无底柱分段崩落采矿方法

无底柱分段崩落采矿法

一、什么是无底柱分段崩落采矿法

(一)、发展历史

上世纪五十年代发生，六十年代逐步发展并在国外得到广泛应用，七十年代已成为一种成熟的并占优势的种方法。以我国为例，七十年代中期铁矿地下开采矿山总数的45%，约占铁矿石总量的63%采用该采矿方法。(二)、特征

无底柱分段崩落种法是将阶段用分段回采巷道划分为若干分段，由上向下逐个分段进行回采，随后由崩落围岩充填采空区，分段下部不设出矿的底部结构，以小的崩矿步距爆破下来的矿石在崩落围岩的覆盖下直接由回采进路端部放出，凿岩、出矿共用同一巷道。这种采矿方法结构简单，为机械化采矿创造了有条件。

主要特点:

1.各分段不设放矿的底部结构，不留任何矿柱;

2.凿岩、爆破、出矿等回采作业均在同一回采进路顺序进行;

3.矿石回采由回采进路的上(下)盘一端开始，按步距顺序后退回采，直至下(上)盘一端矿体边界为止;

4.在回采进路端部于崩落围岩覆盖下进行挤压爆破和放矿;

5.上下分段进路在空间呈菱形交错布置。

(三)、适用条件

1.较规则的急倾斜厚矿体;

2.矿石稳固程度在中等以上，进路中不需大量支护;

3.顶板围岩能自行崩落，且块度较大;

4.地表允许陷落，表土层不厚，没有导致井下被淹没的地表水或地下水;

5.矿石允许贫化，矿岩容易分离，矿石可选性好，围岩含有用矿物成分。

(四)、优缺点

无底柱分段崩落采矿法是一种高效率、高生产能力.高度机械化、低成本和作业安全的采矿方法，与其它种方法相比，具有以下优点:

1.结构简单，不留矿柱，不设底部结构，所有矿块间和分段间,不需要留任何底柱和间柱，不需要掘进难以施工的漏斗、斗穿，斗颈和电耙等切割巷道，不需进行回收顶、底、间柱等复杂繁重的工作;在矿块中只布置采矿进路.联络巷道.切割巷道和切割天井，结构简单，便于施工;

2.回采工艺简单，各项回采作业在不同分段进行，互不干扰，管理方便，作业专业化，有利于操作技术和工效的提高;

3.易于实现采矿作业全面机械化，采准和回采作业都在进路进行，便于使用大型无轨自行设备，如掘进台车、采矿凿岩台车、装运机等;

4.作业安全，人员在水平巷道工作，顶板暴露面积小，出现浮石或不安全因素时，容易及时发现和处理;

5.灵活性大，每条进路所负担的回采宽度只有10米左右，崩矿步距只有2米左右，生产中出现问题时影响面小;还能根据矿体条件的变化随时改变进路布置或回采顺序;上分段残留的矿石可在下分段回收;对矿石成分复杂的矿体，可分采分运或选别回采，有利于稳定出矿品位和矿石综合利用。

缺点：

1.矿石贫化率大、损失率较高;

2.通风条件差。

二、结构参数和采准切割工作

(一)、端部放矿时崩落矿岩的运动规律

端部放矿时崩落矿岩的运动规律是无底柱分段崩落采矿法的基本理论之一，也是确定结构参数、采准切割布置和回采工艺某些参数的主要依据。

端部放矿似旋转椭球体.欲获得最优的损失贫化指标，就要在选择采矿方法参数时，使爆破后堆积起来的矿石形态尽量与放出椭球体的形态一致。

(二)、结构参数

几项原则:

1.要与矿山实际地质条件(矿床赋存条件、矿体形态与大小、矿石和围岩的物理力学性质及其稳固程度等)相适应;

2.要符合端部崩落矿岩的运动规律和地压显现规律，要有利于矿石损失贫化和地压管理;

3.要与选用的工艺技术和装备水平相适应，能充分发挥设备的生产能力和先进技术的效益;

4.能获得尽可能高的开采强度和技术经济效果;

5.确保生产安全。

无底柱分段崩落法的结构参数:

1.阶段高度

国矿山一般为40-60米，国外已有100-200米。

2.溜井间距

一个溜井所服务的围为一个矿块，溜井间距主要是根据装运设备的能力决定的。溜井间距一般为40-60米;进路沿走向布置时为60-80米;采用铲运机出矿、进路垂直走向布置时，间距可增大到100-150米;沿走向布置时可为150-200米。

3.分段高度

分段高度主要由凿岩设备能力及矿体赋存条件决定。分段高度应保证损失贫化指标最佳和经济效果最优。采用YG-80或YZ-90凿岩机(有效凿岩深度15米)，分段高度以9-12米为宜;采用潜孔钻机或液压凿岩机(炮孔偏钭率能控制在1%以下)时，分段高度可提高到20米。

4.进路间距

进路间距等于进路宽度与进路间矿柱宽度之和。分段高度确定后，可根据崩落矿石放出椭球体的参数和分段高度，按照使崩落的菱形矿层与放出椭

球体轮廓尽量吻合的原则，确定进路间距。进路间距不应小于进路宽度的两倍。一般8-12米。

5.进路规格

进路断面主要根据使用的采掘运输设备决定。当采用czz-700型凿岩台车和ZYQ-14型装运机时，进路一般为3-4米宽，3-3.5米高;当采用铲运机出矿时，一般为4.5-5米宽，3-3•5米高;采用凿岩台架凿岩，装岩机出矿时，一般为2.6-2.9米宽，2.7米高。国外进路规格有达到6.0×4.6米的。

(三)、采准

采准工程主要包括矿石和废石运输系统，人员、材料和设备运送系统以及通风系统。它所包括的井巷工程有矿石溜井、废石溜井、分段联络巷道、进路、电梯井、设备井或斜坡道、以及通风井和通风巷道等。“

1.电梯设备井

电梯井设备井的服务围多为300-500米，至少服务一个阶段，一般均布置在矿体下盘坚硬稳固的岩石中。中、小型矿山可用混合井形式(只掘一条井)，如大庙铁矿;大型矿山可用专用井形式(同时掘相邻两条井筒)，如梅山铁矿。

2.矿石溜井矿石溜井有阶段溜井和多段长溜井两种布置方式。布置方式取决于矿体赋存条件、矿体形状和大小、石个体分布情况、开拓方式、以及矿山生产能力。

3.分段运输联络巷道

联通各条进路与各条溜井的平巷叫分段运输巷道，它分为脉与脉外两种布置方式。一般为脉外布置，且布置在底盘围岩中。联络巷道距矿体边界距离应根据矿岩稳固程度和装运设备确定，要使最后一个崩矿步距的矿石能顺利装运出来，一般大于6米。断面与进路基本一致。

4.进路