崩落采矿法

第三章崩落采矿法采矿方法的分类(一)采矿方法定义采矿方法是研究矿块开采方法，它包括矿块的采准，切割和回采工作。也就是说，为了回采矿块中的矿石，在矿块中和在围岩中所进行的采准，切割、回采工作，采准、切割在时间上与空间上所进行的顺序以及它与回采工作进行有机的合理的配合工作，叫做采矿方法。第三章崩落采矿法采矿方法的分类（二）采矿方法分类的依据我们使用的采矿方法种类很多，为了使用上的方便，有必要进行分类。而分类的方法也有多种，而且前通用的分类方法是按地压管理方式不同来分类的。地压管理方法是以矿岩的物理力学性质为根据的，同时又与采矿方法的适用条件，回采工艺等有着密切关系，并且最终将影响到采矿方法的安全，效率和经济效果。第三章崩落采矿法采矿方法的分类（三）采矿方法分类采矿方法按地压管理方法不同，分类三大类，即：空场采矿法充填采矿法崩落采矿法（四）对选择采矿方法的基本要求在矿山企业中，采矿方法决定着回采工艺，材料设备，掘进工程量，劳动生产率，储量回收以及采出矿石质量等。因而在设计中必须给予足够的重视。又由于矿床埋藏条件是多种多样的，各个矿山的技术经济条件又不尽相同所以在采矿方法选择中必须按具体条件来选择合适的采矿方法。正确合理的采矿方法选择应满足以下要求：第三章崩落采矿法采矿方法的分类第三章崩落采矿法采矿方法的分类(一)工作安全保证人在采矿过程中生产安全，有良好的作业条件。(如有可靠的通风、防尘措施，合适的温度和湿度等)。使繁重的作业实现机械化。又如在一个采场中，应保证有两个安全出口，使人行，风流畅通。防止大规模地质活动，防止地下火灾和水灾等。第三章崩落采矿法采矿方法的分类(二)最大限度的回收国家资源所选择的采矿方法要损失少，贫化小充分利用地下资源，尽量提高矿石质量满足加工部门对矿石质量的要求。应坚持“贫富兼采、厚薄兼采、大小兼采、难易兼采”的原则。力求使全矿回收率达到80～85%以上。第三章崩落采矿法采矿方法的分类(三)生产能力大，劳动生率高，材料消耗少，生产成本低。不仅采出矿石成本低，而且最终产品成本也低。也就是说，所选择的采矿方法应当有良好的经济效果。第三章崩落采矿法一、崩落采矿法的概念崩落采矿法就是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。即在崩落矿石的同时强制或自然崩落围岩，充填采空区，用以控制和管理地压。崩落采矿法概述第三章崩落采矿法崩落采矿法概述二、崩落采矿法分类崩落法有底柱崩落分段崩落水平深孔落矿的崩落法垂直深孔落矿的崩落法阶段强制崩落法水平落矿垂直落矿阶段自然崩落法药室崩落法阶段崩落无底柱崩落法墙式崩落法长墙式崩落法短墙式崩落法其他崩落法（分层崩落法）三、崩落采矿法特点(1)崩落法不把矿块划分为矿房和矿柱，而以整个矿块作为一个回采单元，按一定的回采顺序，连续进行单步骤回采。(2)在回采过程中，围岩要自然或强制崩落，矿石是在覆盖岩石的直接接触下放矿。因此，这种采矿方法对放矿进行科学管理是十分必要的。(3)崩落法开采在一个阶段内从上而下进行的。第三章崩落采矿法崩落采矿法概述第三章崩落采矿法崩落采矿法概述四、崩落采矿法的适用条件一般地讲，崩落法对矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。理想的适用条件是——上盘围岩能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。地表允许塌落是使用这种方法的必要前提。这种方法在开采时矿石损失贫化大，因而它不用于开采高价、高品位的矿床。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法一、无底柱分段崩落法的发展现状这种采矿方法，采场结构简单，机械化程度高、效率高，而又安全性好的采矿方法。因而这种采矿方法在我国使用得到了推广应用，68年在大庙铁矿、弓长岭铁矿试验成功。70年代我国设计的地下铁矿山几乎都选用了这种方法。近年来，矿山数目已增加到40多个。从产量来看，地下黑色矿山，现在产量占地下矿山总产量的60%。目前矿山使用的采装运设备，基本上是60年代定型生产的，品种少，能力小，效率低。近年来虽也研制和引进了一些高效率的柴油无轨自行设备，尚未大规模推广。二、无底柱分段崩落法典型方案第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法(一)构成要素及阶段采准巷道布置（1）阶段高度——无底柱崩落法多用来回采矿石稳固的极倾斜厚矿体，因此，阶段高度都比较大，一般为60～75米。当矿体倾角较缓，赋存不规则，矿岩不够稳固时，阶段高度可以小一些。因为当矿岩不太稳固时，将会增加溜矿井，设备井和通风井的维护费用。当矿体倾斜较缓时，下部各分段通往溜井，设备井的联络道相应增长，运距也相应增加，对于易碎矿石、溜井若过大，将会增加粉矿量。因此，在开采条件不利时，阶段高度低一些好。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法(2)阶段运输巷道布置——对于无底柱方法,阶段运输巷道多数布置在脉外，其目的是便于下一阶段回采时，可作为回风巷道用。(3)分段高度——分段高度与运搬设备、凿岩设备和放矿要求多种因素有关。分段高度大，可以减少采准工作量，降低采准费用。但是它又受到凿岩设备、凿岩爆破技术工作量，以及放矿时损失贫化指标的限制，这样又使得分段高度不能太高。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法根据我国现有的凿岩设备情况，当孔深大于12～15米时，凿岩效率急剧下降，且此时易发生夹钎、断钎等事故，使深孔报废。（大庙铁矿实践证明这个问题）分段高度大，还增加了拉切割槽的困难（不易拉开），同时易产生爆破立槽或易留下顶盖。分段巷道也不能过低，过低时，不仅增加了采准工作量，而且还影响回采巷道的稳固性。当矿体不规则时，若分段过低，在矿体边部，上下分段难以按菱形布置，分段高度也不宜过高。（为了减少采准工作量，降低损失贫化，解决独头巷道通风问题，和适应高效率的出矿设备的需要，目前国内已开始试验用高分段双进路的方案。）根据我国使用无底柱分段崩落法的具体情况，一般为分段高可在9～15米之间，实际使用的有9～12米的。（大庙、金岭都有10米）。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法1)设备井的布置——设备井并非是每个采场都开一个，而一般是一个阶段内按实际需要布置1～2个。一般是沿走向方向每隔150～300米长度，在下盘的崩落界限之外，布置设备井。设备井断面——根据运送的设备大小而定，如大庙铁矿的设备井断面为2.8*2.8米2（掘进断面）。设备井的用途——无底柱方法机械化程度，为了便于运送设备、材料、人员到各分段方便，有必要掘设备井。（4）分段之间的联络：设备井、斜坡道第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法设备井装备-------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）。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法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。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法辽宁科技大学设计指导教师审核图号比例尺制图日期标准矿块布置图李钢剑黄龙元温彦良1:2504-32008.6.1第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法天井施工方法吊罐法掘进天井劳动强度低，消耗材料少，工序简单，通风好，掘进速度快。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法钻进法掘进天井是用天井钻机在预掘的天井断面内沿全深钻一个直径200~300mm的导向孔，然后用扩孔刀具扩大到所需断面大小。该方法全面机械化掘进，安全性高，缺点是工程成本较高，对中硬以上岩石不宜使用。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法爬罐法掘进天井采用一个沿轨道运行的可驱动的机械平台做为凿岩、装药平台，爆破时先将机械平台驱往避炮洞室，再次驱升平台前将导轨延伸。爬罐法可掘进高天井及盲天井。缺点是设备投资大，设备维修困难，工作面通风困难。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法(5)溜井布置及矿块尺寸1)溜井间距及矿块的划分对于无底柱分段崩落法，没有明显的划分矿块的标志。为了生产管理上的方便，一般以一个溜井服务的范围来划分为一个矿块。溜井间距的大小：用装运机时平均距离为40～50米，一般可达50～60米。最大不得超过60～80米。采用铲运机时，则运距一般可达150～200米，（个别可达300米），因而溜井间距一般可为150～200米。通常溜井间距可按4～5条进路布置。溜井间距不宜过大，否则会影响到运搬效率。ZYQ-14型装运机，拖着长风绳，行走不方便，运距长，反而降低了装运效率。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法2)溜井的位置溜井一般布置在脉外。如果溜井布置在矿体中，损失的矿量多这样生产上灵活、方便。若把溜井布置在脉外时，则应离开矿体边界15米以上，否则会影响安全性。3)溜井的断面溜井的断面，方形的一般为2m×2m，圆形的一般直径2m。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法3)对溜井的其他要求①溜井下部装矿口，应当位于运输水平穿脉巷道的直线段上，以便于装车。②如果需要分级出矿或按不同品种分别出矿时，则可以适当增加溜井。③如果矿体中有大量夹石，或脉外工程量大时，还需要开掘专门的废石溜井。④在决定溜井间距时，还应当考虑溜井的通过能力，以免因溜井磨损过大提前报废而影响生产。⑤当开采厚大矿体时，大部分溜井都布置在矿体内。当回采工作后退到溜井附近，本分段不再使用此溜井时，应将溜井口封闭，防止上部崩落下来的覆岩跑入溜井中。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法(6)回采巷道布置1)回采巷道间距——在矿山生产中，回采巷间距一般取用8～12米，略小于或等于一个分段的高度。有不少矿山（如大庙铁矿）采用10米间距。回采巷道的间距过大，过小都不合适。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法2)回采巷道断面尺寸①回采巷道断面尺寸大小取决于矿石和稳固性，及选用的装矿、凿岩设备等。如选用ZYQ-14装运机和CEE-700型凿岩台车时，则进路断面可为，宽×高=3×3或4×3米2。②回采巷道断面与放矿时矿石流动规律有关。(i)进路宽度——从降低矿石损失贫化的角度看，进路宽一些好。进路宽、装矿设备可以在巷道的全宽上装矿，使矿岩呈水平接触面下降，这样就可改善矿石回收指标。因此，当矿石稳固条件允许条件下，使进路宽些好。(ii)回采进路高度——从放矿角度看，进路高度小一些好。因为巷道高度大时，将导致上部废石提前混入到进路中的矿石中，使进路内正面损失加大。而正面损失难以回收。一般情况进路高度为3～3.5米左右。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法3)回采巷道断面形状回采巷道断面形状可有矩形和拱形断面两种。从放矿角度来看，矩形断面比拱形断面好。因为拱形巷道的拱越高，则矿石流动面越窄，越易发生堵塞，并且使放出椭球体变得瘦长，而增大了矿石损失。从巷道的稳固性来看，拱形的比矩形的好。因而当矿石的稳固性差，要采用拱形断面时，就应使回采巷道间距适当缩小。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法4)回采巷道的布置可分为沿走向和垂直走向两种。当矿体厚度较大，(≥15～20米)可垂直走向布置进路，反之可沿走向布置。沿走向布置时，回采巷道尽量靠近下盘布置，这样可以使矿层呈菱形崩落。从而减少矿石损失。回采巷道布置时应注意：①坡度要求——为了使回采巷道便于排水，装运设备重载下坡。故巷道应有0.3～0.5%的坡度。②转弯半径要求——回采巷道有转弯的地方，为了装矿设备行走和装矿的方便，应有较大的曲率半径。一般转弯半径R12米。③上、下分段的回采巷道应呈菱形布置。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法(7)分段运输联络道1)分段运输联络道的作用用来联结回采巷道与溜井、通风天井和设备井的巷道。使之形成完整的运送系统，它的主要作用是运输，因而又叫运输联络道。2)运输联络道的断面尺寸基本上与回采进路相同，因为设备要同样的行走，当运输联络道布置在脉内时，实际上它的一部分也是回采巷道。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法3)运输联络道的布置可分为脉内和脉外两种布置形式。第三章崩落采矿法无底柱分段崩落法①脉内布置优点：(a)可以得到付产矿石；(b)减少岩石巷道掘进量；(c)当围岩不稳固而矿石稳固时，可