1、第十六章 崩落采矿法,第四节 有底柱分段崩落法,第二节 单层崩落法,第一节 概述,第五节 无底柱分段崩落法,第三节 分层崩落法,第六节 阶段崩落法,第八节 小结,第七节 覆岩下放矿,【目的要求】掌握各种崩落法的工艺过程、优缺点及适用条件；掌握有底柱分段崩落法放矿管理；掌握覆岩下放矿的相关概念及矿岩移动规律。 【重 点】掌握无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法及阶段崩落法的工艺过程、优缺点及适用条件；掌握有底柱分段崩落法放矿管理；掌握覆岩下放矿的相关概念及矿岩移动规律。 【难 点】掌握各种崩落法的工艺过程、优缺点及适用条件；掌握有底柱分段崩落法放矿管理；掌握覆岩下放矿的相关概念及矿岩移动规律。,第
2、十六章 崩落采矿法,第一节 概述,一、崩落采矿法基本特征以崩落围岩实现地压管理，即随矿石崩落，强制（或自然）崩落围岩充填空区，以控制和管理地压。,二、崩落采矿法分类,第二节 单层崩落法,【引言】 主要用来开采顶板岩石不稳固，厚度小于3m的缓倾斜矿层，如铁矿、锰矿、铝土矿、粘土矿等。根据顶板岩石稳固程度不同，采用不同形式的工作面，即： 长壁式崩落法 短壁式崩落法 进路式崩落法 以庞家堡铁矿为例重点讲解长壁式崩落法。,第二节 单层崩落法,一、开采条件：浅海沉积赤铁矿床，走向长8600m，倾角2530 ，有三层矿组成，一层厚1-3.5m，二、三层厚各1m，1-2层间夹硅质板岩厚1.2m ；2-3层间
3、夹硅质板岩厚0.8m；矿石稳固f=8-10，夹层片理发育、不稳、易片落。第一矿层顶板：黑色页岩，厚6.5-8m 不稳f=4-6；页岩上为砂岩，厚2-3m，其上为几十米厚的页岩。第三层矿底板：小白石英岩f=12-18，下部为粘板岩、大白石英岩，均稳固。 矿层基本连续，局部被断层切断，断层对采矿影响较大。地表为山地，允许崩落。庞家堡铁矿先采第一矿层，后采第二、第三矿层。,第二节 单层崩落法,第二节 单层崩落法,二、矿块结构参数及采准布置 1、结构参数阶段高度：一般30m，受工作面长度和顶板岩石稳固性的限制。矿块长度：50100m，最大可达200300m。 2、采准阶段沿脉运输巷道：矿体中或底板岩石
4、中，一般多布置在岩石中。矿石溜井：沿装车巷道每隔56m一个, 断面1.5 1.5m2，可临时通风行人。安全道：采场每隔10m一条，1.51.8m2，作安全出口、行人、通风、运料。,第二节 单层崩落法,三、切割工作切割平巷：作为崩矿自由面，同时作为安放电耙绞车和行人、通风通道。位于采场下部边界矿体中，沿走向掘进，与各个矿石溜井贯通，宽度为2m，高度为矿层厚度。切割上山：一般位于矿块一侧，连通下部矿石溜井与上部安全通道，宽度应保正开始回采所必需的工作空间，一般22.4m，高度为矿层厚度。,第二节 单层崩落法,四、回采工作落矿、运矿、支护和放顶。1、工作面形式： 直线式：利于顶板管理、不能平行作业，
5、梯段式：不利于顶板管理、能平行作业。,a直线式 b阶梯式,第二节 单层崩落法,2、落矿：浅孔落矿。炮孔：一字形、之字形、梅花形。孔深1.21.8m，w=0.61.0m。 3、出矿：电耙出矿。耙斗0.20.3m3 ，1430KW。 4、顶板管理,第二节 单层崩落法,1)每次放顶的距离称为放顶距。 2)放顶后所保留的能维持正常工作的最小宽度称为控顶距。一般维持在2到3排支柱距离。 3)顶板暴露的宽度称为悬顶距。 【注】 放顶时悬顶距为最大悬顶距，等于放顶距与控顶距之和，最小悬顶距等于控顶距。,第二节 单层崩落法,4)支护作用：减缓顶板下沉，防止顶板局部片落，以保证回采工作顺利进行。,第二节 单层崩
6、落法,5)放顶回采工作面推进到最大悬顶距时，暂时停止回采，由专业放顶队放顶。放顶步骤：,加密控顶距与放顶距交界线上的一排或两排支柱（不带柱帽）； 在放顶区内回收支柱。,【注】 一般用上部阶段运输巷的回柱绞车回收支柱。回柱顺序沿倾斜方向自下而上，沿倾斜方向先远后近（针对工作面）。残留于空区的支柱不能回收时，人工爆破；回柱后顶板不自然冒落时，需预先在密集支柱外0.6m处向外60凿浅孔强制崩落。,第二节 单层崩落法,5、通风：通风条件较好。新鲜风流：下部阶段运输巷 行人井 工作面；污风流：上部安全道 上部阶段运输巷道。【注】矿体走向大时，应考虑分区通风。 五、开采顺序阶段：由上而下，上阶段超前下阶段
7、， 一般大于50m。多采用后退式回采。矿块：工作面推进方向与阶段回采顺序一致。多层开采：上层超前下层，上层采空区地压稳定后回采下层。 六、劳动组织落矿、出矿、支护三项作业。综合工作队，各工种平行作业，2040人组成。,第二节 单层崩落法,七、单层崩落法评价 【适用条件】顶板不稳固，厚度3m，30，地表允许陷落。 【优点】采准工作和工作面布置比较简单；生产能力大 ，通风好，劳动生产率高，损失贫化小。 【缺点】支柱消耗量大，支柱劳动强度大，顶板管理复杂，有用木材换矿石之说。 【发展方向】研究地压规律，改进顶板管理工作，研究支柱代用品。,第四节 有底柱分段崩落法,一、有底柱分段崩落法特征和分类 1、
8、主要特征： 按分段逐个进行回采； 在每个分段下部设有出矿专用的底部结构（底柱）。 分段的回采由上向下逐分段依次进行。 2、按落矿方式分类,有底柱分段崩落法,水平深孔落矿有底柱分段崩落法,垂直深孔落矿有底柱分段崩落法,落矿大都采用挤压爆破，连续回采，矿块没有明显的界限。,具有比较明显的矿块结构，每个矿块一般都需要开掘补偿空间，进行自由空间爆破。,第四节 有底柱分段崩落法,1.概述： 每个阶段划分为23个分段，各分段下部都设有底部结构（底柱）。 在脉内开掘凿岩天井。 自凿岩天井开掘联络道，进入崩矿边界后开掘凿岩硐室，上下凿岩分层的联络道和凿岩硐室分别布置在天井的不同侧面。 自凿岩硐室钻凿深孔。 崩
9、矿前须要在崩落矿石层下部拉底和开掘补偿空间。若矿石稳固性较差或拉底面积较大时，可留临时矿柱，临时矿柱与上部矿石一齐崩落。,二、水平深孔落矿有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,补偿空间开掘之后，一次爆破上面的水平深孔，形成2030m高的崩落矿石层，并在覆岩下放矿。 电耙出矿。矿石经电耙道耙至矿石溜井，溜井下口与穿脉运输巷道相通。 矿石在穿脉巷道装车，再经构成环形运输的上、下盘沿脉运输巷道运走。 新鲜风流由下盘脉外人行通风天井进入，清洗耙道之后，经另一端的通风天井流至上阶段的回风巷道排出。,第四节 有底柱分段崩落法,1下盘脉外运输巷道； 2穿脉运输巷道； 3上盘脉外运输巷道； 4行人、通风
10、天井； 5放矿溜井； 6爬矿巷道； 7补偿空间； 8临时矿柱； 9凿岩天井； 10联络道； 11凿岩硐室； 12深孔,图1616 水平深孔落矿有底柱分段崩落采矿法,2.矿块结构参数 （1）阶段高度：主要取决于矿体倾角、厚度和形状规整程度，一般为4060m。 （2）分段高度：是一个重要参数，直接关系采准切割工程量和矿石损失贫化等。,第四节 有底柱分段崩落法,【注】当矿体倾角不是很陡时，下盘矿石损失数量随着分段高度的增大而增大；分段高度与上盘岩石稳固性相适应，最好在崩落矿石放出之前上盘岩石不发生大量崩落，否则矿石被岩石截断，将造成较大的矿石损失贫化；分段高度要与电耙巷道的稳固性相适应，保证电耙巷道
11、在出矿期间不被破坏。在生产实际中常用的分段高度为1525m。,第四节 有底柱分段崩落法,（3）电耙道间距和耙运距离 在保证底部结构稳固性的前提下应缩小耙道间距，以利于提高矿石回采率，一般变化在1015m范围内。耙运距离一般为3050m。 （4）矿块尺寸取决于矿体厚度、矿石稳固性（允许拉底面积）、凿岩设备以及电耙出矿的合适耙运距离和耙道间距等。 （5）底柱高度取决于矿石稳固性和受矿巷道形式。采用漏斗时，分段底柱常为68m；阶段底柱宜设储矿小井，以消除耙矿和阶段运输间的相互牵制。此时底柱高度为113m。,第四节 有底柱分段崩落法,3.采准工作 （1）装车形式 穿脉装车 沿脉装车 【穿脉装车优点】
12、溜井布置在穿脉巷道内，运输很少受装载的干扰，阶段运输能力较大； 利用穿脉巷道进行探矿。 【缺点】采准工程量大。,确定穿脉巷道长度时要考虑溜井装车时整个列车都停留在穿脉巷道上，不阻挡沿脉巷道的通行。穿脉巷道间距要与耙道的布置形式、长度和间距相适应，一般为2530m。,第四节 有底柱分段崩落法,（2）采场溜井主要布置形式： 各分段耙道都有独立的矿石溜井出矿强度大，便于掘进和出矿计量管理，但掘进工程量大 上、下各分段耙道通过分枝溜井与矿石溜井相连。工程量小，但施工比较复杂和不便于出矿计量。,溜井断面一般为1.52m或22m。溜井的上口应偏向电耙道的一侧，使另一侧有不小于1m宽的人行通道。 溜井多用垂
13、直的，便于施工。倾斜溜井上部分段（长溜井）不小于60，最下分段（短溜井）不小于55。,第四节 有底柱分段崩落法,（3）天井采准天井用来行人、通风和运送材料设备等。 采准天井布置形式： 按矿块布置，即每个矿块都有独立的矿块天井 按采区布置，几个矿块组成一个采区，每个采区布置一套天井。,（4）电耙巷道 当矿体厚度小于15m时，多用沿脉布置耙道； 当矿体厚度大，一般多用垂直走向布置； 当矿体厚度变化不大形状比较规整时，也可采用沿走向布置耙道。此时矿石溜井等都布置在矿体内，可减少岩石工程量。,第四节 有底柱分段崩落法,（5）底部结构由电耙道、放矿口（斗穿）、漏斗颈和受矿巷道（漏斗或堑沟）等组成。在覆岩
14、下放矿，漏斗间距在底柱稳固性允许的前提下以小一点为好，一般取56m。 （6）凿岩天井位置和数量主要取决于矿块尺寸、凿岩设备性能和矿石可凿性等。采用深孔爆破时，自天井每隔一定距离交错布置凿岩硐室，凿岩硐室规格为3.53.53.0m。采用中深孔爆破时。炮孔可自天井直接钻凿。,第四节 有底柱分段崩落法,4.切割工作切割工作：开掘补偿空间、劈漏。矿石从矿体崩落下来并破成碎块，其体积增大，即碎胀。当采用有自由空间的深孔或中深孔爆破时，碎胀体积约为崩矿前原体积的30。所以自由松散爆破时，补偿空间体积由这个数量关系确定。而当采用挤压爆破时，补偿空间数量要小于松散爆破。补偿空间的大小用补偿空间系数（或补偿比）
15、表示式中 V1补偿空间体积，mV矿石爆破前体积，m。,第四节 有底柱分段崩落法,补偿空间为V1，爆破后的体积为V1V，爆破后矿石的碎胀（松散）系数：,由此得出：,第四节 有底柱分段崩落法,5. 回采工作回采工作：落矿、出矿。落矿常用水平扇形深孔自由空间爆破方式。深孔常用YQ100型潜孔钻机钻凿，一般最小抵抗线为33.5m，炮孔密集系数11.2，孔径为105110mm，孔深一般为1520m。中深孔用YG80和YGZ90型凿岩机钻凿。出矿作业：放矿、二次破碎和运矿等三项内容。崩落的矿石约有7080是在岩石覆盖下放出来的。崩落矿石与覆盖岩石的直接接触引起了矿石的损失与贫化。出矿中必须编制放矿计划，按
16、放矿计划实施放矿，控制矿岩接触面形状及其在空间位置的变化，对降低放矿过程中的矿石损失贫化是极为重要的。,第四节 有底柱分段崩落法,6. 采场通风通风具体要求：（1）宜采用压入式通风，以减少漏风。（2）把通风的重点放到电耙层，把电耙层的通风系统和全矿总通风系统直接联系起来，使新鲜风流直接进入电耙层。 （3）电耙道上的风向，应与耙运的方向相反，风速要满足0.5m/s要求，以迅速排除炮烟、粉尘和其它有害气体，并达到降温的目的。（4）凿岩井巷和硐室也应尽可能有新鲜风流贯通，使凿岩和装药条件得到改善。 （5）尽可能避免全部使用脉内采准，因这很难构成正规的通风系统。,第四节 有底柱分段崩落法,二、垂直深孔
17、落矿有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,垂直深孔落矿有底柱分段崩落法大都采用挤压爆破。开采中厚矿体的典型方案，如图所示。,1-阶段沿脉运输巷道,2-阶段穿脉运输巷,3-矿石溜井,4-耙矿巷道,5-斗颈,6-堑沟巷道,7-凿岩巷,8-行人通风天井,9-联络道,10-切割井,11-切割横巷,12-电耙巷道与高溜井 的联络道（回风用）,第四节 有底柱分段崩落法,有底柱分段崩落法标准矿块图,1、矿块结构参数与水平深孔落矿有底柱分段崩落法基本相同。阶段高度：5060m；分段高度：1025m；分段底柱高度：68m；矿块尺寸常以电耙道为单元进行划分，矿块长2530m，宽1015m。,第四节 有底柱分
18、段崩落法,2. 采准工作 下盘脉外采准布置，即出矿、行人、通风和运送材料等采准工程都布置于下盘脉外。 阶段运输为穿脉装车的环形运输系统。 电耙道也布置于下盘脉外，单侧堑沟式漏斗。 下两个分段采用独立垂直放矿溜井，上两个分段用的是倾斜分支放矿溜井。 每23个矿块设置一个行人进风天井，用联络道与各分段电耙道贯通，作为行人、进风、运送材料和敷设管缆之用。 每个矿块的高溜井都与上阶段脉外运输巷道相通，且以联络道与各分段电耙道相连，作为各分段电耙道的回风井。,第四节 有底柱分段崩落法,3. 切割工作切割工作：开掘堑沟、切割立槽。,第四节 有底柱分段崩落法,图16-21 堑沟结构 1-电耙道；2-放矿口；
19、3-堑沟巷道；4-中深孔； 5-桃形矿柱；6-堑沟坡面,堑沟在堑沟巷道内钻凿垂直上向扇形中深孔，与落矿同次分段爆破而成。堑沟炮孔爆破的夹制性较大，常把扇形两侧的炮孔适当加密。靠电耙道一侧边孔倾角通常不小于55。为了减少堵塞次数和降低堵塞高度，在耙道的另一侧钻凿12个短炮孔，短炮孔倾角控制在20左右。,【优点】堑沟切割工艺简单、工作安全、效率高且容易保证质量等，使用得比较普遍。 【缺点】堑沟对底柱切割较大以及堑沟爆破的作用强，故底部结构稳固性受到一定影响。,第四节 有底柱分段崩落法,开凿切割立槽开凿切割立槽是为了给落矿和堑沟开掘自有面和提供补偿空间。根据切割井和切割巷道的相互位置不同，切割立槽的
20、开掘方法可分为：“八”字形拉槽法、“丁”字形拉槽法两种。,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,“八”字形拉槽法多用于中厚以上的倾斜矿体。从堑沟按预定的切割槽轮廓，掘进两条方向相反的倾斜天井，两井组成一个倒“八”字形。紧靠下盘的天井用作凿岩，另一条天井则作为爆破的自有面和补偿空间。自凿岩天井钻凿平行另一条天井的中深孔，爆破这些炮孔后便形成切割槽。具有工程量少， 炮孔利用率高，废石 切割量小等优点，但 凿岩工作条件不好， 工效较低。,第四节 有底柱分段崩落法,“丁”字形拉槽法掘进切割横巷和切割井，切割横巷和切割井组成一个倒“丁”字形。自切割横巷钻凿平行于切割井的上向垂直平行中深孔。
21、以切割井为自有面和补偿空间，爆破这些炮孔则形成切割立槽。,“丁”字形拉槽法可应用于各种厚度和各种倾角的矿体中。对比前种方法，该法凿岩条件好，操作方便，在实际中应用的较多。,第四节 有底柱分段崩落法,【注】切割槽的形成步骤有两种： 形成切割槽之后进行落矿。 优点 能直接观察切割槽的形成质量，并能及时弥补其缺陷。 缺点 对矿岩稳固性要求高，也容易造成因补偿空间过于集中，不能很好地发挥挤压爆破作用，在实践中使用不多。 形成切割槽与落矿同次分段爆破。 优缺点恰与上述相反，为当前大多数矿山所应用。切割槽应垂直于矿体走向，布置在爆破区段适中位置，使补偿空间尽量分布均匀，应布置在矿体肥大或转折和稳固性较好部
22、位。,第四节 有底柱分段崩落法,4. 回采工作一般用中深孔或深孔落矿。中深孔常用YG80型和YGZ90型凿岩机配FJY24型圆环雪橇式台架钻凿；深孔常用YQ100型潜孔钻机钻凿。为减少采准工程量，可把凿岩巷道与堑沟巷道合为一条。把前面方案的菱形崩矿分间改为矩形崩矿分间，崩下的矿石很大一部分暂留，由下分段放出。,第四节 有底柱分段崩落法,上向垂直扇形中深孔落矿有底柱分段崩落法中，广泛使用挤压爆破。按崩落矿石获得补偿空间的条件：,1）小补偿空间挤压爆破方案补偿空间由崩落矿体中的井巷空间所提供。常用补偿空间系数:1520。,【注】补偿空间过大，不但增加了采准工程量，而且还可能降低挤压爆破的效果；过小
23、，容易出现过挤压甚至“呛炮”现象。设计时可参考下列情况选取补偿空间系数的数值：矿石较坚硬、桃形矿柱稳固性差或补偿空间分布不均匀，落矿边界不整齐等，可取较大的数值。矿石破碎或有较大的构造破坏，相邻矿块都已崩落、或电耙巷道稳固，补偿空间分布均匀，落矿边界整齐等，可取较小的数值。,第四节 有底柱分段崩落法,矿块的补偿空间系数确定后，进行矿块采准切割工程的具体布置，使其分布于落矿范围内的堑沟巷道、分段凿岩巷道，切割巷道、切割天井等工程的体积与落矿体积之比的百分数符合确定的数值。补偿空间与要求数量不一致时，常以变动切割槽的宽度、增加切割天井的数目、调整切割槽间距等办法求得一致。,第四节 有底柱分段崩落法
24、,【注】一般过宽的切割槽，施工是比较困难的，且因其空间集中，也影响挤压爆破效果；增减切割天井数目，可调范围也不大；所以常常是以调整切割槽的间距，即用增减切割槽的数目来适应确定的补偿空间系数。,【缺点】1）采准切割工程量大，一般都在1522m/kt，比向崩落法矿岩方向挤压爆破的大35m/kt。2）采场结构复杂，施工机械化程度低，施工条件差。3）落矿的边界不甚整齐。,第四节 有底柱分段崩落法,小补偿空间挤压爆破回采方案的优缺点和适用条件如下。 【优点】1）灵活性大，适应性强，一般不受矿体形态变化、相邻崩落法矿岩的状态、一次爆破范围的大小、矿岩稳固性等条件的限制。2）对相邻矿块的工程和炮孔等破坏较小
25、。3）补偿空间分布比较均匀，且能按空间分布情况调整矿量，故落矿质量一般都较好，而且比较可靠。,【适用条件】1）各分段的第一个矿块或相邻部位无崩落矿岩。2）矿石较破碎或需降低对相邻矿块的破坏影响。3）为生产或衔接的需要，要求一次崩落较大范围。,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,【方案论述】 不需开掘专用的补偿空间，邻接崩落矿岩的数量及其松散状态，对爆破矿石数量及破碎情况具有决定性的影响，所以本法不如小补偿空间挤压爆破灵活和适应性大。采用该种挤压爆破时，大量矿石被抛入巷道中，需人工清理，劳动繁重且劳动条件也不好。,【出矿设备】垂直深孔落矿有底柱崩落法的出
26、矿，大都使用电耙，绞车功率多用30kw，耙斗容量0.250.3m，耙运距离3050m。有的矿山使用55kw电耙绞车，耙斗0.5m。,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,三、有底柱分段崩落法放矿管理在采矿方法和结构参数既定的条件下，矿石崩落后，在覆岩下放矿须要良好的放矿管理，其好坏直接关系矿石损失贫化指标。,1.选择放矿方案根据放矿过程中矿岩界面的变化和移动，分为三种形式： 平面放矿 立面放矿 斜面放矿,第四节 有底柱分段崩落法,（1）平面放矿放矿过程中矿岩界面保持近似水平下移，根据平面移动要求控制各漏孔放出矿量和放矿顺序。放矿过程中的矿岩接触面积最小，有利于减少损失贫化。阶段崩
27、落法和分段高度较大的水平深孔落矿有底柱分段崩落法的放矿须采用平面放矿方案。,平面放矿 各漏斗按顺序每次放矿后矿岩接触面下降情况,放矿过程中矿岩接触面积较大，不利于矿石的回收。和平面方案比较，立面方案的纯矿石回采率低，同时，损失贫化均有增大，脊部残留高度也大。该方案放矿过程中的管理工作简单。,（2）立面放矿特点：各漏孔依次放出，且一直放到截止品位为止，然后关闭漏孔。这种放矿方案矿岩界面以较陡的倾角向前移动，故称之为立面放矿。,第四节 有底柱分段崩落法,立面放矿 1、2、3、4、5、6为按漏斗依次放矿后所形成的放矿漏斗。,（3）斜面放矿特点：放矿过程中矿岩界面保持倾斜面向前移动。可按45左右的矿岩
28、斜面确定进入放矿带的放出漏孔数。斜面放矿方案多用于连续回采的崩落法中。,斜面放矿,第四节 有底柱分段崩落法,在生产实际中可选用一中方案或两种方案联合使用，亦可将某个方案作某些改变成为一种变形方案。总之要结合崩落矿块和矿山放矿管理的具体情况确定放矿方案。,第四节 有底柱分段崩落法,2. 放矿计划的编制放矿方案确定后，根据崩落矿岩堆体和出矿巷道的布置，编制放矿计划。以平面放矿方案为例，简述放矿计划的编制方法。（1）每个漏孔应放出总量等于每个漏孔负担平面之上的矿石柱体积减去脊部残留体积。靠下盘漏孔的矿石柱还要减去下盘损失数量。（2）每个漏孔在每轮的放出矿石量，根据该孔在该高度上的负担面积乘以下降高度
29、计算。每轮矿岩界面下降高度一般可取2m左右。（3）编制放矿图表。根据上面所得数据须编绘出放矿计划图表，在表中表明各漏孔每次放出量和矿岩界面相应的下降高度。,第四节 有底柱分段崩落法,3. 控制放矿 控制放矿：控制每个漏孔放出矿石的数量和质量。如果按放矿计划控制放矿量，在生产中出现实际放矿量与计划量不一致时，要在下次放矿时进行调整。有的矿山为此在整个放矿高度上规定出23个调整线，要求到达调整线时各漏孔的放出量符合计划要求。控制质量，是按规定的截止品位来控制截止放矿点，防止过早与过晚封闭漏孔。,第四节 有底柱分段崩落法,【注】控制放矿是放矿管理中的基本工作。控制放矿时准确控制和计量各孔放出量以及及
30、时化验品位，是改进这项工作的关键问题。在井下设矿石品位化验站，使用X射线荧光分析仪测定品位，可以满足及时化验品位要求的，而放矿量的控制和计量的准确性还有待改进。放矿方案选择、放矿计划编制和调整等工作，最好的方法是使用计算机模拟，根据具体条件可以用数值模拟或随机模拟法。,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,（4）矿石稳固性应允许在矿体中布置采准和切割工程，出矿巷道经过适当支护后应能保持出矿期间不遭破坏，故矿石稳固性应不低于中稳。（5）不是在特殊有利条件下，此法的矿石损失贫化较大，故仅适于开采矿石价值不高的矿体。（6）由于此法不能分采分出，以矿体中不含较厚的岩石夹层为好。在矿体倾角
31、大，回采分段高时，矿石必须无自燃性和粘结性。,第四节 有底柱分段崩落法,第四节 有底柱分段崩落法,一、概述1、特点1)每阶段划分若干分段，分段下部没有专用出矿巷道所构成的底部结构；2)分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行。大大简化采矿方法结构，给使用无轨自行设备创造了有利条件，工人都在巷道中作业，安全性好。,第五节 无底柱分段崩落法,第五节 无底柱分段崩落法,2、基本特征1）阶段中划分若干分段，以分段为单元进行采准设计和组织回采。分段不设专门的出矿底部结构，矿块界线不明显。2）回采作业均在分段的巷道中进行，结构简单适于使用机械化设备。工人的工作条件、安全、劳动强度低。,第五节 无底柱
32、分段崩落法,3、典型方案,I-I图中1、2是上下阶段运输巷道，阶段中划分若干分段，分段高一般10米，各分段自上而下进行回采，回采的矿石经溜井下放至阶段运输巷道装车运走，设有设备井4，内设电梯、绞车，供提升和下放设备和人员。通风井5，矿石溜井3。,第五节 无底柱分段崩落法,第五节 无底柱分段崩落法,每分段掘分段运输联络道6， 设备井联络道7，由分段联络巷掘进回采巷道(进路)8，进路间距10米，回采巷末端掘分段切割平巷9，隔一定间距从切割巷道的顶部掘切割天井10，作拉切槽的自由面，切割槽即为最初回采崩矿的自由面和补偿空间。,上下分段的回采巷道保持交错布置、菱形布置，进路内，凿岩台车凿上向扇形炮孔1
33、1，排距1.11.8米，全分段全部炮孔钻凿完毕后开始进行崩矿。,第五节 无底柱分段崩落法,第五节 无底柱分段崩落法,每次爆12排，崩落的矿石在进路端部用装运机或铲运机等运至溜井，矿石在岩石覆盖下放出，随着矿石的放出，岩石充填了采空区。回采进路一端被崩落矿岩堵死，通风困难，需使用局扇。作业按排：一、二分段进行回采，三分段凿岩切割 四、五分段正进行采准工作，互不干扰。,第五节 无底柱分段崩落法,二、结构参数与采准巷道布置1、阶段高度急厚矿体：阶段高60270米；缓倾斜，矿岩不稳，形态不规：阶段50-100米。,【注】阶段高度愈大，开拓、采准工程量小，但设备井，溜井，通风井等太高，掘进困难，倾角小时
34、增加下部各分段的联络道长度（与溜井、设备井等）运距增加，随天井掘进技术的不断发展及开采强度的增大，在矿岩稳固性较好的情况下，有增大趋势，国外高达100270米，国内新建矿山120-180米。,第五节 无底柱分段崩落法,2、分段之间的联络：设备井、斜坡道（1）设备井：两种装备方法：a 混合设备井：一井两套设备，电梯、绞车，平时提人，材料等，需运设备时，撤出电梯箱，使用绞车 （小型矿山）。b 分别设 人行电梯井、设备井 设大功率绞车，整车运设备（大型矿山）。,【注】设备井位置：在本阶段的崩落界线以外，一般下盘围岩中，特殊情况，也可上盘围岩中，一般300米左右布置一条，300400米矿体只布置一条。
35、设备井断面根据设备定，大庙铁矿的人行设备井，为2.33.3米 掘2.83.8米，兼作入 风井。,第五节 无底柱分段崩落法,第五节 无底柱分段崩落法,几个分段折返阶段折返 斜坡道间距250500米，坡度1025，铺设混凝土、沥青、或碎石路面。断面尺寸：由设备外形，通风量确定。设备宽0.91.2米 设备高0.60.75 米。,（2）斜坡道：随着铲运机的应用，分段之间，阶段之间也常用斜坡道连通。一般采用折返式，如图1629。,第五节 无底柱分段崩落法,3、矿块尺寸及溜井位置 （1）矿块尺寸为了管理方便，一般以一个溜井所服务的范围作为一个矿块。矿块长度为相邻溜井间的距离。溜井间距：主要根据装运设备类型
36、确定。装运机出矿时，当回采巷道垂直走向布置时，溜井间距一般4060m；沿走向布置时，一般6080m。铲运机出矿时，生产能力大，运行速度快，溜井间距可增大到150200m。确定溜井间距时，还要考虑溜井的通过矿量，以免因溜井磨损过大而提前报废。,第五节 无底柱分段崩落法,（2）溜井位置矿体中有较多夹石需要剔除或脉外掘进量过大，可根据岩石量的大小，12个矿块设一个废石溜井。,需要分级出矿，可以根据不同品级的矿石分布情况，在适当位置增设溜井，供不同品级矿石出矿用。,溜井一般布置在脉外，这样生产灵活、方便。,第五节 无底柱分段崩落法,4、分段高度分段高度大，可减少采准工程量。分段高度受凿岩技术、矿体赋存
37、条件、矿石损失贫化等因素影响。,第五节 无底柱分段崩落法,【注】 瑞典基鲁纳铁矿分段高度演变方式为：10m12m20m27m 30m 。 乌克兰的克里沃罗阁矿区:地下矿的分段高度增加到2540m。 我国无底柱采矿法分段高度:上世纪60年代引入时的10m12.5m（余华寺分矿）15m（北洺河铁矿、梅山铁矿）。,第五节 无底柱分段崩落法,5、回采巷道 （1）回采巷道间距回采巷道（进路）对矿石损失贫化、采准工作量、回采巷道的稳固性均有一定的影响。,【注】 瑞典的基鲁纳铁矿，进路间距演变方式： 10m11m16.5m22.5m25m。随其分段高度进路间距结构参数的增大，其采准工程量减少了50%，一次崩
38、矿量由800吨增至5000吨，采矿成本降低了30% 。 我国无底柱矿山进路间距演变方式： 10m15m（梅山铁矿）18m（北洺河铁矿）20m（梅山铁矿）。,第五节 无底柱分段崩落法,（2）回采巷道的断面及形状回采巷道断面主要取决于回采设备的工作尺寸、矿石的稳固性及掘进施工技术水平。 （3）回采巷道的布置 上下分段回采巷道应严格交错布置，使回采分间成菱形，以便将上分段回采巷道脊部残留矿石尽量回收。,第五节 无底柱分段崩落法,同一分段内，巷道之间应相互平行。矿体厚度大于1520m时，回采巷道一般垂直走向布置。对控制矿体边界、探采结合、多工作面作业、提高回采强度均为有利。矿体厚度小于1520m时，回
39、采巷道沿走向布置。,第五节 无底柱分段崩落法,6、分段运输联络道的布置分段联络道用来联络回采巷道、溜井、通风天井、设备井，以形成运输、行人、通风等系统。,矿体厚度不大，回采巷道沿走向时（a图），分段运输联络巷道垂直矿体走向布置，并与溜井连通，而各溜井联络道彼此独立。为缩短联络道的维护时间，两回采巷道应同时回采。 矿体厚度较大，回采巷道垂直走向布置时（b图），分段运输联络巷道可布置在矿体内，也可布置在围岩中。,第五节 无底柱分段崩落法,当开采极厚矿体且采用ZYQ-14装运机出矿时，由于运输距离的限制，沿矿体厚度方向每隔50m左右布置一条联络道（图c） 在自燃和泥水下灌的矿山，可将厚矿体划分成具有
40、独立系统的分区进行回采（图d），以减少事故的影响范围。,第五节 无底柱分段崩落法,三 切割工作回采前必须在回采巷道末端形成切割槽，作为最初的崩矿自由面及补偿空间。切割槽开掘方法：切割平巷与切割天井联合拉槽法 切割天井拉槽法 炮孔爆破拉槽法,第五节 无底柱分段崩落法,1、切割平巷与切割天井联合拉槽法 沿矿体边界掘进切割平巷贯通各回采巷道端部，根据爆破需要，在适当位置掘进切割天井；,在切割天井两侧，自切割平巷钻凿若干条平行或扇形炮孔，每排46个炮孔； 以切割天井为自由面，一侧或两侧逐排爆破炮孔形成切割槽。方法简单，切割质量容易保证，实际应用中广泛。,第五节 无底柱分段崩落法,2、切割天井拉槽法,在
41、回采巷道端部掘进断面1.52.5m2切割天井； 天井短边距回采巷道端部留12m距离，以利于台车凿岩； 天井长边平行回采巷道中心线； 在天井两侧各打三排炮孔，微差爆破，一次成槽。,该方法灵活性大，适应性强，并且不受相邻回采巷道切割槽质量的影响。沿矿体走向布置回采巷道时多采用该法开掘切割槽。,第五节 无底柱分段崩落法,3、炮孔爆破拉槽法不开掘切割天井，故又称“无切割天井拉槽法”。仅在回采巷道或切割巷道中，凿若干排角度不同的扇形炮孔，一次或分次爆破形成切割槽。 楔形掏槽一次爆破拉槽法 分次爆破拉槽法,第五节 无底柱分段崩落法,四、回采工作回采工作：落矿、出矿、通风等工作。 1、落矿工作 （1）落矿参
42、数落矿参数：炮孔扇面倾角、扇形炮孔边孔角、崩矿步距、孔径、最小抵抗线、孔底距。1）炮孔扇面倾角（端壁倾角）炮孔扇面倾角：扇形炮孔排 面与水平面的夹角，有前倾、垂 直两种。,第五节 无底柱分段崩落法,2）扇形炮孔边孔角边孔角决定分间的具体形状，越小分间越接近方形，因而可以减小炮孔长度。过小，使很多靠边界的矿石处于移动带之外，易在爆破时产生过挤压而使边孔拒爆；45以下边孔孔口易被矿堆埋住，爆破前清理矿堆工作量大，不安全；过大，炮孔长度增加，对凿岩不利。,【注】 根据我国凿岩设备，多采用4555，凿岩设备的改进，边孔角应适当提高，北洺河铁矿边孔角57。国外采用70以上。,第五节 无底柱分段崩落法,3
43、）放矿步距放矿步距：一次爆破崩落矿石层厚度，一般12排炮孔。,【注】分段高度(H)、回采巷道间距(B)、放矿步距(L)是无底柱分段崩落法三个重要的结构参数，对放矿时矿石损失与贫化影响很大。,改变三者数值可使崩落矿石层形状与放出体形状相适应，以期得到最好矿石回收指标。最优放矿步距是指在H与B既定条件下按三者最佳配合原则所确定的L值。,第五节 无底柱分段崩落法,4）孔径、最小抵抗线、孔底距最小抵抗线太小，前排炮孔爆破时容易破坏后排炮孔；太大，同排炮孔数过多，孔间距减小，爆破时，炮孔之间容易击穿，产生大块和爆破立槽，影响爆破效果。目前国内采用炮孔孔径79mm。 （2）凿岩工作炮孔质量需要严格控制。无
44、底柱矿山凿岩工作主要由液压凿岩台设备完成。,【注】基鲁纳铁矿配备Simba系列凿岩台车配液压凿岩机，孔深58m，分段高度30m。,第五节 无底柱分段崩落法,（3）爆破工作无底柱分段崩落法爆破只有很小的补偿空间，属于挤压爆破。爆破后矿石块度关系到装运设备和二次破碎工作量。,提高炮孔的装药密度，是提高爆破效果的重要措施。不仅可以增大炸药的爆破威力，充分利用炮孔，而且可以改善爆破质量。通过减少孔数，增大孔底距，改善爆破质量。,第五节 无底柱分段崩落法,2、出矿 （1）出矿设备目前主要为铲运机出矿。铲运机：柴油铲、电铲。国内铲运机0.75m36m3。国外15-25t。,放矿方式,截止品位放矿,低贫化放
45、矿,第五节 无底柱分段崩落法,（2）出矿管理出矿管理即实施控制放矿，以期获得较好的损失贫化指标。出矿控制：铲斗计量控制（国外），人工控制（国内）。,第五节 无底柱分段崩落法,3、通风工作无底柱分段崩落采矿法通风管理比较复杂和困难： 回采工作面是独头巷，无法形成贯穿风流； 工作地点多，巷道纵横交错很容易形成复杂的角联网路，风量调节困难； 溜井多，且与各分段相通，卸矿时，扬出大量粉尘，严重污染风源。管理不善，必造成井下粉尘浓度高，污风串联，有害工人身体健康。,第五节 无底柱分段崩落法,通风要求：应尽量使每个矿块都有独立的新鲜风流，并要求每条回采巷道的最小风速，在有设备工作时不低于0.3m/s，其他
46、情况下，不低于0.25m/s。条件允许时，应尽可能采用分区通风。工作面局扇通风。,第五节 无底柱分段崩落法,五、回采顺序 （1）同一分段回采顺序：可以从中央向两翼回采，或从两翼向中央回采；也可以从一翼向另一翼回采。走向长度很大时，也可沿走向划分为若干回采区段，多翼回采。垂直走向：回采顺序主要取决于运输联络巷道、设备井和溜井的位置。只有一条运输联络道，各回采巷道必须向联络道后退。 回采巷道沿走向布置时，必须向设备井后退。 （2）分段之间回采顺序：自上而下，上分段必须超前下分段。,六、覆盖岩层的形成1、作用为形成崩落采矿法正常回采条件和防止围岩大量崩落造成安全事故，在崩落矿石层上面必须覆以岩石层。
47、,第五节 无底柱分段崩落法,第五节 无底柱分段崩落法,2、对覆岩厚度的要求： 放矿后岩石能够埋没分段矿石，否则形不成挤压爆破条件，使崩下矿石将有一部分落在岩石层之上，增大矿石损失贫化； 一旦大量岩石突然冒落时，确实能起到缓冲的作用，以保安全。一般覆岩厚度约等于二个分段高度。,第五节 无底柱分段崩落法,3、矿体赋存条件和岩性不同，岩石层形成方法： （1）矿体上部已用空场采矿法回采，下部改为无底柱分段崩落法时，可在采空区上、下盘围岩中布置深孔或药室，在回采矿柱的同时，崩落采空区围岩形成覆盖层。 （2）由露天开采转入地下开采的矿山可用药室或深孔爆破边帮，形成覆盖层。 （3）围岩不稳固盲矿体，随矿石的
48、回采，围岩自然崩落形成覆盖层。 （4）新建矿山开采围岩稳固的盲矿体，需要人工强制放顶时，按形成覆盖岩层与回采工作先后不同，可分为集中放顶、边采边放顶和先放顶后回采。 （5）采用矿石垫层。将上部23个分段的矿石崩落，实施松动放矿，放出崩矿量的30%左右，余者暂留空区作为垫层。,第五节 无底柱分段崩落法,【适用条件】 （1）地表与围岩允许崩落。 （2）矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护。随着支护技术的发展，广泛应用喷锚支护后，对矿石稳固性要求有所降低，但须保证回采巷道的稳固性，否则，由于回采巷道被破坏，将造成大量矿石损失。下盘围岩应在中稳以上，以利于在其中开掘各种采准巷道；上盘侧岩石稳固
49、性不限，当上盘岩石不稳固时，与其它大量崩落法方案比较，使用该法更为有利。 （3）急倾斜的厚矿体或缓倾斜的极厚矿体。 （4）该法矿石损失率与岩石混入率较大，矿石价值不应很高，矿石可选性好或围岩含有品位。 （5）需要剔除矿石中夹石或分级出矿的条件，采用该法较为有利。,七、无底柱分段崩落法的优缺点和使用条件,第五节 无底柱分段崩落法,【优点】 （1）安全性好，各项回采作业都在回采巷道中进行；在回采巷道端部出矿，一般大块都可流进回采巷道中，二次破碎工作比较安全。 （2）采矿方法结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于使用高效率的大型无轨设备。 （3）机械化程度高。 （4）由于崩矿与出矿以每个步距为最小单元，当地质条件合适时有可能剔除夹石和进行分级出矿。,第五节 无底柱分段崩落法,【缺点】 （1）回采巷道通风困难。 （2）矿石损失贫化较大。 【经济指标】矿石回收率HK=70-90%；贫化率=10-25%。 【发展方向】增大采场结构参数，增加一次崩矿量，采用电动、全液压的大型无轨采矿设备，以达到减少采准工程量，提高全员劳动生产率和降低采矿成本的目的，是无底柱分段崩落法的未来方向。,
