1. 引言
近期接触了一个露天开采转地下开采的项目,露天开采深度为150m,露采转地采一个非常重要的考虑因素是境界安全顶柱厚度的确定,因此本文简要回顾一下这方面的设计规则。事实上《计算岩土力学》公 众号过去讨论了大量这方面的话题,包括分析方法,例如:
近年来,除了Chuquicamata铜矿外,世界上一些著名的露天矿即将或已经转为地下开采,例如:
Orapa【Orapa钻石矿边坡稳定性】
Los Bronces【两个矿山事故造成三名工人死亡】
Venetia【Venetia钻石矿由露采转为地采】
Red Chris【Red Chris矿即将由露天开采转入地下开采(Bolck Caving)】
国内的德兴铜矿、首钢马兰庄铁矿、山金归来庄金矿也正在由露天开采转入地下开采。在内蒙古地区,除了近期的这个项目外,近年来在乌海、锡盟和巴盟都有露采转地采的项目。
2. 境界安全顶柱厚度
目前,国外大部分露采转地采之后使用的采矿方法是自然崩落法,由于国情不同,国内转地采之后主要考虑的方法是空场采矿法。
(1) 《有色金属采矿设计规范》(GB-50771-2012) 规定露天转地下开采过渡采用空场采矿法留境界顶柱时,境界顶柱的厚度可通过岩石力学计算确定,且不得小于20m。
(2) 《冶金矿山采矿设计规范 (GB 50830-2013)》规定采用空场法回采时,露天坑底应留设境界安全顶柱,安全顶柱的厚度应通过岩石力学计算确定,但不应小于 10m。
(3) 《采矿设计手册 (1987)》从学术的角度对境界安全顶柱的厚度作了详细讨论,尽管这个手册有点儿古老,但对于采矿设计者来说,它的参考作用仍然很大。
(4) 上世纪80年代末90年代初,冶金工业出版社出版了一套《采矿手册》,共7卷,其中第4卷讨论了露采转地采。
下面的一些工程实例取自论文《(2018) 基于多方法联合的露天转地下境界矿柱厚度优化》
3. 向采矿前辈致敬
在参阅上述设计规范时,看到了许多熟悉的名字。对于今天在校的采矿专业的学生和年轻一辈的采矿工程师来说,这些名字可能比较陌生,但这些前辈为中国的采矿教育事业和采矿工程的持续发展作出了巨大贡献。仅凭借模糊的记忆,向以下各位采矿前辈致敬:
(1) 童光煦, 熊国华, 廖国华, 于学馥, 云庆夏
(2) 解世俊, 徐小荷, 林韵梅, 王泳嘉, 牛成俊, 孙凯年, 刘兴国, 郑永学
(3) 刘宝琛, 焦玉书, 刘同友, 程良奎, 古德生, 祝玉学, 熊传治, 于润仓
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