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内外得到广泛应用，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内顺序进行;
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臵。
(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;在矿块中只布臵采矿进路.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内进行，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内进行，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，人员在水平巷道内工作，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臵或回采顺序;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、采准切割布臵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
国内矿山一般为40-60米，国外已有100-200米。
2.溜井间距
一个溜井所服务的范围为一个矿块，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;进路沿走向布臵时为60-80米;采用铲运机出矿、进路垂直走向布臵时，间距可增大到100-150米;沿走向布臵时可为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范围多为300-500米，至少服务一个阶段，一般均布臵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臵方式。布臵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，它分为脉内与脉外两种布臵方式。一般为脉外布臵，且布臵在底盘围岩中。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
进路是一回采单元，是凿岩、爆破和出矿等工艺的作业面。当矿体厚度大于20米时采用垂直走向布臵;小于20米时，采用沿走向布臵。布臵进路时还应考虑矿体倾角的影响，倾角小，要求厚度大;反之亦然。
上下分段进路必须严格按照菱形布臵，以确保放出的椭球体与崩落矿石堆积体的轮廓在垂直进路方向断面上的一致。进路掘进时要严格按照设计和中线、腰线施工，保证工程质量。
进路的断面形状:矩形一三心拱一半圆。
进路和联络巷道的布臵，除根据矿体赋存条件严格按菱形布臵外，在缓倾斜和倾斜矿体中，还应尽量减少顶底盘三角矿带的矿石损失。
通风天井的布臵和断面要求，根据通风系统、通风防尘和排烟要求决定。
(四).切割
切割工作包括掘进切割巷道、切割天井和形成切割槽。
进路回采前，首先要在端部拉开切割槽，形成最初崩矿自由面和爆破补偿空间。
l.切割槽的位臵
切割槽位臵根据矿体赋存条件、矿体形态和回采顺序确定。沿走向布臵进路时，切割槽布臵在矿体内;垂直走向布臵进路时，切割槽根据进路回采顺序布臵，可位于靠近顶(底)盘的围岩或矿石内，亦可半矿半岩。
切割槽位臵选择的原则:
(1)、切割槽拉开后，即能保证正常生产，矿石回收和贫化指标较好，尤其在倾斜较缓的矿体中要使回采初期采出的废石量和可回收的矿石量达到经济上合理;
(2)、易于安全施工，且能保证切割质量，降低成本;
(3)、有利于顶盘围岩自行崩落和补充放顶工作的实施。
2.切割方法
(1)、单进路拉槽法
自每条进路端部掘进切割天井，天井长边沿进路方向布臵，以切割天井为自由面凿三排上向扇形深孔，采用微差爆破拉开切割槽。
此法稳妥可靠，易于保证质量，且各条进路互不影响。但天井掘进工程量大。
(2)、联合拉槽法
此法是在进路端部沿矿体走向据进一条切割巷道，贯通各条进路，再根据矿体边界条件和生产要求，在切割巷道内每隔一定距离掘进一条切割天井，然后以切割天井为自由面，在切割巷道内凿上向扇形中深孔或上的平行大孔，逐排爆破拉开切割槽。切割天井一般每隔30-50米一条。
(3)、扇形深孔爆破拉槽法
此法是利用多排扇形深孔爆破成槽，不需要掘进切割平巷和天井。从每条进路端部开始，以进路顶板为初始自由面，凿排孔角由小到大的扇形炮孔，分段进行爆破，逐步拉开切割槽。
采用此法的进路断面不得小于4×3平方米，拉槽长度不得小于4.5米，炮孔前后左右偏斜误差不得大于l度。
切割平巷规格一般与进路相同，天井规格2×1.5米至3×2米，切割槽宽度等于或大于切割巷道宽度。
(五)、采准切割井巷工程施工
无底柱分段崩落采矿法的采准切割井巷工程施工主要特点是掘进高天井和大断面巷道。
1.平巷施工
国内中小矿山多用普通掘进法，大型矿山和国外多用掘进台车和铲运机施工。
2.天、溜井施工
吊罐法在我国天、溜井施工中应用最广、效果最好。
采用STH-5型爬罐掘进效果更好，且适用范围广，不受上部水平的限制。
深孔爆破成井法(一次成井)已在国内外广泛应用。
3.切割井施工
(1)、普通上掘法
(2)、深孔一次爆破成井法
三、回采工艺
(一).凿岩
1.炮孔布臵
炮孔布臵方式有扇形和平行排列两种;炮孔排面倾角有前倾、垂直和后倾三种。炮孔布臵方式要根据回采方案、凿岩设备类型和矿石力学性质确定。
(1)、扇形布臵:国内多数矿山采用端壁垂直或前倾的单中心扇形布臵;国外因多用双机或三机凿岩台车，故多为双中心扇形布臵。
炮孔直经51-65mm，边孔角45-50度，炮孔排面倾角90度或前倾75-85度，每排炮孔9-13个。如果炮孔直经加大到80-110毫米，炮孔数相应减少，最小抵抗线(放矿步距)相应增大。
(2)、平行布臵:仅在国外有用此法。
2.凿岩设备
国内矿山主要采用的凿岩设备有单机和双机凿岩台车，小矿山有用台架的，大型矿山有用大孔凿岩台车或架柱式潜孔钻机的。
单机采矿凿岩台车主要是CZZ-700和CTC-141型台车，配yG(YZ)-80型重型导轨式凿岩机或YGZ-90型独立外回转式重型凿岩机。
双机采矿凿岩台车CTC-14.2型配2台yGz-90型外回转式重型凿岩机。
3.钎具
钎具包括钎尾、钎杆、套筒和钎头。
4.中深孔凿岩质量
衡量炮孔质量的主要标志是孔底的偏离程度和孔深。
产生炮孔孔底偏离的主要原因:孔口偏离设计位臵;凿岩方向未按设计倾角;岩性发生变化;钎具质量不佳等。
造成孔深不足或超深的原因主要是施工操作差错所致。
为保证中深孔凿岩质量，必须做到:
(1)、掘进进路时，要精确地给出中线和腰线，施工后要做出准确的实测图，为炮孔设计提共精确的地质测量资料;
(2)、炮孔设计图纸要详细准确地标明炮孔位臵、倾角、孔深等参数;凿岩前要在进路中准确地画出炮孔排线和孔位;
(3)、凿岩作业要严格按照设计施工
(4)、开工前，台车司机必须做好准备工作(设计图纸、设备、钎具等)。
(5)、施工要精心，台车定车时，要对准中心心及排线,校准台车水准泡，将台车调平，钻孔时对准每个炮孔的倾角和仰角，必须根据设计图用量角器或台车配备的摆角定位仪进行测量和定位。炮孔偏斜角不得±l度，孔深不得超过±0.1米。
(6)、建立健全与严格执行炮孔质量管理制度。要有专人负责炮孔验收(孔深、倾角)。对不合格的炮孔要及时补孔。
(7)、加强台车的维护保养，使台在各部件动作准确无误。
5.凿岩速度与效率
凿岩速度和效率除受炮孔直径和风压影响外，还与供风压力、矿岩的力学性质、凿岩设备的性能及工人操作水平有直接关系。
我国多数矿山工作面风压为6-7公斤/厘米2，水压10公斤/厘米2。凿岩效率50-64米/台班。
(二).爆破
l.爆破参数
合理的爆破参数要满足:
(1)、矿石破碎块度均匀，大块率低，粉矿少;
(2)、无悬项、隔墙、过挤压等现象;
(3)、放矿口眉线保持良好,无带炮、挤炮;
(4)、炸药和炮孔单耗低，经济效果优。
最小抵抗线(即炮孔排距):中深孔爆破时，一般为1.5-2.0米;大孔爆破时，一般为2.2-3.0米。
孔底距:等于或稍大于炮孔排距。
单位炸药消耗量:根据矿山生产实践和爆破试验确定。
每排扇形炮孔的总延米数:根据一排扇形炮孔所崩落的矿石体积、单位炸药消耗量、矿石容重、每米炮孔装药量和扇形炮孔平均装药系数(一般为0.8左右)计算得出。
每排炮孔数:9-12个。
炮孔直径:一般为51-65毫米。
边孔角:一般为45-60度。
2.炸药、装药与起爆
炸药:
国内主要用铵油炸药.铵油与硝铵混合炸药及铵松腊炸药。其中多数矿山使用混合炸药。
装药结构:
为避免炮孔孔口附近药量过于集中，孔口部分应采用交错装药结构，即边孔和中心孔的填塞长度为1.5-2.0米,其它各孔的填塞长度交错增加,使孔口部分装药最小间距大于孔“底距之半。孔口最好用炮泥填塞。。
装药:
最好采用装药器装药。中型以上矿山多用AYZ-150型风动装药器。
使用装药器装药一定要严格遵照安全操作规程作业，避免发生事故。
起爆:
一般一次爆破1-2排炮孔，使用导爆线起爆、电雷管起爆和导爆管起爆三种方法。
3.爆破事故的发生与处理
(1).立槽(在崩落矿石和矿壁之间形成的一道槽沟):
产生立槽原因:炮孔过密或过疏;装药量偏低;炮孔质量差。
防止措施:
a、合理选择爆破参数,孔底距大于或等于炮孔排距(最小抵抗线);
b、孔口附近交错装药,增加填塞长度;
c、提高装药密度，确保炮孔有足够的装药量;
d、采用排内炮孔间微差爆破,即中间孔先爆，边孔后爆;
e、确保炮孔质量，对不合格的炮孔应及时补孔，对不用的炮孔爆破前应予填塞;
f、保证有足够的补偿空间,如长期不出矿的进的进路，爆破前应先进行放矿松动。
处理措施:在放矿口上部放一定量的炸药，爆破震动即可。
(2).悬顶与隔墙
爆破后上部矿石未能崩落下来，所留下的顶盖叫悬顶;爆破后两相邻进路的崩落矿石未能贯通,而在其间形成的矿石墙，称为隔墙。
产生原因:炮孔深度不够;装药时拔管速度过快使孔底无药或孔内炸药中断;炮孔拒爆;地质测量资料不准确等。
预防措施:保证地质测量资料准确;凿岩装药工作按操作规程施工。
处理方法:
a、处理悬顶时,在放矿口附近用潜孔钻机凿前倾深孔，炮孔要从进路顶板一直打到悬顶部位，炮孔数视情况定;
b、如果悬顶厚度和长度较大，a法无效时，亦可在相邻进路间掘进横巷和硐室，凿压顶深孔处理;
c、处理隔墙亦可采用打辅助深孔的办法。
(3).带炮
爆破时，先起爆的炮孔将后起爆炮孔中的起爆药包或继爆管或未传爆的导爆管崩掉，引起部份炮孔拒爆，这种现象即为带炮。
发生原因:起爆药包放臵的位臵不当，离孔口太近或继爆管固定不牢;起爆药包装填不牢。
防止措施:装药时要严格按操作规程施工;装药连线后应认真检查。
(4).废石包裹矿石
爆破后随着放矿，大量废石或黄泥大量涌入，迫使中止放矿。
原因:废石颗粒过细或爆破效果不好。
措施:采用排内孔间微差爆破方法。
(三).出矿
l.装矿方式
采用铲斗宽度大的无轨自行装运设备，有利于沿进路全宽顺序出矿和增大一次铲取量及铲取深度，提高效矿效果。
2.出矿设备:
(1)、风动装运机，如ZYQ一14型;
(2)、铲运机(柴油)，如ZLD型。
(四).通风防尘与安全
1.通风防尘
(1)、贯穿风流通风:
a、辅助井巷通风:在进路间或分段间开凿一系列小断面天井或巷道，作为辅助回风巷道。新风一>进路->污风->小天井(或巷道)一排至主回风巷道，形成贯穿风流。
b、爆堆通风:新风一进路一污风一爆堆一崩落区(矿岩间缝隙)一回风巷一地表。
(2)、局部扇风机通风，分单进路和多进路两种。
(3)、装矿前和放矿后(包括二次破碎)，在进路顶板和两帮及矿堆断强化喷雾洒水和冲洗，降低粉尘。
2.安全
该采矿方法安全性相对较好，但溜井多，须防坠井事故;同时作业点多，二次爆破时一定要预先联系和警示;装运设备多，注意防止碰伤;距地表较近时，要防止雨季黄土流入井下。
(五).溜井封闭
1.斜撑圆木封井法
2.平铺圆木封井法
3.下口斜撑圆术封井法
4.混凝土封井法(上口或下口两种)
(六)、进路支护
较为适宜的支护方法是锚喷支护。
四、废石覆盖层
为形成端部放矿条件，在回采分段上部必须有足够厚度的崩落废石覆盖层，为进路端部形成挤压爆破创造条件,并为崩落矿石提供碎胀补偿空间。
废石覆盖层的形成方法
三种类型:
A、露天转地下
(1)、用大爆破崩落边坡
(2)、回填剥离废石
B、其它采矿方法改为无底柱分段崩落法
(1)、上部矿房采完后，用大爆破方法一次崩落矿柱和围岩
C、新建矿山
(1)、先放顶后回采
(2)、回采与放顶同时进行
(3)、先采后放，集中放顶
(4)、预留矿石覆盖层法
五、技术管理
1.三级矿量
2.开采顺序
3.验收办法
附:矿山实例
一、河北大庙铁矿
二、南京梅山铁矿
三、湖北程潮铁矿
四、杨树沟铁矿
无底柱分段崩落采矿法 一、无底柱分段崩落采矿法的特点： 1、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，不需要开掘专用的出矿底部结构。 2、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的主要布置： 1、常用的分段高度为12～15m，通过斜坡道、设备井、电梯井与各分段的联络巷道相联系。 2、分段联络巷道一般位于矿体下盘，通常每隔20m左右掘进一条回采进路，上下分段的回采进路采用菱形布置。 3、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、装岩机等出矿设备运到放矿溜井。 4、在上一分段退采到一定距离后，便可开始进行下一分段的回采。 5、此方法掘进回采进路、钻凿炮孔、出矿可以在同一矿块的不同分段同时进行。 三、矿块结构参数： 1、阶段高度：阶段高度一般为50～70m，无底柱分段崩落法与阶段高度的制约关系不太大，在实际开采中可按一般的开采原则
选择阶段高度。 2、分段高度：分段高度主要受设备能力的限制，目前国内的分段高度一般采用12～15m，为了减少采准工程量，在凿岩设备能力允许的条件下，可适当加大分段高度。 3、进路间距：在分段高度确定后，便可根据放矿理论，使其损失、贫化指标最佳的原则来确定进路间距。 4、进路的规格和形状：回采进路的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的条件下，需从以下方面加以考虑： a．进路宽度应尽可能大，以增大放出体的宽度，提高矿石回收率和便于出矿设备运行。 b．进路的高度在满足凿岩设备及通风管道布置的要求时，应尽可能低，以减少残留在进路正面的矿石损失。 c．进路的顶板以平顶为好，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。 d．国内常用的进路宽度为3～4m, 高度为3m。 四、采准与切割 （一）采准工作 1、矿块的划分与放矿溜井的布置 a.无底柱分段崩落法矿块的划分，一般以一个放矿溜井所服务的范围划分为一个矿块。 b.放矿溜井的布置一般根据设备的性能而定。其间距为：使用
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。
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内外得到广泛应用，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内顺序进行; 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臵。 (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;在矿块中只布臵采矿进路.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内进行，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内进行，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，人员在水平巷道内工作，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臵或回采顺序;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、采准切割布臵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。
有底柱分段崩落法 2012-05-14 11:03:29 来源: 阅读: 6 摘要：有底柱分段崩落法的主要特征是：矿体自上而下将阶段划分为分段，沿矿体走向按一定顺序，用强制崩矿或利用地压与矿石自重落矿，实现单步骤连... 有底柱分段崩落法的主要特征是：矿体自上而下将阶段划分为分段，沿矿体走向按一定顺序，用强制崩矿或利用地压与矿石自重落矿，实现单步骤连续回采；崩落矿石是在覆盖岩石的直接接触下，借助矿石的自重和振动力的作用，经底部结构放出。随着矿石的放出，覆盖岩石随之下降，充满采空区，实现地压管理。 1）采场布置 急倾斜和倾斜矿体，厚度小于15~20m时，矿块沿走向布置；厚度大于15~20m时，矿块垂直走向布置。图9-12为胡家峪矿沿走向布置的有底柱分段崩落法示意图。 2）采准切割 为提高矿块出矿和运输能力，阶段运输平巷1可采用环形运输系统，布置脉外双巷，采用穿脉连接。上下阶段运输平巷间掘进矿石溜井10和人行材料井9（无轨设备出矿时，施工斜坡道），在每个分段出矿水平掘进联络道7，与人行材料井和电耙道4联通。在出矿水平上方施工凿岩平巷3，负责凿岩工作。自凿岩平巷上掘切割天井5和切割平巷4，以切割天井和切割平巷为自由面，形成切割槽。 3）回采 采用中深孔或深孔钻机，在凿岩平巷内钻凿上向扇形中深孔或深孔，向切割槽方向进行挤压爆破。在“V”型堑沟内的崩落矿石，通过安装在电耙道内的电耙耙入矿块小井，最终汇入主溜矿井。由于崩落矿石直接与上部覆盖岩石接触，为减少矿石损失与贫化，应使矿石与废石接触面保持一定的状态（水平或倾斜）下降，因此，各分段出矿时，应综合考虑上下分段、相邻矿块的出矿情况，制定周密的放矿顺序和放矿量。 图12 胡家峪矿有底柱分段崩落法示意图 1—下盘阶段运输平巷； 2—漏斗颈； 3—凿岩平巷；4—电耙道； 5—切割天井；6—切割平巷；7—联络道；8—矿块出矿小井；
无底柱分段崩落方案设计 一、开采技术条件 （一）、矿体概况 马坑铁矿主矿体呈例层状，层状赋予碎屑岩与栖霞组灰岩间的假整合面上，矿体走向北东，长约3050M，往SW略有侧状，形体倾向NW，倾角一般为40°左右，局部达50°～70°，个别地段成直立或倒转。倾斜延伸长：西矿段490～1300M，平均1016M，中矿段620～1080M，平均870M。 矿体实际控制标高，西矿段最高408M，最低-344M，中段最高600M，最低-121.4M。 主矿体沿走向，倾向均有一定变化，西矿段总的变化趋势是中心部位（59-68线）矿体厚度大，上部及走向两端相对较薄，中矿段较西矿段矿体厚度薄，但中矿段矿体厚度相对稳定。 除主矿体外，尚有153个小矿体，合计储量为546.59万吨，其中的66、105和132三个小矿体储量最大，合计约563万吨，且靠近主矿体，可与主矿体合并开采。 统计结果： 中厚矿体：平均水平厚度15M，平均倾角60°，厚矿体平均水平厚度45M，平均倾角45°，特厚矿体平均水平厚度120M，平均倾角35°。 （二）、围岩
矿体顶板围岩以大理岩或大理理岩化灰岩以及灰绿岩类为主。由于受构造和岩浆活动影响，位于断层附近矿体，形成较大岩溶破碎带，极大降低顶板岩层的稳固性，在附件开采矿体应高度重视岩溶水和溶洞充填物的突然涌出。在远离破碎带和溶洞外，厚大的大理岩为稳固性较好的岩体。 矿体底板，主要为石英岩，石英化砂岩和粉砂岩等碎屑岩类，以及矽卡岩类岩石。除粉矿砂岩断层破碎带及其附件岩石破碎稳固性较差，一般情况下围岩较密、坚硬、稳固性较好。 夹石矿体中夹石主要为灰绿岩类，矽卡岩，次为大理岩，角岩等，夹石率5～5.5%。 二、采矿方法选择 根据上述矿体赋予条件及矿岩物理机械性质，按阶段统计的矿体倾角及水平厚度，中厚矿体40-90°，平均约60°。厚、特厚矿体平均倾角在45°以内，矿体的水平厚度10-220M。 经过可适用的采矿方法，无底柱分段崩落法，阶段矿房，分段空场法，浅孔留矿法等方法比较设计采用无底柱分段崩落法为主要采矿方法。 无底柱分段崩落法是一种新型的采矿方法，它具有适应范围广、生产工艺简单、机动灵活、安全性好，可使用大型采掘设备，采矿生产能力大，有利于达到矿山开采规模。所以目前国内地下开采大中型铁矿矿山普遍采用的采矿方法。 三、采矿方法的构成要素
立志当早，存高远 有底柱分段崩落采矿法的回采 一般用中深孔或深孔落矿。常用YG-80 型和YGZ-90 型凿岩机配FJY-24 型圆环雪橇式台架，钻凿上向垂直扇形炮孔，炮孔直径65～72mm，一般孔深为10～15m，最小抵抗线为1.5～2.0m，炮孔密集系数为1.0～1.2。为了改善矿石破碎质量，有些矿山作了加大炮孔密集系数的试验，取得了较好的效果。中 深孔凿岩效率为20～25 米/台班。钻凿深孔的凿岩设备主要用YQ-100 型潜孔 钻机，钻凿水平扇形炮孔或倾斜扇形炮孔，炮孔直径105～110mm，孔深为15～20m，最小抵抗线2.5～3.5m，炮孔密集系数1.0～1.2，凿岩效率钻凿中硬以上矿石一般为5～7 米/台班，钻凿比较松软的矿石可达10～15 米/台班。在 无底柱分段崩落法中已广泛使用的高效率的CTC-700 型和CRQ-80 型无轨自行式深孔采矿钻车，至今在有底柱分段崩落法中尚未使用。今后应改进采准布置 方式，以便进一步提高回采工作的机械化程度，采用高效率的采矿设备。挤压爆破技术的广泛应用已经证明有助于改善矿石破碎质量，降低大块产出率。 按崩落矿石获得补偿空间的条件，可将其分为小补偿空间挤压爆破和向崩落矿 岩方向挤压爆破（又称“侧向挤压爆破”）两种。小补偿空间挤压爆破，如图1 所示。崩落矿石所需要的补偿空间是利用崩落矿体内的井巷空间和一个或几个 小补偿空间，常用的补偿空间系数为15～20%。它的优点是灵活性大，适应性强，一般不受矿体形态变化、相邻崩落矿岩的状态、一次爆破范围的大小、矿 岩稳固性等条件的限制；对相邻矿块的工程和炮孔等破坏较小；矿石破碎质量 有保证。缺点是采准切割工程量大；结构复杂；施工条件不好。所以小补偿空 间挤压爆破一般在矿体形态复杂，而且矿石的稳固性差的情况下使用，或者与 侧向挤压爆破结合并用。图1 小补偿空间挤压爆破方案1-电耙巷道;2-拉底巷道;3-切割天井;4-切割巷道;5-凿岩巷道;6-中深孔[next]
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。堑沟巷道与电耙道间垂
简述深部矿业公司对 无底柱分段崩落法应用与发展 单位：深部矿业公司 姓名：张轩 日期：2015年10月16日
采矿工业是现代工业的基础，无论工业、农业、国防和科学技术的发展都离不开采矿工业。而对采矿方法的选择和掌握则直接影响着整个采矿工业的生产工艺流程及生产组织管理，白银有色集团股份有限公司深部矿业公司是完成设计生产能力45t/a的中型有色金属矿山，矿井服务年限超过了20年。深部铜矿由露天开采方式转至地下开采方式开采铜矿产资源，选用的采矿方法是崩落采矿法中的无底柱分段崩落法。崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。在深部矿业公司工作的时间里我对矿山所采用的开拓方式、采矿方法及各大系统有了较为全面的认知和了解。本文结合深部铜矿的实际生产情况对无底柱分段崩落法的机构参数、采准工作、切割工作、回采工作及其优缺点进行论述。 关键词：采矿工业；地下开采；无底柱分段崩落法；地压管理。
深部矿业公司位于白银市北13公里，矿区至白银市有标准轨铁路和乙级公路相连，通极为方便。气候属北温带大陆型干燥气候，昼夜温差大，矿区的年均降雨量为156—330毫米，降雨多集中在6—9月，且常有暴雨，地面缺少天然森林植被。矿山从1956年3月露天矿床开始基建到1988年，32年间为国家奉献了81万吨铜，铜产量连续18年居全国第一，创造产值39.08亿元,为国家创造利润21.77亿元。现露天矿已闭坑，露天开采转为地下开采，工程于1972年立项设计，1974年开始基建，1987年投入生产，现生产能力45万吨/年。 1.地质概述 矿区位于北祁连加里东褶皱带的东段，火山岩系及其周围地层属下古生界海底火山喷发沉积的产物。矿石中主要金属硫化矿物以黄铁矿、黄铜矿为主，次为闪锌矿、方铅矿、黝铜矿等。脉石矿物有石英、长石、绿泥石等。矿石主要有益组分为铜，微量矿物有自然金及含硒、碲的一些矿物。矿床中金属元素有一定的分布特征：在水平方向上，铜主要集中在东部，而且以上盘为富；在垂直方向上，有自上而下逐渐变贫的趋势。目前折腰山采区范围内仅剩1、3号矿体，也是铜金属主要集中区。东部1号矿体厚大集中陡倾斜，多呈扁豆状和透镜状集合体。西部3号矿体规模小、品位低、形态复杂、分枝复合尖灭再现严重，多呈脉状或似脉状沿空间展部。矿体品位东富西贫，上部和中间部位最大，向深部和两翼有分枝尖灭的趋势。 2.矿床开拓 开拓方式为竖井开拓（主井、副井、东风井、西风井、北风井五井开拓）。主、副井设在东部矿体上盘侧翼，主井承担矿石提运；副井承担人员、材料、掘进废石提运；北风井为入风井，在矿体下盘（生产高峰期用作提升废石）；东、西风井为出风井，在矿体两翼，且西风井在生产高峰期用作提升废石，东风井除通风外兼做井下第二安全出口。 3.采矿方法 深部铜矿井下采矿方法先后有VCR法、分段空场采矿法、分段空场嗣后充填采矿法、无底柱分段崩落采矿法，现全部采用无底柱分段崩落法采矿。矿块垂直走向布置，矿块尺寸50m×矿体厚度，分段高度12m，回采巷道间距10m，每个
无底柱分段崩落法采场不安全因素分析 一、巷道地压 无底柱分段崩落法采矿过程中，巷道地压可分为变形地压和松脱地压，具体显现为巷道发生变形、下沉、片帮、裂纹、冒落、冒顶现象，造成矿石回采强度降低，回采率低，危及人员和设备安全。巷道地压主要为应力控制和构造控制作用的复合形式，一般由矿床地质条件、采矿技术水平和生产组织管理等方面原因综合作用形成的。引起该采矿方法采场巷道地压的原因具体有： 1、矿体内软弱夹层揭露后风化、冒落，影响附近巷道稳定； 2、采准工程布置不合理，不稳定矿岩暴露过多； 3、三级矿量比例失调，保有采准或备采矿量过多，导致巷道暴露时间过长； 4、矿石回采时，常引起距工作面15米前后巷道和下盘三角矿柱附近局部应力升高； 5、上一分段回采不完全，存在实体矿柱，造成本分段相应位置应力集中； 6、一条进路回采滞后，将承受较大地压； 7、巷道支护方法选择不当或支护不及时； 8、爆破造成巷道支护破坏，爆破振动使矿石节理面张开，甚至使巷道围岩破碎； 9、爆破后，巷道顶板检查不及时，浮石处理不当。 二、工作面悬顶、隔墙 三、工作面涌水和溜井跑矿 随着采矿向深部延伸，塌陷面积日益扩大，采区上方造成大量人为裂隙，地层的渗透性能大大提高。由于汇水面积很大，在雨季常使采场工作面和溜井涌渗水量增多，以至发生冲溃事故或溜井跑矿事故。巷道涌水的强度与矿区降水大小、降水性质、强度和连续时间有紧密联系。因此，雨季防水显得尤为重要。 无底柱分段崩落法采矿溜井为高程溜井，上分段溜井口如封闭质量不高或井壁存有较大裂隙，地表降水和生产性用水就会大量渗入溜井，当矿石中粉矿较多、含泥量较大时，放矿工操作稍有不慎，溜井内矿石就会喷涌而出，酿成跑矿事故。 四、溜井坠落 五、烟尘危害 六、爆破危害 摘自《地下金属矿山灾害防治技术》 冶金工业出版社2008年
矿山无底柱分段崩落采矿法的回采设计 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。 一、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。 二、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。 三、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。 上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、回采设计采场进路的中线、边界线、中孔排面线、采场、进路、溜井等各种标识。 进路剖面图内容有:图框、图名、坐标线、分段水平线、地质界限、矿岩标识、实测工程、采矿界限、进路、溜井、中孔排面线等各种标识。切割巷剖面图
有底柱分段崩落法放矿方案有：平面放矿、立面放矿、斜面放矿。 一有底柱分段崩落法放矿的适用条件： 1：地表允许崩落。若地表表土随岩层崩落后遇水可能形成大量泥浆涌入井下时，需要采取预防措施；2：适用的矿体厚度和矿体倾角选矿设备。急倾斜矿体厚度不小于5m，倾斜矿体不小于10m，当矿体厚度大，超过20m时，倾角不限。最好的条件是厚度为15～20m以上的急倾斜矿体； 3 ：上盘岩石稳固性不限，岩石破碎不稳固时采用分段崩落法比其它采矿法更为合适直线振动筛。由于采准工程常布置在下盘岩石中，所以下盘岩石稳固性以不低于中稳较好； 4：矿石稳固性应允许在矿体中布置采准和切割工程，出矿巷道经过适当支护后应能保持出矿期间不遭破坏，故矿石稳固性应不低于中稳； 5：不是在特殊有利条件下(倾角大于750－780、厚度不大于15－20m、矿体开关比较规整)，些法的矿石损失贪化较大，故仅适于开采矿石价值不高的矿体；⑥由于该法不能分采分出，以矿体中不含较厚的岩石夹层为好。在矿体倾角大回采分段高的情况下，矿石必须无自然性和黏结性鄂式破碎机生产厂家。 二有底柱分段崩落法的主要优缺点： A优点 1由于该法具有多种回采方案，可以用于开采各种不同条件的矿体，故使用灵活和适应范围广； 2生产能力较大，开采强度大于无底柱分段崩落法； 3采矿与出矿的设备简单，使用和维修都很方便，适应国内设备生产供应条件； 4对比无底柱分段崩落去，通风条件好，有贯通风流，当采用新鲜风流直接进入电耙巷道的通风系统时，可保证风速不低于0.5m/s。 B主要缺点： 1采准切割工程量在，并且施工机械程度低移动式破碎站。其底部结构复杂，它的工程量约占整个采准切割工程的一半； 2矿石损失贪化比较大，在矿体倾角不陡、厚度不大的情况下更大些。圆锥破碎机价格。