第8章-崩落采礦方法-13級

2024/3/211第八章崩落采礦方法典型應用崩落采礦法的基本條件：地表允許崩落。壁式崩落法有底柱分段崩落法無底柱分段崩落法階段崩落法放礦管理與采場結構參數(shù)優(yōu)化2024/3/212崩落采礦法：隨著礦石的崩落，用強制或自然崩落圍巖的方法充填采空區(qū)，以控制和管理地壓的一類方法，稱為～。應用前提：

地表允許塌陷是應用這類采礦方法的前提條件。分類：壁式崩落法、分層崩落法、分段崩落法、階段崩落法等。其中分段崩落法又分為無底柱分段崩落法和有底柱分段崩落法。崩落采礦法在我國地下礦山應用很廣，采出的礦石量約占地下采出礦石總量的35﹪左右。2024/3/213第一節(jié)壁式崩落采礦法

將盤區(qū)劃分為礦壁(采區(qū))或將階段劃分為礦塊，每個礦壁或礦塊的回采，一般是按礦體全厚沿礦體走向推進，隨著回采工作面的推進，有計劃、有步驟地崩落采空區(qū)的頂板，以充填采空區(qū)，這種采礦方法稱為壁式崩落采礦法。典型方案如下圖。2024/3/2142024/3/215一礦塊布置與結構參數(shù)礦塊布置：礦塊沿走向布置。結構參數(shù)：（與階段高度與礦體傾角和工作面斜長有關）工作面斜長：40～60m。主要取決于頂板巖石的穩(wěn)固性及電耙的有效耙運距離等。礦塊長度：50～100m，最大200～300m。取決于地質構造和同時工作的礦塊數(shù)。頂?shù)字遍L：3～5m。設頂柱的目的是防止上階段崩落的巖石混入回采礦壁及保證回采工作的安全。不留間柱。2024/3/216二采準切割工作采準工作：掘進階段平巷、裝礦平巷和聯(lián)絡巷道等；切割工作：切割平巷和切割天井等。在裝礦平巷中，每隔4～6m掘進礦石溜井與礦體相通。隨后在礦壁的下部邊界處掘進切割平巷。切割平巷的掘進必須超前回采工作面10～15m。切割天井(上山)，一般布置在礦壁的一端，用作礦壁開始回采時的自由面。從上部階段的裝礦平巷每隔10～12m掘進通風安全道。2024/3/217三回采工作1、回采工作面形式：直線式和階梯式2、崩礦：用淺孔鑿巖機鑿巖。在布置炮眼時，應注意不要破壞頂板和崩倒支柱，同時要求爆堆集中，以利安全生產，減少礦石貧化、損失和便于電耙出礦。3、通風：新鮮風流從階段平巷經聯(lián)絡巷道至裝礦平巷，通過尚未用做出礦的礦石溜井、切割平巷，進入回采工作面。污風，經通風安全道至上部階段平巷排出地面。2024/3/2184、出礦：用電耙出礦。電耙絞車安設在切割平巷中，隨回采工作面的推進，電耙絞車也向前移動。5、頂板管理

在壁式崩落采礦法中，頂板管理是十分重要的問題，它不僅關系著安全生產，而且影響著勞動生產率、坑木消耗量和采礦成本。頂板管理包括兩項主要工作，即支護和放頂。

支護：主要使用圓木支柱。目的是防止回采工作面的頂板突然垮落。2024/3/219放頂：將距工作面較遠的支柱拆除，使頂板崩落；用崩落后破碎了的巖石支承上部巖層，并使采空區(qū)頂板暴露面積減小，從而使其壓力降低。目的，減輕上面頂板壓力，以保證回采工作的正常進行。放頂工藝過程見左圖2024/3/2110四壁式崩落采礦法特點及評價優(yōu)點：壁式崩落采礦法具有采準切割工作量小，生產能力大，勞動生產率高，礦石貧化損失小，通風和礦石運搬條件好等。缺點：支護工作勞動強度大，坑木消耗多，頂板管理復雜。適用條件：適用于開采地表允許陷落，頂板巖石不太穩(wěn)固，厚度小于3～4m，傾角小于35°的層狀礦床。2024/3/2111第八章崩落采礦方法典型應用崩落采礦法的基本條件：地表允許崩落。壁式崩落法有底柱分段崩落法無底柱分段崩落法階段崩落法放礦管理與采場結構參數(shù)優(yōu)化2024/3/2112第二節(jié)有底柱分段崩落法

有底柱分段崩落法，也稱有底部結構的分段崩落法。將礦塊劃分為分段，每個分段設有底部結構，由上向下分段開采，用深孔或中深孔落礦，在崩落巖石覆蓋情況下出礦。主要特征：

1）按分段逐個進行回采；

2）在每個分段下部設有出礦專用的底部結構（底柱）；

3）分段的回采由上向下逐分段依次進行。2024/3/2113依照落礦方式分為兩種方案：

1)水平深孔落礦有底柱分段崩落法。具有比較明顯的礦塊結構，每個礦塊一般都需要開掘補償空間，進行自由空間爆破。

2)垂直深孔落礦有底柱分段崩落法。落礦大都采用擠壓爆破，并且連續(xù)回采，礦塊沒有明顯的界限。2024/3/2114一、水平深孔落礦的有底柱分段崩落法典型方案1下盤脈外運輸巷道2穿脈運輸巷道3上盤脈外運輸巷道4行人通風天井5放礦溜井6耙礦巷道7補償空間8臨時礦柱9鑿巖天井10聯(lián)絡道11鑿巖硐室12深孔2024/3/2115特點：

(1)不劃分礦房和礦柱，單步驟回采；(2)礦石在一個階段內是自上而下開采的。在階段內劃分成若干分段來回采。(3)在覆蓋巖石層下放礦。(4)為了放礦、貯礦、受礦、運搬及二次破碎工作的進行，在每個分段都開掘有底部結構。而底柱中的礦石留在下一分段或下一階段同時開采。2024/3/21161、礦塊布置及結構參數(shù)

礦塊布置：當?shù)V體厚度小于15ｍ時，礦塊沿礦體走向布置（30m厚沿走向布置時，要留設臨時間柱）；否則礦塊垂直走向布置。

結構參數(shù)：階段高度40～60ｍ；分段高度15～25ｍ；礦塊的長度取決于電耙的有效耙運距離，一般為30～50ｍ；礦塊寬度是一條或幾條電耙道的控制放礦寬度（通常一條電耙道的控制放礦寬度為10～15m）；底柱高度取決于礦巖穩(wěn)固性和使用的底部受礦巷道的形式：普通漏斗為6～8ｍ；塹溝結構為11～13ｍ。2024/3/21172、采準切割多采用階段環(huán)形運輸系統(tǒng)或下盤沿脈加穿脈的階段運輸系統(tǒng)。穿脈巷道的間距要求與電耙道的布置形式、長度和間距相適應，一般為25～30ｍ。

（1）采準工作

采場溜井：1)各分段都設獨立的礦石溜井，2)上、下分段電耙道通過分支溜井與礦石溜井相連。

采準天井：用來行人、通風和運送材料設備等，1)每一礦塊設置獨立的礦塊天井，2)

按采區(qū)布置天井，幾個礦塊組成一個采區(qū)，每個采區(qū)中布置一套天井。2024/3/2118

電耙道：與礦塊走向相同，根據礦體寬度決定。

鑿巖天井：位置和數(shù)量主要取決于礦塊尺寸、鑿巖設備性能和礦石可鑿性等。采用深孔爆破時，自天井每隔一定距離交錯布置鑿巖硐室。采用中深孔爆破時，炮孔可自天井中鉆鑿。2024/3/2119（2）切割工作

切割工作：指開鑿補償空間和辟漏工作。

補償空間：由于礦石的碎脹性質，礦石崩下后，其體積要大于原來的體積。為了使爆破工作順利進行，在爆破工作之前，必須開鑿一定的空間來補償?shù)V石由于爆破破碎所增大的體積，這個空間稱為～。當采用自由空間爆破時，礦石的松散系數(shù)為1.3～1.4；當采用擠壓爆破時，松散系數(shù)一般為1.05～1.30。2024/3/2120中深孔拉底補償空間的開掘方法（與礦石穩(wěn)固性有關）：2024/3/2121ａ）礦石穩(wěn)固時用中深孔拉底在拉底水平開掘橫巷和平巷，在橫巷（或平巷）中鉆鑿水平中深孔，以平巷（或橫巷）為自由面進行爆破，形成拉底空間，再爆破上面的水平炮孔，放出崩落的礦石，形成足夠的補償空間。也可采用上向中深孔爆破，一次完成補償空間的開掘。在拉底水平，根據礦塊尺寸開掘數(shù)條平巷，自平巷鉆鑿垂直扇形炮孔，在一端開掘立槽作為自由面，逐次爆破并放出礦石形成補償空間。當補償空間高度不大于4ｍ時，也可用淺眼拉底并挑頂形成補償空間。2024/3/2122ｂ）在不穩(wěn)固的礦石中因不允許在落礦前形成較大的水平補償空間，則常用拉底巷道的空間作為補償空間。具體方法是在拉底水平上掘進成組的平巷和橫巷，并在平巷和橫巷間的礦柱中鉆鑿深孔。這些深孔與落礦同次超前爆破，從而形成緩沖墊層和補償空間。2024/3/2123（3）回采工作

落礦：采用水平扇形深孔向自由空間爆破方式。最小抵抗線為3～3.5ｍ，炮孔密集系數(shù)1～1.2，孔徑105～110ｍｍ，孔深15～20ｍ。出礦：按放礦計劃用電耙出礦。（4）采場通風通風要求：原則上宜采用壓入式通風，以減少漏風；通風的重點為電耙道，把電耙道的通風系統(tǒng)和全礦總通風系統(tǒng)直接聯(lián)系起來，使新鮮風流直接進入電耙道；電耙道上的風向應與耙礦方向相反；鑿巖井巷和硐室應盡可能有新鮮風流貫通；盡可能避免使用脈內采準。2024/3/2124（5）評價水平深孔落礦有底柱分段崩落采礦法用來開采礦石穩(wěn)固、形狀規(guī)整、急傾斜中厚以上的礦體。該法每次崩礦量較大，一般不受相鄰采場的牽制，有利于生產銜接。缺點是在天井與硐室中鑿巖，鑿巖條件不好；要求礦體條件較高，適應范圍小，靈活性較差，因此，這種方法在我國使用較少。2024/3/2125二垂直深孔落礦的有底柱分段崩落法典型方案1階段沿脈運輸巷道2階段穿脈運輸巷道3礦石溜井4耙礦巷道5斗頸6塹溝巷道7鑿巖巷道8行人通風天井9聯(lián)絡道10切割井11切割橫巷12電耙巷道與高溜井的聯(lián)絡道（回風用）2024/3/21262024/3/2127礦塊構成要素

(1)階段高度——40～60m。

(2)分段高度——10～25m（根據鑿巖設備能力確定）

(3)礦塊長度——25～30m（等于穿脈間距）（沿走向布置）

(4)礦塊寬度——10～15m（沿走向布置時為礦體厚度）2024/3/2128

1、礦塊布置及結構參數(shù)與水平深孔落礦有底柱分段崩落法基本相同。2、采準切割（1）采準工作階段運輸為穿脈裝車的環(huán)形運輸系統(tǒng)。出礦、行人、通風和運送材料等采準工程都布置在下盤脈外。電耙道布置在下盤脈外，單側塹溝式漏斗。2024/3/2129

每2～3個礦塊布置一個行人通風天井，用聯(lián)絡道與各分段電耙道貫通。每個礦塊的高溜井都與上階段脈外運輸巷道相通，并用聯(lián)絡道與各分段電耙道相連，作為各分段電耙道的回風井。2024/3/2130（2）切割工作

切割工作：包括開掘塹溝和切割立槽。塹溝是在塹溝巷道內鉆鑿垂直上向扇形中深孔，與落礦同次分段爆破而成。開鑿切割立槽是為落礦和塹溝開掘提供自由面和補償空間。根據切割井和切割巷道相互位置的不同，開掘方法有兩種。2024/3/2131塹溝結構1-電耙道；2-放礦口；3-塹溝巷道；4-中深孔；5-桃形礦柱；6-塹溝坡面2024/3/2132ａ）“八”字形拉槽法從塹溝按預定的切割槽輪廓，掘進兩條組成倒“八”字形的傾斜天井。自下盤的天井鉆鑿平行于另一條天井的中深孔，爆破形成切割槽。多用于中厚以上的傾斜礦體。ｂ）“丁”字形拉槽法形成倒“丁”字形的切割橫巷和切割天井。切割槽應垂直于礦體走向，布置在爆破區(qū)段的適中位置，礦體肥大或轉折和穩(wěn)固性較好的部位，使補償空間分布盡量均勻。自切割橫巷鉆鑿平行于切割天井的上向垂直平行中深孔，以切割天井為自由面和補償空間爆破形成切割槽。切割槽的形成步驟有兩種：其一為形成切割槽后落礦；其二為切割槽與落礦同次分段爆破。2024/3/21332024/3/21343、回采工作一般用中深孔或深孔落礦。中深孔落礦采用擠壓爆破法。按崩礦獲得補償空間的條件，可分為小補償空間擠壓爆破和向崩落礦巖松散體的擠壓爆破兩種方案。2024/3/2135ａ）小補償空間擠壓爆破

崩落礦石所需要的補償空間是由礦體中的井巷空間所提供。常用的補償空間系數(shù)為15～20﹪。補償空間較小，崩落的礦石不能充分松散而互相擠壓碰撞。方案靈活，適應性強，對相鄰礦塊的工程和炮孔的破壞??；但采準工程量大，采場結構復雜，施工機械化程度低，落礦的邊界不很整齊。適用條件為：各分段的第一個礦塊或相鄰部位無崩落礦巖；礦石較破碎或需降低對相鄰礦塊的影響；由于生產或銜接的需要，要求一次崩落較大范圍。2024/3/2136小補償空間擠壓爆破1-拉底巷道；2-電耙道；3-切割天井；4-礦石溜井2024/3/2137ｂ）向松散礦巖方向擠壓爆破

不需要開掘專用的補償空間，而是借助爆破沖擊力，擠壓已松散的礦石來獲得補償空間。因此在爆破前必須對崩落的礦石進行松動放礦，使之松散。相鄰崩落的松散礦巖的數(shù)量及松散狀態(tài)對爆破礦石數(shù)量及破碎程度具有決定性的影響。這種方案不如小補償空間方案靈活。2024/3/2138

向松散礦巖方向擠壓爆破回采方案2024/3/2139三、有底柱分段崩落采礦法的放礦管理放礦管理包括制定放礦方案、編制放礦計劃、實施放礦控制與調整三項工作。放礦方案。根據放礦過程中礦巖界面的變化和移動，可將放礦方案分為三種形式：

ａ）立面放礦。特點是各漏斗依次放礦，一直放到截止品位為止，然后關閉漏斗，礦巖界面以較陡的傾角向前推進，故稱為立面放礦。放礦過程中，礦巖接觸面積較大，因此造成較大的損失貧化，而且脊部殘留礦石也較多，但放礦管理工作簡單。2024/3/2140當放礦層高度不大，即相鄰放礦漏斗的相互作用不大，或者在平面放礦中，當?shù)V巖界面下移到鄰接漏斗失去相互作用時，才采用立面放礦。ｂ）平面放礦。放礦過程中，控制各漏斗放出礦量和放礦順序，使礦巖界面保持近似水平下移。在放礦過程中的礦巖接觸面積較小，有利于減少損失貧化。當放礦層高度較大時，必須采用平面放礦。ｃ）斜面放礦。在放礦過程中，礦巖界面保持傾斜面向前移動，一般按45°左右的礦巖斜面確定進入放礦帶的放出漏斗數(shù)。多用于連續(xù)回采的崩落采礦法中。2024/3/2141（a）立面放礦（數(shù)字為按漏斗依次放礦后形成的放礦漏斗）；（b）平面放礦（數(shù)字為各漏斗按順序每次放礦后礦巖接觸面下降情況）；（c）斜面放礦2024/3/2142四、有底柱分段崩落采礦法評價有底柱分段崩落采礦法的適用條件：地表允許崩落；當?shù)V體急傾斜時，厚度不小于5ｍ，傾斜時厚度不小于10ｍ；當?shù)V體厚度大，超過20ｍ時，傾角不限；上盤巖石穩(wěn)固性不限；下盤巖石一般要求中等穩(wěn)固以上；礦石穩(wěn)固性應不低于中等穩(wěn)固；僅適合開采礦石價值不高的礦體；礦體中應不含厚層夾石；礦石不得具有自燃性與粘結性。2024/3/2143優(yōu)點：可以用于開采各種不同條件的礦體，使用靈活，適用范圍廣；生產能力大，開采強度大；采礦和出礦設備簡單，使用和維修方便；比無底柱分段崩落采礦法通風條件好。缺點：由于底部結構復雜，采準切割工程量大；礦石損失貧化較大，一般礦石損失率為15～20﹪，礦石貧化率為20～30﹪。采場日生產能力多為150～300t。2024/3/2144第八章崩落采礦方法典型應用崩落采礦法的基本條件：地表允許崩落。壁式崩落法有底柱分段崩落法無底柱分段崩落法階段崩落法放礦管理與采場結構參數(shù)優(yōu)化2024/3/2145第三節(jié)無底柱分段崩落法無底柱崩落法的發(fā)展現(xiàn)狀

這種采礦方法，采場結構簡單，機械化程度高、效率高，安全性好的采礦方法。因而這種采礦方法在我國使用得到了推廣應用，68年在大廟鐵礦、弓長嶺鐵礦試驗成功。70年代我國設計的地下鐵礦山幾乎都選用了這種方法。上世紀80年代以來，選用該法的礦山明顯增加。從產量來看，如地下黑色金屬礦山，用該法采出礦石量占地下礦山總產量的60%。（3）無底柱分段崩落法——礦塊布置2024/3/2147一、無底柱分段崩落法典型方案2024/3/21482024/3/21492024/3/21501、構成要素及階段采準巷道布置

（1）階段高度——無底柱分段崩落法多用于回采礦石穩(wěn)固的急傾斜厚礦體，因此，階段高度都比較大，一般為60～75m。

當?shù)V體傾角較緩、賦存不規(guī)則、礦巖不夠穩(wěn)固時，階段高度可以小一些。

因為當?shù)V巖不太穩(wěn)固時，將會增加礦石溜井、電梯井、設備井、斜坡道和通風井的維護費用；當?shù)V體傾斜較緩時，下部各分段通往溜井、電梯井、設備井的聯(lián)絡道相應增長，運距也相應增加；對于易碎礦石、溜井若過大，將會增加粉礦量。因此，在開采條件不利時，階段高度低一些好。2024/3/2151(2)階段運輸巷道布置——階段運輸巷道多數(shù)布置在脈外，其目的是便于下一階段回采時，可作為回風巷用。(3)分段高度——分段高度與鑿巖設備、運搬設備和放礦多種因素有關。分段高度大，可以減少采準工作量，降低采準費用。但是它又受到鑿巖設備、鑿巖爆破技術工作量，以及放礦時損失貧化指標的限制。2024/3/2152（4）分段之間的聯(lián)絡：設備井（不建議采用）

、電梯井、斜坡道、人行通風天井等

1)設備井的布置——在下盤的移動界限之外，一般沿走向方向每隔150～300m布置一條設備井，如有斜坡道就不要再設計設備井。設備井斷面——根據運送的設備大小而定。設備井裝備——絞車、簡易罐籠等。盡量整車運送。設備井的用途——運送設備、材料到各分段。一般不作為提升人員的井筒。2024/3/2153

2)電梯井的布置——在下盤的移動界限之外，一般沿走向方向每隔300m左右布置一條電梯井。電梯井斷面——根據運送設備的大小而定。電梯井裝備——曳引電機、控制柜、轎廂、平衡錘、井底緩沖裝置、梯子間等。電梯井的用途——運送設備、材料、人員到各分段。2024/3/21543）斜坡道

由于大型無軌設備在井下的大量使用，各分段之間的聯(lián)系常用斜坡道連接。一般采用折返式。2024/3/21552024/3/21562024/3/21574）人行通風天井的布置——2~3礦塊布置一條人行通風天井

對于小型礦山，沒有大型設備，每天使用炸藥量不大的情況下可以采用人行通風天井聯(lián)絡。注意：人行通風天井中的梯子必須按照安全生產要求進行架設，并注意維修，上下梯子必須按行人安全要求進行。而且，人行通風天井中必須設置重物起吊間，以利于小型設備進入各分段。2024/3/2158

2溜井布置及礦塊尺寸(1)溜井間距及礦塊的劃分對于無底柱分段崩落法，沒有明顯的劃分礦塊的標志。為了生產管理上的方便，一般以一個溜井服務的范圍來劃分為一個礦塊。

溜井間距：用裝運機時平均距離為40～50m，一般可達50～60m,最大不得超過60～80m；采用鏟運機時，則運距一般可達150～200m（個別可達300m），因而溜井間距一般可為150～200m。通常溜井間距可按4～5條進路布置。溜井間距不宜過大，否則會影響到運搬效率。2024/3/21592024/3/2160

(2)溜井的位置溜井一般布置在脈外。如果溜井布置在礦體中，損失的礦量多，但是生產上靈活、方便。若把溜井布置在脈外時，則應離開礦體邊界15m以上，否則會影響安全性。

(3)溜井的斷面

溜井的斷面：方形的一般為2m×2m，圓形的一般直徑2m。2024/3/2161

（4）對溜井的其它要求（技術上和安全上）①溜井下部裝礦口，應當位于運輸巷道、穿脈巷道的直線段上，便于裝車；②如果需要分級出礦或按不同品種分別出礦時，則可以適當增加溜井；③如果礦體中有大量夾石，或脈外工程量大時，還需要開掘專門的廢石溜井；④在決定溜井間距時，還應當考慮溜井的通過能力，以免因溜井磨損過大提前報廢而影響生產；⑤當開采厚大礦體時，大部分溜井都布置在礦體內。當回采工作后退到溜井附近，本分段不再使用此溜井時，應將溜井口封閉，防止上部崩落下來的覆巖跑入溜井中（工字鋼+木板，澆灌混凝土法）。

2024/3/2162

3回采巷道布置

(1)回采巷道間距——采礦進路間距，在一個平面上相鄰兩條進路中心線之間的距離。2024/3/2163(2)回采巷道斷面尺寸：基礎因素和散體流動因素

①回采巷道斷面尺寸取決于礦石和圍巖的穩(wěn)固性、鑿巖設備、裝運設備等。

②回采巷道斷面尺寸與放礦時礦石流動規(guī)律有關。

(i)進路寬度——從降低礦石損失貧化的角度看，進路寬一些好。進路寬、裝礦設備可以在巷道的全寬上裝礦，使礦巖呈水平接觸面下降，這樣就可改善礦石回收指標。因此，在礦石穩(wěn)固條件下，使進路寬些好。

(ii)回采進路高度——從放礦角度看，進路高度小一些好。因為巷道高度大時，將導致上部廢石提前混入到進路礦石中，使進路內正面損失加大。而正面損失難以回收。一般情況進路高度為3～3.5m左右。2024/3/2164

(3)回采巷道斷面形狀回采巷道斷面形狀可有矩形(梯形)和拱形斷面兩種。

從放礦角度來看，矩形斷面比拱形斷面好。因為拱形巷道的拱越高，則礦石流動面越窄，越易發(fā)生堵塞，并且使放出橢球體變得瘦長，而增大了礦石損失。

從巷道的穩(wěn)固性來看，拱形的比矩形的好。因而當?shù)V石的穩(wěn)固性差時，要采用拱形斷面。2024/3/2165

(4)回采巷道的布置布置形式：沿走向、垂直走向當?shù)V體厚度較大(≥15～20m)，垂直走向布置進路，反之沿走向布置。

沿走向布置時，回采巷道盡量靠近下盤布置。這樣可以使礦層呈菱形崩落，從而減少礦石損失。

2024/3/2166回采巷道布置時應注意：

①坡度要求——為了使回采巷道便于排水，裝運設備重載下坡。故巷道應有3～5‰的坡度。

②轉彎半徑要求——回采巷道有轉彎的地方，為了裝礦設備行走和裝礦的方便，應有較大的曲率半徑。一般轉彎半徑R>12m。

③上、下分段的回采巷道應呈菱形布置。如果發(fā)生錯位，將使礦石回收率降低10%左右。2024/3/2167

4分段運輸聯(lián)絡道

(1)分段運輸聯(lián)絡道的作用用來聯(lián)結回采巷道與溜井、通風天井、設備井、電梯井、斜坡道的巷道。使之形成完整的運送系統(tǒng)，它的主要作用是運輸，因而又叫運輸聯(lián)絡道。

(2)運輸聯(lián)絡道的斷面形狀與尺寸一般采用拱形斷面，尺寸基本與回采進路相同。因為行走同樣的設備，當運輸聯(lián)絡道布置在脈內時，實際上它的一部分也是回采巷道。2024/3/2168

（3）運輸聯(lián)絡道的布置形式分脈內和脈外兩種布置形式。2024/3/2169①脈內布置優(yōu)點：(a)巷道掘進中可以副產一定量的礦石；(b)減少巖石巷道掘進量；(c)當圍巖不穩(wěn)固而礦石穩(wěn)固時，可以提高聯(lián)絡道的穩(wěn)固性；(d)布置在脈內時，聯(lián)絡道可兼作回采巷道，可以減少采準工程量。缺點：(a)當?shù)V體賦存不規(guī)則時，往往影響上，下分段的嚴格呈菱形布置；(b)聯(lián)絡道布置在脈內時，往往是最后回采這條巷道，它承受的壓力大，易被壓壞，這樣有時不得不一次崩落多排，造成礦石損失大；(c)通風條件差（聯(lián)絡道變成了獨頭巷道）。2024/3/2170②脈外布置從脈內布置存在的缺點來看，分段聯(lián)絡道還是布置在脈外好，雖然增加了巖石掘進量，但其他方面的條件都較好。5通風天井通風天井一般多布置在下盤圍巖中，下盤移動界限之外。2024/3/2171二切割工作切割工作包括：切割平巷、切割天井和切割立槽。在回采之前，須在回采巷道的端部形成切割立槽，作為最初崩礦的自由面及補償空間。切割立槽的面積和形狀要與崩礦的面積和形狀相適應。

切割立槽的寬度一般不小于2m。

形成切割立槽的方法有如下幾種：2024/3/21721切割巷道和切割天井聯(lián)合拉槽法

(1)當?shù)V體邊界比較規(guī)整時，往往采用沿回采巷道端部礦體邊界處，掘進切割巷道，根據切割平巷的長度，及爆破的需要在適當?shù)奈恢镁蜻M一個或幾個切割天井。在切割巷道內，向上打平行的或扇形孔，以切割天井為自由面后退逐排爆破，形成切割槽。2024/3/2173

每排布置3～5個炮孔，在拉槽過程中，應裝運出部分礦石，使崩落的礦石松散，防止回采落礦時，發(fā)生過擠壓現(xiàn)象。

優(yōu)點：切割井少，使用廣泛。

缺點：鑿巖爆破質量不好時，易形成懸頂，為此可適當增加拉槽寬度，加密炮孔。

（2)當?shù)V體不規(guī)則時，或回采巷道沿走向布置時，則在每個回采巷道的端部都要掘進切割巷道和切割天井。這種拉切割槽的方法雖質量好。但掘進工程量較多。2024/3/21742切割天井拉槽法

不掘進切割巷道，而在每個回采巷道的端部掘進切割天井。

切割天井位于回采巷道的端部中間，天井短邊距回采端部1～2m，以利于鑿巖天井的長邊與回采巷道的方向一致（切割天井的斷面可為1.5×2.5m2）。

在切割天井的兩側用臺車打三排扇形深孔，用微差爆破一次成槽。注意：難以定機位，在切割平巷端部和解決懸頂時可以采用。2024/3/2175

優(yōu)點：①只要保證切割天井有足夠的高度，就能保證順利的形成切割槽。②不用掘進切割平巷。③切割炮孔與回采炮孔一致，都可以用臺車鉆成，工藝簡單。④各條回采巷道可以在合理的位置上獨立形成切割槽，靈活性大，適應性強。（尤其當?shù)V體邊界變化大時）缺點：

切割天井數(shù)量多，采準工作量大，安全性差。2024/3/21763無切割井拉槽法在切割平巷中，鑿四排角度逐漸增大的扇形炮孔。用微差雷管一次爆破形成切割槽。適用于礦石不穩(wěn)固或不便于打切割天井的地方。4一次成井拉槽法2024/3/2177三回采工作回采工作主要包括落礦、通風和出礦等。1落礦工作落礦工作包括有：鑿巖、裝藥、爆破

(1)鑿巖工作

①炮孔布置——無底柱分段崩落法是在分段回采巷道內打向上扇形炮孔。扇形炮孔排面傾角有三種布置方式。

(a)垂直布置——排面傾角成90°。這種布置方式，礦石回收指標較前傾布置好一些。且炮孔方向容易掌握，但裝藥條件差一些，若用壓氣裝藥問題不大。當?shù)V石穩(wěn)固時，大都采用這種形式。2024/3/21782024/3/2179(b)前傾布置——排面傾角<90°，為70°～85°左右，這種形式，裝藥方便。如果礦石不穩(wěn)定，還有利于防止放礦口（眉線）被爆破崩落。

(c)后傾布置——排面傾角>90°，為100°～105°左右這種形式，礦石回收率較高。但裝藥及鑿巖條件都比較困難，而且爆破時放礦口處易被爆破而冒落。當?shù)V石穩(wěn)固時，可采用。因上述缺點，國內外還未見到生產中使用這種布置方式。2024/3/2180

②扇形炮孔的邊孔角邊孔角的布置有三種，即邊孔角5°～15°、45°～55°、>70°三種。2024/3/2181(a)邊孔角為5°～15°——這種布置方式，炮孔深度最小。這種布置隨著爆破的進行，勢必產生過擠壓，及邊孔拒爆等現(xiàn)象。同時45°以下的炮孔孔口容易被礦堆堵住，爆破前清理礦堆的工作量大，且不安全。因此，生產中只有個別礦山因鑿巖設備生產能力差，又不愿意降低分段高度，采用這種布置方式。(b)邊孔角為45°～55°——炮孔的深度中等，45°左右的炮孔孔口，雖然有時被埋住，但清理工作量不大。當分段高度為10m時，最大炮孔深度為15m左右，可以使用鑿巖設備能力較差的設備。2024/3/2182(c)邊孔角為>70°——爆破后的礦石在未爆破礦石面上流動，能得到較好的回收率，崩落礦石不會將炮孔埋住，裝藥方便，但炮孔深度最大。當鑿巖技術能在寬度較大的巷道中順利地鑿17m以上的深孔時，這種布置方式效果較好。2024/3/2183

③鑿巖設備生產上用得較多的有1354系列的液壓鑿巖臺車和YGZ-90氣動鑿巖臺車、膠輪自行單機鑿巖臺車，配YG-90型鑿巖機等。這種臺車可打扇形孔，也可打平行孔，移動靈活，操作方便，鑿巖效率高，平均生產能力為30～50m/臺.班。中型礦山使用鑿巖臺架，配YG-80型鑿巖機。這種臺架結構簡單，易制造，維修量小，但鑿巖效率比臺車低。2024/3/2184在國外，目前先進的鉆機和鑿巖臺車大部分都是電動或以液壓為動力，氣動沖擊鉆機一般采用高風壓（1Mpa左右）。在井下中深孔鑿巖方面，國外有潛孔和牙輪兩種形式的鉆機；在淺孔鑿巖和井巷掘進方面，國外先進國家廣泛采用鑿巖臺車。AtlasCopco公司是井下鉆機和鑿巖臺車的主要廠商，與瑞典基律納鐵礦合作推出的潛孔鑿巖臺車，如圖5-23所示，鉆鑿最大深度達55m左右。SimbaW469型鑿巖臺車是世界先進臺車之一，配用雙頂尖穩(wěn)車系統(tǒng)，鉆鑿扇形和環(huán)形孔的要求精度是角度偏差小于0.1，接桿鉆管長2.3m，裝滿鉆管后其總重量達2.5t；為便于換鉆頭，設計了一種裝配好的鉆頭-鉆桿裝置，其長度等于標準接桿鉆管長度。2024/3/21852024/3/2186

④爆破參數(shù)(d、W、a底、崩落步距)

常用的合金釬頭直徑為：51～65mm。最小抵抗線W=1.5～2.0m之間。一般可按W=30d來計算。（d—孔徑）。若太小時，前排孔爆破時，易破壞后排孔，易帶炮。W太大時，易產生大塊和爆破立槽，影響爆破效果。

孔底距a底—布置扇形孔時，一般使a底≈W。但此時孔口炮孔過密，為了使礦石破碎均勻，可以考慮適當減小W值，同時加大a底值，保持a底×W不變。這樣可以獲得較好的效果。2024/3/21872024/3/2188

⑤崩礦步距

指一次爆破崩落礦石層厚度，1－2排，在生產中常用的崩礦步距為1.8～3.5m。最優(yōu)的崩礦步距要通過生產實踐和試驗來確定。過大過小都不好，都會使礦石損失貧化加大。

a、當崩礦步距過大時，放出橢球體很快伸入上部廢石中，即上部的廢石很快就會流到回采巷道中，堵住前面大量礦石，使這一部分礦石放不出來，結果造成礦石損失。

b、當崩礦步距過小時，放出橢球體很快伸入正面的廢石中，回采巷道正面的廢石提前出現(xiàn)，增加了礦石的貧化指標。2024/3/21892024/3/2190

2通風工作無底柱分段崩落法的通風條件差，主要是因為分段回采巷道都是獨頭巷道，數(shù)量多、斷面大，而且互相貫通，每個回采巷道又都通過崩落區(qū)與地表相通。因此，這種采礦方法很難形成貫通風流，管理起來很困難。通風問題，目前國內外均未很好解決。隨著開采深度的增加和柴油設備的使用，這一問題將更加突出。目前國外礦山都采用加大送風量辦法來改善通風條件。2024/3/2191

國內礦山回采工作面主要用局扇通風方法。安裝比較困難，管理也很困難，所以效果也不大好。2024/3/21923出礦工作

（1)出礦

用出礦設備把回采進路端部的礦石裝運到溜井。影響出礦效率的因素是——礦石塊度、運距、彎道半徑、路面平整程度。鏟運機行走速度快，生產力大，效率高，但要解決廢氣凈化問題。2024/3/2193

(2)出礦管理問題出礦管理的目的是為了獲得較好的礦石損失貧化指標，因而嚴格的控制放礦截止品位就顯得很重要。而目前國內對出礦品位的獲得，主要是依靠取樣進行化學分析，這種方法速度慢，而放礦周期又短，出礦品位變化大。這樣，取樣化驗滿足不了現(xiàn)場生產的要求。所以，在實際生產中，通常不得不依靠出礦工人和工程技術人員的經驗，根據放出礦石的顏色、比重和塊度等情況的變化，用肉眼或感覺來識別礦石的貧化程度。因而這是不準確的。目前，國外一些金屬礦山利用礦石的物理化學特性，制成一些儀器，例如：攜帶式同位素熒光分析儀，它可以在工作面對礦石進行快速分析。這樣就有可能很好的控制放礦截止品位，也就有可能獲得較好的損失貧化指標。2024/3/21944回采順序①階段內上、下部分段之間的回采順序——按自上而下的順序回采。上分段的回采一般應超前下分段一定距離(一般為大于一個分段高度的距離)。2024/3/21952024/3/2196②同一分段內各礦塊的回采順序---當?shù)貕捍?，或者礦石不夠穩(wěn)固時，應當盡量避免采用由兩翼向中央的回采順序。2024/3/2197③同一分段內各礦塊的回采巷道，掌子面應當保持在一條直線上，且該條直線與下盤聯(lián)絡道成一定角度斜交，避免平行，以減少礦石與廢石的接觸面，這樣有利于降低礦石的損失和貧化，有利于對回采巷道的維護和增加它的穩(wěn)固性。

2024/3/21982024/3/2199四覆蓋巖層的作用與形成

1覆蓋巖層的作用采用無底柱分段崩落法回采礦體時，在其上部一定要形成一定厚度的覆蓋巖層，覆蓋巖層的作用：

①利用覆蓋巖層形成擠壓爆破條件，用以改善礦石回收和貧化指標。因為沒有覆蓋巖層的話，崩落下來的礦石都崩落到空區(qū)，在本分段中大部分不能放出來。

②利用覆蓋巖層，形成安全緩沖墊層。如果沒有緩沖墊層時，一旦圍巖大量塌落下來，將造成嚴重的安全事故，不僅不能進行生產，而且直接威脅人身安全。2024/3/21100

2覆蓋巖層的厚度覆巖厚度應以盡量減少崩落圍巖的總量，并滿足回采工藝的要求和作業(yè)時的安全為原則，目前國內普遍采用的覆蓋巖層厚度為：不小于兩倍的分層高度。

3覆蓋巖層的塊度要求覆蓋層的塊度比崩落的礦石塊度要大，否則，在放礦過程中，巖石將穿過礦石的空隙，流到回采巷道，造成過早的貧化。2024/3/21101

4覆蓋層的形成

(1)理想條件下覆蓋巖層的形成①礦體上部已用其它方法回采，并處理了空區(qū)，后改用無底柱分段崩落法開采，此時，自然形成覆蓋巖層。②上部用露天開采，之后轉入地下開采時，則可以利用處理露天邊坡或者是剝離的廢石形成覆蓋巖層。③圍巖不穩(wěn)定的盲礦體，隨著礦石回采，圍巖可以自然崩落形成覆蓋層。2024/3/21102

（2)強制崩落頂板圍巖，形成覆蓋巖層（盲礦體）理想形成覆蓋巖層條件并不多見，我國大部分使用無底柱分段崩落法的礦山，都是從第一分段起，就用無底柱方法開采。這就需要強制崩落頂板圍巖來形成覆蓋巖層。形成覆蓋巖層的方法大致有三種：

集中放頂形成覆蓋巖層邊回采邊放頂形成覆蓋巖層先放頂后回采形成覆蓋巖層2024/3/21103

集中放頂形成覆蓋巖層在第一分段回采后，放出礦體，以所形成的采空區(qū)作為補償空間，強制崩落上部圍巖形成覆蓋層。2024/3/21104優(yōu)點：放頂工作集中，放頂工藝簡單，放頂工作和回采工作互不干擾，放頂工作不需要切割，不需要運輸廢石。缺點：第一分段的礦石大部分崩到采空區(qū)中放不出來，即第一分段是在無覆蓋條件下進行的，出礦工作的安全性差；放頂工作的安全性和可靠性較差。2024/3/21105②邊回采邊放頂形成覆蓋巖層在第一分段上部掘進放頂巷道，和回采一樣形成切割槽，隨著下部回采工作的進行，逐漸崩落上部的放頂炮孔。邊回采邊放頂，逐步形成覆蓋巖層。在第一分段回采中，就能形成覆蓋層，可在擠壓爆破條件下崩落礦石，并可以正常出礦?；夭珊头彭敱仨殗烂芘浜?。2024/3/21106③先放頂后回采形成覆蓋巖層

回采之前，在礦體頂板圍巖中，掘進一層或兩層放頂鑿巖巷道，在其中鑿扇形炮孔，（最小抵抗線比回采時的最小抵抗線大）用崩落礦石的辦法崩落圍巖，形成覆蓋層。

第一分段礦石的回采就可以在覆蓋巖層下進行，回采工作安全可靠，但放頂工作量太大，而且要運出部分廢石。2024/3/21107（3)礦石墊層做覆蓋巖層

將礦體上部2～3個分段的礦石崩落，實施松動出礦，放出崩礦量的30%左右，余者暫留采空區(qū)作為墊層。隨著回采工作面的推進，圍巖的暴露面積逐漸增大，圍巖暴露時間也在加長，到一定程度后，圍巖開始逐漸自然崩落，并逐漸增加崩落高度，形成足夠的巖石墊層（覆蓋巖層），巖石墊層形成后放出暫留的礦石墊層，進入正?；夭伞?/p>

這種方法放頂費用最低，但要積壓大量礦石和實施嚴格放礦管理。還要對采空區(qū)巖石的崩落情況進行觀測。使用較多。2024/3/21108

五、對無底柱分段崩落法的評價(一)主要優(yōu)點：

(1)安全性好，各項回采工作都在回采巷道中進行，沒有大暴露面的工作空間，出礦口斷面大，不易堵塞，減少了處理堵塞的困難和危險，有利于提高出礦強度。(2)結構簡單，不留礦柱，一步回采，沒有回收礦柱的工序，也沒有復雜的底部結構。(3)采準和回采工藝簡單，而且可以標準化，便于采用高效率的機械化設備，采準出碴及回采可以使用同一類型設備。(4)采準工作量小，采準系數(shù)為5～10m/千噸左右，進路斷面大且開鑿在脈內，采準的副產礦石多品位高，副產礦量約10～20%。(5)采準、鑿巖及出礦可以在不同的分段上同時進行不干擾。(6)生產能力大，屬于大規(guī)模采礦法。2024/3/21109

(二)主要缺點：

1、通風條件差。大部分礦山的礦塊內未設局扇通風，主要靠主風流擴散通風，系統(tǒng)不完整，措施不得力空氣質量差，粉塵濃度大，生產技術管理又差。

2、礦石損失，貧化大。采用此方法礦石損失率一般達20-30%，貧化15-20%，損失率有的高達43%，而貧化高達42.9%。2024/3/21110第八章崩落采礦方法典型應用崩落采礦法的基本條件：地表允許崩落。壁式崩落法有底柱分段崩落法無底柱分段崩落法階段崩落法放礦管理與采場結構參數(shù)優(yōu)化2024/3/21111第四節(jié)階段崩落法

階段崩落采礦法的回采高度等于整個階段高度根據落礦方式的不同可分為：

階段強制崩落采礦法、階段自然崩落采礦法2024/3/21112一、階段強制崩落采礦法

1、階段強制崩落法：1）設有補償空間階段強制崩落方案

2）連續(xù)回采的階段強制崩落法方案

1）設有補償空間階段強制崩落方案采用水平深孔落礦時，補償空間設在底部結構上方；采用垂直深孔落礦時，補償空間為開掘成立槽；

補償空間體積約為同時崩落礦石體積的20～30﹪；

多以礦塊為單元進行回采。

見下頁圖2024/3/21113水平深孔階段強制崩落采礦法1-下盤脈外天井；2-脈外運輸平巷；3-運輸橫巷；4-脈內運輸平巷；5-上盤脈外天井；6-電耙巷道；7-鑿巖硐室；8-礦石溜井；9-拉底巷道2024/3/211142）連續(xù)回采的階段強制崩落法方案

沿階段或分區(qū)連續(xù)回采，無礦塊概念；采用垂直深孔側向擠壓爆破落礦；

下設出礦底部結構。

見下頁圖2024/3/211152024/3/211162、礦塊布置及結構參數(shù)

1）礦塊布置：當?shù)V體厚度≤30m時，礦塊沿礦體走向布置，礦塊長度30～50ｍ，寬度等于礦體厚度；當?shù)V體厚度>30ｍ時，礦塊垂直礦體走向布置，礦塊長度和寬度均取30～50ｍ。

2）階段高度：當?shù)V體傾角較緩時，階段高度為40～50ｍ；當傾角較陡時，為60～70ｍ，一般為50～60m。

3）底柱高度：12～14ｍ。2024/3/211173、采準切割工作

1）采準工作：掘進運輸巷道、電耙道、放礦溜井、行人通風天井、鑿巖天井和硐室等。

2）切割工作：辟漏、拉底和開掘補償空間。當采用自由空間爆破落礦時補償空間為崩落礦石體積的20～30﹪；當采用擠壓爆破和礦石不穩(wěn)固時為15～20﹪。2024/3/21118

如果采用水平深孔落礦，由于拉底高度不大，可用淺眼挑頂?shù)姆椒ㄐ纬裳a償空間。如果采用垂直深孔擠壓爆破方案時，初始補償空間的形成與有底柱分段崩落采礦法相同。當?shù)V石穩(wěn)固時，可以在整個礦房水平面上進行連續(xù)拉底；當?shù)V石不夠穩(wěn)固時，往往在礦塊拉底空間上留有一些臨時礦柱來減少暴露面積，這些臨時礦柱可在崩落礦房的同時崩落。2024/3/211194、回采工作

1）落礦：水平深孔、垂直深孔和藥室三種方案。多采用水平深孔落礦，較少采用藥室落礦方案。根據補償空間的大小，可采用微差爆破在礦塊全高一次崩落礦石，也可分次爆破。

2）出礦：崩落的礦石在覆蓋巖石下用電耙出礦。2024/3/211205、評價

1）適用條件：礦體厚大、形狀規(guī)整、傾角陡、圍巖不夠穩(wěn)固、礦石價值不高、圍巖含有品位的礦床。

2）優(yōu)點：同分段崩落采礦法相比，具有采準量小，勞動生產率高，生產成本低，作業(yè)安全等；

3）缺點：生產技術與放礦管理要求嚴格，大塊產出率高及損失率大等。

4）生產技術指標：礦石損失率為15～30﹪，貧化率為20～30﹪，礦塊生產能力為100～300t/d。2024/3/21121二階段自然崩落法1、概述

基本特征：整個礦塊或階段的礦石在大面積拉底后借助自重與地壓作用逐漸自然崩落，并能破成碎塊。

出礦：自然崩落的礦石經底部出礦巷道放出，在階段運輸巷道裝車運走。崩落的礦石只放出三分之一。

破碎：自然崩落的礦石塊度一般較大，在大量放礦過程中，經擠壓碰撞將大塊礦石進一步破碎成小塊，以利于溜礦口出礦。2024/3/21122崩落機理：在礦塊下部拉底后，礦石失去了支撐，礦石暴露面在重力和地壓的作用下，首先在中間部分出現(xiàn)裂隙產生破壞，而后自然崩落下來。當?shù)V石崩落到形成平衡拱時，便出現(xiàn)暫時穩(wěn)定，礦石停止崩落。為了控制礦石崩落進程，須破壞拱的穩(wěn)定性，使礦石繼續(xù)自然崩落。在實際中經常采用沿垂直方向移動平衡拱支撐點A、B的辦法。為此，開掘切幫巷道，并使該部分首先破壞崩落下來，從而使平衡拱隨之向上移動，同時不超出設計邊界。2024/3/21123

礦巖可崩性：礦巖自然崩落的性質稱為～。

礦巖可崩性與礦巖節(jié)理裂隙的密度與分布、礦石物理力學性質以及地壓等因素有關

礦巖可崩性評價方法：

單因素法：大塊二次破碎單位炸藥量法、崩落性指數(shù)法、聲波法、比能衰減系數(shù)法、

礦巖質量評價法：RQD、RMR、RMQ法

現(xiàn)代數(shù)學法：模糊數(shù)學分級、聚類分級、神經網絡分級數(shù)值和物理模擬法：用得比較多的軟件有FEM、FLAC、DEM、DDA(流形元)等

改進方法：Lacy法、改進地質力學法等2024/3/21124階段自然崩落法：礦塊回采方案、連續(xù)回采方案。2024/3/21125礦塊回采階段自然崩落采礦法2024/3/21126

礦塊布置和結構參數(shù)：沿走向布置50～60ｍ、階段高度60～80ｍ、寬度為礦體厚度；

采準：上下運輸?shù)馈⒌撞拷Y構巷道系統(tǒng)、通風巷道系統(tǒng)等

切割：在礦塊四個邊角處掘進四條切幫天井，自切幫天井底部結構起每隔8～10ｍ沿礦塊的周邊掘進切幫巷道。在距礦塊四角8～12m的地方掘進觀察天井，再從觀察天井掘進觀察道，用于觀察礦石崩落進程。

拉底：如果礦塊沿礦體走向布置，從礦塊中央向兩端拉底；如果礦塊垂直礦體走向布置，從下盤向上盤分塊爆破拉底，以免上盤過早崩落。2024/3/21127連續(xù)回采階段自然崩落采礦法2024/3/21128

連續(xù)回采階段自然崩落采礦法，將階