采礦學-I課件第十六章-回采工作主要過程

第三篇回采工作主要過程第一節(jié)概述第二節(jié)單層崩落法

第三節(jié)分層崩落法

第四節(jié)有底柱分段崩落法第五節(jié)無底柱分段崩落法

第六節(jié)階段崩落法第七節(jié)覆巖下放礦第三篇回采工作主要過程第一節(jié)概述第二節(jié)單層崩落1第一節(jié)概述

崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管理的采礦方法?；咎卣鳎弘S著崩落礦石，強制（或自然）崩落圍巖充填采空區(qū)，以控制和管理地壓。崩落采礦法包括以下采礦方法：單層崩落法淺孔落礦分層崩落法淺孔落礦有底柱分段崩落法深孔落礦無底柱分段崩落法深孔落礦階段崩落法深孔落礦

第一節(jié)概述崩落采礦法是以崩落圍巖來實現(xiàn)地壓管2第二節(jié)單層崩落法

概述：主要用來開采頂板巖石不穩(wěn)固，厚度小于3m的緩傾斜礦層，如鐵礦、錳礦、鋁土礦、粘土礦等。根據(jù)頂板巖石穩(wěn)固程度不同，采用不同形式的工作面，即：長壁式崩落法、短壁式崩落法、進路式崩落法。

一、長壁式崩落法工作面是壁式的,長度等于礦塊斜長，所以稱為長壁式崩落法。特點：劃分礦塊，礦塊回采工作按全厚沿走向推進，當回采工作面推進一定距離后，留出回采所需的空間外，有計劃的回收支柱，并崩落不需要保留的空區(qū)頂板，用崩落頂板的巖石充填采空區(qū)，以控制頂板壓力。第二節(jié)單層崩落法概述：主要用來開采頂板巖石不3第二節(jié)單層崩落法龐家堡鐵礦為例1、開采條件：淺海沉積赤鐵礦床，走向長8600m，α＝25o~30o，由三個礦層組成，第一層厚1~3.5m，第二、三層交薄，平均厚各1m，1~2層間夾硅質(zhì)板巖厚1.2m；2~3層間夾硅質(zhì)板巖厚0.8m；礦石穩(wěn)固，f=8~10。夾層片理發(fā)育，不穩(wěn)固、易片落。第一層礦的頂板：黑色頁巖，厚6.5-8m，不穩(wěn)固，f=4~6。頁巖上為砂巖，厚2~3m，再上為幾十米厚的頁巖。第三層礦底板為小白石英巖，f=12~18，石英巖下部為粘板巖、大白石英巖，均穩(wěn)固。礦層基本連續(xù)，局部被斷層切斷，斷層對采礦的影響較大。地表為山地，允許崩落。第二節(jié)單層崩落法龐家堡鐵礦為例4第二節(jié)單層崩落法第二節(jié)單層崩落法5第二節(jié)單層崩落法2、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)及采準布置階段高：一般30m，受工作面長度（爬距）和頂板巖石穩(wěn)固性的限制。礦塊長：50~100m,最大可達200~300m。階段沿脈運輸巷道：礦體中或底板巖石中，一般多布置在巖石中；單軌雙巷能力大斷面小污風串聯(lián)工程量大。礦石溜井：沿裝車巷道每隔5~6m一個,斷面1.5×1.5㎡，可臨時通風行人。安全道：采場每隔10m一條，1.5×1.8㎡，安全出口、行人、通風、運料。為保證工作面推進到任何位置，都能有一個安全出口，安全道之間的距離，不應大于最大懸頂距。第二節(jié)單層崩落法2、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)及采準布置6第二節(jié)單層崩落法3、切割工作切割平巷：既作為崩礦自由面，同時也是安放電耙絞車和行人、通風的通道。位于采場下部邊界的礦體中，沿走向掘進，并與各個礦石溜井貫通，寬度為2m高度為礦層厚度。切割上山：一般位于礦塊一側(cè)，連通下部礦石溜井與上部安全通道，寬度應保正開始回采所必需的工作空間，一般2~2.4m，高度為礦層厚度。第二節(jié)單層崩落法3、切割工作7第二節(jié)單層崩落法4、回采工作回采工作：落礦、運礦、支護和放頂。1）工作面形式：直線式：利于頂板管理、不能平行作業(yè)，梯段式：不利于頂板管理、能平行作業(yè)

第二節(jié)單層崩落法4、回采工作8第二節(jié)單層崩落法2）落礦：淺孔落礦。炮孔：一字形、之字形、梅花形。孔深1.2~1.8m，w=0.6~1.0m。3）出礦：電耙出礦。耙斗0.2~0.3m3，14~30KW。4）頂板管理第二節(jié)單層崩落法2）落礦：9第二節(jié)單層崩落法每次放頂?shù)木嚯x稱為放頂距。放頂后所保留的能維持正常工作的最小寬度稱為控頂距，一般維持在2到3排支柱距離。頂板暴露的寬度稱為懸頂距，放頂時懸頂距為最大懸頂距，等于放頂距與控頂距之和，最小懸頂距等于控頂距。第二節(jié)單層崩落法每次放頂?shù)木嚯x稱為放頂距。10第二節(jié)單層崩落法※支護作用：減緩頂板下沉，防止頂板局部片落，以保證回采工作順利進行。木支柱、金屬支柱；工作面支護的形式：木支護：帶柱帽和削尖柱腳,以獲得可縮性，支柱直徑180~200㎜；排距0.8～1.2m、間距0.8～1.2m、柱帽交錯排列；金屬支柱：承載能力大，能重復用，重量大使用不便。礦層頂板形態(tài)穩(wěn)定和厚度變化小時可用液壓掩護支架。其它：錨桿、木垛和礦柱等支護形式。第二節(jié)單層崩落法※支護11第二節(jié)單層崩落法

※放頂回采工作面推進到最大懸頂距時，暫時停止回采，由專業(yè)放頂隊放頂。放頂步驟：加密控頂距與放頂距交界線上的一排或兩排支柱（不帶柱帽）；在放頂區(qū)內(nèi)回收支柱。

一般采用安裝在上部階段運輸巷的回柱絞車回收支柱。回柱順序沿傾斜方向自下而上，沿傾斜方向先遠后近（針對工作面）。殘留于空區(qū)的支柱不能回收時，人工爆破。回柱后頂板不自然冒落的，需預先在密集支柱外0.6m處向外60?鑿淺孔強制崩落。第二節(jié)單層崩落法※放頂12第二節(jié)單層崩落法

5）通風：通風條件較好。新鮮風流：下部階段運輸巷---行人井---工作面；清洗工作面的污風：上部安全道---上部階段運輸巷道。礦體走向大時，應考慮分區(qū)通風。5、開采順序階段：由上而下，上階段超前下階段，一般大于50m。多采用后退式回采。礦塊：工作面推進方向與階段回采順序一致。多層開采：上層超前下層，上層采空區(qū)地壓穩(wěn)定后回采下層。6、勞動組織落礦、出礦支護三項作業(yè)，綜合工作隊，各工種平行作業(yè)，20~40人組成。第二節(jié)單層崩落法5）通風：通風條件較好。新13第二節(jié)單層崩落法四、單層崩落法評價適用條件：頂板不穩(wěn)，厚<3m，α<30o，地表允許陷落。優(yōu)點：采準工作和工作面布置比較簡單；生產(chǎn)能力大，通風好，勞動生產(chǎn)率高，損失貧化小。缺點：支柱消耗量大，支柱勞動強度大，頂板管理復雜，有用木材換礦石之說。發(fā)展方向：研究地壓規(guī)律，改進頂板管理工作，研究支柱代用。第二節(jié)單層崩落法四、單層崩落法評價14第四節(jié)有底柱分段崩落法

有底柱分段崩落法，也稱有底部結(jié)構(gòu)的分段崩落法。該方法的主要特征是：第一按分段逐個進行回采；第二在每個分段下部設有出礦專用的底部結(jié)構(gòu)（底柱）。有底柱分段崩落法就是根據(jù)這兩個特征命名的。分段的回采由上向下逐分段依次進行。依照落礦方式可分為：水平深孔落礦有底柱分段崩落法與垂直深孔落礦有底柱分段崩落法兩種。前種方法具有比較明顯的礦塊結(jié)構(gòu)，每個礦塊一般都需要開掘補償空間，進行自由空間爆破。后種方法的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。第四節(jié)有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法，也15第四節(jié)有底柱分段崩落法一、水平深孔落礦有底柱分段崩落法

1.概述：這種方法的典型方案如圖16~16所示。每個階段可劃分為2～3個分段，每個分段下部都設有底部結(jié)構(gòu)（底柱），崩礦前須要在崩落礦石層下部拉底和開掘補償空間7。若礦石穩(wěn)固性較差或拉底面積較大時，可留臨時礦柱8，臨時礦柱與上部礦石一齊崩落。補償空間開掘之后，一次爆破上面的水平深孔，形成20～30m高的崩落礦石層，并在覆巖下放礦，用電耙出礦。礦石經(jīng)電耙道6耙至礦石溜井5，溜井下口與穿脈運輸巷道2相通。礦石在穿脈巷道裝車，再經(jīng)構(gòu)成環(huán)形運輸?shù)纳?、下盤沿脈運輸巷道1、3運走。第四節(jié)有底柱分段崩落法一、水平深孔落礦有底柱分段崩落法16第四節(jié)有底柱分段崩落法第四節(jié)有底柱分段崩落法17第四節(jié)有底柱分段崩落法新鮮風流由下盤脈外人行通風天井4進入，清洗耙道之后，經(jīng)另一端的通風天井流至上階段的回風巷道排出。在脈內(nèi)開掘鑿巖天井9，自鑿巖天井開掘聯(lián)絡道10，進入崩礦邊界后開掘鑿巖硐室11，上下鑿巖分層的聯(lián)絡道和鑿巖硐室分別布置在天井的不同側(cè)面，自鑿巖硐室鉆鑿深孔12。2.礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度主要取決于礦體傾角、厚度和形狀規(guī)整程度，一般為40～60m。分段高度是一個重要參數(shù)，直接關系著采準切割工程量和礦石損失貧化等。當?shù)V體傾角不是很陡時，下盤礦石損失數(shù)量隨著分段高度的增大而增大；第四節(jié)有底柱分段崩落法新鮮風流由下盤脈外人行通風天18第四節(jié)有底柱分段崩落法此外，分段高度也要與上盤巖石穩(wěn)固性相適應，最好在崩落礦石放出之前上盤巖石不發(fā)生大量崩落，否則礦石被巖石截斷，將造成較大的礦石損失貧化；再有分段高度要與電耙巷道的穩(wěn)固性相適應，保證電耙巷道在出礦期間不被破壞。在生產(chǎn)實際中常用的分段高度為15～25m。電耙道間距和耙運距離。在保證底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的前提下應縮小耙道間距，以利于提高礦石回采率，一般變化在10～15m范圍內(nèi)。耙運距離一般為30～50m，加大耙運距離時，電耙效率顯著降低。第四節(jié)有底柱分段崩落法此外，分段高度也要與19第四節(jié)有底柱分段崩落法水平深孔落礦的礦塊尺寸主要取決于礦體厚度、礦石穩(wěn)固性（允許拉底面積）、鑿巖設備（鉆鑿炮孔深度）以及電耙出礦的合適耙運距離和耙道間距等。例如當?shù)V體厚度小于15m時，沿走向布置礦塊，礦塊長度常按耙運距離確定。礦體厚度大并且礦體形狀比較規(guī)整，厚度與下盤傾角又變化不大時，可沿走向布置耙道，穿脈巷道裝車，穿脈巷道間距可取30m。反之，多采用垂直走向布置耙道，在沿脈巷道裝車。此時可根據(jù)礦體厚度等條件取2～4條耙道為一個礦塊。底柱高度主要取決于礦石穩(wěn)固性和受礦巷道形式。采用漏斗時，分段底柱常為6～8m；階段底柱宜設儲礦小井，以消除耙礦和階段運輸間的相互牽制。此時底柱高度為11～13m。第四節(jié)有底柱分段崩落法水平深孔落礦的礦塊尺20第四節(jié)有底柱分段崩落法

3.采準工作為提高礦塊生產(chǎn)能力和適應這種采礦方法溜井多的特點，在階段運輸水平多用環(huán)形運輸系統(tǒng)。在環(huán)形運輸系統(tǒng)中，有穿脈裝車和沿脈裝車兩種形式。穿脈裝車的優(yōu)點是，由于溜井布置在穿脈巷道內(nèi)，運輸很少受裝載的干擾，故階段運輸能力較大；此外，可利用穿脈巷道進行探礦。它的缺點是采準工程量大。確定穿脈巷道長度時要考慮溜井裝車時整個列車都停留在穿脈巷道上，不阻擋沿脈巷道的通行。穿脈巷道間距要與耙道的布置形式、長度和間距相適應，一般為25～30m。第四節(jié)有底柱分段崩落法3.采準工作為提高礦塊21第四節(jié)有底柱分段崩落法

采場溜井主要有兩種布置形式，第一種各分段耙道都有獨立的礦石溜井；第二種是上、下各分段耙道通過分枝溜井與礦石溜井相連。前種形式的出礦強度大，便于掘進和出礦計量管理，但掘進工程量大；后種形式的工程量小，但施工比較復雜和不便于出礦計量。設計時結(jié)合具體條件根據(jù)放礦管理、工程量和生產(chǎn)能力等要求選取。溜井斷面一般為1.5×2m2或2×2m2。溜井的上口應偏向電耙道的一側(cè)，使另一側(cè)有不小于1m寬的人行通道。溜井多用垂直的，便于施工。傾斜溜井上部分段（長溜井）不小于60o，最下分段（短溜井）不小于55o。第四節(jié)有底柱分段崩落法采場溜井主要有兩種布置形22第四節(jié)有底柱分段崩落法

采準天井用來行人、通風和運送材料設備等。采準天井有兩種布置形式，一是按礦塊布置，即每個礦塊都有獨立的礦塊天井；另一種為按采區(qū)布置，幾個礦塊組成一個采區(qū)，每個采區(qū)布置一套天井。目前趨向采用采區(qū)天井，以減少采準工程量，同時還可在采區(qū)天井中安裝固定的提升設備，改善勞動條件。電耙巷道的布置，常常取決于礦體厚度：當?shù)V體厚度小于15m時，多用沿脈布置耙道；當?shù)V體厚度大，一般多用垂直走向布置；當?shù)V體厚度變化不大形狀比較規(guī)整時，也可采用沿走向布置耙道。此時礦石溜井等都布置在礦體內(nèi)，可減少巖石工程量。第四節(jié)有底柱分段崩落法采準天井用來行人、通風23第四節(jié)有底柱分段崩落法

底部結(jié)構(gòu)是由電耙道、放礦口（斗穿）、漏斗頸和受礦巷道（漏斗或塹溝）等組成。近年有的礦山為了增加礦石流通性，減少堵塞次數(shù)和降低堵塞位置，增大了出礦巷道尺寸，例如把漏斗頸和放礦口尺寸增大到2.5×2.5m。由于在覆巖下放礦，漏斗間距在底柱穩(wěn)固性允許的前提下以小一點為好，一般取5～6m。鑿巖天井的位置和數(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，鑿巖硐室規(guī)格為3.5×3.5×3.0m3。采用中深孔爆破時。炮孔可自天井直接鉆鑿。第四節(jié)有底柱分段崩落法底部結(jié)構(gòu)是由電耙道、放24第四節(jié)有底柱分段崩落法

4.切割工作切割工作是指開掘補償空間和劈漏兩項工作。礦石從礦體崩落下來并破成碎塊，其體積定有所增大，這就是一般所謂的碎脹。當采用有自由空間（即有足夠補償空間）的深孔或中深孔爆破時，碎脹體積約為崩礦前原體積的30％。所以當用自由松散爆破時，補償空間體積就是根據(jù)這個數(shù)量關系確定的。而當采用擠壓爆破時，補償空間數(shù)量要小于松散爆破。補償空間的大小用補償空間系數(shù)（或補償比）表示式中V1——補償空間體積，m3V——礦石爆破前體積，m3。第四節(jié)有底柱分段崩落法4.切割工作25第四節(jié)有底柱分段崩落法當補償空間為V1時，爆破后的體積為V1＋V，所以爆破后礦石的碎脹（松散）系數(shù)由此得出開掘補償空間方法與礦石穩(wěn)固性有關。

第四節(jié)有底柱分段崩落法當補償空間為V1時，爆破后的體積為V26第四節(jié)有底柱分段崩落法

（1）礦石穩(wěn)固時首先用中深孔拉底。如圖16－18所示，在拉底水平開掘橫巷和平巷，鉆鑿水平中深孔，最小抵抗線為1.2～1.5m，每排布置三個炮孔，利用拉底平巷或橫巷為自有面。每次爆破3～5排炮孔，形成拉底空間。拉底后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后，再進行大爆破，崩落上面全部礦石。在穩(wěn)固礦石中亦可采用中深孔爆破，一次完成開掘補償空間工作。在拉底水平根據(jù)礦塊尺寸開掘數(shù)條平巷，自平巷鉆鑿立面扇形炮孔，炮孔深度根據(jù)補償空間高度和平巷間距確定。在一端開掘立槽作為自有面，逐次爆破并放出礦石形成補償空間。第四節(jié)有底柱分段崩落法（1）礦石穩(wěn)固時首先用中27第四節(jié)有底柱分段崩落法

當補償空間高度不大于4m時，亦可用淺孔拉底并挑項形成補償空間。在鄰接采空區(qū)的一側(cè)要留有隔離礦柱。此外，當拉底面積大或礦石不夠穩(wěn)固時，亦可以在拉底范圍內(nèi)留臨時礦柱，此礦柱可與上面礦石一起爆破。（2）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，所以常常是用拉底巷道的空間來作補償空間。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。這些深孔與落礦深孔同次超前爆破，從而形成緩沖墊層和補償空間。第四節(jié)有底柱分段崩落法當補償空間高度不大于428第四節(jié)有底柱分段崩落法5.回采工作回采工作主要指落礦與出礦。本法落礦常用水平扇形深孔自由空間爆破方式。深孔常用YQ－100型潛孔鉆機鉆鑿，一般最小抵抗線為3～3.5m，炮孔密集系數(shù)1～1.2，孔徑為105～110mm，孔深一般為15～20m。中深孔用YG－80和YGZ－90型鑿巖機鉆鑿。出礦作業(yè)通常包括放礦、二次破碎和運礦等三項內(nèi)容。崩落的礦石約有70％～80％是在巖石覆蓋下放出來的。隨著礦石的放出，覆蓋巖石也隨之下降，崩落礦石與覆蓋巖石的直接接觸引起了礦石的損失與貧化。因此，在出礦中必須編制放礦計劃，按放礦計劃實施放礦，控制礦巖接觸面形狀及其在空間位置的變化，對降低放礦過程中的礦石損失貧化是極為重要的。第四節(jié)有底柱分段崩落法5.回采工作29第四節(jié)有底柱分段崩落法6.采場通風由于采空區(qū)崩落和采場結(jié)構(gòu)復雜，采場通風條件是比較差的，因此，須要正確選擇通風方式和通風系統(tǒng)，合理布置通風工程。對通風的具體要求如下：（1）原則上宜采用壓入式通風，以減少漏風。當井下負壓不大時，采用單一壓入式即可；負壓很大時，則應采用以壓入式為主的抽壓混合式通風。（2）把通風的重點放到電耙層，把電耙層的通風系統(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層。

第四節(jié)有底柱分段崩落法6.采場通風30第四節(jié)有底柱分段崩落法（3）電耙道上的風向，應與耙運的方向相反，風速要滿足0.5m/s要求，以迅速排除炮煙、粉塵和其它有害氣體，并達到降溫的目的。鑿巖井巷和硐室也應盡可能有新鮮風流貫通，使鑿巖和裝藥條件得到改善。

（4）盡可能避免全部使用脈內(nèi)采準，因這很難構(gòu)成正規(guī)的通風系統(tǒng)。第四節(jié)有底柱分段崩落法（3）電耙道上的風向，應與耙運的方向31第四節(jié)有底柱分段崩落法

水平深孔落礦有底柱分段崩落法用來開采礦石穩(wěn)固、形狀規(guī)整、急傾斜中厚以上的礦體較為合適。該法每次爆破礦量較大，一般不受相鄰采場的牽制，有利于生產(chǎn)銜接。該法的缺點是，在天井與硐室中鑿巖，鑿巖工作條件不好；此外要求礦體條件（厚度、傾角、形狀規(guī)整程度）較高，適應范圍小，靈活性較差。該法在我國使用的不多。第四節(jié)有底柱分段崩落法水平深孔落礦有底柱分段32第四節(jié)有底柱分段崩落法二、垂直深孔落礦有底柱分段崩落法第四節(jié)有底柱分段崩落法二、垂直深孔落礦有底柱分段崩落法33第四節(jié)有底柱分段崩落法

垂直深孔落礦有底柱分段崩落法大都采用擠壓爆破。應用這種方法開采中厚礦體的典型方案，如圖所示。1-階段沿脈運輸巷道2-階段穿脈運輸巷3-礦石溜井4-耙礦巷道5-斗頸6-塹溝巷道7-鑿巖巷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）第四節(jié)有底柱分段崩落法垂直深孔落礦有底柱分段34第四節(jié)有底柱分段崩落法1-階段沿脈運輸巷道2-階段穿脈運輸巷3-礦石溜井4-耙礦巷道5-斗頸6-塹溝巷道7-鑿巖巷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）第四節(jié)有底柱分段崩落法1-階段沿脈運輸巷道2-階段穿脈運輸351、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)垂直深孔落礦有底柱分段崩落法的礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)與水平深孔落礦有底柱分段崩落法基本相同，階段高50～60m，分段高10～25m，分段底柱高6～8m；礦塊尺寸常以電耙道為單元進行劃分，礦塊長25～30m，寬10～15m。2.采準工作

特點：下盤脈外采準布置，即出礦、行人、通風和運送材料等采準工程都布置于下盤脈外。階段運輸為穿脈裝車的環(huán)形運輸系統(tǒng)。電耙道也布置于下盤脈外，單側(cè)塹溝式漏斗。下兩個分段采用獨立垂直放礦溜井，上兩個分段用的是傾斜分支放礦溜井。每2～3個礦塊設置一個行人進風天井，用聯(lián)絡道與各分段電耙道貫通，作為行人、進風、運送材料和敷設管纜之用。每個礦塊的高溜井都與上階段脈外運輸巷道相通，且以聯(lián)絡道與各分段電耙道相連，作為各分段電耙道的回風井。第四節(jié)有底柱分段崩落法1、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)第四節(jié)有底柱分段崩落法36

3.切割工作切割工作是開掘塹溝和切割立槽。塹溝是在塹溝巷道內(nèi)鉆鑿垂直上向扇形中深孔（圖16－21），與落礦同次分段爆破而成。塹溝炮孔爆破的夾制性較大，所以常常把扇形兩側(cè)的炮孔適當?shù)募用??？侩姲业酪粋?cè)邊孔傾角通常不小于55o。為了減少堵塞次數(shù)和降低堵塞高度，在耙道的另一側(cè)鉆鑿1～2個短炮孔，短炮孔傾角控制在20o左右。第四節(jié)有底柱分段崩落法圖16-21塹溝結(jié)構(gòu)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3.切割工作第四節(jié)有底柱分段崩落法圖16-21塹溝結(jié)37塹溝切割有工藝簡單、工作安全、效率高且容易保證質(zhì)量等優(yōu)點，所以使用得比較普遍。但塹溝對底柱切割較大以及塹溝爆破的作用強，故底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性受到一定影響。開鑿切割立槽是為了給落礦和塹溝開掘自有面和提供補償空間。根據(jù)切割井和切割巷道的相互位置不同，切割立槽的開掘方法可分為：“八”字形拉槽法、“丁”字形拉槽法兩種。第四節(jié)有底柱分段崩落法塹溝切割有工藝簡單、工作安全、效率高且容易保證質(zhì)量等38第四節(jié)有底柱分段崩落法（1）“八”字形拉槽法，多用于中厚以上的傾斜礦體。從塹溝按預定的切割槽輪廓，掘進兩條方向相反的傾斜天井，兩井組成一個倒“八”字形。緊靠下盤的天井用作鑿巖，另一條天井則作為爆破的自有面和補償空間。自鑿巖天井鉆鑿平行另一條天井的中深孔，爆破這些炮孔后便形成切割槽。這種切割方法具有工程量少，炮孔利用率高，廢石切割量小等優(yōu)點，但鑿巖工作條件不好，工效較低。第四節(jié)有底柱分段崩落法（1）“八”字形拉槽法，多用于中厚以39第四節(jié)有底柱分段崩落法

（2）“丁”字形拉槽法，掘進切割橫巷和切割井，切割橫巷和切割井組成一個倒“丁”字形。自切割橫巷鉆鑿平行于切割井的上向垂直平行中深孔。以切割井為自有面和補償空間，爆破這些炮孔則形成切割立槽。切割巷道的斷面通常取決于所使用的鑿巖設備，長度取決于切割槽的范圍。切割井位置通常根據(jù)礦石的穩(wěn)固性、出礦條件、天井兩側(cè)炮孔排數(shù)等因素確定?！岸　弊中卫鄯蓱糜诟鞣N厚度和各種傾角的礦體中。對比前種方法，該法鑿巖條件好，操作方便，在實際中應用的較多。第四節(jié)有底柱分段崩落法（2）“丁”字形拉槽法，掘40第四節(jié)有底柱分段崩落法切割槽的形成步驟有兩種：（1）形成切割槽之后進行落礦。優(yōu)點是能直接觀察切割槽的形成質(zhì)量，并能及時彌補其缺陷。缺點是對礦巖穩(wěn)固性要求高，也容易造成因補償空間過于集中，不能很好地發(fā)揮擠壓爆破作用，在實踐中使用不多。（2）形成切割槽與落礦同次分段爆破。優(yōu)缺點恰與上述相反，為當前大多數(shù)礦山所應用。切割槽應垂直于礦體走向，布置在爆破區(qū)段的適中位置，使補償空間盡量分布均勻，此外應布置在礦體肥大或轉(zhuǎn)折和穩(wěn)固性較好的部位。第四節(jié)有底柱分段崩落法切割槽的形成步驟有兩種：41第四節(jié)有底柱分段崩落法

4.回采工作一般用中深孔或深孔落礦。中深孔常用YG－80型和YGZ－90型鑿巖機配FJY－24型圓環(huán)雪橇式臺架鉆鑿；深孔常用YQ－100型潛孔鉆機鉆鑿。中深孔落礦使用廣泛。為了減少采準工程量，可把鑿巖巷道與塹溝巷道合為一條。把前面方案的菱形崩礦分間改為矩形崩礦分間，崩下的礦石很大一部分暫留由下分段放出。第四節(jié)有底柱分段崩落法4.回采工作42第四節(jié)有底柱分段崩落法在上向垂直扇形中深孔落礦有底柱分段崩落法中，廣泛使用擠壓爆破。按崩落礦石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擠壓爆破兩種回采方案。1）小補償空間擠壓爆破方案崩落礦石所需要的補償空間是由崩落礦體中的井巷空間所提供。常用的補償空間系數(shù)為15～20％。補償空間過大，不但增加了采準工程量，而且還可能降低擠壓爆破的效果；過小，容易出現(xiàn)過擠壓甚至“嗆炮”現(xiàn)象。在設計時可參考下列情況選取補償空間系數(shù)的數(shù)值：1）礦石較堅硬、桃形礦柱穩(wěn)固性差或補償空間分布不均勻，落礦邊界不整齊等，可取較大的數(shù)值。2）礦石破碎或有較大的構(gòu)造破壞，相鄰礦塊都已崩落、或電耙巷道穩(wěn)固，補償空間分布均勻，落礦邊界整齊等，可取較小的數(shù)值。第四節(jié)有底柱分段崩落法在上向垂直扇形中深孔43第四節(jié)有底柱分段崩落法

礦塊的補償空間系數(shù)確定后，可進行礦塊采準切割工程的具體布置，使其分布于落礦范圍內(nèi)的塹溝巷道、分段鑿巖巷道，切割巷道、切割天井等工程的體積與落礦體積之比的百分數(shù)符合確定的數(shù)值。當出現(xiàn)補償空間與要求數(shù)量不一致時，常以變動切割槽的寬度、增加切割天井的數(shù)目、調(diào)整切割槽間距等辦法求得一致。一般過寬的切割槽，施工是比較困難的，且因其空間集中，也影響擠壓爆破效果；增減切割天井數(shù)目，可調(diào)范圍也不大；所以常常是以調(diào)整切割槽的間距，即用增減切割槽的數(shù)目來適應確定的補償空間系數(shù)。第四節(jié)有底柱分段崩落法礦塊的補償空間系數(shù)確定44第四節(jié)有底柱分段崩落法

小補償空間擠壓爆破回采方案的優(yōu)缺點和適用條件如下。優(yōu)點：1）靈活性大，適應性強，一般不受礦體形態(tài)變化、相鄰崩落法礦巖的狀態(tài)、一次爆破范圍的大小、礦巖穩(wěn)固性等條件的限制。2）對相鄰礦塊的工程和炮孔等破壞較小。3）補償空間分布比較均勻，且能按空間分布情況調(diào)整礦量，故落礦質(zhì)量一般都較好，而且比較可靠。第四節(jié)有底柱分段崩落法小補償空間擠壓爆破回采45第四節(jié)有底柱分段崩落法缺點：1）采準切割工程量大，一般都在15～22m/kt，比向崩落法礦巖方向擠壓爆破的大3～5m/kt。2）采場結(jié)構(gòu)復雜，施工機械化程度低，施工條件差。3）落礦的邊界不甚整齊。適用條件：1）各分段的第一個礦塊或相鄰部位無崩落礦巖。2）礦石較破碎或需降低對相鄰礦塊的破壞影響。3）為生產(chǎn)或銜接的需要，要求一次崩落較大范圍。第四節(jié)有底柱分段崩落法缺點：46第四節(jié)有底柱分段崩落法

（2）向崩落礦巖方向擠壓爆破方案礦塊的下部是用小補償空間擠壓爆破形成塹溝切割，上部為向相鄰崩落礦巖擠壓爆破。實施向相鄰崩落礦巖擠壓爆破（有的稱為側(cè)向擠壓爆破）時，在爆破前，對前次崩落的礦石需進行松動放礦，其目的是將爆破后壓實的礦石松散到正常狀態(tài)，以便本次爆破時借助爆破沖擊力，擠壓已松散的礦石來獲得補償空間，如此逐次進行，直至崩落全部礦石。第四節(jié)有底柱分段崩落法（2）向崩落礦巖方向擠壓爆47第四節(jié)有底柱分段崩落法該方法不需要開掘?qū)Ｓ玫难a償空間，但鄰接崩落礦巖的數(shù)量及其松散狀態(tài)，對爆破礦石數(shù)量及破碎情況具有決定性的影響，所以本法不如小補償空間擠壓爆破靈活和適應性大。此外采用該種擠壓爆破時，大量礦石被拋入巷道中，需人工清理，勞動繁重并且勞動條件也不好。垂直深孔落礦有底柱崩落法的出礦，大都使用電耙，絞車功率多用30kw，耙斗容量0.25～0.3m3，耙運距離30～50m。有的礦山使用55kw電耙絞車，耙斗0.5m3。第四節(jié)有底柱分段崩落法該方法不需要開掘?qū)Ｓ?8第四節(jié)有底柱分段崩落法垂直扇形深孔落礦有底柱分段崩落法。在我國有色金屬地下礦山使用比較普遍，其主要優(yōu)點：

1）大部分采準切割工程比較集中，掘進時出碴方便，有利于強掘。

2）所用的出礦設備（電耙）結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)可靠，操作和維修方便。

3）應用擠壓爆破落礦，破碎質(zhì)量好，出礦效率高。

缺點：1）向相鄰崩落礦巖擠壓爆破，受相鄰礦塊的牽制較大，靈活性差。2）小補償空間擠壓爆破方案中，部分切割工程施工條件差，機械化程度低，勞動強度大。今后，隨著高效率中深孔鑿巖設備不斷改進，該方法將會得到更大的發(fā)展。第四節(jié)有底柱分段崩落法垂直扇形深孔落礦有底49第四節(jié)有底柱分段崩落法三、有底柱分段崩落法放礦管理

在采礦方法和結(jié)構(gòu)參數(shù)既定的條件下，礦石崩落后，在覆巖下放礦須要良好的放礦管理，其好壞直接關系著礦石損失貧化指標的大小。當前在我國礦山加強放礦管理，是降低礦石損失貧化的一項重要措施。放礦管理包括選擇放礦方案、編制放礦計劃以及實施放礦控制與調(diào)整三項工作。1.選擇放礦方案根據(jù)放礦過程中礦巖界面的變化和移動，可將放礦方案分為下列三種形式：

平面放礦、立面放礦、斜面放礦。第四節(jié)有底柱分段崩落法三、有底柱分段崩落法放礦管理50第四節(jié)有底柱分段崩落法

（1）平面放礦放礦過程中礦巖界面保持近似水平下移，根據(jù)平面移動要求控制各漏孔放出礦量和放礦順序。該放礦方案在放礦過程中的礦巖接觸面積最小，有利于減少損失貧化。階段崩落法和分段高度較大的水平深孔落礦有底柱分段崩落法的放礦須采用平面放礦方案。平面放礦1、2、3、4、5、6各漏斗按順序每次放礦后礦巖接觸面下降情況第四節(jié)有底柱分段崩落法（1）平面放礦平面放礦51（2）立面放礦立面放礦就是一般所謂的依次全量放礦。其特點是各漏孔依次放出，并且一直放到截止品位為止，然后關閉漏孔。由于這種放礦方案的礦巖界面以較陡的傾角向前移動，故稱之為立面放礦。第四節(jié)有底柱分段崩落法立面放礦1、2、3、4、5、6為按漏斗依次放礦后所形成的放礦漏斗。該方案在放礦過程中的礦巖接觸面積較大，不利于礦石的回收。和平面方案比較，立面方案的純礦石回采率低，同時，損失貧化均有增大，脊部殘留高度也大。該方案放礦過程中的管理工作簡單。（2）立面放礦第四節(jié)有底柱分段崩落法立面放礦52斜面放礦（3）斜面放礦該方案特點是放礦過程中礦巖界面保持傾斜面向前移動?？砂?5o左右的礦巖斜面確定進入放礦帶的放出漏孔數(shù)。斜面放礦方案多用于連續(xù)回采的崩落法中。在生產(chǎn)實際中可選用一中方案或兩種方案聯(lián)合使用，亦可將某個方案作某些改變成為一種變形方案。總之要結(jié)合崩落礦塊和礦山放礦管理的具體情況確定放礦方案。第四節(jié)有底柱分段崩落法斜面放礦（3）斜面放礦第四節(jié)有底柱分段崩落法53第四節(jié)有底柱分段崩落法

2.放礦計劃的編制放礦方案確定后，根據(jù)崩落礦巖堆體和出礦巷道的布置，編制放礦計劃。下面以平面放礦方案為例，簡述放礦計劃的編制方法。（1）每個漏孔應放出總量等于每個漏孔負擔平面之上的礦石柱體積減去脊部殘留體積?？肯卤P漏孔的礦石柱還要減去下盤損失數(shù)量。（2）每個漏孔在每輪的放出礦石量，根據(jù)該孔在該高度上的負擔面積乘以下降高度計算。每輪礦巖界面下降高度一般可取2m左右。（3）編制放礦圖表。根據(jù)上面所得數(shù)據(jù)須編繪出放礦計劃圖表，在表中表明各漏孔每次放出量和礦巖界面相應的下降高度。（4）有的礦山按下列數(shù)段編制放礦計劃。第四節(jié)有底柱分段崩落法2.放礦計劃的編制54第四節(jié)有底柱分段崩落法

第一段為松動放礦，使全部漏孔之上的礦石松散，在擠壓爆破條件下放出崩落礦量的15％左右。第二段為削高峰，放出崩落礦石堆超高部分；第三段為均勻放礦，按平面下降要求確定各孔每次的放出量，每個漏孔一直放到開始有巖石混入（貧化）為止。第四段改用依次全量放礦，各漏孔可以一直放到截止品位后，關閉漏孔。3.控制放礦控制放礦就是控制每個漏孔放出礦石的數(shù)量和質(zhì)量。如果按放礦計劃控制放礦量，而在生產(chǎn)中出現(xiàn)實際放礦量與計劃量不一致時，要在下次放礦時進行調(diào)整。有的礦山為此在整個放礦高度上規(guī)定出2～3個調(diào)整線，要求到達調(diào)整線時各漏孔的放出量符合計劃要求。第四節(jié)有底柱分段崩落法第一段為松動放礦，使全部漏孔55第四節(jié)有底柱分段崩落法控制質(zhì)量，就是按規(guī)定的截止品位來控制截止放礦點，防止過早與過晚封閉漏孔?？刂品诺V是放礦管理中的基本工作?？刂品诺V時準確控制和計量各孔放出量以及及時化驗品位，是改進這項工作的關鍵問題。在井下設礦石品位化驗站，使用X射線熒光分析儀測定品位，可以滿足及時化驗品位要求的，而放礦量的控制和計量的準確性還有待改進。放礦方案選擇、放礦計劃編制和調(diào)整等工作，最好的方法是使用計算機模擬，根據(jù)具體條件可以用數(shù)值模擬或隨機模擬法。第四節(jié)有底柱分段崩落法控制質(zhì)量，就是按規(guī)定56第四節(jié)有底柱分段崩落法

四、有底柱分段崩落法的評價

1.有底柱分段崩落法適用條件（1）地表允許崩落。若地表表土隨巖層崩落后遇水可能形成大量泥漿涌入井下時，須要采區(qū)預防措施。（2）適用的礦體厚度與礦體傾角。急傾斜礦體厚度不小于5m，傾斜礦體不小于10m；當?shù)V體厚度大，超過20m時，傾角不限。

最好的條件是厚度為15～20m以上的急傾斜礦體。（3）上盤巖石穩(wěn)固性不限，巖石破碎不穩(wěn)固時采用分段崩落法比其它采礦法更為合適。由于采準工程常布置在下盤巖石中，所以下盤巖石穩(wěn)固性以不低于中穩(wěn)較好。第四節(jié)有底柱分段崩落法四、有底柱分段崩落法的評價57第四節(jié)有底柱分段崩落法

（4）礦石穩(wěn)固性應允許在礦體中布置采準和切割工程，出礦巷道經(jīng)過適當支護后應能保持出礦期間不遭破壞，故礦石穩(wěn)固性應不低于中穩(wěn)。（5）不是在特殊有利條件下，此法的礦石損失貧化較大，故僅適于開采礦石價值不高的礦體。（6）由于此法不能分采分出，以礦體中不含較厚的巖石夾層為好。在礦體傾角大回采分段高的情況下，礦石必須無自燃性和粘結(jié)性。第四節(jié)有底柱分段崩落法（4）礦石穩(wěn)固性應允許在礦58第四節(jié)有底柱分段崩落法2.有底柱分段崩落法的主要優(yōu)缺點

優(yōu)點1）由于該法具有多種回采方案，可以用于開采各種不同條件的礦體，故使用靈活和適應范圍廣。2）生產(chǎn)能力較大，開采強度大于無底柱分段崩落法。年下降深度達20～23m，礦體單位面積產(chǎn)量達75～100t／m2·a。3）采礦與出礦的設備簡單，使用和維修都很方便，適應國內(nèi)設備生產(chǎn)供應條件。4）對比無底柱分段崩落法，通風條件好，有貫通風流；當采用新鮮風流直接進入電耙巷道的通風系統(tǒng)時，可保證風速不小于0.5m／s。第四節(jié)有底柱分段崩落法2.有底柱分段崩落法的主要優(yōu)缺點59第四節(jié)有底柱分段崩落法

缺點1）采準切割工程量大，并且施工機械化程度低。其底部結(jié)構(gòu)復雜，它的工程量約占整個采準切割工程的一半。2）礦石損失貧化比較大，在礦體傾角不陡、厚度不大的情況下更大些。一般礦石損失率為15～20％，礦石貧化率為20～30％。第四節(jié)有底柱分段崩落法缺點60第四節(jié)有底柱分段崩落法3.有底柱崩落法的改進該方法今后的改進有下列各項：（1）實施集中作業(yè)，強化開采，推廣三強（強掘、強采、強出）經(jīng)驗；（2）簡化采場結(jié)構(gòu)，特別是簡化底部結(jié)構(gòu)；（3）采用高效率的出礦設備和鑿巖設備；（4）振動出礦機應用于漏孔負擔出礦量較大的有底柱崩落法中；（5）加強礦石損失貧化管理工作；（6）重視地壓與回采順序的研究，掌握有底柱分段崩落法地壓活動規(guī)律。第四節(jié)有底柱分段崩落法3.有底柱崩落法的改進61第五節(jié)無底柱分段崩落法

概述：無底柱分段崩落法20世紀60年代中期引入我國，1968年在大廟鐵礦、弓長嶺鐵礦試驗成功。20世紀70年代我國設計的地下鐵礦山幾乎都選用了這種方法。

特點：每階段劃分若干分段，分段下部沒有專用出礦巷道所構(gòu)成的底部結(jié)構(gòu)；分段的鑿巖、崩礦和出礦等工作均在回采巷道中進行。因此，可大大簡化采礦方法結(jié)構(gòu)，給使用無軌自行設備創(chuàng)造了有利條件，工人都在巷道中作業(yè)，安全性好。第五節(jié)無底柱分段崩落法概述：無底柱分段崩落法62第五節(jié)無底柱分段崩落法第五節(jié)無底柱分段崩落法63第五節(jié)無底柱分段崩落法※基本特征1、階段中再劃分若干分段，以分段為單元進行采準設計和組織回采。分段不設專門的出礦底部結(jié)構(gòu)，礦塊界線不明顯。2、回采作業(yè)均在分段的巷道中進行，因此，結(jié)構(gòu)簡單適于使用機械化設備。工人的工作條件、安全、勞動強度低。無底柱分段崩落法的典型方案圖16－27，I-I圖中1、2是上下階段運輸巷道，階段中劃分若干分段，分段高一般10米，各分段自上而下進行回采，回采的礦石經(jīng)溜井下放至階段運輸巷道裝車運走，設有設備井4，內(nèi)設電梯、絞車，供提升和下放設備和人員。通風井5，礦石溜井3。第五節(jié)無底柱分段崩落法※基本特征64第五節(jié)無底柱分段崩落法每分段掘分段運輸聯(lián)絡道6，及設備井聯(lián)絡道7，由分段聯(lián)絡巷掘進回采巷道（進路）8，進路間距10米，上下分段的回采巷道一定保持交錯布置，菱形布置，回采巷的末端掘分段切割平巷9，隔一定間距從切割巷道的頂部掘切割天井10，作拉切槽的自由面，切割槽即為最初回采崩礦的自由面和補償空間。在進路用鑿巖臺車鑿上向扇形炮孔11，排距1.1－1.8米，一般全分段全部炮孔鉆鑿完畢后開始進行崩礦。第五節(jié)無底柱分段崩落法每分段掘分段運輸聯(lián)絡道6，65第五節(jié)無底柱分段崩落法每次爆1－2排崩落的礦石在進路端部用裝運機，鏟運機等運至溜井，礦石是在巖石覆蓋下放出的所以隨著礦石的放出，巖石充填了采空區(qū)。由于回采進路一端被崩落礦巖堵死，通風困難，需使用局扇。作業(yè)的按排：一、二分段進行回采，三分段鑿巖切割四、五分段正進行采準工作，互不干擾。第五節(jié)無底柱分段崩落法每次爆1－2排崩落的礦石66第五節(jié)無底柱分段崩落法二、結(jié)構(gòu)參數(shù)與采準巷道布置

1、階段高度急厚礦體，階段高60－270米，緩傾斜，礦巖不穩(wěn)，形態(tài)不規(guī)，階段50-100米。階段高度愈大，開拓、采準工程量小，但設備井，溜井，通風井等太高，掘進困難，傾角小時增加下部各分段的聯(lián)絡道長度（與溜井、設備井等）運距增加，隨天井掘進技術的不斷發(fā)展及開采強度的增大，在礦巖穩(wěn)固性較好的情況下，有增大趨勢，國外高達100～270米，國內(nèi)新建礦山120-180米。第五節(jié)無底柱分段崩落法二、結(jié)構(gòu)參數(shù)與采準巷道布置67第五節(jié)無底柱分段崩落法2、分段之間的聯(lián)絡：設備井、斜坡道

（1）設備井：兩種裝備方法：a混合設備井：一井兩套設備，電梯、絞車，平時提人，材料等，需運設備時，撤出電梯箱，使用絞車（小型礦山）b分別設人行電梯井、設備井設大功率絞車，整車運設備（大型礦山）設備井位置：在本階段的崩落界限以外，一般下盤圍巖中，特殊情況，也可上盤圍巖中，一般300米左右布置一條，300~400米礦體只布置一條。設備井斷面根據(jù)設備定，大廟鐵礦的人行設備井，為2.3×3.3米掘2.8×3.8米，兼作入風井。第五節(jié)無底柱分段崩落法2、分段之間的聯(lián)絡：設68第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）斜坡道：隨著鏟運機的應用，分段之間，階段之間也常用斜坡道連通。一般采用折返式，如圖16－29

a種折返（幾個分段折返）

b種階段折返斜坡道間距250~500米，坡度10~25％，鋪設混凝土、瀝青、或碎石路面。斷面尺寸：由設備外形，通風量確定。設備寬

0.9~1.2米設備高0.6~0.75

米。豐山銅礦：地表折返式主斜坡道，坡度14~17％，分段支斜20％，斷面3.2×4.2m2

，LK－1型鏟運機。小寺溝3.2×4.2m2第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）斜坡道：隨著鏟運機的應用，分段69第五節(jié)無底柱分段崩落法3、礦塊尺寸及溜井位置這種采礦方法劃分礦塊的標志不明顯，為了管理上的方便，一般以一個溜井所服務的范圍作為一個礦塊。礦塊長度為相鄰溜井間的距離。溜井間距：主要根據(jù)裝運設備類型確定。裝運機出礦時，運距過大，其所帶風繩過長運行不便，同時行走時間所占比值增大，將降低裝運機的生產(chǎn)能力，當回采巷道垂直走向布置時，溜井間距一般40~60m；沿走向布置時，一般60~80m。鏟運機出礦時，生產(chǎn)能力大，運行速度快，溜井間距可增大到150~200m。決定溜井間距時，還要考慮溜井的通過礦量，以免因溜井磨損過大而提前報廢。第五節(jié)無底柱分段崩落法3、礦塊尺寸及溜井位置70第五節(jié)無底柱分段崩落法如果礦體中有較多夾石需要剔除或脈外掘進量過大，可根據(jù)巖石量的大小，1~2個礦塊設一個廢石溜井。如果需要分級出礦，可以根據(jù)不同品級的礦石分布情況，在適當位置增設溜井，供不同品級礦石出礦用。溜井一般布置在脈外，這樣生產(chǎn)靈活、方便。溜井受礦口位置應與最近的裝礦點保留一定距離，以保證裝運設備有效地運行：ZYQ-14型裝運機，距離大于6m；鏟運機裝礦，距離應適當加大。溜井應盡量避免與卸礦巷道相通，可用小的分支溜井與巷道相通。這樣可在上下分段同時卸礦時，相互干擾小，也有利于通風。第五節(jié)無底柱分段崩落法如果礦體中有較多夾石71第五節(jié)無底柱分段崩落法

開采厚大礦體時，大部分溜井設在礦體內(nèi)。當回采工作后退到溜井附近時，本分段不再使用此溜井，應將此溜井封閉，以防止上部崩落下來的覆蓋巖石沖入溜井。

開采傾角較緩的礦體時，應盡量采用斜溜井，以減少脈外運輸聯(lián)絡道的長度，也避免因下部分段運輸距離加大而降低裝運設備的上產(chǎn)能力。溜井斷面一般方形：2×2㎡或2×2.5㎡；圓形：直徑為2m。第五節(jié)無底柱分段崩落法開采厚大礦體時，大部72第五節(jié)無底柱分段崩落法4、分段高度分段高度大，可減少采準工程量。分段高度受鑿巖技術、礦體賦存條件、礦石損失貧化等因素影響。增大采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，增加一次崩礦量，采用電動、全液壓的大型無軌采礦設備，以達到減少采準工程量，提高全員勞動生產(chǎn)率和降低采礦成本的目的，是無底柱分段崩落法的未來發(fā)展方向。瑞典的基魯納鐵礦，它的分段高度演變方式為：10m→12m→20m→27m→30m。烏克蘭的克里沃羅閣礦區(qū)地下礦的分段高度也增加到25～40m。

我國無底柱采礦法分段高度由上世紀60年代引入此方法時的10m演變?yōu)?2.5m（余華寺分礦

），增加到15m（北洺河鐵礦、梅山鐵礦）。第五節(jié)無底柱分段崩落法4、分段高度73第五節(jié)無底柱分段崩落法5、回采巷道（1）回采巷道間距回采巷道（進路）對礦石損失貧化、采準工作量、回采巷道的穩(wěn)固性均有一定的影響。瑞典的基魯納鐵礦，進路間距的演變方式為：10m→11m→16.5m→22.5m→25m。隨其分段高度×進路間距結(jié)構(gòu)參數(shù)的增大，其采準工程量減少了50%，一次崩礦量由800噸增至5000噸，采礦成本降低了30%。我國10m→15m（梅山鐵礦）→18m（北洺河鐵礦）→20m（梅山鐵礦）。第五節(jié)無底柱分段崩落法5、回采巷道74第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）回采巷道的斷面及形狀回采巷道斷面主要取決于回采設備的工作尺寸、礦石的穩(wěn)固性及掘進施工技術水平。（3）回采巷道的布置回采巷道布置是否合理，將直接影響損失貧化值。上下分段回采巷道應嚴格交錯布置，使回采分間成菱形，以便將上分段回采巷道脊部殘留礦石盡量回收。第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）回采巷道的斷面及形狀75第五節(jié)無底柱分段崩落法同一分段內(nèi)，巷道之間應相互平行。礦體厚度大于15~20m時，回采巷道一般垂直走向布置。對控制礦體邊界、探采結(jié)合、多工作面作業(yè)、提高回采強度均為有利。礦體厚度小于15~20m時，回采巷道沿走向布置。第五節(jié)無底柱分段崩落法同一分段內(nèi)，巷道之間應相互平行。76第五節(jié)無底柱分段崩落法6、分段運輸聯(lián)絡道的布置分段聯(lián)絡道用來聯(lián)絡回采巷道、溜井、通風天井、設備井，以形成運輸、行人、通風等系統(tǒng)。礦體厚度不大，回采巷道沿走向時（a圖），分段運輸聯(lián)絡巷道垂直礦體走向布置，并與溜井連通，而各溜井聯(lián)絡道彼此獨立。為縮短聯(lián)絡道的維護時間，兩回采巷道應同時回采。礦體厚度較大，回采巷道垂直走向布置時（b圖），分段運輸聯(lián)絡巷道可布置在礦體內(nèi)，也可布置在圍巖中。第五節(jié)無底柱分段崩落法6、分段運輸聯(lián)絡道的布置礦體厚度不大77第五節(jié)無底柱分段崩落法當開采極厚礦體且采用ZYQ-14裝運機出礦時，由于運輸距離的限制，沿礦體厚度方向每隔50m左右布置一條聯(lián)絡道（圖c）在自燃和泥水下灌的礦山，可將厚礦體劃分成具有獨立系統(tǒng)的分區(qū)進行回采（圖d），以減少事故的影響范圍。第五節(jié)無底柱分段崩落法當開采極厚礦體且采用ZYQ-14裝運78第五節(jié)無底柱分段崩落法三切割工作在回采前必須在回采巷道末端形成切割槽，作為最初的崩礦自由面及補償空間。切割槽開掘方法：切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法切割天井拉槽法炮孔爆破拉槽法第五節(jié)無底柱分段崩落法三切割工作79第五節(jié)無底柱分段崩落法1、切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法沿礦體邊界掘進一條切割平巷貫通各回采巷道端部，然后根據(jù)爆破需要，在適當?shù)奈恢镁蜻M切割天井；在切割天井兩側(cè)，自切割平巷鉆鑿若干條平行或扇形炮孔，每排4~6個炮孔；以切割天井為自由面，一側(cè)或兩側(cè)逐排爆破炮孔形成切割槽。這種方法簡單，切割質(zhì)量容易保證，實際應用中廣泛。第五節(jié)無底柱分段崩落法1、切割平巷與切割天井聯(lián)合拉槽法80第五節(jié)無底柱分段崩落法2、切割天井拉槽法在回采巷道端部掘進斷面1.5×2.5m2切割天井；天井短邊距回采巷道端部留1~2m距離，以利于臺車鑿巖；天井長邊平行回采巷道中心線；在天井兩側(cè)各打三排炮孔，微差爆破，一次成槽。該種方法靈活性大，適應性強，并且不受相鄰回采巷道切割槽質(zhì)量的影響。沿礦體走向布置回采巷道時多采用該法開掘切割槽。第五節(jié)無底柱分段崩落法2、切割天井拉槽法在回采巷道端部掘進81第五節(jié)無底柱分段崩落法3、炮孔爆破拉槽法不開掘切割天井，故有“無切割天井拉槽法”之稱。僅在回采巷道或切割巷道中，鑿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節(jié)無底柱分段崩落法3、炮孔爆破拉槽法82第五節(jié)無底柱分段崩落法四、回采工作回采工作：落礦、出礦、通風等工作。1、落礦工作（1）落礦參數(shù)落礦參數(shù)：炮孔扇面傾角、扇形炮孔邊孔角、崩礦步距、孔徑、最小抵抗線、孔底距。1）炮孔扇面傾角（端壁傾角）炮孔扇面傾角：扇形炮孔排面與水平面的夾角，有前傾、垂直兩種。第五節(jié)無底柱分段崩落法四、回采工作83第五節(jié)無底柱分段崩落法2）扇形炮孔邊孔角邊孔角決定分間的具體形狀，越小分間越接近方形，因而可以減小炮孔長度。過小，會使很多靠邊界的礦石處于移動帶之外，易在爆破時產(chǎn)生過擠壓而使邊孔拒爆，此外，45°以下邊孔孔口容易被礦堆埋住，爆破前清理礦堆工作量大，不安全。過大，炮孔長度增加，對鑿巖不利。根據(jù)我國鑿巖設備，多采用45°~55°，鑿巖設備的改進，邊孔角應適當提高，北洺河鐵礦邊孔角57

°。國外采用70°以上。第五節(jié)無底柱分段崩落法2）扇形炮孔邊孔角84第五節(jié)無底柱分段崩落法3）放礦步距放礦步距：一次爆破崩落礦石層厚度，一般1~2排炮孔。分段高度(H)、回采巷道間距(B)、放礦步距(L)是無底柱分段崩落法三個重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對放礦時礦石損失與貧化影響很大。改變?nèi)邤?shù)值可使崩落礦石層形狀與放出體形狀相適應，以期得到最好礦石回收指標。最優(yōu)放礦步距是指在H與B既定條件下按三者最佳配合原則所確定的L值。第五節(jié)無底柱分段崩落法3）放礦步距改85第五節(jié)無底柱分段崩落法4）孔徑、最小抵抗線、孔底距最小抵抗線太小，前排炮孔爆破時容易破壞后排炮孔；太大，同排炮孔數(shù)過多，孔間距減小，爆破時，首先容易從炮孔之間擊穿，產(chǎn)生大塊和爆破立槽，影響爆破效果。目前國內(nèi)采用炮孔孔徑79mm。（2）鑿巖工作無底柱礦山鑿巖工作主要由液壓鑿巖臺設備完成。基魯納鐵礦配備Simba系列鑿巖臺車配液壓鑿巖機，孔深58m，分段高度30m。炮孔質(zhì)量需要嚴格控制。第五節(jié)無底柱分段崩落法4）孔徑、最小抵抗線、孔底86第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）爆破工作無底柱分段崩落法爆破只有很小的補償空間，屬于擠壓爆破。爆破后礦石塊度關系到裝運設備和二次破碎工作量。提高炮孔的裝藥密度，是提高爆破效果的重要措施。不僅可以增大炸藥的爆破威力，充分利用炮孔，而且可以改善爆破質(zhì)量。通過減少孔數(shù)，增大孔底距，改善爆破質(zhì)量。第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）爆破工作提高炮87第五節(jié)無底柱分段崩落法2、出礦（1）出礦設備：裝運機、鏟運機。目前主要為鏟運機出礦。鏟運機：柴油鏟、電鏟。國內(nèi)鏟運機0.75m3~6m3。國外15-25t。第五節(jié)無底柱分段崩落法2、出礦88第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）出礦管理出礦管理即實施控制放礦，以期獲得較好的損失貧化指標。出礦控制：鏟斗計量控制（國外），人工控制（國內(nèi)）。放礦方式：低貧化放礦方式。第五節(jié)無底柱分段崩落法（2）出礦管理89第五節(jié)無底柱分段崩落法3、通風工作無底柱分段崩落采礦法通風管理比較復雜和困難：回采工作面是獨頭巷，無法形成貫穿風流；工作地點多，巷道縱橫交錯很容易形成復雜的角聯(lián)網(wǎng)路，風量調(diào)節(jié)困難；溜井多，且與各分段相通，卸礦時，揚出大量粉塵，嚴重污染風源。管理不善，必造成井下粉塵濃度高，污風串聯(lián)，有害工人身體健康。第五節(jié)無底柱分段崩落法3、通風工作90第五節(jié)無底柱分段崩落法通風要求：應盡量使每個礦塊都有獨立的新鮮風流，并要求每條回采巷道的最小風速，在有設備工作時不低于0.3m/s，其他情況下，不低于0.25m/s。條件允許時，應盡可能采用分區(qū)通風。工作面局扇通風。第五節(jié)無底柱分段崩落法通風要求：91第五節(jié)無底柱分段崩落法五、回采順序同一分段：可以從中央向兩翼回采，或從兩翼向中央回采；也可以從一翼向另一翼回采。走向長度很大時，也可沿走向劃分為若干回采區(qū)段，多翼回采。垂直走向上：回采順序主要取決于運輸聯(lián)絡巷道、設備井和溜井的位置。只有一條運輸聯(lián)絡道，各回采巷道必須向聯(lián)絡道后退。回采巷道沿走向布置時，必須向設備井后退。分段之間回采順序：自上而下，上分段必須超前下分段。第五節(jié)無底柱分段崩落法五、回采順序92第五節(jié)無底柱分段崩落法六、覆蓋巖層的形成為形成崩落采礦法正?；夭蓷l件和防止圍巖大量崩落造成安全事故，在崩落礦石層上面必須覆以巖石層。覆巖厚度需滿足兩點要求：放礦后巖石能夠埋沒分段礦石，否則形不成擠壓爆破條件，使崩下礦石將有一部分落在巖石層之上，增大礦石損失貧化；一旦大量巖石突然冒落時，確實能起到緩沖的作用，以保安全。根據(jù)這個要求一般覆巖厚度約等于二個分段高度。第五節(jié)無底柱分段崩落法六、覆蓋巖層的形成93第五節(jié)無底柱分段崩落法根據(jù)礦體賦存條件和巖性不同，巖石層有多種形成方法。（1）礦體上部已用空場采礦法回采，下部改為無底柱分段崩落法時，可在采空區(qū)上、下盤圍巖中布置深孔或藥室，在回采礦柱的同時，崩落采空區(qū)圍巖形成覆蓋層。（2）由露天開采轉(zhuǎn)入地下開采的礦山可用藥室或深孔爆破邊幫，形成覆蓋層。（3）圍巖不穩(wěn)固盲礦體，隨礦石的回采，圍巖自然崩落形成覆蓋層。（4）新建礦山開采圍巖穩(wěn)固的盲礦體，需要人工強制放頂時，按形成覆蓋巖層與回采工作先后不同，可分為集中放頂、邊采邊放頂和先放頂后回采三種。第五節(jié)無底柱分段崩落法根據(jù)礦體賦存條件和巖性不同，巖石層有94第五節(jié)無底柱分段崩落法（5）采用礦石墊層。將上部2~3個分段的礦石崩落，實施松動放礦，放出崩框量的30%左右，余者暫留空區(qū)作為墊層第五節(jié)無底柱分段崩落法（5）采用礦石墊層。95第五節(jié)無底柱分段崩落法※無底柱分段崩落法的優(yōu)缺點和使用條件？無底柱分段崩落法在我國金屬礦山廣泛應用，有四十余個礦山采用該法。鐵礦山采用的最多。1．適用條件由于該法結(jié)構(gòu)簡單，可用范圍是很大的。實踐表明，該法適用條件為：（l）地表與圍巖允許崩落。（2）礦石穩(wěn)固性在中等以上，回采巷道不需要大量支護。隨著支護技術的發(fā)展，近年來廣泛應用噴錨支護后，對礦石穩(wěn)固性要求有所降低，但必須保證回采巷道的穩(wěn)固性，否則，由于回采巷道被破壞，將造成大量礦石損失。下盤圍巖應在中穩(wěn)以上，以利于在其中開掘各種采準巷道；上盤側(cè)巖石穩(wěn)固性不限，當上盤巖石不穩(wěn)固時，與其它大量崩落法方案比較，使用該法更為有利。第五節(jié)無底柱分段崩落法※無底柱分段崩落法的優(yōu)缺點96第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）急傾斜的厚礦體或緩傾斜的極厚礦體。（4）由于該法的礦石損失率與巖石混入率較大，礦石價值不應很高，礦石可選性好或圍巖含有品位。（5）需要剔除礦石中夾石或分級出礦的條件，采用該法較為有利。第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）急傾斜的厚礦體或緩傾斜的極厚礦97第五節(jié)無底柱分段崩落法

※無底柱分段崩落法主要優(yōu)點（1）安全性好，各項回采作業(yè)都在回采巷道中進行；在回采巷道端部出礦，一般大塊都可流進回采巷道中，二次破碎工作比較安全。（2）采礦方法結(jié)構(gòu)簡單，回采工藝簡單，容易標準化，適于使用高效率的大型無軌設備。（3）機械化程度高。（4）由于崩礦與出礦以每個步距為最小單元，當?shù)刭|(zhì)條件合適時有可能剔除夾石和進行分級出礦。

第五節(jié)無底柱分段崩落法※無底柱分段崩落法主要優(yōu)點98第五節(jié)無底柱分段崩落法

※無底柱分段崩落法的主要缺點（1）回采巷道通風困難。這是由于回采巷道獨頭作業(yè)，無法形成貫穿風流造成的，這個問題從采礦方法本身不改變結(jié)構(gòu)是無法解決的。必須建立良好的通風系統(tǒng)，同時采用局部通風和消塵設施。（2）礦石損失貧化較大。在正常生產(chǎn)情況下，除去礦體賦存條件原因之外，采礦方法本身原因是，每次崩礦量小，放礦時礦巖接觸面積大，因此巖石混入率高。只有當?shù)V體傾角比較陡急、礦體厚度大，上面殘留下面回收的條件極為有利時，可在多個分段回采之后，形成較厚的礦巖混雜層，礦石損失貧化有所好轉(zhuǎn)，取得較好指標。否則，殘留的礦石很快進入下盤殘留區(qū)轉(zhuǎn)為下盤損失而損失于地下，難于形成較厚的礦巖混雜層，使每次放礦時混入大量巖石。第五節(jié)無底柱分段崩落法※無底柱分段崩落法的主要缺99第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）此法采礦強度不如有底柱分段崩落法大。這是由于目前廣泛使用的裝運機（ZYQ－14）生產(chǎn)能力低和每臺設備占用工作面積（礦體）大，兩個原因造成的。從提高礦塊生產(chǎn)能力看，當前主要是改用鏟運機出礦。※經(jīng)濟指標：礦石回收率HK=70-90%；貧化率ρ=10-25%?！倪M途徑：加大結(jié)構(gòu)參數(shù)，低貧化方式放礦，自動化。第五節(jié)無底柱分段崩落法（3）此法采礦強度不如有底柱分100第六節(jié)階段崩落法基本特征：

回采高度等于階段全高。根據(jù)落礦方式分為階段強制崩落法和階段自然崩落法。一、階段強制崩落法兩個方案：有補償空間的階段強制崩落法連續(xù)回采的階段強制崩落法

第一種方案：用自由空間爆破，補償空間體積約為同時爆破礦石體積的20～30%。多以礦塊為單元進行回采。出礦時多采用平面放礦方案，力求礦巖界面勻緩下降。第二種方案：沿階段或分區(qū)連續(xù)進行回采，常常設有明顯的礦塊結(jié)構(gòu)，一般都采用垂直深孔擠壓爆破崩礦，采場下部一般都設有底部結(jié)構(gòu)。第六節(jié)階段崩落法基本特征：101第六節(jié)階段崩落法第六節(jié)階段崩落法102第六節(jié)階段崩落法第六節(jié)階段崩落法103第六節(jié)階段崩落法1、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)礦體厚度≦30m時，礦塊沿走向布置，長30～45m，寬度等于礦厚度。礦體厚度>40m時，礦塊垂直走向布置，長寬均30～50m，階段高度：傾角緩時，40～50m；陡時為60～70m；一般50～60m，底柱高：一般12～14m，礦石不穩(wěn)，可加大。運輸巷道布置形式：厚礦體，脈外運輸，極厚，脈內(nèi)，脈內(nèi)脈外環(huán)形。2、采準除了掘進運輸巷道以外，還需掘進放礦溜井，行人通風天井，鑿巖天井，硐室等。第六節(jié)階段崩落法1、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)104第六節(jié)階段崩落法3、切割開鑿補償空間和劈漏，當采用自由空間爆破時取20～30%，擠壓爆破和礦石不穩(wěn)15～20%補償空間形成方式：淺孔：水平深孔落礦拉底高度不大時，可用淺孔挑頂?shù)姆椒?。深孔：垂直深孔落礦，要用切割巷，切井，先拉切割立槽，立槽可先形成或與落礦同時進行。補償空間暴露面積大時，可留臨時礦柱，沿電耙道走向布置臨時礦柱較好。相鄰幾個礦塊同時開鑿補償空間，在礦塊間應留不小于2m的臨時礦柱與相鄰礦塊一起回采。第六節(jié)階段崩落法3、切割105第六節(jié)階段崩落法4、回采中深孔爆破、水平深孔、垂直深孔、藥室爆破。上部覆蓋層一般能自然形成（礦體厚大，上部暴露面積大）如不能自然崩落則要強制放頂，厚度>20～40m。5、階段強制崩落法的使用條件（礦體厚大，形狀規(guī)整，傾角陡，圍巖不穩(wěn)，礦石價值不高，圍巖含品位）⑴厚大礦體⑵對急傾斜礦體，上盤圍巖最好在礦石放完后再崩落，以減少礦石的損失與貧化，與分段崩落法不同，傾斜，緩傾斜則要求上盤隨采隨冒，否則需人工強落。下盤圍巖要求中穩(wěn)以上便于布置采準工程。第六節(jié)階段崩落法4、回采106第六節(jié)階段崩落法⑶設補償空間方案要求礦石穩(wěn)固性高，中穩(wěn)以上，連續(xù)回采方案，礦石穩(wěn)固性可稍差。⑷礦石價值不高，不需分采，不會較大夾層。⑸礦石沒有結(jié)塊性，氧化性，自燃性。⑹地表允許崩落。6、優(yōu)缺點：優(yōu)：同分段法比，采準工程量小，勞動生產(chǎn)率高，采礦成本低，作業(yè)安全。缺：生產(chǎn)技術，放礦管理要求嚴格，大塊產(chǎn)生率高，礦石損貧大。第六節(jié)階段崩落法⑶設補償空間方案要求礦石穩(wěn)107第六節(jié)階段崩落法二、自然崩落法1、概述：基本特征：整個階段上的礦石在大面積拉底后借自重與地作用逐漸自然崩落，并能破成碎塊，放礦與強制崩落法相同。在崩落的過程中，只放出崩落礦石的碎脹部分（1/3）并保持礦體下面的自由空間<5米高，以防止大規(guī)模冒落而形成空氣沖擊波，待整個階段高度上崩落完畢之后，再進行大量放礦。大量放礦是在復巖下進行的，與其它崩落法一樣，空區(qū)被復巖充填。礦石崩落過程的控制：第六節(jié)階段崩落法二、自然崩落法108第六節(jié)階段崩落法

是拉底空間，加切幫巷道，甚至在切幫巷道中打一些切幫炮孔，使礦體失去四壁的支撐而自然崩落，拉底后，礦石失去支撐在重力和地壓的作用下從中央開始裂縫——崩落，直至形成拱形，暫時平衡。此時把兩幫的支撐點A、B處破壞，礦體又開始向上崩落再形成拱，再切幫，如此循環(huán)。設計依據(jù)在使用和設計自然崩落法時，礦石自然可崩性，至今沒有一個比較完善的確定方法（指標）a、早年，用類比法，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查的礦石節(jié)理裂隙以及礦石物理力學性質(zhì)等，將礦石分為三級或四級。第六節(jié)階段崩落法是拉底空間，加切幫巷109第六節(jié)階段崩落法

b、后來，提出RQD巖性指標，RockQuality即在巖芯采取率指標的基礎上，不小于10cm長的巖芯段累加總長與鉆孔長度比值，分為多種級別。鉆孔用金剛石鉆頭鉆進的，指標越大說明巖石越完整。3、地震能吸收法：美國根據(jù)礦石對人工地震波傳播中振幅衰減的變化情況，判定礦石的可崩性，效果較好。

1、礦塊回采階段自然崩落法階段高60～80米，個別100～150m平面尺寸取決于礦石性質(zhì)與地壓，礦石碎地壓大30～40m長一般取50～60米，礦塊四個邊角處掘進四條切幫天井，自切幫無井底部起每隔8～10m高，沿礦塊周邊掘切幫航道，當不易崩落還可輔以炮孔強制崩落。第六節(jié)階段崩落法b、后來，提出RQD110第六節(jié)階段崩落法

在距礦塊四角8～12米的地方掘進觀察天井，再打觀察人道用以觀察礦石崩落過程拉底：沿走向的從中央向兩端垂直的從下盤向上盤

3、連續(xù)回采階段自然崩落法把階段劃