无底柱分段崩落法炮孔设计说明
无底柱分段崩落法技术准则
无底柱分段崩落法管理规范一、设计准则㈠、采场布置及结构参数（一般原则）1、阶段高度60m，矿块规格（宽×高）：（70m～80m）×60m；分段高度15m，进路间距15m。
2、采准切割工程布置：各分段由斜坡道相连通，在矿体上、下盘及侧翼布置分段联络道，再从联络道开始平行布置回采进路，进路方向遵循与原空场法长度方向一致的原则。
每70～80m划分一个盘区（5条进路），每个盘区布置一条出矿溜井。
3.切割工程布置：当进路长度小于80m时，在进路的一端拉切割立槽，当进路长度大于80m时，在进路的中间拉切割立槽。
㈡、各工程规格及设计原则1、分段联络道：应能连通所有出矿进路，垂直出矿进路的分段联络道应与矿岩边界距离为10～15m，并尽可能保持平直，拐弯处尽可能避免弯度过大（两条路夹角小于90°）。
规格3.7m×3.4m（宽×高）,两侧开挖水沟，两侧帮壁每隔3m打挂线眼，眼深0.3m，挂线眼高度沿进路侧2.9m，挂风筒布；巷道另一侧2.5m,挂风、水管路及电缆。
2、出矿进路：规格3m×3m（宽×高），矩形断面，应尽可能遵守上下分段交错布置原则。
3、切割平巷：规格4m×3m（宽×高），矩形断面，除满足一般要求外，在矿岩接触带处帮壁应进入矿体0.5m～0.8m，满足支钻需要。
4、切割天井：规格2m×2m，矩形断面。
除满足一般设计原则外，应充分考虑⑴、在矿体赋存高度≤15m时，切割天井上掘高度应超出理论矿体边界约2m；⑵、在矿体赋存上部矿岩界限不规整时，切割天井应布置在矿体赋存较高端。
㈢、凿岩：采用YGZ-90钻机、凿岩台车钻凿中深孔1、拉槽孔设计：采用YGZ-90型钻机、凿岩台车凿上向垂直中深孔。
⑴、拉槽孔设计一般原则：孔距1m，排距1m,防止透孔，孔深应低于上分段底板0.5m；对边角矿体，孔深应低于切割天井高度1m,但应超出矿岩理论界线1m；必须标明孔深、炮孔间距、排距。
无底柱分段崩落采矿法的方法特点及主要方案
A方法特点
将矿块划分为分段，在分段回采进路中进行落矿、出矿等回采作业，不需要开掘专用的出矿底部结构；崩落矿石在崩落围岩覆盖下放出。
B主要方案
无底柱分段崩落法的布置如图1。
常用的分段高度为10～12m，通过斜坡道、设备井、电梯井与各分段的联络巷道相联系。
分段联络巷道一般位于下盘，每隔10m左右掘进回采进路，上下分段的回采进路采用菱形交错布置。
在进路的端部开切割槽，以切割槽为自由面用中深孔或深孔挤压爆破后退回采，每次爆破1～2排炮孔，崩落矿石在崩落的覆盖岩石下从进路的端部用铲运机、装运机、装岩机等出矿设备运到放矿溜井。
当上一分段退采到一定距离后，便可开始下一分段的回采。
此法掘进回采进路，钻凿炮孔、出矿可以在同一矿块的不同分段同时进行。
图1 无底柱分段崩落采矿法基本方案
1-阶段运输巷道;2-分段巷道;3-联络巷道(接斜坡道或设备井、电梯井)
4-放矿溜井;5-溜井联络巷道;6-炮孔;7-回采进路;8-切割天井;
9-矿体;10-下盘岩石;11-崩落的废石
瑞典基律纳铁矿（Kiruna）是应用本采矿方法最早的矿山，该矿年产量曾达到2200万吨，成为世界上最大的地下矿山之一。
由于本法具有结构简单，机械化程度高，工作安全等突出优点，近20年来，在国内外得到迅速推广应用。
无底柱分段崩落法课件
2023
PART 06
无底柱分段崩落法实例分 析
REPORTING
某铁矿无底柱分段崩落法实例
矿山概述
该铁矿位于我国华北地区，储量丰富，以磁铁矿为主。
采场结构
采场内共有3个分段，每个分段长约30m，宽约20m，高 约10m。
崩落过程
采用无底柱分段崩落法进行开采，首先对采场进行全断面 爆破，将矿石崩落，然后进行装载、运输等环节。
的概率。
缺点分析
01
02
03
矿石贫化大
由于在回采过程中，无法 对出矿口周围的岩石进行 剥离，使得出矿口周围的 矿石贫化较大。
劳动强度高
由于需要人工进行装药、 爆破和运输等操作，使得 工人的劳动强度较高。
对设备依赖性强
无底柱分段崩落法需要使 用大量的机械设备，一旦 设备出现故障，会对生产 造成较大的影响。
2023
PART 02
无底柱分段崩落法的基本 原理
REPORTING
矿体与围岩的物理性质
矿体的形状和大小
无底柱分段崩落法对矿体的形状 和大小有一定的要求，合适的形 状和大小有助于提高开采效率。
围岩的稳定性
围岩的稳定性对于无底柱分段崩 落法的实施至关重要。围岩的稳 定性直接影响开采的安全性和效率。
2023
无底柱分段崩落法 课 件
REPORTING
• 无底柱分段崩落法概述
2023
PART 01
无底柱分段崩落法概述
REPORTING
定义与特点
定义
无底柱分段崩落法是一种地下采矿方法，主要应用于金属矿、煤炭等矿产资源的 开采。该方法采用分段爆破的方式，将矿体分为多个段，然后逐段进行崩落开采。
特点
浅析无底柱分段崩落采矿法回采设计方法
浅析无底柱分段崩落采矿法回采设计方法摘要：在矿山开采中，无底柱分段崩落采矿法作为一种机械化程度高、劳动消耗量小的高效率采矿方法，它因取消了回采巷道上部的分段临时底柱而得名。
由于适用于无底柱分段崩落法的高效率设备的出现，该采矿方法得到了较广泛的应用。
回采设计是采准设计的继续，是指在采准工程完成的基础上，进行矿块落矿的中深孔或深孔布置设计。
一般情况下。
回采设计应以采场为单元，特殊情况下可以进路为单元。
标签：无底柱分段崩落法；回采；设计方法1 回采设计的依据(1)经审定的采场二次圈定地质资料；(2)采场采准工程验收资料和实测图；(3)同类矿块在同类设计和回采中的技术经济指标、技术参数、成功的经验及失败的教训。
对地质资料和实测图的要求：①已达到矿体勘探类型所要求的储量级别比例：②对采切工程揭露后矿块岩物理机械性质要有明确的评价：③采场及周围15m范围内已施工工程、设计工程、各类空区等应在各实测平面、剖面图上全部反映清楚。
2 回采设计的步骤(1) 熟悉二次圈定地质资料及待设计采场的现场情况；(2) 根据采场大小选择合适的标准图幅；(3)选择落矿方式；(4)确定爆破参数；(5)依据采、切割工程的实际完成情况及各种炮孔的排间距，在地质平面和剖面图上进行炮孔布置：(6)绘制炮孔排面图；(7)在炮孔排面图上布置炮孔，并填写炮孔布置明表：(8)确定爆破顺序和方向；(9)根据炮孔排面图，圈定地质、可采和损失矿量及贫化岩石量，并与地质人员核对地质矿量：(10)汇总中深孔、深孔工程量；(11)进行各种技术经济指标计算；(12)编制设计说明书。
3 无底柱分段崩落法回采设计方法1．图纸部分(1)图纸内容。
图纸包括采场位置索引图、采场开采分层及上分层平面图、各进路及切割巷剖面图、各炮孔排面的炮孔布置图及明细表等。
本分层采场平面图内容：图框、坐标网、地质界限、矿岩标识、勘探线、实测工程(进路、联巷、切巷、切井、溜井)、采场分界线、采矿界限、进路中线、边界线、中孔排面线、采场、进路、溜井等各种标识。
无底柱分段崩落法
1 无底柱分段崩落法---贫化的客观性
②当次品位难以控制 截止品位放矿是以每个放矿步距单元内的矿石
被充分回收为核心，要求在放矿过程中必须随 时掌屋采场的品位变化，以此来指导采场的出 矿，但由于目前国内尚未有一种精确、及时并 能适合井下特殊条件的品位分析仪表能满足该 要求，造成矿山在生产时无法进行有效控制。
无底柱分段崩落法
中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司
1 无底柱分段崩落法
现状 存在的问题
2 无底柱大参数开采
放出球体组合 加大采场结构参数 大间距采矿主要优点 国内应用现状 存在的问题
3 低贫化放矿
与截止品位放矿的区别 低贫化放矿优势 应用方案 目前国内应用及前景
1 无底柱分段崩落法---装备现状
（2）装备
无底柱开采的装备主要体现在凿岩和出矿方面。 无底柱的采场参数在很大程度上也受到其装备水平的制约，
其中最主要是受到凿岩设备的凿岩深度影响，由于国内尚 未形成大型高效的凿岩、出矿设备的生产体系，目前我国 地下中型矿山所采用的凿岩设备仍是中小型风动机具，中 孔凿岩采用上世纪70年代成型的YG-80、YG-90或CTC141等（虽然目前国内已经开始着手研究更高效的凿岩设 备，但其工业应用仍未完全实施），其最大的凿岩深度一 般为17—18 m，与之相匹配的结构参数只能达到 12.5m×12.5m，可凿性好的矿体最大为12.5m×15m （板石）。
1 无底柱分段崩落法---近期指标
②开采指标 相关地下矿山（无底柱）主要指标（2008年某月） 贫化率 回收率 西直门 20.82 79.20 弓长岭 18.23 88.10 小官庄 32.24 81.39 张家洼 32.24 81.39 桃冲 15.74 84.49 金山店 25.21 77.21 程潮 30.76 99.91 漓渚 19.72 70.97
无底柱分段崩落法
– 阶段自然崩落法
设有补偿空间的阶段强制崩落法
特点：
• 用水平深孔爆破，补偿空间在下面；用垂直深孔 爆破，补偿空间为立槽形式；补偿空间体积为同 时爆破矿石体积的20%~30%； • 以矿块为单位进行回采，采用平面放矿；
连续回采的阶段强制崩落法
矿块结构参数
• 矿块的布置：
– 沿走向布置：厚度小于等于30m，矿块长为30~45m， 宽度为矿体厚度； – 垂直走向布置：厚度大于40m，矿块长和宽为30~50m
1. 将阶段划成分区回采； 2. 在分区的一端沿宽度 方向掘进切割巷道； 3. 沿着长度方向拉底； 4. 拉底到一定程度时矿 石自然崩落；
5. 顶板逐渐形成斜面， 向前矿体的厚度必须足够大；
放矿管理与采场结构优化
一、放矿时的矿石损失贫化及放矿截止品位的确定 1、矿石的损失贫化
第三节 无底柱分段崩落法
• 基本特征：是分 段下部没有底部 结构，分段的凿 岩、崩矿和出矿 都在回采巷道中 进行。因此，大 大简化了采场结 构，可使用无轨 自行设备创造了 有利条件。
二、结构参数与采准巷道的布置
1. 阶段高度：60~70m (中等稳固以上的急倾斜矿 体），倾角较缓时，50m； 2. 分段之间的联络：采用设备井与斜坡道两种； 3. 矿块尺寸及溜井位置； 4. 分段高度，10~12 m; 5. 回采巷道
优缺点
• • • • • • 采准工程量小、劳动生产率高、采矿成本低； 作业安全； 生产技术与放矿管理要求严格； 大块出产率高； 矿石的损失贫化大； 使用条件不如分段崩落法灵活；
阶段自然崩落法
基本特征：整个阶段拉底后借助自重与地压作用逐渐自然冒 落，并能破成碎块。 分类：矿块回采方案和连续回采方案；
无底柱分段崩落法-回采工作(上)
15.5 无底柱分段崩落法
回采工作：
凿岩：大、中型矿山近年使用安有YGZ90型凿岩机的CTC/400-2型双机台车，其台班 效率可达90-100m，有效凿深可达20m；中、 小型矿山常用YGZ-90型导轨式凿岩机及带 FJY-24型圆盘台架的YG-80型凿岩机凿岩。
爆破：为了避免孔口装药过于集中,可用 图所示的方法装药，即除边孔和中孔装得较 多外，其余各孔均交错增加填塞长度。
出矿：用装（铲）运机从进路端部出矿， 为了保证矿流均匀、面积大，要求铲斗从进 路一侧向另一侧往复循环全断面均匀装矿。
扇形孔装药 a—孔底距
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15.5 无底柱分段崩落法
回采工作：
通风：回采工作为独头，无法形成贯穿风流，采用局扇通风方式。
回采工作面局部通风 (a)局扇安在回风水 平的通风方式;(b)局 扇安在分段水平的通 风方式 1-通风天井;2-分段联 络平巷;3-进路;4-回 风巷道;5-阶段运输 平巷;6-溜井;7-局 扇;8-风筒;9-密闭 墙;10-隔风板
边孔处于放 矿流动带外
放矿槽
扇形孔布置 (a)边孔角为5-15°;(b)45-50°;(c)大于70°
15.5 无底柱分段崩落法
回采工作：崩矿参数 3）崩矿步距：崩矿步距是指一次爆破崩落矿石层厚度，一般每次爆破1-2排炮孔。
分段高度（H）、回采巷道间距（B）与崩矿步距（L），是无底柱分段崩落法三 个重要的结构参数。
15.5 无底柱分段崩落法
回采工作：崩矿参数
（1）扇形孔排面倾角：是指扇形孔排面与崩落侧水平面的夹角，这角有前倾(75°-80°)和垂 直之分。 前倾时，上部细废石渗入时间晚，装药方便，进路楣线稳定性好；垂直时，孔方向 易于掌握，但装药条件差。 （2）扇形炮孔的边孔角：根据放矿时矿岩移动规律，边孔角最大值以放出漏斗边壁角为限。 国内多用45°-55°，国外70°以上，如图。
VCR法、无底柱分段崩落法
一、球状药包爆破。
（1）一般爆破使用的是柱状药包，经过试验发现，当爆药的类型及药量相同的情况下，球状药包的爆破漏斗体积是柱状药包的四倍。
球形药包起爆后应力波从药包中心向各个方向均匀传播，因而能量的利用比较充分。
而柱状药包起爆后，爆轰压力主要是沿轴线方向传播，在能量利用上，不如球状药包。
因而球状药包爆破比柱状药包爆破效果好得多。
（V球=4V柱）二、VCR法的应用加拿大的什么矿在回采矿柱时，采用了这种方法，并且取得了良好效果。
后来加拿大的森特纳来铜矿，用VCR法回采矿房。
回采矿柱时（矿房已充填完毕），钻凿了炮孔直径为165mm，它是在矿柱上部开开掘平巷，然后在切割平巷中打下向平行深孔。
炮孔呈梅花形布置。
爆破时先把每个炮孔的孔底塞好，然后装上砂子，之后再装上球状药包，进行爆破。
每次爆破约4米的水平层矿石，每次爆破的药量一般控制在90-160kg要掘进分段凿岩巷道及切割槽工程。
（2）钻孔、装药、爆破等项工作都集中在同一空间进行，工作人员和工人不必进入采场或掘进工作面，故工作安全可靠。
（3）爆破效果好，工程质量高，由于爆药的能量利用充分。
因而崩矿效果好，例如直径为165mm的深孔，每米孔崩矿量为30吨以上，矿石块度均匀，二次破碎工作量少。
四、使用VCR结前提条件（1）必须有高效率，高质量的钻机，要求钻速快，偏斜度小的钻机。
而提高风压是很重要的。
森特纳来矿将风压，由4.55～6.7kg/cm2,提高到17.5 kg/cm2，大大地加快了钻孔速度。
（2）对于开采中厚的急倾斜矿体且矿石和围岩中的稳固矿体，采用VCR法是有效的。
总之，VCR法虽然只有十多年的历史，但事实说明，这种方法是有前途的一种方法。
五VCR法在美国霍姆斯太克金矿的推广与应用情况。
美国南达科他州霍姆斯太克（Homestake）金矿推广VCR法获得了较好效果。
该矿是美国唯一的大型地下金矿，有105年的开采历史，现有职工1700人，矿石生产能力C200吨/日，黄金产量1200盎司/日。
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某铜硫矿无底柱分段崩落法中深孔爆破设计
一、工程概况：
矿体岩性为含铜黄铁矿，岩石坚固性系数f=3～5，属不稳固矿石；回采进路基本全巷道木支护。
矿山采用的采矿方法为无底柱分段崩落法，分段高度为13m，分段进路间距为12m，上下分段回采巷道应严格交错布置，使回采分间成菱形，以便将上分段回采巷道间的脊部残留矿石尽量回收。
回采巷道的布置形式为垂直矿体走向布置。
根据-68m分段地质平面图及上个分段的巷道布置情况，回采进路布置个数为7个；分别为1#穿脉、2#穿脉、3#穿脉、4#穿脉、5#穿脉、6#穿脉、7#穿脉。
采用切割平巷与切割天井联合拉槽法，即岩矿体掘进一条切割平巷贯通各回采巷道端部，然后根据爆破需要，在适当的位置掘进切割天井；切割天井断面为2m×2m。
在切割天井两侧，自切割平巷钻凿若干排平行或扇形炮孔，每排4-6个炮孔；以切割天井为自由面，一侧或两侧逐排爆破炮孔形成切割槽。
二、爆破器材的确定
采用半秒塑料导爆管雷管，粉状炸药，BQF-50型装药器装药，起爆器起爆，按设计顺序依次起爆
三、爆破参数的选择：
（1）凿岩
本矿山为小型矿山，根据资料，采用FJY-24型圆盘台架配以YGZ-90型凿岩机进行凿岩，炮孔直径60mm，每根钎杆长度为0.8m。
（2）炮孔布置
炮孔布置形式为扇形，边孔角取500。
最小抵抗线W常取
1.5-
2.0m。
若W过小，前排孔易爆坏后排孔；过大，同排孔易爆穿，产生大块和爆破立槽。
最佳的W应满足W/d=35,根据算W=35×60= 2.1m，综合考虑取2m。
布置9个眼，中间一个眼，两边对称。
详见爆破设计图。
表1 炮孔参数表（炮孔从左到右）
（3）爆破
炸药采用粉装炸药，BQF-50型装药器装药。
装药采用交错装药，孔口装药间距a=0.6—1.0w，取a=0.6w=1.2m。
因为无底柱分段崩落法的爆破只有很小的补偿空间，属于挤压爆破。
为了避免扇形炮孔孔口装药过于集中，装药时，除边距及中心孔装药较满外，其余各孔的装药长短。
具体装药长度及装药量见表2。
见爆破设计图。
表2 装药长度及装药量
爆破时采用V字形起爆，4号、5号、6号孔1段毫秒雷管最先起爆，2号、3号、7号、8号5段毫秒雷管其次，1号、9号孔9段毫秒雷边眼最后起爆。
（4）爆破效果
爆破崩矿步距为2m，一次崩矿量预计为985t，回收率为75%，可回收矿量为740t，炸药消耗量为164kg，炸药单耗量为0.22kg/t。
四、通风
无底柱分段崩落法回采工作面为独头巷道，无法形成贯穿风流；工作地点多，巷道纵横交错很容易形成复杂的角联网路，回采工作面只能采用局扇进行通风。
局扇型号为FBY-5.5，功率为5.5KW。
五、安全及施工注意事项
1、凿岩必须严格按照炮孔设计图进行施工；
2、爆破必须严格按设计要求进行，并由具有资格证的爆破工进
行爆破；
3、爆破前必须进行警戒，所有相关人员必须撤离到安全地带进
行躲避；
4、放炮后必须将炮烟全部排尽（通风时间至少30min）后方能
进入作业面进行作业，防止发生炮烟中毒事故；
5、进入工作面后必须先进行排险，确保作业人员人身安全。