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浅析露天转井下时挂帮矿体开采的技术问题

一、露天转井下开采概述

露天转井下开采是指从露天开采方式转变为井下开采方式的过程。这一转变通常发生在矿体开采进入深部阶段，露天开采成本逐渐上升，而井下开采能够更有效地利用资源，降低开采成本。露天转井下开采涉及多个方面的技术和管理问题，包括地质条件分析、开采工艺选择、安全措施制定以及资源利用效率等。在露天转井下开采的过程中，需要充分考虑矿体的赋存条件、围岩稳定性以及开采技术条件，以确保开采的安全性和经济性。

露天转井下开采的转换过程通常包括以下几个步骤：首先，对露天矿的地质条件进行详细调查和评估，包括矿体的赋存状态、围岩性质、水文地质条件等；其次，根据评估结果，制定合理的开采方案，包括开采顺序、开采方法、设备选型等；接着，进行井下基础设施建设，如井筒钻探、通风系统建设、排水系统设置等；最后，根据开采方案，组织生产作业，包括爆破、运输、支护等环节。露天转井下开采的成功与否，直接关系到矿山企业的经济效益和安全生产。

露天转井下开采过程中，矿体的稳定性是一个关键问题。由于地下开采受到地应力、地下水、围岩性质等多种因素的影响，矿体的稳定性会发生变化，可能导致岩体破碎、坍塌等事故。因此，在开采过程中，必须采取有效的技术措施来确保矿体的稳定性。这包括对围岩进行监测，及时掌握其应力状态；采用合理的爆破技术，减少对围岩的扰动；加强支护工作，防止岩体坍塌。此外，露天转井下开采还涉及到安全生产管理，包括制定安全生产规章制度、开展安全教育培训、实施安全检查等，以确保开采过程的安全性和可靠性。

二、挂帮矿体特征分析

(1)挂帮矿体通常是指矿体与围岩之间存在较大夹角的矿体，其夹角一般在30°至60°之间。这类矿体的特征是厚度较薄，延深较大，常常呈现不规则形态。例如，某矿山的挂帮矿体厚度平均为3米，延深可达1000米以上。在实际开采过程中，这类矿体的稳定性较差，容易发生坍塌事故。

(2)挂帮矿体的围岩性质对开采难度有着重要影响。一般来说，围岩的强度较低，稳定性较差，容易在开采过程中发生破坏。以某矿山的挂帮矿体为例，其围岩抗压强度仅为30MPa，抗拉强度仅为5MPa，远低于一般矿山的围岩强度。此外，围岩的孔隙率较高，渗透性较好，容易受到地下水的影响，进一步降低了围岩的稳定性。

(3)挂帮矿体的开采方式与常规矿体有所不同。在开采过程中，需要采取特殊的爆破技术、支护措施和运输方式。例如，某矿山在开采挂帮矿体时，采用了预裂爆破技术，通过精确控制爆破参数，减小对围岩的破坏。同时，采用锚杆支护和喷浆支护相结合的方式，提高了围岩的稳定性。此外，由于挂帮矿体厚度较薄，延深较大，运输过程中需要采用小型设备，以降低对矿体的扰动。

三、露天转井下开采技术难点

(1)露天转井下开采过程中，地质条件的变化是首要的技术难点。随着开采深度的增加，矿体的赋存条件、围岩性质和水文地质条件都会发生显著变化。例如，某矿山的露天开采深度为300米，而在转井下开采时，深度达到1000米，矿体的稳定性和围岩强度都显著下降。根据地质调查，该矿山的围岩抗压强度从原来的50MPa降至20MPa，抗拉强度从原来的10MPa降至5MPa。这种地质条件的变化，对开采工艺和设备选型提出了更高的要求。

(2)露天转井下开采的另一个技术难点是通风和排水系统的设计和建设。随着开采深度的增加，井下空气流通和排水难度加大。例如，某矿山在转井下开采后，井下空气流通量需要达到每分钟100立方米，而排水能力需达到每小时1000立方米。为确保井下空气质量，防止瓦斯积聚，需要安装高效的通风设备。同时，排水系统的设计要考虑到地下水位的变化，以及可能的突水风险。在实际案例中，某矿山曾因排水系统设计不当，导致突水事故，造成人员伤亡和财产损失。

(3)露天转井下开采的安全保障也是一大技术难点。随着开采深度的增加，地应力增大，围岩稳定性降低，容易发生坍塌、瓦斯爆炸、火灾等事故。例如，某矿山在转井下开采过程中，曾发生过一次坍塌事故，导致3名矿工被困。为保障井下作业安全，需要采取一系列技术措施，如加强围岩监测、优化爆破技术、实施安全监控等。此外，随着开采深度的增加，应急救援难度也随之增大。因此，制定有效的应急预案、开展应急救援演练，以及提高矿工的安全意识和技能，都是露天转井下开采过程中需要重点关注的问题。

四、挂帮矿体开采技术方案

(1)挂帮矿体开采技术方案首先要考虑的是矿体的稳定性。针对矿体与围岩夹角较大的特点，通常采用预裂爆破技术，通过精确控制爆破参数，减少对围岩的扰动，确保矿体在爆破过程中的稳定性。例如，在爆破设计时，可以采用小药量、多段位的方式，以降低爆破震动对围岩的影响。

(2)在支护方面，挂帮矿体开采通常采用锚杆支护和喷浆支护相结合的方式。锚杆支护能够有效提