摘要：随着经济的快速发展，金属矿产资源逐渐减少，不可避免的要经历露天转地下的开采过程。尤其是对于宽体的、直接顶板稳固性不好的、连续性不好的，露天转地下的开采方式是必然会采用的。主要原因是存在上述问题的矿产在开采时，极易发生顶板冒落的事故，对作业人员的生命造成的威胁不容小觑。所以，近些年来，金属矿产的露天转地下存在的问题及相应的解决思路的研究受到了广泛关注。
关键词：金属矿山；露天转地下开采；研究现状
1国内露天转地下开采技术发展现状
国内露天转地下开采的矿山主要包括江苏的凤凰山铁矿、江西的良山铁矿、安徽的铜官山铜矿以及山东的金岭铁矿等，虽然我国露天转地下开采的金属矿数量不多，但在开采期间也积累了很多经验，为此后的深入研究提供了更多优良条件。针对露天转地下开采技术的要求，金属矿行业内进行了大量的理论研究，并改进了相关的开采技术，为露天转地下开采提供了理论支持。江苏省的凤凰山铁矿属于我国最早的露天转地下开采矿区，且于1960年开始露天开采工作，并在1973年至1976年间转向地下开采，期间采用了恰当的过渡方式，因此提升了矿山的经济效益。在过渡期开采过程中，露天与地下开采同时进行，为地下提供了充分开采时间，不但保障了露天残柱的回采，且为过渡期的持续稳产创造了优良条件。同时，浙江的漓渚铁矿也属于露天转地下开采的矿山，完成露天开采后，矿体走向留下了顶底板三角矿带以及三个露天坑。而在进行地下开采工作后，对于底盘残矿主要采用了无底柱分段崩落方法进行开采，而底板围岩则采用了爆破方式，作为地下开采的上覆层，有效保障了地下矿山的安全性。除此之外，铜山露天矿也属于露天转地下开采的实际案例，且其开采期间可以人为的控制爆破作业对地下作业面的破坏程度，且此矿采用了多排微差爆破方法，并严格控制了每段的药量，预防了地下巷道的冒顶与开裂问题，提升了矿山区域的稳固性。在开采过程中，还计算了地震波的影响范围，确保地下工作人员可以在发生意外情况时及时撤离至安全地带，保障了工作人员的人身安全。且其与马鞍山矿山研究院也进行了合作，全面分析了开采技术问题，确定了临界边坡控制爆破技术以及地下空区层位检测技术的应用，实现了露天矿的安全生产，也保障了地下开采工作的顺利进行，获得了较好效果。
2金属矿山露天转地下开采的研究现状分析
2.1露天转地下采场结构参数研究现状
矿山结构参数一般根据矿体倾角、赋存条件、矿区所在地区的地质构造、采空区周围的构筑物情况以及围岩的稳固条件来选定。目前，矿山结构参数并不是固定的，其确定一般有三种方法。分别是：①经验类比法。这种方法因为简单、经济成本低，所以应用相对广泛。主要借助已有的类似矿山总结的经验，选择比较保守的取值。②数值模拟法。这种方法是基于计算机技术的出现而发展起来的，是一种相对较新颖的方法。模拟的方法主要有有限元、离散元、边界元和不连续变形法等，这些方法在选取采场结构参数方面发挥了重要作用。③遗传算法。由于采场结构参数的影响因素非常复杂，通过一个数学表达式是很难实现对其详细描述的，所以也就无法为优化结构参数提高有效指导。遗传算法的特点是鲁莽性较高，因此容易得到较优的设计方案。
2.2露天转地下采场顶柱稳定性研究现状
金属矿山开采时，由露天转地下时，境界顶柱稳定性很大程度上决定了工程安全性，因此，这方面的研究也相对较多。目前境界顶柱厚度的确定和稳定性分析一般通过极限平衡法或者数值模拟法确定。近年来，计算机技术快速发展，数值模拟方法也随之得到了广泛应用。有研究学者应用数值模拟法进行露天转地下的安全保留层计算，得到比较理想的结果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3露天转地下采场回采顺序和开采方案研究现状
①比较合理的回采顺序既要将开挖稳定性考虑在内，还要避免局部地段出现能力和能量集中，有效防止变形破坏的现象。回采顺序的研究方法一般有：物理模拟法、工程类比法、神经网络识别方法、计算机模拟法以及数值分析法等。在回采顺序方面，许多学者都做了大量有益工作，也获得了可喜的成果。比如有学者借助FLAC3D分析软件模拟了不同回采顺序造成的边坡稳定性变化以及应力分布的变化规律。②露天转地下开采涉及了两种工艺，既有露天又有地下，因此需要提前做好统一规划。在进行开采方案确定时，需要对以下因素进行重点考虑：矿场与工程的相对位置；地下开拓系统是否为公用。
2.4露天转地下采场边坡稳定性研究现状
岩体边坡的稳定性是研究露天转地下开采的方面的一个重要问题。边坡稳定性分析有定性、定量和不确定性三种常见的分析方法，此外还有智能分析方法等。定性分析的主要方法有边坡工程数据库和自然历史分析法，考虑因素比较多，可对发展趋势进行定性评价。定量分析是借助力学原理展开的，但是定量很难实现，一般就是半定量方法。有数值模拟方法和极限平衡分析法两种。不确定性方法大约是1970年之后出现的，随着一些新的理论出现和新的分析方法出现，边坡稳定性的研究已不是一个单一学科，而是与模糊数学理论、可靠性理论、灰色系统理论等学科相融合。在进行边坡工程设计时，人们逐渐认识到这个过程中的不确定性非常大。
3金属矿山露天转地下开采的相关问题的解决对策
（1）解决思路介绍。收集金属矿山露天转地下过程中的边坡位移监测数据，收集数据的时间尽可能长，数据尽可能详细的。这一过程的研究内容主要包括三个方面：根据金属矿山多年的GPS监测数据，借助数值模拟和物理模拟等手段，研究露天转地下后的采坑围岩发生变形的特点和规律；根据GPS监测数据进行采坑底部隆起的研究，分析隆起发生的机理，并借助模拟分析的手段，详细解析隆起的发生；研究因露天转地下开采引发的围岩变形活化的问题，主要借助对典型断层发生活化的案例进行现场实际调查、测量位移数据，并借助模拟手段，深入研究断层活化的相关问题。（2）技术路线介绍。对于因露天转地下开采造成的金属矿山的相关问题，应采取合适的技术路线进行解决。前面提到了收集岩体位移的相关数据和应用一些模拟手段，对变形规律和机理进行详细研究，下面介绍一下具体的技术路线：及时搜集整理国内外关于这方面的研究进展和成果，便于查阅和辅助判断；对金属矿山的现场情况进行实地调查，收集一些基本的地质数据；对已有的检测数据进行整理汇总；应用模拟手段对围岩变形发生的特征、底部隆起发生的机理和断层活化发生的条件等进行模拟和分析。
4结论
目前，针对露天转地下开采技术，国内外相关行业均进行了深入研究，当前我国存在多种露天转地下开采的矿区，比如广西的大新锰矿、河南的银洞坡金矿、凤凰山铜矿以及福建的连成锰矿等。由此，应针对这些矿山进行全面实际研究，寻找合理科学的开采方法与措施，从而提升我国矿业工作的效率与水平。
参考文献：
[1]汪绍元.某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究[J].现代矿业，2017，33（10）：179-181.
[2]王宗伟，王立宗.金属矿山露天转地下开采的发展现状与对策[J].山西冶金，2017，40（04）：60-62.
[3]程紫华，左文喆，王斌海，汪洋.矿山露天转地下开采覆盖层形成的关键问题探讨[J].化工矿物与加工，2017，46（06）：63-66+72.
[4]陈印.滇西贵金属矿露天转地下开采境界顶柱厚度的研究[D].昆明理工大学，2017.
论文作者:王佰龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：露天论文; 地下论文; 矿山论文; 方法论文; 金属论文; 稳定性论文; 围岩论文; 《基层建设》2019年第10期论文;