无底柱分段崩落法-地压特征
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
无底柱分段崩落法采动地压规律分析及控制方法研究的开题报告
无底柱分段崩落法采动地压规律分析及控制方法研究的开题报告选题背景和意义：无底柱分段崩落法是一种常见的采煤方式，在煤矿开采中得到广泛应用。
但是，这种采煤方法同时也面临着一些不可避免的地质地形和地质构造条件的限制。
在采煤过程中，地面沉降、采空区崩落等问题会引起地面破坏、塌陷等安全事故，严重威胁煤矿生产和职工的安全。
因此，需要对无底柱分段崩落法的采动地压规律进行系统研究并提出控制方法，以确保煤矿生产的安全和高效。
研究内容：本项目计划对无底柱分段崩落法的采动地压规律进行详细研究，探讨其原理和机理。
具体研究内容包括：（1）无底柱分段崩落法的基本原理和工艺流程；（2）采动地压的影响因素分析，包括开采深度、岩体性质、采场形状等因素；（3）采动地压规律的数值模拟分析，利用FLAC、ABAQUS等软件建立采空区模型，模拟采动过程中采空区变形和应力分布情况，分析采动地压的演化过程；（4）采动地压控制方法的研究，包括支护设计、优化采场布置、降低开采深度等综合措施。
研究方法：1. 理论研究法。
通过文献调研和分析，了解无底柱分段崩落法采动技术的发展历程和研究状况，并深入研究其机理和规律。
2. 数值模拟法。
利用FLAC、ABAQUS等软件建立采空区模型，模拟采动过程中采空区变形和应力分布情况，分析采动地压的演化过程。
3. 现场观测法。
在实际的采矿现场进行采动地压的监测和收集数据，以验证数值模拟结果的可靠性，对研究结论进行验证和修正。
预期成果和意义：本项目的研究成果将有助于深入了解无底柱分段崩落法采动地压的机理和规律，提出适用于不同工况和地质条件的控制方法和技术，能够提高煤矿生产的安全性和效率。
此外，本项目的研究结果还可为采动地压及相关问题的研究提供参考，有助于推动煤矿采动工程领域的发展。
无底柱分段崩落法特征
15.5 无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落法
无底柱分段崩落法特征：
1）将阶段矿体划为分段，自上而下回采分 段，在 分段巷道内崩矿和出矿，在崩落岩石覆 盖下出 矿，崩落围岩处理空区并控制地区；
2）先掘进设备井、溜井、通风天井、分段 联络道 和进路等，然后在矿块分段前端形成切 槽；
3）用自进路钻凿的上向扇形深孔崩矿，崩 下矿石 在崩落岩石覆盖下用无轨设备从进路端 部装运 至溜井，紧随矿石下降的覆盖岩石充填 空区；
4) 采准、凿岩和出矿分别在不同分段进行， 互不干扰。
图7-1 无底柱分段崩落法 1、2-上、下阶段脉外运输平巷；3-溜 井；4-设备井；5-斜坡道； 6-人行天井；7-分段联络平巷；8-进 路；9-设备井联络道；10-分段切割平 巷；11-切井；12-上向扇形深孔
Байду номын сангаас
地采系列知识 -无底柱分段崩落采矿法
一、无底柱分段崩落采矿法地特点：、将矿块划分为分段，在分段进路中进行落矿、出矿等回采作业，不需要开掘专用地出矿底部结构.、崩落矿石在崩落围岩覆盖下放出.二、无底柱分段崩落采矿法地主要方案：、常用地分段高度为～，通过斜坡道、设备井、电梯井与各分段地联络巷道相联系.、分段联络巷道一般位于矿体下盘，通常每隔左右掘进一条回采进路，上下分段地回采进路采用菱形布置.文档来自于网络搜索、在进路地端部开切割槽，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～排炮孔，崩落矿石在崩落地覆盖岩石下，从进路地端部用铲运机、装岩机等出矿设备运到放矿溜井.文档来自于网络搜索、在上一分段退采到一定距离后，便可开始进行下一分段地回采.、此方法掘进回采进路、钻凿炮孔、出矿可以在同一矿块地不同分段同时进行.三、矿块结构参数：、阶段高度：阶段高度一般为～，无底柱分段崩落法与阶段高度地制约关系不太大，在实际开采中可按一般地开采原则选择阶段高度.文档来自于网络搜索、分段高度：分段高度主要受设备能力地限制，目前国内地分段高度一般采用～，为了减少采准工程量，在凿岩设备能力允许地条件下，可适当加大分段高度.文档来自于网络搜索、进路间距：在分段高度确定后，便可根据放矿理论，使其损失、贫化指标最佳地原则来确定进路间距.、进路地规格和形状：回采进路地规格和形状对出矿工作有很大影响，在保证巷道顶板和眉线稳固地条件下，需从以下方面加以考虑：文档来自于网络搜索ａ．进路宽度应尽可能大，以增大放出体地宽度，提高矿石回收率和便于出矿设备运行.ｂ．进路地高度在满足凿岩设备及通风管道布置地要求时，应尽可能低，以减少残留在进路正面地矿石损失.ｃ．进路地顶板以平顶为好，以便矿石能均匀地在全宽上放出，若顶板呈拱形，矿石将集中在拱顶部放出，容易造成废石提前流出.文档来自于网络搜索ｄ．国内常用地进路宽度为～, 高度为.四、采准与切割（一）采准工作矿块地划分与放矿溜井地布置无底柱分段崩落法矿块地划分，一般以一个放矿溜井所服务地范围划分为一个矿块.放矿溜井地布置一般根据设备地性能而定.其间距为：使用汽动装运机时，间距一般为～；使用柴油驱动地铲运机时，其间距一般为～ .文档来自于网络搜索、分段联络道地布置分段联络道一般布置在下盘脉外～处.也有地矿山根据其具体条件，将联络道布置在矿体地上盘.联络道布置在脉内，虽然可以减少采准工程量，但当回采到交叉口时，要将交叉口外地炮孔同次进行爆破，造成崩矿步距太大，增大了矿石损失，因而一般不宜采用.文档来自于网络搜索、进路地布置各分段进路均采用菱形交错布置，其布置方法一般根据矿体地厚度来布置进路：.矿体地厚度小于～时，一般沿矿体走向布置进路.ｂ.矿体厚度大于～时，采用垂直矿体走向布置进路.垂直矿体走向布置进路，可较好地控制矿体，并且可提高矿石地回收率.文档来自于网络搜索、采准比：是指每千吨采出量与所进行地采准工程量进米地比值.其计算单位ｍ无底柱分段崩落法采准比一般为～左右.由于进路断面大，采准副产矿石所占比重达～％ .文档来自于网络搜索（二）切割工作切割工作地主要任务就是为矿石地回采创造爆破自由面.其切割方法一般采用如下拉槽法：、多进路联合拉槽法：是采用多条进路以一个切割天井为自由面，在切割巷道中钻凿上向平行深孔，逐次爆破扩大后形成切割槽.文档来自于网络搜索这种拉槽法地优点是：可少掘切割天井，减少了采准工程量.缺点是：随着拉槽范围地扩大，切割槽形成地质量将逐渐降低，因此，一个切割天井地服务范围不能过大.、单进路切割天井、切割巷道拉槽法：在单进路中以切割天井为自由面，从切割巷道中钻凿上向平行深孔，逐次爆破后形成切割槽.文档来自于网络搜索、单进路深孔爆破拉槽法：这种方法不开掘切割天井和切割巷道，以进路为自由面，用逐渐增大扇形孔前倾角地方法拉槽.文档来自于网络搜索五、回采落矿）采用单机或双机采矿钻车及潜孔钻机，钻凿中深孔.）提高炮孔钻凿质量，控制炮孔深度，防止炮孔偏斜.ａ.孔深误差应小于±ｍ.ｂ.炮孔偏斜角误差应小于±о.ｃ.孔底距误差不超过±ｍ.ｄ.要建立和健全炮孔验收制度，不合格地炮孔要及时补孔，补孔后仍然需要再次进行验收.）炮孔一般采用扇形布置，分段高度为～ｍ时，扇形孔地深度一般为～ｍ.孔深与分段高度和进路间距有关，二者数值越大，则孔深越大.文档来自于网络搜索）设定炮孔边孔角一般为○～○，边孔角过小时，部分崩落矿岩因不能流动而得不到松散，影响以后步距地爆破效果.文档来自于网络搜索）最小抵抗线地确定：ａ.孔径～ｍｍ时，最小抵抗线为～ｍ；ｂ.孔径为～ｍｍ时，最小抵抗～ｍ.６）每次爆破～排炮孔，合理地崩矿步距应当是使损失贫化指标最佳.）炮孔密集系数ｍ值地合理选取，对爆破地破碎效果起到重要作用，选取ｍ值偏小时，炮孔之间容易贯通，形成预裂面而使爆破能量过早释放，影响破碎质量.加大ｍ值可使爆破作用时间加长，充分利用爆破能量提高破碎质量.文档来自于网络搜索）炸药消耗量根据矿石地性质而定，正常选择范围为：一次炸药消耗量为～二次炸药消耗量为～)装药工作普遍采用气动装药器.ａ.在装药过程中要控制好孔口部分地装药量，对保护眉线有重要作用（如眉线遭到破坏将直接影响放矿时地矿石质量）.文档来自于网络搜索ｂ.炮孔容易发生变形地地段，可采用预先装药地方法.ｃ.炮破后出现立槽、悬顶及隔墙等现象是无底柱分段崩落法常见地故障.为此，要根据具体地条件选择合理地凿岩、爆破参数，在排间、孔间采用微差爆破，严格执行炮孔验收及补孔管理制度，提高凿岩和装药质量.文档来自于网络搜索)常用气动装运机、柴油驱动及电动铲运机出矿.国内还有一些中小型矿山采用轨道装岩机出矿.)每台出矿设备一般服务～条进路.)无底柱分段崩落法因矿石与废石多面接触，每爆破一次都要发生一次贫化过程，因此，贫化率较大.为此，需加强如下出矿管理工作：文档来自于网络搜索ａ.当回收率达到一定程度后，继续放矿时回收率增长很慢，而贫化率却增长较快，由于出矿设备效率高，及时截止放矿是十分重要地.文档来自于网络搜索ｂ.出矿时要注意全断面均匀铲装矿石，及时处理各种故障保证矿石流动畅通，以提高矿石回收率，降低贫化率.通风）无底柱分段崩落法地工作面是独头巷道，无法采用贯穿风流通风，随着柴油驱动设备地大量使用，废气地污染使工作面通风问题更为突出.文档来自于网络搜索）当工作面靠近地表时，塌陷区往往与地表贯通，使通风管理更为复杂，为此，通风问题是无底柱分段崩落法存在地一个尚未彻底解决地问题.文档来自于网络搜索六、覆盖岩层、无底柱分段崩落法中地覆盖岩层，不但起着缓冲围岩冒落时冲击气浪地危害作用，而且也提供挤压爆破条件防止矿石抛散在采空区，保证正常出矿.文档来自于网络搜索、无底柱分段崩落法要求覆盖岩层及时充满采空区.、覆盖岩层地形成可利用自然崩落或强制崩落.在国外需要强制放顶地矿山，一般先用其它地采矿方法开采，如强制崩落法、阶段矿房法等，然后转为无底柱分段崩落法，此时采用一般地空区处理方法就可以形成覆盖岩层.文档来自于网络搜索、有些矿山在开采围岩不能及时冒落地盲矿体时，投产初期就直接采用无底柱分段崩落法开采，其形成覆盖岩层地主要方法有两种：文档来自于网络搜索ａ.一种是集中放顶，此法按无底柱分段崩落法地布置，开采～个分段，但此时由于没有覆盖岩层而在空场下出矿，一部分抛在空区地矿石暂时不能运出，当顶板达到一定地暴露面积，空场内又有足够地补偿空间时，便可以集中放顶.文档来自于网络搜索ｂ.另一种放顶方法是边采边放，此法是开掘一系列与回采进路相平行地放顶巷道，在放顶巷道中钻凿上向扇形放顶深孔，与回采炮孔分次逐排爆破形成覆盖岩层.文档来自于网络搜索ｃ.开采倾斜矿体时，已形成地覆盖岩层会丢失在下盘，因而在上盘部位要进行补充放顶，其方法是将进路延伸到上盘，用正常回采地方法崩落围岩进行补充放顶.文档来自于网络搜索七、无底柱分段崩落法地适用条件和评价、适用条件无底柱分段崩落法地适用条件，除崩落法地一般适用条件外还须考虑下列条件：ａ.矿石要有一定地稳固性，进路一般不需要大量维护，爆破后眉线不易冒落，炮孔不易变形，能保证正常地装药爆破工作.文档来自于网络搜索ｂ.围岩最好能成大块自然崩落，也可以采用强制崩落.ｃ.此法适用于急倾斜中厚以上地矿体，以及倾斜地、缓倾斜地极厚矿体.由于分段之间进路采用菱形布置，上分段进路之间地一部分矿石要在下分段回收，如果矿体厚度在垂直方向不能重合地布置～个分段，因而会造成矿石损失量太大故不宜采用此法.文档来自于网络搜索ｄ.矿石不太贵重，围岩含品位，可选性好有利于使用本法.)优点ａ.无底柱分段崩落法，没有复杂地底部结构，采准和回采工艺简单，便于采用大型无轨设备，实现高度机械化.此方法地各个回采作业几乎可以标准化地重复进行，有利于作业专业化和发挥机械化地作用.文档来自于网络搜索ｂ.回采工作以进路为单位，掘进回采进路、钻凿深孔、出矿等作业可以在同一矿块上下分段地不同进路中同时进行，作业集中互不干扰，易于管理，具有较大地灵活性，并能较快地投入生产.文档来自于网络搜索ｃ.生产能力大，劳动生产率高.ｄ.工人在断面不大地进路中作业，安全性好.此外，在进路端部出矿，没有狭窄地放矿口，不以堵塞，发生堵塞时处理也比较方便.文档来自于网络搜索ｅ.在进路中以小步距后退回采，有利于分采分运、剔除夹石.)缺点ａ.再覆盖岩石下放矿，且每次崩矿地矿石都是在多个废石接触面下放出，故矿石贫化率大.ｂ.回采工作在独头巷道中进行，通风条件差.。
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；
无底柱分段崩落采矿法地压控制
无底柱分段崩落采矿法地压控制发布时间：2021-05-14T11:17:09.530Z 来源：《工程管理前沿》2021年2月第4期作者：刘虎[导读] 当前，随着矿石价格的不断波动，矿业公司对经济利益的需求正在增加。
刘虎中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司天津 014000摘要：当前，随着矿石价格的不断波动，矿业公司对经济利益的需求正在增加。
但是，我国的矿业公司仍在管理设备，技术和工艺上有严重的不足，这给我国的矿业企业带来了严峻的挑战。
因此，我国引入无底柱分段崩落采矿法，该方法被广泛用于地下矿山中的采矿工作。
如何优化无底柱分段崩落采矿法的采矿生产调度系统成为了促进采矿技术的重要研究方向。
关键词：无底拄分段崩落采矿法、地压控制无底柱分段崩落开采法是一种开采效率高，生产安全，是控制地压的有效方法。
这种方法首先在世界范围内的瑞典矿山中使用，由于其突出的优势和高安全生产系数，已在世界各地的矿山中得到广泛的推广和应用，极大地增加了世界采矿量。
1960年代，我国开始引入并使用无底柱分段崩落采矿法进行采矿作业。
它的优势是巨大的，并且已经在金属矿山中得到了迅速推广，尤其是在铁矿石开采中应用广泛，而在该法的实施过程中，应科学考虑对矿区地压的控制，确保无底柱分段崩落采矿击的顺利开展。
1.如何控制地压考虑到地面压力活动的特点和一般的外观规律，有必要根据当地情况采取积极合理的地压控制方法。
（1）加强集中开采：即快速开挖，快速支护和快速开采，缩短采矿作业线和巷道采矿周期，并努力在地压达到之前完成采矿作业。
例如，玉石洼铁矿作为组织生产的单位，生产周期从17个月缩短到10个月，从而有效地控制了地压活动。
矿山生产实践证明，如果分段不超过一年，则不会损坏进路和联巷。
同时，无论是沿走向方向还是垂直走向方向布置采场，都必须将采矿工作面在平面上呈阶梯状，以减慢采矿现场的压力活动。
在矿山两个50m分区的1号联巷上同时开采了四个坡道，形成了一个完整的阶梯状工作面。
崩落采矿法
崩落采矿法崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。
在崩落法中不需要将采区(矿块)划分为矿房和矿柱两步骤回采，而是单步骤回采。
因此，这类采矿方法就消除了回采矿柱时，安全条件差、矿石损失和贫化大等缺点。
采用崩落采矿法时，围岩和地表必须允许崩落。
本书主要介绍有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法。
（1）有底柱分段崩落法：1) 概述:本方法具有以下基本特征：①将阶段划分成若干个分段，矿石自上而下的逐段进行回采；②放矿、运搬及二次破碎均在底柱中开凿的专门巷道中进行，底柱将随同下一分段一同采出；③围岩在回采过程中自然或强制崩落，放矿是在崩落的覆岩下进行。
这种采矿方法，在我国积累了丰富的经验。
中条山，铜官山、云南的不少有色金属矿山都在采用这种方法。
2）典型方案：图5-5-10为垂直扇形中深孔侧向挤压崩矿分段崩落法。
这种方案在我国目前有底柱分段崩落法中占据最重要的位置。
此法是把阶段划分成若干采区进行回采，采区沿走向布置。
采区长度主要按合理的耙运距离而定，一般为25一30m多至40m；采区宽度等于矿体厚度，一般为10～15m；阶段高度50m；沿倾向将采区划分成两个分段，分段高度为25m，分段底柱高度为6～8m。
3) 采准工程和底部结构：采准工作包括掘进阶段运辅巷道、放矿溜井、通风行人天井、电耙巷道、堑沟巷道、斗川和漏斗颈、切割天井、凿岩巷道等。
在矿体上盘布置脉内，下盘布置脉外运输巷道各—条，在运输水平层，位于两相邻采区的相接处布置穿脉巷道，采用在穿脉巷道中装车的环形运输系统。
每个分段布置一个倾斜60°以上的溜井，直通穿脉巷道。
每1～2个采区布置一个下盘脉外进风、行人、材料天井，用联络道与各分段的电耙道相连。
采用“V”型堑沟沟式底部结构，布置双侧漏斗，漏斗间距5—5.5m，漏斗坡面角50°。
为了形成堑沟，各分段都应首先掘进二条堑沟巷道，电耙道和堑沟巷道之间用斗川和斗颈联通。
斗川和斗颈的规格为2.5×2.5m。