露天轉地下開採是指當礦床覆蓋層轉薄而延伸較大時，上部先用露天開採，下部轉用地下開採的方法。露天轉地下開採，存在露天產量逐漸減少，地下產量逐漸增加，直至露天礦結束，地下礦達到設計規模，這段時間稱為過渡期。過渡期的開採方案和技術，要求保持礦山繼續生產，安全開採，過渡周期短和投資省。露天轉地下開採，要考慮過渡期回採方案，露天轉地下的開拓系統和開採技術。
基本介紹
- 中文名：露天轉地下開採
- 外文名：Underground mining
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 重點：過渡期回採方案
過渡期回採方案,露天轉地下開拓系統,露天轉地下的開採技術,
過渡期回採方案
露天轉地下開採期間，在露天開採的同時，可選用空場採礦法，充填採礦法和崩落採礦法進行地下開採，充填採礦法和膠結充填採礦法回採方案日益獲得廣泛套用，並向聯合採礦法回採方案發展。
1.空場法回採方案
分暫留境界頂柱和不留境界頂柱的方案。中國鳳凰山鐵礦在露天坑底留7-10m厚的境界頂柱。地下用深孔留礦法回採礦房，暫留間柱露天開採結束後，從露天坑底向下穿孔爆破境界礦柱和崩落上盤圍岩，以形成覆蓋層。再套用崩落法回採，金嶺鐵礦不留境界頂柱。用分段空場法回採礦房，頂柱和間柱強制崩落後甲頂盤圍岩隨之冒落充填採空區，以後用崩落法回採，20世紀90年代初。有些國家的露天轉地下開採的礦山，採用VCR採礦法從露天坑底向下鑿大直徑深孔分段落礦。這種方法，效率高，成本低。
2.充填法回採方案
對開採礦石品位高或貴重金屬礦床，為了保證露天轉地下安全過渡。70年代以來，廣泛採用充填法回採方案口一般採用尾砂、廢石和膠結充填採礦法。
3.崩落法回採方案
套用分段崩落採礦法在回採前需形成覆蓋層，階段崩落採礦法在回採過程中形成覆蓋層。分段崩落採礦法在回採前留15-20m的覆蓋岩石或礦石、不留境界頂柱，連續回採其覆蓋岩以滿足安全和擠壓崩礦的要求。
4.聯合採礦法回採方案
隨著採礦科學技術的發展，在露天轉地下回採方案中發展了聯合採礦法，如房柱式崩落法等。
露天轉地下開拓系統
根據礦床賦存條件和過渡期存在聯合開採的特點，選擇露天采場與地下開拓系統方案，包括露天場內開拓、場外開拓和聯合開拓。
1.露天場內開拓
地下開拓工程布置在露大采場內，適用於深部礦體儲量不多，地下開採規模小的礦床。
2.露天場外開拓
地下開拓工程布置在露天采場外，它適用於深部礦體儲量大，服務年限長的礦山。過渡期露天轉地下相互干擾小，露采結束後邊坡不再維護，但基建工程量大。地下工程需提前進行。
3.聯合開拓
適用於上部露天服務年限長、邊坡較穩固的礦山。採用聯合開拓應綜合考慮露天與地下開採的工藝特點，統一地下井巷開拓。利用地下井巷的聯合開拓系統，可減少基建投資，當露天深度超過100-150m時。用井下運輸礦石較地面汽車運輸費用低50%左右，可利用地下排水疏乾，改善露天礦的生產條件，縮短過渡期地下開採的建設周期。
採用聯合開拓的經驗表明，充分利用露天與地下聯合開拓。基建投資減少25%-50%，可保持礦山持續生產，是廣泛採用的露天轉地下開採的開拓方法。
露天轉地下的開採技術
主要研究最佳的過渡方案、境界頂柱厚度、露大邊坡與地下井巷工程的穩定性。
1.研究最佳的過渡方案
露天轉入地下開採過渡期，露天開採和地下開採同時存在，從而增加了過渡期開採技術的複雜性和難度。因此，研究最佳的過渡方案，以保證礦山持續均衡生產，安全過渡。
首先要掌握和運用露天與地下聯合開採方法，在一個礦床內同一個垂直面上同時進行露天與地下開採。過渡期內進行科學研究、勘察、設計和基建工作的綜合研究分析、統籌規划過渡方案。一般礦山的過渡期少則3-5a，多則10-15a。因此對地下工程應提前進行開採和采準。對有條件的礦山，可以採用分區、分期交替過渡，做好生產銜接。
2.境界頂柱的厚度
由露天轉地下過渡方案、地下採礦方法和露天與地下開採的下降速度等所決定。通常用兩步驟回採的方法，要留臨時境界頂柱，採用崩落法回採時。露天礦開採結束可以不留境界頂柱，但要形成一定厚度的岩石或礦石覆蓋層。
境界頂柱的安全厚度與礦岩的穩固性、地下與露天的開採範圍和爆破技術等有關，其安全厚度可以通過物理力學模型試驗確定，計算機數學模擬分析等理論計算。不少礦山仍用類比經驗選取，其厚度一般10-40m不等。而縮短採空區的暴露時間，減少礦房的跨度和控制露天爆破，是提高境界頂柱安全的有效措施。
3.露天邊坡與地下井巷工程的穩定性
過渡期內露天邊坡和地下空區的暴露面積逐步加大，暴露形態複雜。邊坡失穩滑落和采場並巷獲程位移錯動，會影響生產和導致災害的發生。因此必須進行工程地質調查，邊坡穩定性分析，開展岩體位移、變形監測和預報，掌握地壓活動規律，採取邊坡加固和有效地地壓控制等措施，使露天轉地下安全過渡。
露天轉地下開採，要避免露天爆破對地下井巷和采場的破壞，而地下開採不影響露天安全生產，要充分研究通風、排水、防洪和環境保護等措施，防止通風短路和暴雨期間泥砂突然潰入井下。
