空场采矿法-分段及阶段矿房法

第六章 空场采矿法—分段及阶 段矿房法
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一、分段矿房法
• 一、分段矿房法的特点 • 1、将阶段再划分成若干（3～5个）分段，
在分段上布置矿房和矿柱； • 2、分段事实上是作为回采的基本单元，每
个分段的开采工艺过程基本类似。 • 3、各分段采下的矿石从分段出矿巷道运出，
通过溜井或直接（斜坡道）运出到井下矿 仓；
1、结构参数：
• 阶段高度40-60米；
• 矿房长度20-40米（沿走向布置矿房） ，或10-30 米（垂直走向布置矿房）；
• 间柱10-15米，顶柱6-8米，底柱8-13米（漏斗）， 5-8米为平底或堑沟结构。
（大吉山）垂 直走向布置的水平深孔落矿的阶段
凿岩硐室
A
B
凿岩天井
电扒道
A 运输平巷
B
• 2、采准工作： • 阶段运输一般采用脉外环形运输布置，脉内天
井（凿岩、通风、行人等），双排对称漏斗电 耙出矿； • 由于深孔落矿大块率较高（15-30%），底部结 构一般设有二次破碎水平； • 3、切割工作： • 图15-24，主要包括劈漏和开凿拉底空间。劈漏 和拉底可以同时进行，但劈漏应超前于拉底进 行（为什么？）。 • 4、回采工作：
柱回采平巷（顶柱5、间柱7） • 2、切割工作： • 切割平巷6—切割天井9—切割立槽 • 3、回采工作： • 扇形中深孔或深孔—向切割立槽崩矿（自由空间爆破）—
装矿横巷出矿（间距10－20米）—放矿溜井（约100米一 个）—阶段运输巷道。
• 4、地压管理： • 一般情况下，矿房回采结束后，立即进行矿柱回收工作
• 问题：请比较水平孔方案与垂直孔方案的 优缺点。
• 垂直矿体走向布置的阶段矿房法（图5-29） 简介
• 主要针对矿体厚度极大（极厚矿体）的情 况，此时可以通过调整矿房的宽度来有效 控制矿房的暴露面积，从而保证采矿的安 全。
• 图示方案的采准切割以及回采工作与前述 垂直孔方案基本相同。但电耙的布置方向 不同，切割立槽的位置也不同（形成方法 基本相同）
• 3、底部结构以电耙漏斗底部结构和堑沟底部结构 为主；平底结构也有使用。
• 4、分段落矿的阶段矿房法在一些书籍中被列入分 段空场法或分段矿房法中；
• 5、上世纪70年代末、80年代处在美加等欧美发达 国家又出现了一种被称为VCR的阶段矿房法，翻 译成中文就是垂直深孔球状药包后退式采矿法。
（二）水平深孔落矿的阶段矿房法（图5-23）
– 由于该采矿方法的大块率较高（为什么？），出矿 过程中二次破碎也是回采作业中的一项经常性工作。
– 问题：将采场矿石全部放出有什么不利的效果？ – 地压管理： – 由于主要使用在矿岩均稳固情况，且工人均不在大
的暴露面下工作。因此，回采时采场地压管理工作 量很小，主要是部分采准巷道临时维护工作。
– 但是，该采矿方法底柱稳定性的维护一直是困扰矿 山的一个突出的问题（为什么？），因此，该方法 正逐步被一些无底部结构的采矿方法取代。
• 4、一般不留间柱（典型方案有），分段内
实行连续回采；
• 5、多采用自行设备进行开采；
• 6、若在分段间以及矿房之间留有矿柱，一 般在矿房回采结束后立即回收矿柱并及时 处理空区；
• 7、几乎所有的开采作业均在暴露面较小的 巷道以及硐室中进行，而不在传统的大暴 露面的矿房内进行，因而安全性好；
• 8、以分段为独立的回采单元，灵活性高；
– 凿岩：采用水平扇型或平行深孔进行落矿，孔深1030米，抵抗线为2.5-3.0米，每次爆破1-2派，以后爆 破排数可以逐步增加；
• 4、回采工作：
– 通风：通风主要考虑凿岩硐室以及电耙巷道的通风 问题，频繁的二次破碎工作需要电耙巷道设置专门 的回风巷道（图15-23中的5）；
– 出矿：崩落的矿石可以全部放出，也可以暂留一部 分在采场，待整个矿房的矿石都崩落后再集中放出， 这时该采矿方法就与前述深孔留矿法接近了。
• 鉴于这个原因，该方法有向有底部结构的分段崩落法（见 下图）以及无底柱分段崩落法过渡的趋势。
二、阶段矿房法
• （一）阶段矿房法的特点 • 1、以整个阶段为回采对象，采用深孔或中深孔进
行落矿；整个矿块的采准布置与中厚矿体的留矿 采矿法类似，主要区别在于落矿方式采用了中深 孔落矿。
• 2、根据炮孔布置方式的不同，阶段矿房法被分为 水平深孔和垂直深孔落矿；前者要求在矿房底部 进行拉底，后者不仅要进行拉底作业，同时还需 要开凿切割立槽；
• （三）垂直深孔落矿阶段矿房法典型方案
– 特点： – 炮孔为垂直上向（也有采用下向孔的情况）扇型或平
行，矿房中央开切割立槽，爆破对底部结构影响小； 拉底空间相对小一些，且无须一次完成，但切割立槽 必须在落矿前完成。 – 分段凿岩（8－15米）可以降低对凿岩设备的要求，但 增加了采准工程量。 – 采切工作： – 与水平孔落矿方案相比，垂直孔方案增加了分段凿岩 平巷。同时，切割工作变为开凿切割立槽。
（顶柱5、间柱7），具体方法是通过矿柱回收巷道（5、7、 8）中深孔（或深孔）落矿。 • 矿柱回收过程也是采空区处理以及地压管理的过程。矿柱 回收完成后，围岩自然或被强制崩落。
• 四、评价：
• 适用于矿体厚度：中厚及以上；矿石及围岩中等稳固及以 上；
• 是一种机械化程度高、效率高、安全性好、贫化低的一种 空场采矿法。但其主要缺点是采准工程量大。特别是由于 矿柱的存在，影响了矿石的回收，增加了采准工程量，也 一定程度降低了回采效率。
• 二、结构参数
• 阶段高度：40～60米，分段高度15～25米； • 矿房走向长度：35～40米；矿柱：间柱6～8米，顶柱5～
6米；
• 三、典型方案（图15-22）
• 1、采准工作: • 阶段运输平巷—斜坡道—分段运输平巷1—装矿横巷2—堑
沟拉底平巷3—放矿溜井（图中未标示）—凿岩平巷4—矿
– 切割立槽的形成可以采用浅孔留矿法的方式形成，但 一般采用水平或垂直深孔的方式开凿（见图5-26，1527）。
– 回采工作： – 与水平深孔落矿基本相同。需要注意的是，为避免污
风影响凿岩工作，一般是将全部炮孔凿完后再进行分 次爆破。
下向孔的分段空场法（漏斗底部 结构）
下向孔堑沟底部结构 分段空场法