露天开采的采矿方法范文

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中图分类号：TD164文献标识码： A

0前言由长沙有色冶金设计研究院完成的栾川龙宇钼业有限公司《南泥湖15000t/d采选工程初步设计书》中选定的南泥湖露天矿矿山设计采用15m台阶高度，CS-165E高风压潜孔钻机穿中深孔、多排微差爆破、WK-10B电铲铲装的采剥方法。但由于征地搬迁的影响，长期以来，与设计相匹配的WK-10B电铲及TR-100工程车不能投入使用，矿山开采不得不采用液压液压反铲、后八轮汽车进行作业，矿山采场使用的液压铲的最大挖掘高度仅10米左右，由于现有液压反铲的最大挖掘高度远小于设计台阶高度15米，液压反铲进行高台阶铲装作业不符合《金属非金属矿山安全规程》关于阶段高度应不大于机械最大挖掘高度的1.2倍，爆堆高度应不大于机械最大挖掘高度的1.5倍的要求，存在较大的安全隐患，

在前期的施工中施工队和租赁设备的液压反铲曾出现多次险情，液压反铲曾多次被台阶坡面滚落的块石砸碰，所幸未造成人员伤亡。

1台阶顶部“揭顶法”开采技术

由于南泥湖露天矿山已采用液压反铲按15米高台阶施工多年，目前形成的台阶高度多在15米，为了保证生产的持续进行，避免因台阶参数调整给生产带来较大的影响，经全面分析比较，项目组决定对1345水平封闭圈以上的台阶采用顶部“揭顶法”降段方案（图1）

所谓顶部“揭顶法”，就是每次爆破后，在爆区开挖之前，在爆堆的顶部先安排液压反铲从台阶面沿纵向进行反挖装车，从而达到爆堆高度降低的开采方法。

图1顶部“揭顶法”降段方案平、剖面图

顶部“揭顶法”降段开采方法说明：

正常台阶一个爆区爆破后，若采用清碴抛掷爆破，爆破后爆区前排及后排爆堆高度较低，高度往往小于15米，爆区中间区域爆堆高度相对较高，通常高度在11－15米左右。若采用压碴爆破，爆堆的整体高度将超过15米。当天下午爆破后，利用给内部选厂供矿的时间，安排一台液压反铲从爆堆顶部进行揭顶降段高的方法，下挖深度在3-3.5m，视爆堆的高度，可分层进行揭顶。

台阶下部“高位装车平台”开采方法

台阶下部“高位装车平台”开采方法是指在爆堆采用“顶部揭顶法”开采后，液压反铲在正常铲装台阶水平，利用抬高液压反铲的装车平台从而降低整体采装高度的开采方法。

图2台阶下部高位装车平台开采方法示意图

台阶下部“高位装车平台”开采方法说明：

每天白班对外供矿作业时，可安排液压反铲在已采用“顶部揭顶法”开降台阶的下部，提高液压反铲装车平台的高度，液压反铲装车站立平台高1.5m-2.0m，这样液压反铲开挖爆堆的高度将不足10米，满足安全规程的要求。

3“顶部揭顶”和“下部高位装车”安全作业要求

液压反铲采用“顶部揭顶”和“下部高位装车”法采矿时，除严格按《金属非金属矿山安全规程》GBl6423—2006，进行作业外，另制订了有针对性的安全保证措施。

每次爆破需采用清碴爆破，来降低前排爆堆的高度，减少上部揭顶的工程量，加快下部台阶的推进速度，保证生产需要；优化爆破参数，降低爆堆顶部的大块率。

上部揭顶液压反铲的履带与台阶坡面的安全距离不小于3.0m，装矿车辆停放位置禁止超越液压反铲履带走向轴线外侧边缘距离不小于5.0m。进行爆堆上部揭顶作业，应有专人指挥，做好现场安全监管，液压反铲开挖不得两侧掘沟式开挖。在上部台阶进行揭顶作业的液压反铲，与下部台阶正常作业的液压反铲不能处在上、下一条直线上，前后错距应大于30 m。

下部液压反铲的装车平台长度应不小于液压反铲履带长度的1.5倍（7.5m），高度1.5-2.0 m。装车平台应能有遇到紧急情况时，液压反铲能迅速撤下平台到安全地带的措施。下部液压反铲装车平台与台阶面间应有不小于1.5m宽、1.5m深的落矿坑，避免台阶坡面的矿石滚落后冲击铲装设备。

下部装矿车辆不得停于液压反铲履带后方进行装车，应停放于液压反铲两侧90°-135°扇形区域，不得停于液压反铲轴线0°、180°位置装车。

4 露天封闭圈以下台阶开采采用“先分段后并段”的开采方法，先将台阶高度由15米降为10米，临近最终境界再将10米台阶并段为15米标准台阶。

所谓“先分段并段“开采法，是指将两个标准15米台阶分3段开采，每段高10米，上部台阶超前下部台阶开采。此方案适宜北区、东区1345水平以下新台阶的开采。

图3 先分段后并段开采方法示意图

开采方法说明：

在1345水平开掘1330时，按段高10米，将出入沟掘至1335水平后开段沟进行规模开采。待1335水平推进宽度满足最小平台宽度时，新掘出入沟打开1325水平进行开采。待1325水平推进一定宽度后打开1315台阶进行开采。总体上是将1330、1315两个标准15米的台阶按1335、1325、1315分三次进行开采。

5结论

通过实践证明，在受征地搬迁相对滞后，大型设备不能投用的条件下，龙宇钼业矿山公司开展的“高台阶液压反铲降段开采技术研究”项目研究所取得了一系列成果，消除了液压反铲与高台阶施工不相适应的安全隐患，研究所取得的“顶部揭顶降段法”和“下部高位装车降段法”以及“先分段后并段的降段开采方法” 可以在国内金属、非金属露天矿山、露天煤矿等采用液压反铲施工的矿山推广应用，前景广阔。

参与文献：：

[1]杨忠林. 尖山铁矿采用高台阶开采技术的探讨. 《中国矿业》1994 第11期；

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中图分类号：TN33 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0107-02

1 铝土矿赋存的总体状况

我国山西省境内铝土矿赋存的主要特点为以下几点。

（1）矿体呈层状、似层状产出，矿体受下伏岩层侵蚀面的控制，矿体较薄，一般2～3 m左右。倾角平缓，大致在5°～15°（如表1）。

（2）铝土矿层本身稳固性较好，顶、底板岩石的稳固性较差（如表2）。

（3）铝土矿石品位中等。

铝土矿以中等品位（A/S 4-6）矿石为主，A/S大于7的富矿只占总资源储量的12.89%，矿石类型以一水硬铝石铝土矿为主（如表3）。

（4）开采技术条件较好。

矿区水文地质条件简单，无富水性强的含水层直接影响矿体的开采，大多可露天开采。也有因埋藏较深必须考虑采用地下开采。

2 铝土矿资源的总体利用情况

（1）资源利用水平低。

因为铝土矿目前在山西还没有大规模地下开采矿山，而地方民采小型矿山为了降低成本，追求利润，普遍存在采富弃贫，浪费资源的现象。

（2）对共伴生矿产的综合利用程度不高

铝土矿的共生矿产有耐火粘土、铁矾土、硫铁矿和山西式铁矿等，除对铁矿部分进行利用外，其它矿产的利用程度较低。

（3）可供开发的铝土矿基础储量不足。

铝土矿资源地质勘查程度偏低，大部分为332+333级别，331很少（如表4）。

（4）铝土矿区附近有村庄、道路等需要留矿柱予以保护，资源利用率大大降低（如表5）。

（5）矿山的贫化率和损失率较高。如山西孝义露天开采贫化率7.31%，损失率为10.96%。

3 铝土矿资源的总体开采情况

国家发改委于2007年10月29日制定了《铝行业准入条件》，强调“铝土矿采矿损失率地下开采不超过12%、露天开采不超过8%；采矿贫化率地下开采不超过10%、露天开采不超过8%。”

由于目前山西铝土矿开采主要以露天开采为主，采矿损失率、贫化率均可以控制在7%左右。但随着露天开采的剥采比越来越大，矿山采用露天开采排出的废石占地问题成为露天开采最为头痛的事情，露天开采的审批程序也越来越严格，越来越困难。在这种情况下，铝土矿地下开采逐步提上议事日程。而我国铝土矿地下开采矿山不多，尚处于试验阶段，设计的采矿方法各不相同，陕西保德铝土矿采用房柱法和长壁式崩落法，贵州猫场采用长壁式崩落法，河南段村、山西贺家圪台和奥家湾均采用房柱法。铝土矿地下开采的真正适用哪一种采矿方法，回采的实际指标如何，还有待于生产实际的验证。

4 铝土矿地下开采的采矿方法选择

在铝土矿地下开采的采矿方法选择上，有如下几个问题需要考虑。

（1）铁铝岩作为直接顶底板，一般条件下整体性好，但在构造部位稳定性变差，遇水后有使岩体整体性随埋深的不同产生不同程度的破坏的可能。因此需要对顶板进行处理，在矿体回采时要留一定厚度的护顶矿，一是降低贫化，二是便于采场维护。再根据矿岩具体条件对采场顶板采用锚杆、锚网、锚喷网等支护措施确保安全。

（2）矿石价值不高，且是缓倾斜近似水平矿体，不可能用充填法开采。

（3）铝土矿的围岩混入会使A/S比大大降低，无法满足氧化铝厂的生产使用，因此不建议采用崩落法，推荐采用空场法对矿石进行回采，特别是经过近期对铝土矿进行设计的基础上推荐采用比较成熟的采矿工艺，如房柱采矿法等，但是采矿回收率和贫化率的控制是采矿方法中应予以重点考虑的事情。

5 山西吕梁地区某铝土矿采矿方法分析

山西吕梁地区某铝土矿体产状平缓，倾角一般5°～10°左右，个别地段可达15°。矿层平均厚度3.38 m，平均埋深67.05 m。经过综合比较，推荐采用地下开采方式，采矿方法以房柱采矿法（厚度≥2 m）为主，以削壁采矿法（厚度

（1）采矿方法参数。

中段高20 m，沿矿体走向每隔50 m布置一个采场。采场之间留连续间柱，宽3 m，采场内矿房宽度为10 m。沿矿体倾向布置凿岩上山，间隔矿柱3 m×3 m。采场沿倾向长77～180 m，根据长度确定是否布置上、下两个采场，采场中间留3 m宽连续矿柱，中段之间留连续分段矿柱，宽各3 m。矿厚大于3m的地段矿体顶板下留0.3～0.4 m厚的护顶矿层。生产中尽量少切顶板，以便降低贫化。

（2）采切工程。

采切工程主要包括：沿脉运输平巷、通风上山、人行联巷、人行材料井、联络巷、聚矿巷、放矿漏斗、溜井；切割工程主要为切割平巷和切割井。

中段沿脉运输巷沿矿体走向布置，沿矿体底板脉外施工沿脉运输巷，根据矿体倾角大小确定是否需要施工第二沿脉运输巷。采准施工时每个盘区离矿体底板较近矿块每隔10 m施工一个放矿漏斗，第二沿脉运输巷按顺序施工放矿溜井、聚矿巷及放矿漏斗。同时每隔50 m掘人行材料井。靠矿体底板施工人行联巷、切割平巷和凿岩上山。

（3）回采工艺。

回采工作从下部切割平巷开始，自下而上推进，回采工作面采用浅孔凿岩，浅孔落矿。落矿和运搬交替进行，若矿厚在2 m以下，一次全厚开采；矿厚大于2 m时，实行分层回采。矿厚大于3 m的地段矿体顶板下留0.3 m～0.4 m厚的护顶矿层。矿厚大于5m时，采用留矿堆的办法进行凿岩。浅孔落矿，先采下部2 m，然后采剩余部分。炮孔交错布置，孔深2.4 m，排距0.8～1.0 m，孔间距0.8～1 m，采用电耙出矿。

（4）采矿方法主要技术经济指标。

（5）矿柱回采。

对所留矿柱结合采矿方法采用混凝土或片石砌筑人工矿柱置换永久矿柱，尽量减少资源损失。经过计算，置换这些矿柱可以增加回收率4.72%，即矿块总的损失率降为13.73%。

（6）主要技术经济指标（如表6）。

6 结语

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【分类号】：TF762.3

1引言

我国大中型金属矿山大多建于上世纪50～60年代。经过几十年的开采，目前，80%的铁矿将进入中晚期开采阶段，面临闭坑压力问题。针对矿山发展状况，如何充分利用矿山现有的露天生产系统和设备在露天转地下开采工作完成之前最大限度地回收挂帮矿资源，具有经济效益和社会效益，且挂帮矿体不回收将造成矿产资源的损失。因此挂帮矿体回采是采矿业必须正视解决的问题。

2挂帮矿介绍

2.1挂帮矿体的特征

挂帮矿体是指露天底以上，露天境界内开采矿体在境界外延伸的部分矿体。露天开采的矿山一般均存在挂帮矿体，根据其赋存部位分为端部和上、下盘挂帮矿体3种。根据国内露天转井下开采矿山的设计、施工和生产实践，挂帮矿体具有如下特征：

①挂帮矿体的多样性。由于矿体赋存条件和露天开采境界的不同，使挂帮矿体具有多样性，有的只有端部挂帮矿体，如新疆八一钢铁集团的蒙库和山西香玉铁矿等；海南铁矿只有上盘挂帮矿体；鞍钢眼前山铁矿露天采场两端和上、下盘均有挂帮矿体。

②挂帮矿体矿量不等。不同露天开采的矿山挂帮矿量的多少是不同的：蒙库铁矿2355万t、眼前山铁矿达6332万t、首钢杏山铁矿则只有400万t左右。

③挂帮矿体开采过渡期的差异。挂帮矿体的开采时间，受其赋存状况、开采方案、采矿方法及开采规模所决定，一般3～5年，多则8～10年。通钢上青铁矿为4年、眼前山铁矿则为8年。

④挂帮矿体分层矿量的递增性。露天境界外的挂帮矿体分层矿量一般是从上向下逐段递增，因为挂帮矿体呈阶梯形，从上向下各开采分层的矿体长度是逐渐加大，矿量随之递增，致使各分层的生产能力也在递增。

2.2挂帮矿主要采矿方法介绍

选择适合挂帮矿体赋存和开采技术条件的开采方法，必须考虑：1）采矿强度高，以确保挂帮矿体开采年下降速度；2）选取的采矿方法要适应采矿设备机械化和高效化的要求，确保挂帮矿体开采规模的实现；3）选择的采矿方法要利于提前采准、出矿；4）作业安全。

挂帮矿开采方法根据矿体赋存条件和与其他工程的结合程度等因素的不同，主要分为3类：

①外扩境界露天开采：外扩境界露天开采是根据境界剥采比不大于经济合理剥采比的原则，圈定边帮外扩境界后在现有开采系统基础上进行扩帮开采设计，以采出外扩境界内的挂帮矿。如国内的马钢凹山采场、齐大山铁矿等，国外的乌克兰的克里沃洛格矿、加拿大艾兰铜矿、美国卡斯尔山金矿均采用这种开采方法。外扩境界露天开采方法具有露天开采的优点，生产连续性好，可充分利用原露天采场生产设备及运输系统，一般不影响露天采场正常生产，可充分回收挂帮矿，并且周期短、费用低，经济效益较好。但由于此法是在永久边坡上进行的，在开采过程中需注意边坡稳定和开采安全的问题。

②地下开采： 挂帮矿地下开采是完全采用井下开采的方式对挂帮矿进行开采和运出，通常适用于开采缓倾角、向露采边坡内延伸较大的挂帮矿，或者挂帮矿体邻近处有可利用的地下开采系统。如国内的大冶铁矿的铁门坎矿体，国外的乌克兰奥尔忠尼矿挂帮矿均采用这种开采方式。地下开采方法将挂帮矿视为深埋地下的矿石，在采出其他地下矿石的过程中顺便将其采出，既减少了井巷开拓量，又可避免露天开采的诸多问题，是一种安全易行的方法。但对临近边坡部分的挂帮矿，在开采中要特别注意安全。地下开采一般相对周期较长且费用较高。

③露天和地下联合开采：露天和地下联合开采是利用露天或地下已形成的工程系统，采用地下系统对挂帮矿进行开采，露天系统运出的开采方式；或运用露天开采将挂帮矿采出，用地下运输系统将矿石运出。马钢南山矿业公司凹山采场北帮回采露天境界外的挂帮矿就是采用地下采出露天运出的联合开采方法。露天和地下联合开采综合了前2种开采方法的优点，充分利用现有露天工程，发挥了地采的优点，避免了外扩境界露天开采的边坡稳定和开采安全问题，但因为它需要开拓地下巷道，初期基建时间长，投资大，经济效益较差，并且巷道开挖会引起应力的重新分布，安全问题须特别注意。

3我国矿山挂帮矿开采现状

中国露天开采的铁矿石产量占国内总量的87%～90%。但露天矿随着开采深度的增加，剥采比超过经济极限值，经济效益明显下降。由露天开采转入地下开采的矿山将越来越多，如：南京凤凰山铁矿、江苏冶山铁矿、铜官山铜矿、湖北余华寺铁矿、大广山铁矿、莱芜矿山公司赵庄矿区等。总结和进一步研究、解决露天转地下开采的规律和存在的问题，是采矿业的当务之急。我国在这方面起步较晚，技术还不是很成熟，在由露天矿向地下开采过渡中要解决一系列复杂的问题如：合露天坑盆底的顶柱与缓冲垫层问题；选择理地确定露天开采极限深度；露天转入地下开采期间的产量衔接；最优的开拓系统与地下采矿方法；露天边坡管理与残柱回采；坑内通风与防排水；露天生产与地下开采同时作业的安全问题等。

4挂帮矿开采中需要考虑的问题

（1）边坡的稳定性

边坡挂帮矿采动后，按照区域的不同边坡有可能出现两种情况；一种是矿石强度较好，边坡没有变化。另一种是矿体内部如果存在节理裂隙发育、断层等结构，随着下部矿体的开采导致边坡失稳，可能造成滑坡。

（2）矿体赋存条件复杂

矿体的赋存条件比较复杂，受采矿工艺、施工人员的素质等因素的制约，使采矿技术工作难度增加，造成开采工艺的复杂化。

（3）围岩的稳定性

在掘进、回采过程中，要考虑围岩的稳定性，防止发生冒顶、片帮以及顶板垮冒。对不稳定区域采取支护措施，避免意外事故的发生。

（4）合理地确定露天开采极限深度

由于地下开采资金投入较大，而露天开采的后期矿量减少，剥岩量较大，需找到两者平衡点，来确定合理的露天开采深度。

（5）露天生产与地下开采同时作业的安全问题

若地下、露天同时开采，要考虑露天开采的爆破会对地下的顶板、围岩等产生安全影响。特别要避开地下的采空区，避免发生塌陷事故。

5采取的安全措施

（1）沿脉运输巷道布置在稳定区。受露天开采穿孔爆破的影响，露天坑边坡矿岩存在不同程度的裂隙、碎裂，并随着纵深减小。因此，将沿脉运输巷道布置在稳定区中，使巷道的安全系数增加。

（2）减小巷道断面。在满足人员、设备的进出及采矿工艺要求的前提下，巷道断面按最小设计，提高巷道的稳定性。

（3）加强边坡监测。建立边坡观测系统，对边坡进行观测，对指导坑内开采，指导安全生产都有好处。

（4）增加支护等级。对围岩不稳定巷道，采用锚喷支护等对巷道进行维护，能有效防止顶板浮石冒落及片帮危害。

（5）缩短服务年限。通过加强计划管理，实现强采，缩短矿山服务年限，使矿井、巷道、采空区、围岩等保持相对稳定，保证施工环境安全。

6结论

我国很多大中型金属矿山经过几十年开采，将进入中晚期开采阶段，面临闭坑压力问题。针对这些矿山发展现状，最大限度地回收挂帮矿资源，对延长矿山服务年限、缓解矿山短时间内转产及安排闲置职工的压力等，具有一定的经济效益和社会效益。如何在边坡上对挂帮矿进行合理的开采成为挂帮矿回收开采亟待解决的问题。

参考文献：

[1] 徐长佑著.露天转地下开采.武汉：武汉工业大学出版社，1990：2～6.

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【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）01C-0060-02

深化高等教育教学改革、提高人才培养质量，是新时期加强高等教育质量内涵建设的重要举措。笔者以中国矿业大学（北京）为例，结合露天与金属矿山开采课程的特点和多年的教学实践，提出重构课程教学内容的必要性，探讨教学内容改革的途径，以期为打造精品课程和采矿工程国家级特色专业的建设奠定基础。

一、露天与金属矿山开采课程的特点

露天与金属矿山开采是中国矿业大学（北京）采矿工程专业本科一门重要的核心课程。通过该课程的学习，采矿工程专业的学生能够掌握矿床露天开采的基本工艺与设计方法，以及金属矿床地下开采的主要方法与参数设计，为今后从事露天矿山、金属矿床地下开采方面的教学、科研、生产等工作奠定必要的理论与技术基础。露天与金属矿山开采课程具有以下特点：一是课程内容多且杂。课程涵盖固态矿床露天开采与金属矿床地下开采两部分内容，涉及上述领域的开拓方式、生产工艺、采矿方法和设备选择，主要内容包括露天矿山的矿岩松碎、采装、运输、排岩、露天开采境界、矿床露天开拓、露天矿生产能力与采掘进度计划、露天矿边坡稳定与控制，以及金属矿床地下开拓方式、回采工艺、采矿方法选择与适用条件、矿柱回收与空区处理等，知识涵盖面广，课程系统性差，教学难度较大。二是课程学时较少。露天与金属矿山开采课程综合了矿山地质学、矿山机械、爆破工程、岩土力学等多个学科的理论和知识，还需适时补充有关爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，故课程的综合性和实践性较强。然而，根据中国矿业大学（北京）新版教学大纲（2011版），该课程的授课时间由原来的40学时减至32学时，学时少而内容多，这给教师的“教”与学生的“学”均增加了困难。

二、重构课程教学内容的必要性

高等院校实现人才培养的基本途径是教学，其中最主要的是课程教学。在专业范围内，根据教学需要，将知识体系按照学科的内在规律，分解成若干个具体的知识体系，每个具体的知识体系即课程；每门课程都有其独特的内容，其载体是教材。

课程建设是提高教学质量的一项综合性建设，课程建设主要包括教学内容、师资队伍、教材、教学条件、教学方法与手段、课程体系、管理机制、实践教学等几个方面的建设，其主要目的是解决好如何为学生提供好的教学内容和教学方法的问题。

教学内容是体现教育目标的重要组成部分，是该领域前人研究成果的总结，并且随着科学研究的进展而不断发生变化。根据普赖斯知识指数增长模型，到2020年人类知识总量将达到每73天翻一番的速度。这就要求教师要从广阔的知识海洋中汲取营养，改善自身的知识结构，开展科学研究，这也是提高自身水平、适应社会发展的一条途径。教师只有将反映科学技术、经济社会发展的最新研究成果，及时充实到新的教材及课堂讲授中，才能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。

教学内容的改革是教学改革的核心，必须符合人才培养目标的总体要求。教学内容改革既涉及各门课程内容之间的衔接与组合，以及每门课程的内容选择和优化，又涉及教学设计、教学方法和手段、教材选用等因素。露天与金属矿山开采课程作为采矿工程专业的核心课程，涉及范围广，内容更新快，重构课程知识体系，优化整合课程内容，改变教学内容陈旧、脱离科学发展前沿的现象，形成开放的课程体系刻不容缓。

三、教学内容改革的途径

全面推进采矿工程专业人才素质教育，是培养能适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有创新意识和创新能力的采矿工程技术人员和研究人员的要求。针对当前课程教学中存在的问题，结合笔者所承担的“中国矿业大学（北京）露天与金属矿山开采课程建设”项目，探讨采矿工程专业露天与金属矿山开采课程教学内容改革的途径。

（一）优化教学内容。教学内容的调整，应注重将工程素质的要素转化为具体的教学内容和教学活动，强调以科研促进教学，形成贴近工程实际的教学内容。露天与金属矿山开采课程涉及的预备知识和相关领域较多，课程横向跨度大，其与矿山地质、矿山机械、岩土力学、爆破工程等课程联系密切。在新版课程教学大纲的指导下，对原有露天与金属矿山开采课程的教学内容进行取舍，在合理保留传统内容的基础上，注重课程内容的更新，通过在课堂教学中补充本学科的发展前沿，提高学生的学习兴趣。例如，原先在讲授“露天矿山爆破”时，需要增加2学时来补充有关炸药基本组成与岩石爆破作用机理等内容，但根据新版采矿工程专业本科培养计划，已新增爆破工程课程，因此，在讲授“露天矿山爆破”时，无需重复这部分内容，从而有助于提高课程的教学效率。又如，浅孔留矿采矿法虽在许多小型金属地下矿山仍普遍运用，但其存在机械化程度低、工人劳动强度大、安全作业条件差等不足，不符合“安全、高效”的采矿发展之路，故在教学过程中应对这部分内容进行删减。再如，随着矿产资源开发逐步向深部延伸，解决深部开采引发的高温、高压、岩爆等问题已成为当前研究的热点，适时补充深部开采理论与安全生产技术，有助于提高学生对采矿学科的深入认识和思考。

（二）加强教材建设。教材是传播知识的载体，教材建设是教学内容和课程体系改革的组成部分，是课程内容、教学体系建设和改革思想的具体反映，一本好教材是取得出色教学效果的基本保证。因此，编写与教学计划、课程教学大纲配套的系列教材是教学改革成果的载体和改革得以实现的手段，也是实现教学计划的重要保证。教材既要求内容丰富、系统完整、重点突出，并能反映国内外最新的进展和发展趋势，又要求能突出基础理论、基本知识和基本技术的教育。露天与金属矿山开采课程内容涉及固体矿床露天开采和金属矿山地下开采两部分内容，曾选用教材是根据教育部1998年颁布的大采矿专业要求编写的，不能充分满足新版教学大纲的要求。因此，在调整和优化教学内容的同时，依托中国矿业大学（北京）教材建设项目，按新的思路组织编写课程配套教材――《金属矿床露天与地下开采》。与现有同类教材相比，该教材是针对煤炭院校本科生采矿教学的特点，适当补充固体矿床露天开采与金属矿床地下开采的有关内容；并在原有教材的基础上，补充了爆破作用机理、矿山公路铁路线路设计等内容，力求反映近年来矿业领域较为成型的新概念、新成果、新方法，如地下深井矿山胶结充填采矿理论与技术、露天煤矿吊斗铲剥离倒堆开采工艺等。《金属矿床露天与地下开采》荣获2011年北京市精品教材。

（三）明确教学重点。露天与金属矿山开采课程表面看起来，知识点多、内容庞杂，实际上这是对教学内容理解不系统造成的。明确教学重点是提高教学质量的关键，而教学重点的确定又必须建立在熟悉教学内容的基础上。因此，必须认真钻研教材，处理好教材与教学内容的关系，对教材内容进行有益的深化和适当的扩展或删减。然而，教材毕竟只是教学中的主要参考书，对教师而言，还要参阅大量的参考文献，在熟悉内容、吃透教材的基础上对教材内容进行重新组织、加工精炼，以最有效的方式将一些基本原理、方法及技能传授给学生，使学生在尽可能少的时间内获得尽可能多的知识。例如，在讲授金属矿山地下开采方法时，可按照“采场结构参数―采准工作―切割工作―回采工作―采矿方法评价”的思路开展；在讲授露天煤矿大型采装设备吊斗铲时，可引出“吊斗铲倒堆剥离开采工艺”，并通过我国黑岱沟露天煤矿“定向抛掷爆破+吊斗铲倒堆剥离”实例深入阐述此类开采工艺。这种教学方法不仅使露天与金属矿山开采课程的知识系统化，从而使学生容易接受和掌握，而且培养了学生解决问题的能力。

（四）引入科研成果。露天与金属矿山开采领域的新理论、新技术和新方法不断出现，这就要求教师要不断从知识海洋中汲取营养，改善和提高自身的知识结构。科研工作是提高和体现教师学术水平的重要途径之一，通过参加科研实践来丰富自己的工程实践经验，并将反映科学技术、经济社会发展的最新成果及时充实到新的教材及课堂中，既不会使单纯的理论知识讲解枯燥无味，又能为学生探索新事物、培养创造能力奠定基础。例如，在讲授金属矿山地下采矿方法选择时，结合教师正在进行的科研项目“夏甸金矿深部高温高压环境下安全高效开采关键技术研究”，详细论述了选择采矿方法的基本要求、影响采矿方法选择的主要因素和采矿方法选择的步骤，收到了良好的授课效果。

露天与金属矿山开采是一门实践性非常强的课程，通过鼓励学生参加大学生创新性实验项目或参与教师的科研项目，将露天与金属矿山开采课程的知识点融入科研项目中，增强学生运用科学知识和方法解决实际问题的能力。例如，利用中国矿业大学（北京）充填采矿实验室在仪器设备上的优势，先后组织本科生参与“全尾砂固结充填胶凝材料研究”、“尾砂胶结充填体自立性能研究”、“高地温环境下全尾砂固结胶凝材料研究”等多项大学生创新性实验计划项目。通过参加相关科研工作，学生的创新能力和综合素质得到显著提高。

总之，教学内容改革是课程建设的基础和依托，可通过优化教学内容、加强教材建设、明确教学重点、引入科研成果等途径，力争实现科研和教学的有效结合，使课程内容能及时反映本学科的最新研究成果，提高学生的创新能力和实践能力。

【参考文献】

[1]刘宏岩，郝东明，胡金凤，等.试论高等学校的课程建设与教学改革[J].现代教育科学， 2009（2）

[2]吕永震，王光.创新课程建设体系，全面提升课程建设水平[J].现代教育科学，2009（4）

[3]勾攀峰，宋常胜.岩石力学课程的教学改革与实践[J].高教论坛，2009，（5）

篇5

南泥湖钼矿早期采用浅眼留矿法开采，已形成有+1365、+1350、+1330共三个中段形态各异、大小不等的采空区。后期转为露天采矿后，设计台阶高度15米，主要出矿台阶有1405、1390、1375、1360、1345台阶，为保证露天采矿设备作业安全，通常提前对地下采空区进行爆理，由于空区底板与露天台阶的高度不一致，致使在空区处理区域的露天采矿效率较低，如何提高复杂联贯空区赋存条件下露天开采效率，本文介绍了实践的几种方法。

1、概述

栾川龙宇钼业有限公司所属的南泥湖钼矿区是一个特大型钼（钨）矿床，矿石储量7亿吨，设计采用露天开采。首采区开采能力15000t/d,设计台阶高度15m,最大开采深度385m。但由于历史原因，自80年代至今的20多年间，出现大量民间地下乱采滥挖现象，矿体内留下大量大小不等、形状各异，在空间位置上层层叠叠，高低不同，杂乱无章，十分复杂的采空区。因此为保证露天开采的安全，必须在台阶开采前进行空区处理。

2、台阶空区赋存情况

空区处理前必须对要处理的采空区形态(空区范围、顶板厚度、空区的高度)等了解清楚,根据空区的赋存形态制定不同的处理方法。通过调查收集地采过程资料、现场钻探、采空区物理探测以及井下实测等多种手段，基本上掌握了南泥湖钼矿地下采空区分布情况，主要分布在+1330m、+1350m、+1365m三个中段水平。这些地下采空区的主要特点为：(1)采空区位于富矿区内，矿柱偷采破坏现象严重，矿房多数已连成一片，空区垮塌现象严重；(2)空区复合交错，空区之间顶板原岩厚度较薄，甚至几层相互采透贯通，曾经发生多次采空突然塌陷事故，幸未造成人员伤亡或设备损坏。

3、采空区处理常用方法

3.1 空区处理的方法

据资料调查，目前国内外处理空区常用的方法有地表崩落处理法和充填法“崩落法”、“充填法”、两种。但由于充填法处理空区存在投资大、工艺复杂、充填效率低、处理成本高等缺点，真正广泛采用的是地表崩落法。

3.2 南泥湖钼矿区采空区处理的方法

由于南泥湖矿区地下采空区相互联贯、重叠、互相采透，充填法不宜施工等原因，南泥湖钼矿区地下采空区治理方法一直采用“地表崩落法”。

崩落法处理采空区常分两种类型：(1)简单容易处理的单层空区，利用台阶坡面为自由面处理采取中深孔爆破一次爆理；(2)复杂难处理的2层或多层复合空区，通常采用分区、分层深孔爆理方法。为保证空区处理安全有效，空区处理通常在超前一个台阶进行处理，如1365空区如跨度较大，采高较高，通常在1390台阶进行空区处理。1350空区通常在1375台阶进行处理。

4、露天开采台阶推进方法研究

由于原有空区的底板标高与设计标准台阶的高度不一致，空区处理后如何克服标高不一致给生产带来的困难，提高采矿生产效率，南泥湖钼矿先后探讨了“上部揭顶采矿法”“ 下部水平钻孔抬炮削脚采矿法”、 增设“辅助台阶”采矿法。

4.1 上部揭顶采矿法

所谓“上部揭顶清碴”的采矿方法就是在铲装台阶顶面采用挖掘机分层下挖清碴的方法，将原来处理空区塌落的虚碴全部挖出后，再进行穿孔的方法。（在1360台阶的顶部1375水平安排挖掘机下挖清碴，以期降至1365标高后进行穿孔，如图1所示：

4.2 下部水平钻孔“抬炮削脚”采矿法

所谓“抬炮削脚”的采矿法是指用挖掘机清理出下部岩根，用潜孔钻打水平孔进行装药爆破，爆破后上部虚碴垮塌后进行铲装的采矿方法。如图2所示。

4.3 增设“辅助台阶”采矿法

根据空区底板标高，修筑临时斜坡道路，抬高第一次铲装作业标高，下部若有空区，相当于增加顶板安全厚度，根据推进的速度进行规模化穿孔，爆破后进行二次铲装至设计标准台阶，如图3所示：

我们首先在小沟1360台阶的中部进行了尝试，通过实验，发现此法存在以下优点：

(1)降低了台阶高度，上部10米的铲装高度，能够发挥挖掘机的最大工作效率，使作业时的安全得到保障。

(2)生产效率高，能满足每日生产供矿计划的需求

(3)辅助台阶推进较快，能为下层空区处理提供安全保障，加大了下层空区顶板的安全厚度。

(4)下层5米小台阶能够垂直穿孔，实施规模化爆破，能够加快台阶的整体推进速度。

5、结语

（表1）

针对空区密集区，空区顶板与标准台阶存在高差，不利于铲装作业的现状，试验研究了三种采矿方法，经南泥湖钼矿区多次试验证明：在设计标准台阶的基础上，根据采空区赋存情况，采用辅助台阶采矿法加快台阶的推进，能够保证生产持续、均衡、高效进行；采用辅助台阶采矿法，能够加大下层空区的顶板安全厚度，为处理下层空区奠定了安全基础。可在今后南泥湖矿区采空区密集区爆理后的铲装施工组织中广泛应用。

参考文献