第十三章 崩落采矿法

第十三章崩落法采矿法分层崩落法单层崩落法阶段崩落法分段崩落法第十六章崩落采矿法第一节概述崩落法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法.单层崩落法分层崩落法分段崩落法阶段崩落法。第二节单层崩落法单层崩落法主要是开采顶板岩石不稳固，厚度一般小于3m的缓倾斜矿层。一·长壁式崩落法该采矿法的工作面是壁式的，工作面的长度等于整个矿块的斜长，所以，称为长壁式崩落法。。1.开采条件：2.矿块结构参数及采准布置：(1)阶段高度：取决于允许的工作面长度和矿体倾角，而工作面长度主要受顶板岩石稳固性和电耙有效运距的限制。(2)矿块长度：长壁式工作面是连续推进的，对矿体走向长度没有严格限制，一般为50~100m,最大为200~300m。(3)阶段沿脉运输巷：可布置在矿层中或岩石底板中。(4)矿石溜井：沿装矿巷每5~6m设一个溜井，(5)安全道：每10m设一条安全道与上部阶段巷道连通。3.切割工作：包括切割巷道和切割上山(1)切割巷道(2)切割上山4.回采工作(1)回采工作面形式：直线式和阶梯式(2)落矿：浅孔落矿。(3)出矿：电耙出矿。(4)顶板管理：工作面压力分布图1)支护：木支护，金属支护。2)放顶(5)通风5.开采顺序：多阶段同时开采时，上阶段应超前下阶段，其超前距应保证上部放顶区的地压已稳定为原则，一般不小于50m。阶段回采一般多为后退式。如矿块中有断层，则工作面应由断层的上盘向下盘推进。正确回采方向二·短壁式崩落法矿层的顶板稳固性较差时，采用长壁工作面不容易控制顶板地压，此时，可在上下阶段巷道之间，沿矿层的走向掘进分段巷道，用分段巷道划分工作面，将工作面长度缩小，形成短壁，以利于地压管理。工作面长度在20~25m以下。back三·进路式崩落法如果矿层稳固性更差，则可采用进路式崩落法。其特点是将矿块用分段巷道或上山划分成沿走向的小分段或沿倾斜的条带，从分段巷道或上山向两侧用进路进行回采。四·单层崩落法的评价单层崩落法是开采顶板不稳固，厚度小于3m,倾角小于30度的层状矿体的有效采矿方法。长壁法的采准工作和工作面布置比较简单，因此，它是一种生产能力大，劳动生产率高，损失贫化小，通风条件好的采矿法。缺点：支护用木材，劳动强度大，顶板管理复杂。短壁法工作面短小，灵活性大，但矿块生产能力和劳动生产率底于长壁法。适用地质条件复杂，地压大的矿体。第四节有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，即有底部结构的分段崩落法。特点：1.按分段逐个进行开采；2.在每个分段下部设有出矿专用底部结构（底柱）。分段回采由上向下逐个分段进行回采。一·水平深孔落矿有底柱分段崩落法1.概述2.矿块结构参数：阶段高：40~60m。分段高：15~25m。电耙道间距10~15m,耙运距离30~50m。3.采准工作：包括掘进溜井、回风井、电耙道联络道、斗颈、斗穿、凿岩巷、受矿巷道等。4.切割工作：开凿补偿空间和劈漏两项工作。补偿空间系数K：K=V1/VV1——补偿空间体积，m3;V——矿石爆破前体积，m3。(1)矿石稳固时用中深孔拉底。如图16-18(2)矿石不稳固时，用浅孔拉底，在拉底水平留矿柱，在矿柱上打好眼，与分层大爆破同次分段爆破。5.回采工作：落矿和出矿6.采场通风二·垂直深孔落矿有底柱分段崩落法如图16-201.矿块结构参数：阶段高50-60m，分段高10-25m，分段底柱高6-8m，矿块长25-30m,宽10-15m。2.采准工作：如图16-20，下盘沿脉采准布置的特点：下盘脉外采准布置，单侧堑沟式漏斗，下两个分段用独立垂直放矿溜井，上两个分段用的是倾斜分之溜井。3.切割工作：开掘堑沟和切割立槽。堑沟是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。开凿切割立槽方法：八字形和丁字形，如图4.回采工作：用中深孔或深孔落矿。该法广泛采用挤压爆破。1)小补偿空间挤压爆破；K=15-20%。如图2)向崩落矿岩方向挤压爆破。如图小补偿空间挤压爆破回采方案的优点：1)灵活性大，适用性强，不受矿体形态变化的影响。2)对相邻矿块炮孔和工程的破坏小；3)补偿空间分布均匀。缺点：1)采准切割工作量大；2)采场结构复杂；3)落矿边界不整齐。适用条件：1)各分段第一个矿块或相邻部位无崩落矿2)矿石较破碎；3)要求一次落矿量大。垂直扇形深孔落矿有底柱崩落法优点：1)采准切割工作集中，掘进出碴方便；2)出矿设备（电耙）简单，操作方便，维修方便；3)用挤压爆破时，破碎质量好。缺点：1)向相邻崩落矿岩挤压时，受相邻矿块的牵制较大。2)小补偿空间挤压爆破时，部分切割工程施工条件差，机械化程度底。三·有底柱分段崩落法放矿管理放矿管理包括：1.放矿方案：(1)平面放矿(2)立面放矿(3)斜面放矿如图2.放矿计划的编制：(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。(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计算。(3)绘制放矿图表。3.控制放矿：控制每个漏孔放出矿石的数量和质量四·有底柱分段崩落法的评价1.适用条件：(1)地表允许崩落；(2)合适矿体厚度和倾角；(3)上盘岩石稳固性不限，下盘岩石中等稳固以上；(4)矿石中等稳固；(5)开采贫化损失较大，适合矿石价值不高；(6)矿体不含夹层，无自然性和结块性。2.优缺点：优点：(1)多种回采方案，使用灵活；(2)生产能力大，开采强度大于无底柱分段崩落法。(3)采矿和出矿设备简单，适用维修方便，(4)通风良好。缺点：(1)采准，切割工作量大，机械化程度底；(2)矿石损失贫化较大。3.有底柱崩落法的改进(1)实施集中作业，强化开采，(2)简化采场结构，和底部结构；(3)采用高效采矿设备和凿岩设备；(4)应用振动出矿机，(5)加强损失贫化管理。(6)重视地压与回采顺序的研究，掌握地压活动规律。第五节无底柱分段崩落法一·概述：如图。无底部结构，分段凿岩，崩矿和出矿均在回采巷道中进行。适用无轨设备，结构简单，安全可靠。二·结构参数与采准巷道布置1.阶段高度：50~60米或更高2.分段之间的联络：设备井，斜坡道如图3.矿块尺寸及溜井位置,如图4.分段高度5.回采巷道(1)回采巷道的间距(2)回采巷道的断面及形状(3)回采巷道的布置：沿走向和垂直走向，如图6.分段运输联络道的布置如图三·切割工作：回采前必须在回采巷道的末端形成切割槽，作为最初爆破的自由面及补偿空间。如图1.切割平巷和切割天井拉槽法2.切割天井拉槽法3.炮孔爆破拉槽法四·回采工作：落矿，出矿和通风等，1.落矿工作：(1)落矿参数的确定(炮孔扇面倾角，扇形炮孔边孔角，崩矿步距，孔径，最小抵抗线和孔底距；如图(2)凿岩工作(3)爆破工作2.出矿：(1)铲运机出矿(2)出矿管理。3.通风工作，如图五·回采顺序六·覆盖岩层的形成(1)矿体上部用空场法回采，可崩落采空区上下盘围岩，形成覆岩层。(2)露天转地下时，崩落边坡；(3)围岩不稳固时围岩自然冒落形成覆岩层；(4)人工强制放顶，1)集中放顶如图2)边回采边放顶如图3)先放顶后回采如图(5)采用矿石垫层七·无底柱分段崩落法的评价1.适用条件：(1)地表与围岩允许崩落。(2)矿石中等以上稳固，(3)急倾斜厚矿体或缓倾斜极厚矿体；(4)矿石价值不高。(5)需剔除夹石。优点：(1)安全性好；(2)结构简单，回采工艺简单，(3)适用高效无轨设备，机械化程度高；(4)可剔除夹石，进行分级出矿。缺点：(1)回采巷道通风困难；(2)矿石损失贫化大；(3)开采强度不如有底柱高。4.无底柱分段崩落法的改进：改进通风条件，用高端壁方案Sublevelcaving第六节阶段崩落法阶段强制崩落法阶段自然崩落法阶段崩落法的特点：回采高度等于阶段全高。一·阶段强制崩落法：(1)设有补偿空间的阶段强制崩落法；如图k=20~30%(2)连续回采的阶段强制崩落法，如图1.矿块结构参数：当矿厚30m，矿房垂直走向布置，长和宽均为30~50m,当矿厚30m,矿房沿走向布置。长为30~45m,宽为矿厚。阶段高度：40~50m(倾角缓)；50~50m（倾角陡）运输巷道：厚矿体用脉外运输，极厚矿体用脉内，脉外环形运输系统。2.采准工作：运输巷道和电耙道，放矿溜井，行人通风井，凿岩天井和硐室等。3.切割工作：开凿补偿空间和劈漏。如图4.回采工作：崩矿方案有深孔（中深孔）爆破和药室爆破。5.阶段强制崩落法适用条件(1)矿体厚大(2)开采急倾斜矿体时，上盘岩石最好在没有放完矿石前不崩落。(3)设有补偿空间方案对矿石稳固性要求高一些，矿石须有中等稳固。连续回采时可用于不够稳固的矿石中。(4)矿石价值不高，也不需分采，不含较大的岩石夹层。(5)矿石没有结块性，氧化性和自然性。(6)地表允许崩落。6.阶段强制崩落法的优缺点：与分段崩落法比，阶段强制崩落法采准工程量小，劳动生产率高，采矿成本底，作业安全。缺点，生产技术和放矿管理要求严格，大块率高矿石损失大等。二·阶段自然崩落法1.概述：整个阶段上的矿石在大面积拉底后借自重与地压作用逐渐自然崩落，并能破成碎块。如图16-51。分两种自然崩落法：矿块回采；连续回采。2.矿块回采阶段自然崩落法：如图16-54。在矿块四个边角处掘进四条切帮天井，自切帮天井底部每隔8~10m高度沿矿块的周边掘进切边巷道。当切边处不易自然崩落时，还可以辅以炮孔强制崩落。3.连续回采阶段自然崩落法：将阶段划分为较大的分区，按分区进行回采，在分区的一端沿宽度方向掘进切割巷道，再沿长度方向拉底，拉底到一定面积后矿石便自然冒落，随着拉底不断向前扩展，矿石自然崩落范围也随之向前推进，矿石顶板逐渐形成一斜面，并以斜面形式推进。如图16-554.自然崩落法的适用条件：矿石不稳固，具有密集的节理和裂隙的中等坚硬的矿石，当拉底到一定面积时，能够自然崩落成大小合乎放矿要求的矿块。矿体厚度一般大于20~30m。第七节覆岩下放矿分段崩落法与阶段崩落法的基本特点是在覆岩下放矿，管理不善，则导致大量矿石的损失贫化。因此必须了解放矿过程中崩落矿岩的移动规律。一·覆岩下放矿时崩落矿岩的移动规律1.单孔放矿时崩落矿岩移动规律第七节放矿管理与采场结构参数优化分段崩落法与阶段崩落法的基本特点是在覆岩下放矿，管理不善，则导致大量矿石的损失贫化。因此必须了解放矿过程中崩落矿岩的移动规律。一．放矿时的矿石损失贫化率及放矿截止品位的确定1.矿石损失贫化率在崩落矿石时发生的损失贫化称为一次矿石损失贫化，放矿时发生的损失贫化称为二次矿石损失贫化总的矿石贫化率PP1,P2——一次和二次矿石贫化率P=P1+P2-P1P2总的废石混入率YY=Y1+Y2-Y1Y2Y1,Y2——一次和二次岩石混入率总的矿石回收率HK,HK=HK1HK2HK1,HK2——一次和二次矿石回收率2．放矿截止品位漏斗放矿经历两个阶段：第一阶段为纯矿石阶段，第二阶段为贫化矿石回收阶段，此时，矿石品位逐渐降低。。当放矿品位降低到一定程度时，不宜再出矿，这个截止放矿时的矿石品位称为放矿截止品位。3．矿石损失形式崩落法放矿中，残留矿量在采场里的存在形式主要有两种：一为出矿口之间的脊部残留矿石，二为下盘残留矿石。脊部残留矿石可在下分段放矿中得到不同程度的回收，而下盘残留则属于永久损失，由此可知，下盘残留是矿石损失的主要形式。1.减少矿石损失的常见技术措施（1）开挖下盘岩石，将电耙漏斗出矿口布置在下盘岩石之中（2）合理确定结构参数。有底柱分段崩落法矿石残留体与结构参数关系。采后地压原地压back