ch6崩落采礦法.ppt

1、第一節(jié) 概述,崩落采礦法的基本特征是，以礦塊為單元，單步驟回采，在回采過程中崩落圍巖控制地壓。 崩落有強(qiáng)制崩落和自然崩落兩種，取決于圍巖的穩(wěn)固性。 與全部垮落采煤法一般能憑借巖層自然垮落因而無需強(qiáng)制放頂不同，非煤礦床的圍巖穩(wěn)固性決定了崩落采礦法通常只能強(qiáng)制崩落圍巖充填采空區(qū)。 與全部垮落采煤法一樣，崩落采礦法也會(huì)引起圍巖破壞和地表塌陷。因此，覆巖允許破壞和地表允許塌陷是使用崩落采礦法的基本條件。,第六章 崩落采礦法,一般地說，兩步驟回采時(shí)，礦房回采生產(chǎn)能力大、效率高，但礦柱回采生產(chǎn)能力小、效率低。與兩步驟回采的采礦方法不同，崩落采礦法采用一個(gè)步驟回采，因此，一般，礦塊生產(chǎn)能力大、效率高。但是，

2、除單層崩落法等少數(shù)崩落采礦法以外，這類采礦方法采下的礦石大部分是從崩落的覆蓋廢石層下放出的，故礦石損失，貧化大（礦石損失率和貧化率分別比其他采礦方法大5-10）。 目前，崩落采礦法是三大類采礦方法中應(yīng)用較為廣泛的一類采礦方法，在部分國家（如瑞典）和礦種（如鐵礦）開采所采用的采礦方法中，崩落采礦法位居榜首。崩落采礦法在我國黑色、有色、化工、建材和核工業(yè)礦山都有應(yīng)用，其中，以在地下鐵礦山的應(yīng)用最為廣泛，占90以上。,第一節(jié) 概述,第六章 崩落采礦法,本章主要介紹崩落采礦法中目前較常用的典型方法，它們是： （1）單層（長壁式）崩落采礦法， （2）有底柱分段崩落采礦法， （3）無底柱分段崩落采礦法，

3、（4）階段崩落采礦法。,第一節(jié) 概述,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,這里，單層指的是整層開采，是相對于分層開采而言的。按工作面布置形式和長度不同，單層崩落采礦法可分為長壁式崩落法和短壁式崩落法等多種方案。沿階段傾斜全長布置的工作面為長壁工作面，將階段沿傾斜劃分為分段（相當(dāng)于煤礦床劃分的區(qū)段），在分段范圍內(nèi)布置的工作面為短壁工作面。長壁式崩落法的工作面長度一般為30-60m，短壁式崩落法的工作面長度為15-30m。如下圖所示。 本節(jié)只介紹長壁式崩落法。,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第五章 空場采礦法,長壁式工作面,短壁式工作面,第二節(jié) 單層崩落采礦法,單層長壁式崩落

4、法典型方案如圖6-1所示。 適用于開采：頂板不穩(wěn)固、緩傾斜、層狀、薄礦體。 它的基本特征是：將階段劃分為礦塊，沿階段傾斜全長布置工作面，沿走向推進(jìn)，一次采全厚，隨工作面推進(jìn)，有計(jì)劃地回柱放頂，崩落頂板充填采空區(qū)。 顯然，如果只從采場結(jié)構(gòu)著，單層長壁式崩落法與單一走向長壁全部垮落采煤法很相似。,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,采用盤區(qū)劃分時(shí)，有些礦山將盤區(qū)沿傾斜劃分為若干長50-60m的分段（即煤礦的區(qū)段），在盤區(qū)中央布置兩條上山，在分段下部布置運(yùn)輸巷，上部布置回風(fēng)巷；沿分段傾斜全長布置工作面，由盤區(qū)邊界開始向盤區(qū)中央后退回采，如圖6-2所示。 顯而易見，無論從采

5、場結(jié)構(gòu)還是從外部生產(chǎn)系統(tǒng)看，圖6-2所示的長壁式崩落法方案與單一走向全部垮落采煤法已幾乎沒有差別。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,長壁式崩落法除了沿傾斜布里工作面以外，也可以沿走向布置工作面，沿傾斜推進(jìn)，此時(shí)與單一傾斜長壁采煤法大體相似。 一、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 長壁式崩落法的礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)包括礦塊走向長度和傾斜長度。 礦塊傾斜長度等于階段斜長，取決于允許的工作面長度。一般工作面長度根據(jù)運(yùn)搬設(shè)備的有效運(yùn)距和頂板穩(wěn)固性確定。國內(nèi)長壁式崩落法采場廣泛采用電耙運(yùn)搬，工作面長度一般為30-60m。 礦塊走向長度:不受地質(zhì)條件限制（如無傾斜斷層）時(shí)，一般

6、為70-150m，少數(shù)達(dá)200-300m。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,二、采準(zhǔn)工作 長壁式崩落法的采準(zhǔn)工作如圖6-1所示：從階段運(yùn)輸巷1每隔5-6m掘進(jìn)一個(gè)礦石溜井4通達(dá)礦體，并從階段回風(fēng)巷2每隔一定距離掘進(jìn)一條安全通道6與采場相通。 礦石溜井除了用于貯存礦石外，工作面前方暫時(shí)不用的溜井還作為行人、進(jìn)風(fēng)通道。安全通道用于行人、運(yùn)料和通風(fēng)，其間距應(yīng)保證采場上部始終有一個(gè)安全出口。 顯然，如果只從采準(zhǔn)巷道布置及系統(tǒng)組成看，圖6-1所示的長壁式崩落法與設(shè)區(qū)段集中平巷的走向長壁采煤法極其相似，此處的階段運(yùn)輸巷，階段回風(fēng)巷、礦石溜井和安全通道分別相當(dāng)于煤礦的區(qū)段運(yùn)輸集中平巷、回風(fēng)集中平

7、巷、溜煤眼和回風(fēng)石門。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,三、切割工作 切割工作包括掘進(jìn)切割上山3和切割平巷5，如圖6-1所示。 切割上山相當(dāng)于煤礦的“開切眼”，作為起始回采的自由面。它一般位于礦塊一側(cè)，與礦塊下部的礦石溜井和上部的安全通道相連。 切割平巷作為崩礦的自由面，并兼作通風(fēng)、行人通道，安放電耙紋車或刮板輸送機(jī)。切割平巷位于采場下部，與礦石溜井相通。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,四、回采工作 長壁式崩落法的回采工作主要有落礦、礦石運(yùn)搬和采場頂板管理。 回采工作從位于礦塊一側(cè)的切割上山開始，向礦塊另一側(cè)推進(jìn)。一般采用淺孔落礦，電耙運(yùn)搬礦石，木支柱或木棚支護(hù)頂板，

8、回柱放頂。 回采工作面可以成直線狀或階梯狀推進(jìn)。從形式上看，直線式工作面（圖6-1）與普通長壁采煤工作面相同，階梯式工作面與倒臺(tái)階工作面相似。階梯狀工作面一般布置三個(gè)梯段，梯段超前距離為一次推進(jìn)距，約1.5m。與階梯式工作面相比，直線式工作面的采場頂板管理比較簡單，缺點(diǎn)是各工序不能平行作業(yè)，礦塊生產(chǎn)能力較小。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,落礦一般采用鑿巖爆破法，淺孔落礦，孔深1.21.8m。開采粘土礦、鉀鹽礦等松軟礦層的礦山，有用風(fēng)鎬落礦的。此外，對于錳礦、天然堿(NaC0）等硬度不大的層狀礦床，國外有的礦山采用滾筒采礦（煤）機(jī)落礦，如美國阿連德天然堿礦。 礦石運(yùn)搬方法一般采用

9、電耙運(yùn)搬。部分開采松軟礦層的礦山如焦作大洼軟質(zhì)粘土礦、小劉莊軟質(zhì)粘土礦等，也采用刮板輸送機(jī)運(yùn)搬。不過所用刮板輸送機(jī)是拆移式的，運(yùn)輸能力也較小，見表6-1。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,除木支護(hù)以外, 有的非煤礦山 也采用金屬摩 擦支柱,液壓自 移支架管理頂 板，前者如應(yīng) 城石膏礦，后 者如明水粘土 礦。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,液壓自移支架,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,圖6-3為明水粘土礦液壓自移支架長壁式崩落法工作面布置示意圖。該礦開采硬質(zhì)粘土，礦體平均

10、厚1.7m，傾角5-7，礦塊走向長180m,傾斜長42m，工作面中部安裝了16架SZ1-1320八柱組合邁步節(jié)式液壓自移支架（端頭 仍為木支架），獲得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。,五、評價(jià)與適用條件 1、優(yōu)點(diǎn)：長壁式崩落采礦法的礦塊結(jié)構(gòu)比較簡單，礦石損失與貧化較小，通風(fēng)條件好。若采用綜合機(jī)械化采礦，礦塊生產(chǎn)能力大（阿連德天然堿礦工作面班產(chǎn)達(dá)1800t），效率高，作業(yè)安全； 2、缺點(diǎn)：存在的主要問題是，頂板管理復(fù)雜，支護(hù)工作勞動(dòng)強(qiáng)度大，坑木消耗大。 3、適用條件：長壁式崩落法適用于直接頂不稱固、傾角小于30、厚度小于3m的層狀礦體，前提是地表允許塌陷。,第二節(jié) 單層崩落采礦法,第六章 崩落采礦法,第三

11、節(jié) 有底柱分段崩落法,有底柱分段崩落法主要用于開采急傾斜中厚以上礦體。它的基本特征是：將礦塊沿傾斜方向劃分成分段，每個(gè)分段下部都設(shè)出礦底部結(jié)構(gòu)（有底柱），采下的礦石自崩落廢石層下從分段底部結(jié)構(gòu)放出，廢石隨礦石放出而充填采空區(qū)。 按落礦方式不同，將其分為水平深孔落礦有底柱分段崩落法和垂直深孔落礦有底柱分段崩落法兩種典型方案。 水平深孔落礦有底柱分段崩落法與階段強(qiáng)制崩落法（本章第五節(jié)）的結(jié)構(gòu)很相似，差別僅在于：前者劃分為分段，分段設(shè)底部結(jié)構(gòu)，而后者不劃分為分段，只在階段下部設(shè)底部結(jié)構(gòu)。該方案對礦體形狀規(guī)整程度要求較高，不如垂直深孔落礦方案靈活，在實(shí)踐中應(yīng)用較少。 本節(jié)只介紹垂直深孔落礦有底柱分段崩

12、落法，它的典型方案如圖6-5所示。圖形表示的開采狀態(tài)為上兩個(gè)分段（按出礦系統(tǒng)）已經(jīng)采完，正在回采第三分段。,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,垂直深孔落礦有底柱分段崩落法除了具有有底柱分段崩落法的基本特征以外，采用了垂直深孔小補(bǔ)償空間（前面敘述的崩礦自由面）或向崩落礦巖側(cè)向擠壓爆破落礦。 垂直深孔落礦方案沒有明顯的礦塊結(jié)構(gòu)。如圖6-5，將階段沿傾斜劃分為四個(gè)分段，分段下部設(shè)塹溝式底部結(jié)構(gòu)出礦，電耙道6經(jīng)礦石溜井3與環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)相通。 回采工作就是在分段鑿巖巷道11中鉆鑿垂直深孔，爆破后在電耙

13、道出礦。,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,人員自階段沿脈運(yùn)輸巷1經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷2、行人通風(fēng)天井4、分段聯(lián)絡(luò)道5到電耙道6耙礦或經(jīng)切割天井10到鑿巖巷道11鑿巖。 采下的礦石靠自重落入分段底部結(jié)構(gòu)，用電耙耙入礦石溜井3，在穿脈運(yùn)輸巷2裝車外運(yùn)。 礦塊通風(fēng)主要是電耙道通風(fēng)：新鮮風(fēng)流自階段沿脈運(yùn)輸巷1經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷2、行人通風(fēng)天井4、分段聯(lián)絡(luò)道5到電耙道6，清洗電耙道后的污風(fēng)經(jīng)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道12,礦塊高溜井3和上階段脈外運(yùn)輸巷（圖中未繪出）回風(fēng)。,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,一、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包

14、括階段高度（礦塊高度）和分段高度。 階段高度主要根據(jù)礦體傾角和厚度確定，一般為50-60m。 分段高度對礦塊采準(zhǔn)工作量和礦石損失有直接影響，采準(zhǔn)工作量隨分段高度增大而減少，相反，礦石損失隨分段高度增大而增大。原因在于，當(dāng)?shù)V體下盤傾角小于70時(shí)，采下的礦石中有一部分將滯留于礦體下盤無法放出，造成礦石損失。分段高度越大，礦石損失也越大。因此，綜合考慮對采準(zhǔn)工作量和礦石損失兩方面的影響，分段高度一般取10-25m。 分段底柱高度，漏斗式底部結(jié)構(gòu)為6-8m，塹溝式底部結(jié)構(gòu)為10-11m。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,礦塊平面尺寸，當(dāng)?shù)V體厚度小于15m時(shí)，沿走向布置電耙道，礦塊走向長度

15、按耙運(yùn)距離確定，為3050m，寬即為礦體厚度；礦體厚度大于15m時(shí)，垂直走向布置電耙道，此時(shí)礦塊界限不明顯，通常以電耙道為單元?jiǎng)澐值V塊，長25-30m，寬10-15m。 二、采準(zhǔn)工作 如圖6-5所示，礦塊采準(zhǔn)工作包括掘進(jìn)穿脈運(yùn)輸巷2，與階段沿脈運(yùn)輸巷1構(gòu)成環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)，每2-3個(gè)礦塊自穿脈運(yùn)輸巷2掘行人通風(fēng)天井4，用分段聯(lián)絡(luò)道5與電耙道6相通，自穿脈運(yùn)輸巷2掘上兩個(gè)分段的傾斜分枝礦石榴井和下兩個(gè)分段的礦石溜井3與電耙道6相通。此外，還要掘進(jìn)斗頸8、鑿巖巷道11和塹溝巷道7等。礦塊高溜井（指上兩個(gè)分段的傾斜分枝礦石溜井）兼作相鄰礦塊的回風(fēng)天井，因而應(yīng)與上階段脈外運(yùn)輸巷相通，并用回風(fēng)聯(lián)絡(luò)道12與各

16、分段電耙道相連。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,三、切割工作 如圖6-5所示，垂直深孔落礦有底柱分段崩落法的切割工作包括開掘塹溝和切割立槽。 開掘塹溝是在塹溝巷道7中鉆鑿垂直上向扇形中深孔，與回采落礦同時(shí)分段爆破而成。 切割立槽作為起始回采的自由面和自由空間（或補(bǔ)償空間），它的開掘方法有“丁”字形拉槽法和“人”字形拉槽法兩種。“丁”字形拉槽法因切割天井和切割橫巷呈倒“丁”字形而得名，見圖6-5。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,三、切割工作 這種拉槽法是在切割橫巷9中鉆鑿與切割天井10平行的垂直上向平行中深孔，以切割天

17、井為自由面和補(bǔ)償空間，爆破后便形成了切割立槽。一般情況下，切割立槽可與回采同時(shí)分段爆破而成。礦巖穩(wěn)固時(shí)，也可以先于回采落礦形成。 “人”字形拉槽法的兩條切割天井呈倒“人”字形，見圖6-6。這種拉槽法掘進(jìn)兩條切割天井，以靠礦體下盤的切割天井為鑿巖巷道，鉆鑿與另一切割天井平行的中深孔，爆破后形成切割立槽。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,與“人”字形拉槽法相比，“丁”字形拉槽法因在水平巷道中鑿巖，工作條件好，操作方便，效率高，故在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用較多，缺點(diǎn)是廢石切割量大。 切割立槽位置的確定應(yīng)注意兩點(diǎn)：（1）作為補(bǔ)償空間，其位置應(yīng)使補(bǔ)償空間

18、在落礦范圍內(nèi)分布均勻，（2）作為回采自由面，同分段鑿巖的階段礦房法一樣，切割立槽應(yīng)位于礦體最厚處。 四、回采工作 回采工作主要是落礦、出礦和采場地壓管理。垂直深孔落礦方案一般采用中深孔或深孔擠壓爆破落礦，電耙出礦。因此，回采工作就是在分段鑿巖巷道中鉆鑿垂直上向扇形中深孔或深孔，爆破后在電耙道中將礦石耙入溜井。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,擠壓爆破落礦有兩種方案，即小補(bǔ)償空間擠壓爆破和向崩落礦巖擠壓爆破。補(bǔ)償空間大小用補(bǔ)償空間系數(shù)K表示，K=V1v2，其中，V1為補(bǔ)償空間體積，V2為礦石爆破前的體積。 小補(bǔ)償空間擠壓爆破的補(bǔ)償空間系數(shù)K一般取15%-20%。崩落礦石所需要的補(bǔ)償

19、空間由分布在崩落礦段范圍內(nèi)的分段鑿巖巷道、塹溝巷道、切割天井和切割橫巷等井巷空間提供，見圖6-7。補(bǔ)償空間系數(shù)確定以后，可進(jìn)行礦塊的采準(zhǔn)切割工程布置，使分布于落礦范圍內(nèi)的上述采切工程的體積與落礦體積之比的百分?jǐn)?shù)與確定的補(bǔ)償空間系數(shù)一致。當(dāng)二者不一致時(shí)，一般可通過改變切割立槽的數(shù)目解決。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,向崩落礦巖擠壓爆破又稱側(cè)向擠壓爆破，因其憑借爆破時(shí)產(chǎn)生的沖擊力擠壓相鄰已崩落的松散礦巖獲得補(bǔ)償空間而得名，故無需開掘?qū)ｉT的補(bǔ)償空間。 側(cè)向擠壓爆破落礦的效果取決于能否獲得足夠的補(bǔ)償空間，它與礦體厚度、一次崩礦厚度和崩落礦

20、巖的松散狀況等因素有關(guān)。相鄰崩落礦巖的厚度與松散狀況應(yīng)能保證爆破時(shí)具有足夠的擠壓深度。因此，每次實(shí)施擠壓爆破以前，都應(yīng)對前次崩落的礦石進(jìn)行松動(dòng)放礦，使爆破壓實(shí)的礦石松散到正常狀態(tài)。松動(dòng)放礦的范圍應(yīng)不小于一次崩礦的厚度，放礦量為崩落礦石量的15%-20%。通常，一次崩礦厚度應(yīng)小于相鄰崩落礦巖的厚度和礦體厚度。礦體厚度決定了擠壓寬度，并對爆破的夾制性有影響，因此，要求礦體應(yīng)有一定厚度。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)?shù)V體厚度小于7-8m時(shí)，不宜采用側(cè)向擠壓爆破，礦體厚8-15m時(shí)，一次崩礦厚度為12m左右；厚15-30m時(shí)，一次崩礦厚度為18-20m，30m以上時(shí)，對爆

21、破夾制性無影響。 與側(cè)向擠壓爆破相比，小補(bǔ)償空間擠壓爆破一般不受礦體形態(tài)和相鄰崩落礦巖厚度及松散狀況的限制，靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，而且補(bǔ)償空間分布均勻，爆破質(zhì)量好，缺點(diǎn)是需要開掘?qū)ｉT的補(bǔ)償空間采準(zhǔn)工作量大，礦塊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。因此，小補(bǔ)償空間擠壓爆破一般用于礦體形態(tài)復(fù)雜、相鄰無崩落礦巖和礦巖穩(wěn)固性差的條件（因其對相鄰礦塊的破壞?。?。當(dāng)?shù)V塊一側(cè)已有一定厚度的崩落礦巖時(shí)，可以考慮采用向崩落礦巖擠壓爆破方案。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,五、評價(jià)及適用條件 有底柱分段崩落法的主要優(yōu)點(diǎn)是：采用中深孔或深孔落礦，礦塊生產(chǎn)能力大，效率高，電耙道和鑿巖巷道采用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，通風(fēng)條件好，具有多種回

22、采方案，比較靈活，適應(yīng)范圍廣，垂直深孔落礦方案采用擠壓爆破，礦石破碎質(zhì)量好。這種采礦方法的主要缺點(diǎn)是：分段設(shè)底部結(jié)構(gòu)，礦塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采準(zhǔn)工作量大，礦石自崩落的覆蓋廢石層下放出，礦石損失與貧化大。通常，有底柱分段崩落法的礦石損失率達(dá)15%-20，礦石貧化率達(dá)20%30%，分別比空場采礦法和充填采礦法大5%10%。而且，礦體傾角和厚度越小，礦石損失與貧化越大。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,有底柱分段崩落法的適用條件： （1）地表允許塌陷； （2）礦體厚度與傾角：急傾斜礦體厚度不小于5m，傾斜礦體不小于l0m，厚20m以上的礦體傾角不限； （3）礦巖穩(wěn)固性：礦石及下盤圍巖中等穩(wěn)固以

23、上，上盤圍巖穩(wěn)固性不限； (4)礦石價(jià)值：一般情況下（指礦體傾角小于75、厚度小于15-20m和礦體形狀不規(guī)則）礦石價(jià)值不高； （5）其他條件：礦石無自燃性、結(jié)塊性，礦體中不含厚度較大的夾石層。,第三節(jié) 有底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,礦體厚度與傾角主要影響有底柱分段崩落法的礦石損失與貧化指標(biāo)。礦體厚度大、傾角陡，對減少礦石損失與貧化有利。一般說來，最理想的條件是：礦體傾角大于75，厚度大于15-20m。對礦巖穩(wěn)固性的要求主要是考慮巷道維護(hù)的需要。因采準(zhǔn)切割工程布置在礦體和下盤圍巖中，故要求礦體與下盤圍巖的穩(wěn)固性應(yīng)好些。 有底柱分段崩落法崩礦量大，不能分采，采下的礦石短期內(nèi)不能完全放出，

24、因此，礦體中應(yīng)無夾石層，而礦石應(yīng)無自燃性和結(jié)塊性 有底柱分段崩落法主要用于條件適合的有色金屬礦山，在化工礦山和黑色金屬礦山也有應(yīng)用。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,無底柱分段崩落法主要用于開采急傾斜厚礦體，典型方案如圖6-9所示。它的基本特征是：將礦塊劃分為分段，分段不設(shè)底部結(jié)構(gòu)（無底柱），落礦和出礦等回采工作都在巷道中進(jìn)行，崩落圍巖管理地壓。 從圖6-9可見，礦體由布置在階段上部標(biāo)高的回風(fēng)巷和布置在下部標(biāo)高的運(yùn)輸巷開拓。礦塊沿礦體走向布置，沿傾斜將其劃分為分段，在每個(gè)分段下部布置與礦體走向垂直的回采巷道8?；夭晒ぷ骶褪窃诨夭上锏乐秀@鑿垂直扇形中深孔，落礦后在巷道端部用無軌自行

25、設(shè)備出礦。為了解決行人、出礦、通風(fēng)和材料設(shè)備運(yùn)輸問題，布置分段運(yùn)輸平巷6，并通過分段聯(lián)絡(luò)道7與,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,礦石餾井5、斜坡道4和回風(fēng)天井3相連，由此構(gòu)成礦塊生產(chǎn)系統(tǒng)。 人員自階段運(yùn)輸巷1經(jīng)穿脈運(yùn)輸巷12,斜坡道4、分段聯(lián)絡(luò)道7和分段運(yùn)輸平巷6到回采巷道8進(jìn)行回采作業(yè)。 采下的礦石用無軌自行設(shè)備自回采巷道8經(jīng)分段運(yùn)輸平巷6、分段聯(lián)絡(luò)道7運(yùn)到礦石榴井5卸礦，在階段穿脈運(yùn)輸巷12裝車運(yùn)到井底車場。 新鮮風(fēng)流從階段運(yùn)輸巷1經(jīng)穿脈運(yùn)翰巷12、斜坡道4、分段聯(lián)絡(luò)道7和分段運(yùn)輸平巷6到回采巷道8，污風(fēng)從回采巷道8經(jīng)回風(fēng)天井3到階段回風(fēng)巷2排出。 因回采巷道端部為崩落礦巖，

26、故需要采用局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,一、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階段高度、分段高度和礦塊長度。 階段高度視礦體傾角、礦巖穩(wěn)固性和探礦的需要確定，一般為50-70m。 分段高度受鑿巖技術(shù)限制，若炮孔過深，不僅鑿巖效率下降，而且鑿巖質(zhì)量（炮孔角度和深度）難以保證，從而影響爆破效果。另一方面，分段高度對礦塊采準(zhǔn)工作量和礦石損失貧化有直接影響：加大分段高度有利于減少礦塊采準(zhǔn)工作量，但卻使礦石損失貧化增大。目前，國內(nèi)采用無底柱分段崩落法的礦山，分段高度一般為10-12m。 無底柱分段崩落法無明顯的礦塊界限，只是為了

27、管理上的需要，通常以一個(gè)溜井服務(wù)的范圍作為一個(gè)礦塊。因此，礦塊長度等于兩個(gè)礦石溜井的間距。礦石溜井的間距與無軌裝運(yùn)設(shè)備類型有關(guān)，將在采準(zhǔn)工作部分介紹。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,二、采準(zhǔn)工作 1、采準(zhǔn)工作 包括掘進(jìn)階段穿脈運(yùn)輸巷12、礦石溜井5、斜坡道4、回風(fēng)天井3、分段運(yùn)輸平巷6、分段聯(lián)絡(luò)道7和回采巷道8等。 2、階段穿脈運(yùn)輸巷 每個(gè)礦塊布置一條，其長度應(yīng)滿足裝車的需要和探礦的要求。同煤礦的采區(qū)石門裝車站一樣，在穿脈裝車時(shí)，礦石溜井兩側(cè)均應(yīng)大于一列車的長度。 3、斜坡道 在圖6-9中，斜坡道作為各分段之間以及分段與階段運(yùn)輸巷之間的聯(lián)絡(luò)道，用于無軌自行設(shè)備運(yùn)行，運(yùn)送材料、設(shè)

28、備和人員，并兼作進(jìn)風(fēng)道。斜坡道形式一般采用折返式，沿礦體走向或垂直礦體走向折返，每分段一折返或者幾個(gè)分段甚至階段一折返。 作為分段之間聯(lián)絡(luò)道的斜坡道，間距為250-500m，坡度為10-25，一般布置在礦體下盤圍巖中。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,除斜坡道以外，國內(nèi)礦山也用設(shè)備井作為各分段之間的聯(lián)絡(luò)道，用于運(yùn)送人員、材料和設(shè)備，并兼作進(jìn)風(fēng)通道。設(shè)備井是階段高度范圍內(nèi)的暗立井，安裝提升設(shè)備，為相鄰的數(shù)個(gè)礦塊服務(wù)，一般沿礦體走向每300m左右布置一個(gè)。 由于無底柱分段崩落法采用鑿巖臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)或裝運(yùn)機(jī)等大量無軌自行設(shè)備，設(shè)備井不能充分發(fā)揮它們機(jī)動(dòng)、靈活的優(yōu)越性，因此，最好采用斜坡

29、道作為分段之間的聯(lián)絡(luò)道。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,4、溜井 (1)溜井的布置 一般只設(shè)礦石溜井，若廢石量大，可以考慮設(shè)廢石溜井。因此，除特別指明以外，通常所說的溜井均指礦石溜井。 如上所述，無底柱分段崩落法的礦塊界限不明顯，只是出于管理上的需要，按溜井服務(wù)的范圍劃分礦塊。礦塊的長度等于溜井間距，與所采用的無軌出礦設(shè)備的類型有關(guān)。 采用裝運(yùn)機(jī)出礦時(shí)，受風(fēng)繩長度限制，運(yùn)輸距離不能超過60-80m。因此，沿礦體走向布置回采巷道的溜井間距不超過60-80m，垂直礦體走向布置回采巷道則不應(yīng)超過40-60m（使回采巷道、分段聯(lián)絡(luò)道與榴井間距之和不超過60-80m）。 采用鏟運(yùn)機(jī)出礦時(shí)

30、，因運(yùn)距不受限制，溜井間距主要按經(jīng)濟(jì)合理性確定，一般為150-200m。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,(2)溜井位置 一般應(yīng)布置在下盤脈外。 當(dāng)?shù)V體厚度大，受出礦設(shè)備運(yùn)距限制時(shí)，溜井也可以布置在礦體中（圖6-12）。此時(shí)，像厚煤層分層開采要在上分層回采時(shí)對溜煤眼采取封閉措施一樣，應(yīng)在回采工作后退到溜井前將其封閉，防止崩落下來的覆蓋廢石層堵塞溜井，影響下分段正常使用。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,(3)溜井?dāng)?shù)目 一般每個(gè)礦塊一個(gè)。當(dāng)溜放的礦石種類多，或者需要分級(jí)出礦時(shí)，可根據(jù)不同種類或品級(jí)的礦石分布情況適當(dāng)增設(shè)溜井

31、。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,(4)溜井形式 從施工角度考慮，以直溜井為佳，條件適合（礦體傾角陡）時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。溜井與分段聯(lián)絡(luò)道不宜直接相通，而應(yīng)通過分枝溜井與之間接相連，以免上下分段同時(shí)卸礦時(shí)互相干擾，如圖6-10所示。 1,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,5、回風(fēng)天井 每個(gè)礦塊布置一個(gè)，一般應(yīng)位于礦體下盤脈外。 6、回采巷道 通常也叫“進(jìn)路”。其布置方式視礦體厚度而定。 當(dāng)?shù)V體厚度小于15-20m時(shí)，沿礦體走向布置回采巷道（圖6-11）。 當(dāng)?shù)V體厚度大于15-20m時(shí)，垂直礦體走向布置回采巷道。 在同一分段內(nèi)，回采巷道彼此平行布置。 回采巷道間距對采準(zhǔn)工作

32、量、礦石損失貧化以及自身的穩(wěn)定性都有影響。從有利于減少礦石損失貧化出發(fā)，回采巷道間距應(yīng)略小于分段高度，一般為8-l0 m。 上下分段之間的回采巷道應(yīng)交錯(cuò)呈“菱形”布置，以便盡可能多地回收上分段回采巷道之間殘留的礦石“脊部殘留”。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,如圖6-9和圖6-11所示，回采巷道兩側(cè)一定范圍內(nèi)的崩落礦石在本分段不能放出而殘留在回采巷道之間，但這部分礦石可以通過適當(dāng)布置回采巷道在下分段回收。根據(jù)橢球體放礦理論（第九章），上下分段回采巷道呈“菱形”布置可以最大限度地回收上分段脊部殘留的礦石。 回采巷道的斷面形狀，從有利于

33、礦石流動(dòng)從而減少礦石損失貧化考慮，以矩形斷面為最佳。但矩形斷面對回采巷道維護(hù)不利，因此，礦石穩(wěn)固性差時(shí)，需要采用錨桿支護(hù)。 回采巷道的斷面大小主要決定于回采設(shè)備尺寸和礦石穩(wěn)固性，一般寬3-4m，高為2.5-3m。 為了使裝運(yùn)設(shè)備重載下坡和便于排水，回采巷道應(yīng)取3的坡度。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,7、分段運(yùn)輸平巷 (1)作用 作為回采巷道與礦石溜井、斜坡道（或設(shè)備井）和回風(fēng)天井之間的聯(lián)絡(luò)巷道，兼有出礦、通風(fēng)和行人等用途。 (2)分段運(yùn)輸平巷布置 與回采巷道布置方式有關(guān)，即取決于礦體厚度。如圖6-12所示： 當(dāng)?shù)V體厚度不大（小于15-20m），一回采巷道沿礦體走向布置時(shí)，分段

34、運(yùn)輸平巷垂直礦體走向布置（圖6-12 a）； 當(dāng)?shù)V體厚度大（大于15-20m），回采巷道垂直礦體走向布置時(shí)，分段運(yùn)輸平巷沿礦體走向布置，且一般位于下盤脈外（圖6-12 b ）。 但若礦體厚度太大，布置一條分段運(yùn)輸平巷使運(yùn)距過大，超過裝運(yùn)設(shè)備允許的運(yùn)距時(shí)，可以布置兩條以上分段運(yùn)輸平巷，如圖6-12 c所示。此時(shí)，將有一條以上分段運(yùn)輸平巷位于礦體內(nèi)。布置在脈內(nèi)的分段運(yùn)輸平巷，各回采巷道的回采工作靠近它時(shí)，要留2-3排炮孔暫不爆破，此礦柱最后以分段運(yùn)輸平巷作為回采巷道回收。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,三、切割工作 無底柱分段崩落法采用

35、垂直（中）深孔落礦，回采前要開掘切割立槽，作為起始回采的崩礦自由面和補(bǔ)償空間。 開掘切割立槽的方法之一即切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法，如圖6-9所示。此法是在回采巷道末端沿礦體邊界掘進(jìn)一條切割平巷貫通各回采巷道，并在適當(dāng)位置掘進(jìn)一條切割天井。在切割平巷中鉆鑿與切割天井平行的上向中深孔，以切割天井為自由面，逐排爆破這些炮孔便形成了切割立槽。這種拉槽方法比較簡單，切割立槽質(zhì)量容易保證，在實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，但要求礦體邊界比較規(guī)整。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,當(dāng)?shù)V體邊界不規(guī)整時(shí)，可采用切割天井拉槽法。如圖6-13示，這種拉槽法無需掘進(jìn)切割

36、平巷，但要在每條回采巷道末端都掘進(jìn)一條切割天井。在回采巷道中鉆鑿上向扇形中深孔，以切割天井為自由面，爆破后便形成了切割立槽。切割天井拉槽法對礦體規(guī)整程度沒有特別要求，因而適應(yīng)性強(qiáng)，但每一條回采巷道都要掘進(jìn)切割天井，工程量大，故在實(shí)踐中不如切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法應(yīng)用廣泛。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,四、回采工作 無底柱分段崩落法的回采工作主要有落礦、出礦和采場地壓管理。各分段自上而下回采，用無軌鑿巖臺(tái)車鑿巖，從切割立糟開始向分段運(yùn)輸平巷后退回采，向崩落礦巖擠壓爆破落礦，無軌設(shè)備出礦，局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)。為了充分發(fā)揮無軌自行設(shè)備的

37、效率，落礦與出礦工作一般在同一分段的35條回采巷道中輪流進(jìn)行。 （一）落礦 無底柱分段崩落法采用中深孔側(cè)向擠壓爆破落礦。國內(nèi)礦山普遍用CZZ-700型和CTZ/400-2型國產(chǎn)臺(tái)車鑿巖，用FZY-10型或AYZ-150型裝藥器裝藥。如圖6-14所示。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,崩礦步距是指一次爆破的礦石層厚度。崩礦步距、分段高度和回采巷道間距是無底柱分段崩落法的三個(gè)重要參數(shù)，對礦石損失與貧化有直接影響。根據(jù)橢球體放礦理論，崩礦步距對礦石損失貧化的影響不是孤立的，而與分段高度和回采巷道間距有關(guān)，只有當(dāng)三個(gè)參數(shù)的配合達(dá)到最佳時(shí)，才能

38、最大限度地減少礦石損失與貧化。在分段高度10-12m、回采巷道間距8-10m的條件下，目前國內(nèi)采用的崩礦步距為3-4m，即一次爆破1-2排炮孔。 （二）出礦 無底柱分段崩落法普遍采用鏟運(yùn)機(jī)和裝運(yùn)機(jī)出礦。國外礦山有的用蟹爪式裝載機(jī)配自卸汽車出礦裝載機(jī)將礦石裝入自卸汽車，然后運(yùn)到溜井卸礦。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,除用無軌自行設(shè)備出礦以外，國內(nèi)少數(shù)中小型礦山還采用有軌設(shè)備裝巖機(jī)與礦車出礦。這種出礦方式與平巷掘進(jìn)的鏟斗裝巖機(jī)和礦車出矸系統(tǒng)很相似：裝巖機(jī)將礦石裝入（自行）礦車中，靠人力推車或自動(dòng)運(yùn)行（自行礦車）到溜井卸礦。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,上述均為間

39、斷出礦系統(tǒng)，為了解決無底柱分段崩落法的采場運(yùn)搬問題，前蘇聯(lián)研制了振動(dòng)出礦機(jī)與輸送機(jī)配合的出礦機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了采場運(yùn)搬連續(xù)作業(yè)，從而提高了出礦強(qiáng)度和礦塊生產(chǎn)能力。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,（三）通風(fēng) 無底柱分段崩落法采場為獨(dú)頭巷道，不能形成貫穿風(fēng)流全壓通風(fēng)，只能采用局部扇風(fēng)機(jī)通風(fēng)。如圖6-15，新鮮風(fēng)流自階段運(yùn)輸巷經(jīng)穿脈巷道、斜坡道、分段聯(lián)絡(luò)道、分段運(yùn)輸平巷和回采巷道到工作面，清洗工作面后的污風(fēng)用局部扇風(fēng)機(jī)抽到回風(fēng)天井，從階段回風(fēng)巷排出。為了使風(fēng)流按上述路線流通，應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采

40、礦法,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,五、評價(jià)與適用條件 無底柱分段崩落法的優(yōu)點(diǎn)是：取消了底部結(jié)構(gòu)，礦塊結(jié)構(gòu)大為簡化，由于結(jié)構(gòu)簡化，便于使用高效率的無軌自行設(shè)備，機(jī)械化程度高，回采巷道掘進(jìn)、采礦鑿巖和出礦等工作可以在同一礦塊的不同分段或不同進(jìn)路同時(shí)進(jìn)行，生產(chǎn)集中，礦塊生產(chǎn)能力大，效率高，工人在巷道中完成各項(xiàng)回采作業(yè)，安全性好，在回采巷道中以崩礦步距為單元回采，便于分采、分運(yùn)和剔除夾石。,第四節(jié) 無底柱分段崩落法,第六章 崩落采礦法,無底柱分段崩落法的缺點(diǎn)是：回采工作面為獨(dú)頭巷道，不能形成貫穿風(fēng)流，通風(fēng)條件差，在覆蓋廢石層下放礦，每次放礦都要在損失部分礦石的同時(shí)放出部分廢石，礦石損

41、失與貧化大。 無底柱分段崩落法的適用條件： （1）圍巖允許破壞，地表允許塌陷； （2）急傾斜厚礦體和緩傾斜、傾斜極厚礦體； （3）礦石和下盤圍巖中等穩(wěn)固以上，上盤圍巖穩(wěn)固性不限； （4）礦石價(jià)值不高，圍巖含有品位。,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,階段崩落法主要用于開采急傾斜厚礦體。它的基本特征是：不劃分為分段，而是沿階段全高落礦，崩落圍巖管理地壓。按落礦方式不同，將其分為階段強(qiáng)制崩落法和階段自然崩落法。 一、階段強(qiáng)制崩落法 它又有兩種典型方案，一種是在礦塊下部設(shè)補(bǔ)償空間用水平深孔落礦的階段強(qiáng)制崩落法，另一種是不設(shè)補(bǔ)償空間用垂直深孔擠壓爆破落礦連續(xù)回采的階段強(qiáng)制崩落法。前者將階段劃分為

42、礦塊，以礦塊為單元回采；后者不劃分礦塊，在階段內(nèi)連續(xù)回采。目前，連續(xù)回采方案的應(yīng)用正逐步擴(kuò)大，但采用側(cè)向擠壓爆破效果差，故本節(jié)只介紹劃分為礦塊的水平深孔落礦方案。,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,圖6-19為水平深孔落礦階段強(qiáng)制崩落法的典型方案。它的基本特點(diǎn)是：在礦塊下部設(shè)底部結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償空間，在鑿巖酮室中鉆鑿水平深孔，采用自由空間爆破落礦，采下礦石自覆蓋廢石層下放出。 圖6-19所示，開采急傾斜厚礦體，垂直走向布置礦塊，底部結(jié)構(gòu)為電耙漏斗式。電耙道3垂直礦體走向布置，經(jīng)礦石溜井2、聯(lián)絡(luò)道5和行人通風(fēng)小井6與階段運(yùn)輸巷1相通。聯(lián)絡(luò)道是耙礦水平的行人和進(jìn)風(fēng)通道，位于礦體下盤。,第五節(jié) 階段

43、崩落法,第六章 崩落采礦法,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,耙礦水平的回風(fēng)由位于礦體上盤與各電耙道相通的回風(fēng)巷道4、回風(fēng)天井和階段回風(fēng)巷（圖中未繪出）實(shí)現(xiàn)。在礦塊兩對角布置天井8，并每隔一定高度布置一個(gè)鑿巖硐室，天井經(jīng)穿脈巷道與階段運(yùn)輸巷、階段回風(fēng)巷相通。由此，人員可以從階段運(yùn)輸巷1經(jīng)穿脈巷道、天井8到鑿巖確室鑿巖，或經(jīng)人行通風(fēng)小井6、聯(lián)絡(luò)道5到電耙道3耙礦。采下的礦石經(jīng)漏斗、電耙道3耙入礦石榴井2，在階段運(yùn)輸巷1裝車外運(yùn)。電耙道通風(fēng)：新鮮風(fēng)流自階段運(yùn)輸巷1經(jīng)人行通風(fēng)小井6、聯(lián)絡(luò)道5到電耙道3，清洗電耙道后的污風(fēng)匯集到回風(fēng)巷道4，經(jīng)回風(fēng)天井從階段

44、回風(fēng)道排出。,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,（一）礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)包括階段高度、礦塊平面尺寸（長和寬）及底柱高度。 階段高度一般為50-60m，視礦體傾角而定。當(dāng)?shù)V體傾角較小時(shí)，取40-50m，當(dāng)?shù)V體傾角較大時(shí)，可達(dá)60-70m。 階段平面尺寸與礦塊布置方式有關(guān)。當(dāng)?shù)V體厚度不超過30m時(shí)，沿走向布置礦塊，長30-45m，寬為礦體厚度；當(dāng)?shù)V體厚度大于30m時(shí)，垂直走向布置礦塊，長和寬均為30-50m。 底柱高度與采用的底部結(jié)構(gòu)形式和礦石穩(wěn)固性有關(guān)，一般為12-14m。,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,（二）采準(zhǔn)工作 如圖6-19，采準(zhǔn)工作主要是掘進(jìn)階段穿脈運(yùn)輸巷、人行通風(fēng)小井6、礦石溜井2、天井與鑿巖硐室8、聯(lián)絡(luò)道5、電耙道3、回風(fēng)巷道4和回風(fēng)天井等工程。 （三）切割工作 切割工作包括開掘補(bǔ)償空間和開辟漏斗。 水平深孔落礦階段強(qiáng)制崩落法采用自由空間爆破，補(bǔ)償空間體積為同時(shí)爆破的礦石體積的20-30，即補(bǔ)償空間系數(shù)為20%-30。,第五節(jié) 階段崩落法,第六章 崩落采礦法,補(bǔ)償空間的開掘可用淺孔或深孔。 用淺孔開掘補(bǔ)償空間是在拉底水平上每5-10m掘進(jìn)一條拉底巷道，用淺孔先擴(kuò)幫后挑頂，形成補(bǔ)償空間。 用深孔開掘補(bǔ)償