空區(qū)的面積較大，圍巖不夠穩(wěn)定或空區(qū)構(gòu)成的時(shí)間較長，能夠因巖層挪動(dòng)而在地面構(gòu)成塌陷坑，呈漏斗外形，直徑可達(dá)幾米到幾百米，深度為幾米至幾十米，漏斗壁傾角通常為850～1050。根據(jù)構(gòu)成速度的不同，可分為崩塌型塌陷坑和巖移型塌陷坑。前者往往是在地表出現(xiàn)較大的變形以前，忽然崩塌構(gòu)成直壁塌陷坑。影響其構(gòu)成的主要要素是巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、開采深度、礦體厚度、采空區(qū)的尺寸與外形、巖層的地質(zhì)條件等，它多在開采深度不大的礦體回收頂柱和間柱時(shí)構(gòu)成。巖移型塌陷坑構(gòu)成的速度緩慢，通常是在開采急傾斜礦體時(shí)，崩落帶向上開展而構(gòu)成的。影響其構(gòu)成的主要要素是礦體傾角、礦體厚度，巖石的自然安息角、巖層的產(chǎn)狀及其非均質(zhì)性和各向異性，回采順序、采空區(qū)位置，及其上方崩落巖石的高度，頂柱和間柱的穩(wěn)定性等。它的構(gòu)成地點(diǎn)較難準(zhǔn)確預(yù)測。統(tǒng)計(jì)資料闡明，在平均采深H與回采垂直高度m之比不大于15時(shí)，就能夠構(gòu)成塌陷坑。崩落型塌陷坑的構(gòu)成與開展能夠給消費(fèi)帶來災(zāi)難性的影響。在地下開采影響區(qū)內(nèi)進(jìn)展露天開采，應(yīng)采取必要的技術(shù)組織措施。1〕設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取的措施在露天開采設(shè)計(jì)時(shí)．應(yīng)確定觀測巖體變形的方法，制定確定地下采空區(qū)的位置與大小的方法，并建立專門的機(jī)構(gòu)或確定專人進(jìn)展地壓觀測和平安檢查。2〕消費(fèi)中保證露天平安作業(yè)的主要措施加強(qiáng)地質(zhì)與丈量任務(wù) 根據(jù)鉆孔巖心和巖樣實(shí)驗(yàn)，以及對巖體的凋查與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)展巖體工程地質(zhì)研討。編制露天和地下一切巷道、崩落區(qū)邊境限、開采區(qū)段的地質(zhì)構(gòu)造特征、開采情況等丈量資料，進(jìn)展邊坡和地下巖層的位移規(guī)那么。經(jīng)過鉆孔的觀測，確定采空區(qū)充填程度，并預(yù)測地下空洞的開展，查出能夠忽然發(fā)生崩落危險(xiǎn)的區(qū)段等?？斩刺幹门c邊坡整治 根據(jù)觀測資料與預(yù)測，編制空洞處置設(shè)計(jì)，對露天平安消費(fèi)有要挾的空洞應(yīng)盡快消除。通常采用爆破法或充填法處置空洞。爆破法處置空洞的順序通常是從空洞的中央向邊境用深孔微差爆破進(jìn)展。進(jìn)展邊坡整治的部分設(shè)計(jì)并予以實(shí)施。全面檢查露天作業(yè)的平安條件。降低爆破震動(dòng) 編制合理的爆破作業(yè)圖表，采取減震爆破技術(shù)措施，降低爆破地震波對露天礦底部的破壞作用。露天鑿巖爆破的平安措施 在編制地下開采影響區(qū)內(nèi)的鑿巖爆破設(shè)計(jì)時(shí)，必需在綜合平面圖、剖面圖和垂直投影圖上標(biāo)出采空區(qū)的邊境限、礦房頂?shù)装宓臉?biāo)高、井巷的位置、崩落區(qū)的邊境限等。確定已采礦房頂板實(shí)踐位置的主要方法是巖心鉆探法。當(dāng)需求從露天坑底向護(hù)頂柱下向鉆鑿爆破深孔時(shí)，護(hù)頂柱平安厚度的閱歷數(shù)據(jù)如下：當(dāng)?shù)V房跨度在10m以內(nèi)時(shí)，護(hù)頂柱厚度不應(yīng)小于礦房跨度的2倍；當(dāng)?shù)V房跨度大于10m時(shí)，原那么上不應(yīng)小于2.5～3倍。在頂柱上進(jìn)展消費(fèi)鑿巖前，應(yīng)先確定頂柱的穩(wěn)定情況。當(dāng)護(hù)頂柱沒有到達(dá)平安厚度或穩(wěn)定性不好時(shí)，必需停頓常規(guī)的鑿巖爆破和鏟裝任務(wù)，改用輕型鉆機(jī)在錨桿固定的平臺(tái)上鑿巖，鉆工必需系平安繩。3)巖層挪動(dòng)區(qū)內(nèi)的露天運(yùn)輸?shù)叵麻_采能夠引起露天軌道路基下沉，出現(xiàn)拉伸或擠壓變形，導(dǎo)致鋼軌位移和軌道接頭間隙發(fā)生變化，使線路的直線度遭到破壞。鐵道路路通常對縱向擠壓變形的影響最敏感，地面坡度變化的影響次之。頓巴斯煤田經(jīng)過觀測結(jié)果確定鐵路平安運(yùn)轉(zhuǎn)的地表變形最大值為；總下沉量1000～1500mm，下沉速度7～12mm/d，程度變形〔5～6〕10-3mm/m，傾斜變形〔7～8〕10-3mm/m。對固定線路和暫時(shí)線路除按平安技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)展檢查外，還要進(jìn)展線路的水準(zhǔn)丈量，觀測地表挪動(dòng)情況。根據(jù)變形情況及時(shí)進(jìn)展維修，包括路基的修復(fù)和把鋼軌的間隙調(diào)到規(guī)定值等。12.4過渡期地下回采方案及過渡期限

12.4.1過渡期地下回采方案 過渡期地下回采方案是指在露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡期間，地下第一階段與露天坑底之間礦體的回采方案。

l〕留境界頂柱的分段留礦法方案用分段留礦法在境界頂柱以下回采礦體時(shí)，應(yīng)該在露天開采終了后進(jìn)展。我國鳳凰山鐵礦的運(yùn)用實(shí)例見以下圖。在露天坑底保管7～12m厚的境界頂柱。頂柱以下的礦體劃分為礦房和礦柱．用深孔留礦法回采礦房并暫留礦柱。礦房回采過程中，放出30％左右的礦石。露天采礦作業(yè)終了后，用潛孔鉆機(jī)從露天坑底向下鑿巖，爆破境界頂柱，同時(shí)崩落一定數(shù)量的頂盤圍巖構(gòu)成覆蓋層，在覆蓋層下放出頂柱礦石和采場存留的70％礦石，下部礦體那么用階段崩落法回采。境界頂柱的平安厚度可用多種實(shí)際方法和數(shù)值計(jì)算方法汁算。由于影響采場地壓的要素很多巳極為復(fù)雜，因此，實(shí)際計(jì)算的結(jié)果普通僅供設(shè)計(jì)參考。在實(shí)際中，多數(shù)礦山仍參照類似礦山閱歷選取。頂柱厚度視礦巖的穩(wěn)定性而異。礦巖穩(wěn)定時(shí)，厚度普通為10m左右，有的礦山按回采礦房跨度的一半取值；俄羅斯學(xué)者以為當(dāng)?shù)V巖的普氏系數(shù)為5～12時(shí)，境界頂柱的厚度必需等于或大于礦房的跨度，實(shí)踐的頂柱厚度約為10～30m。境界頂柱的穩(wěn)定性隨采空區(qū)存在時(shí)間的添加及其面積的擴(kuò)展而減弱，因此，縮短回采周期、減小采空區(qū)暴露面積，對加強(qiáng)境界頂柱的穩(wěn)定性是非常重要的。2)不留境界頂柱的分段空場法方案我國金嶺鐵礦的運(yùn)用實(shí)例〔以下圖所示〕為不設(shè)境界頂柱，將分段空場法最上一個(gè)分段的高度適當(dāng)加大，當(dāng)露天采礦終了后，分區(qū)逐段回采第一分段。待礦房回采終了，在回收礦柱的同時(shí)，爆破一定數(shù)量的上盤圍巖充填采空區(qū)，其他采空區(qū)的處置依賴上盤圍巖的自然崩落。普通情況下，礦柱放礦l～2個(gè)月后，頂盤巖石逐漸冒落構(gòu)成覆蓋層，下部礦體采用崩落法回采。3〕梯段空場法方案本方案勝利地運(yùn)用于南非科菲豐坦金剛石礦。礦體接近垂直，管狀產(chǎn)出，巖管近似橢圓形，露天開采深度為240m，下部轉(zhuǎn)為地下開采。從露天坑底向下每隔30m劃分消費(fèi)分段，在每個(gè)分段程度上，圍繞巖管的邊緣在圍巖中開掘環(huán)形運(yùn)輸巷道〔以下圖所示〕，從環(huán)形運(yùn)輸巷道向巖管開掘相互平行的鑿巖巷道，其中心距為12～18m，在巖管中央開掘一條與鑿巖巷道垂直的寬8～10m的切割槽通達(dá)地表，構(gòu)成分段扇形深孔崩礦的自在面和補(bǔ)償空間。各分段可以同時(shí)作業(yè)，但是上部分段需比下部分段超前回采6～8m〔以下圖所示〕，構(gòu)成梯段狀。崩下的礦石一部分用鏟運(yùn)機(jī)從分段鑿巖巷道裝運(yùn)至礦石溜井，下放到主要運(yùn)輸程度，其他礦石從最下一個(gè)分段的漏斗放出，礦石回收率可達(dá)95％以上。采區(qū)通風(fēng)主要是保證格篩程度和電耙作業(yè)的通風(fēng)條件。這些作業(yè)地點(diǎn)均有獨(dú)立的回風(fēng)巷道與脈外通風(fēng)道聯(lián)通。鑿巖巷道的末端與采空區(qū)相通，可借助自然風(fēng)流通風(fēng)。這種方法工藝簡單，投產(chǎn)快，勞動(dòng)消費(fèi)率和礦石回收率高，通風(fēng)與平安消費(fèi)條件好，但當(dāng)兩幫圍巖控制不好時(shí)，易混入廢石，且由于鑿巖巷道與露天相通，易受地面氣候和雨水影響。4〕球形藥包垂直漏斗后退式采礦法方案

在澳大利亞Arldcthan礦和我國銅綠山銅礦露天轉(zhuǎn)地下過渡期開采中運(yùn)用了這種方案。它具有采準(zhǔn)工程量小，效率高，本錢低，平安可靠的特點(diǎn)。5〕充填采礦法方案這種方案的礦房回采工藝與留境界頂柱的分段空場法方案根本一樣，不同之處是礦房回采以后，用廢石或膠結(jié)資料充填采空區(qū)。膠結(jié)充填法方案 加拿大KiddCreek多金屬礦在過渡期間留平安礦柱支撐露天坑底的頂柱。礦房長30m，寬15m，高60～90m，間柱寬15～45m，露天坑底的頂柱厚9m。礦房采用分段采礦法回采，膠結(jié)充填〔如以下圖所示〕。 此方案用于開采價(jià)值較高的礦體。優(yōu)點(diǎn)是地下與露天可較長時(shí)間同時(shí)開采，消費(fèi)相對平安；境界頂柱可阻止地表水灌入地下，并可減小地下采區(qū)的漏風(fēng)系數(shù)；境界頂柱礦石回收率高、貧化率低。缺陷是回采充填工藝復(fù)雜，消費(fèi)本錢較高。廢石充填法方案 本方案與上述方案不同的是充填料由膠結(jié)資料改為廢石或尾砂。 它用于開采的礦面子積不大且價(jià)值不高，礦柱礦量不大或不再回采礦柱的礦山，如芬蘭Pyhasalmi銅鋅礦。它的工藝簡單，本錢較低，但礦石的貧化與損失較大。6〕崩落采礦法方案分段崩落法方案俄羅斯列別金礦床為含鐵石英巖，探明儲(chǔ)量55億t，想象沿垂直方向劃分為三個(gè)工藝段迸行開采〔入以下圖所示〕：①-120m程度以上為露天開采；②-120～-500m用分段崩落法開采，在露天坑底鉆鑿下向深孔，并在分段鑿巖巷道內(nèi)鉆鑿上向和下向深孔，進(jìn)展分段擠壓崩礦，礦石從下部集礦程度的漏斗中放出，所構(gòu)成的采空區(qū)可排放大量的剝離廢石與選礦尾砂；③-500m以下可用階段礦房法或階段強(qiáng)迫崩落法開采?；夭汕皹?gòu)成覆蓋層的分段崩落法方案本方案不留境界頂柱，露天開采終了后，以整個(gè)礦塊作為回采單元，用分段崩落法進(jìn)展延續(xù)回采。為了滿足平安消費(fèi)和擠壓爆破的需求，應(yīng)在分段崩落法回采前構(gòu)成一定厚度的巖石覆蓋緩沖層，其厚度普通小于15～20m，如余華寺鐵礦〔以下圖所示〕。多數(shù)礦山利用露天剝離廢石構(gòu)成覆蓋層。本方案的優(yōu)點(diǎn)是消費(fèi)才干大，回采效率高，本錢低，消費(fèi)平安。缺陷是當(dāng)同一礦區(qū)中無其他礦段可以凋節(jié)產(chǎn)量時(shí)，在構(gòu)成覆蓋層時(shí)期，能夠因停頓回采而導(dǎo)致礦山減產(chǎn)，且滲水和漏風(fēng)較大?；夭蛇^程中構(gòu)成覆蓋層的階段強(qiáng)迫崩落法方案回采從礦體的一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)。在第一階段沿礦體走向回采60～70m以后，于礦塊出礦的末期，在拉底程度以上留6～7m厚的礦石構(gòu)成爆破緩沖層，用硐室爆破崩落采空區(qū)頂盤圍巖構(gòu)成覆蓋層〔如以下圖所示〕。此方案的優(yōu)點(diǎn)是露天與地下可以同時(shí)作業(yè)；缺陷是放礦控制困難，礦石貧化率高。充填廢石構(gòu)成覆蓋層的階段強(qiáng)迫崩落法方案本方案適用于礦巖穩(wěn)定的厚大礦體。先在礦床的一翼用露天方法開采至設(shè)計(jì)的露采終了深度，繼續(xù)沿走向向礦體的另一翼程度推進(jìn)150～200m以后〔如以下圖所示〕，在緊靠非任務(wù)幫端部的礦體中掘進(jìn)一條切割天井，該天井把地下放礦漏斗與露天坑底聯(lián)通，并以切割天井為自在面，垂直于礦體鑿巖爆破構(gòu)成回采露天境界底柱礦體的切割立槽，在境界頂柱的全高上用露天設(shè)備鑿巖，隨著露天開采任務(wù)線的推進(jìn)而逐漸實(shí)施境界頂柱的爆破，崩落礦石經(jīng)井下巷道運(yùn)至地表。境界頂柱以下各程度的礦體那么用階段強(qiáng)迫崩落法或階段礦房法回采。由露天開采、境界礦柱開采和地下開采所構(gòu)成的采空區(qū)可作為內(nèi)部排土場，用排入的廢石支撐邊幫的壓力，有助于提高邊幫的穩(wěn)定性。烏克蘭克里沃羅格礦區(qū)安諾夫斯克含鐵石英巖礦床長度在7km以上，礦體傾角550～850，厚度92～340m，埋藏深度300～450m，露天采場深度為200m，境界頂柱高75m，臺(tái)階坡面角和邊坡角為750～800，境界礦柱礦量2100萬t，年開采量為200萬t，內(nèi)部排土場堆置4.1億m3剝離廢石，不但減少了廢石運(yùn)輸費(fèi)用，還減少外部排土局面積2.48km2。12.4.2露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡期限為了保證礦山能待續(xù)穩(wěn)產(chǎn)過渡，應(yīng)及時(shí)設(shè)計(jì)與編制過渡方案，確定合理的建立期限。1〕設(shè)計(jì)編制過渡方案礦床開采總體設(shè)計(jì)假設(shè)已確定為露天轉(zhuǎn)地下開采，應(yīng)對整個(gè)礦床開采的全過程進(jìn)展統(tǒng)籌規(guī)劃。詳細(xì)的過渡開采設(shè)計(jì)那么往往是在露天開采的中后期進(jìn)展。露天開采10年以內(nèi)的礦山，從露天礦建立開場就應(yīng)及時(shí)研討向地下開采的過渡。對于走向長度大或多區(qū)開采的露天礦，可采取分區(qū)、分期的過渡方案，防止露天與地下同時(shí)開采作業(yè)的干擾。例如楊家杖子礦務(wù)局松樹卯礦，礦體走向長2000m，劃為南北兩個(gè)露天采場，日消費(fèi)才干2000t，采取先北露天后南露天分期向地下開采過渡。2〕露天轉(zhuǎn)地下過渡期限確實(shí)定地下建立的總時(shí)間按下式確定：

T=t1+t2+t3+t4

式中不包括采礦方法實(shí)驗(yàn)和地下投產(chǎn)至達(dá)產(chǎn)時(shí)間。上述過渡期應(yīng)滿足三級礦量保有期限的要求。利用露天礦的地下排水井巷作為地下礦的采準(zhǔn)切割巷道可以縮短地下礦的建立時(shí)間。當(dāng)甚建預(yù)備與地面公共工程建立平行作業(yè)，井筒掘進(jìn)與程度巷道掘進(jìn)平行作業(yè)時(shí)，地下建立的總時(shí)問可表示為：

T=t1+t3

目前國內(nèi)外露天轉(zhuǎn)地下開采的過渡期限普通約7～12年。12.5露天礦無剝分開采與殘留礦體開采

12.5.1露天礦無剝分開采 露天礦開采到設(shè)計(jì)最終程度后，為了充分發(fā)揚(yáng)露天礦消費(fèi)設(shè)備和輔助設(shè)備的潛力，并改善露天轉(zhuǎn)地下過渡期的產(chǎn)量銜接，多數(shù)礦山都要進(jìn)展無剝離下延開采。 對于傾斜或急傾斜礦體，通常在上盤邊坡下留三角礦柱以支撐上盤邊幫，即可實(shí)現(xiàn)無剝離延深開采〔如以下圖所示〕。延深開采深度取決于露天坑底允許的最小寬度、三角礦柱的損失量和上盤邊坡的穩(wěn)定性等。

露天坑底允許的最小寬度根據(jù)露天境界確定的原那么經(jīng)過計(jì)算確定。汽車運(yùn)輸允許的最小底寬普通為18～24m。 為了盡能夠多地采出礦量，采礦臺(tái)階不再設(shè)置礦石平安平臺(tái)，或在露天開采終了之前取消礦石平安平臺(tái)。因此，無剝離延深開采的邊坡通常很陡，甚至是垂直的。 近來國外露天礦按照經(jīng)濟(jì)合理性確定的無剝離延深開采深度為30～50rn，而我國礦山普通延深20m，偏低。12.5.2露天礦殘留礦體的回采露天開采至底部邊境時(shí)，礦體兩端和邊坡掛幫礦量普通可占其總儲(chǔ)量的5%～16％，它們的回采具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于掛幫礦量埋藏高差能夠較大，礦量較少，回采強(qiáng)度較低，平安條件較差，應(yīng)強(qiáng)化開采，以免牽制地下開采主礦體的下降速度，降低過渡期的礦石產(chǎn)量，影響達(dá)產(chǎn)時(shí)間。1〕露天礦邊坡殘留礦體的回采由于遭到各種外力的破壞且外形不規(guī)那么，露天礦邊坡殘留礦體的回采比較困難。對于露天礦掛幫礦體，可先用露天方法直接從非任務(wù)幫開采靠外的礦體，然后用地下方法開采