地下采矿课件第七章崩落采矿法-崩落法放矿理论基础

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。
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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

段的回采巷道多采用菱形布置。
概述 ： 无底柱分段崩落法60年代中期引入我国，68年在大 庙铁矿、弓长岭铁矿试验成功。70年代我国设计的地下铁矿山 几乎都选用了这种方法。
特点：每阶段划分若干分段，分段下部没有专用出矿巷道 所构成的底部结构；分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采 巷道中进行。因此，可大大简化采矿方法结构，给使用无轨自 行设备创造了有利条件，工人都在巷道中作业，安全性好。 无底柱分段崩落法经过几十年的变革，有了很大的发展， 出现了大间距方案，并进入我国十五攻关计划。
位置多布置在下盘围岩中，既提高矿石回收率又工作安全。
矿体厚度大于15~20m时，垂直走向布置 4）回采巷道 （直接影响损失和贫化值） 矿体厚度小于15~20m时，沿走向布置； 设备、材料井的布置：在矿体下盘脉外每隔150~300m布置一个设备井。
（2）切割工作
在回采之前，于回采巷道端部掘进切割巷道和切割天井，然后在切割巷道内 向上打扇形深孔，以天井为自由面后退逐排爆破，形成切割槽。
水平深孔落矿有底柱分段崩落法
采准工作 开辟补偿空间和劈漏 切割工作 为提高矿块生产能力和适应这种方法溜井多的特点， 在阶段运输水平多用环形运输系统。
二 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法
垂直深孔落矿有底柱分段崩落法在我国有色金属地下矿山使用 比较普遍，其主要优点是：
1）大部分采准切割工程比较集中，掘进时出碴方便，有利于强掘。

（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）不是在特殊条件下（倾角大于75一780、厚度大于15～20m、矿体形状 比较规整），此法的矿石损失贫化较大，故仅适于开采矿石价值不高的矿体。

4矿石溜井：沿装矿巷每5~6m设一个溜井;
5安全道：每10m设一条安全道与上部阶段巷道 连通
3 切割工作：包括切割巷道和切割上山
1 切割巷道
2 切割上山
4 回采工作 1回采工作面形式：
直线式和阶梯式 2落矿：浅孔落矿 3出矿：电耙出矿 4顶板管理：工作面压力分布图
1支护：木支护;金属支护 2放顶 5通风
有中等稳固 连续回采时可用于不够稳固的矿石中 4矿石价值不高;也不需分采;不含较大的岩石夹层 5 矿石没有结块性;氧化性和自然性 6 地表允许崩落
6 阶段强制崩落法的优缺点：与分段崩落法比;阶段强 制崩落法采准工程量小;劳动生产率高;采矿成本底;作 业安全 缺点;生产技术和放矿管理要求严格;大块率高 矿石损失大等
1 减少矿石损失的常见技术措施 1开挖下盘岩石;将电耙漏斗出矿口布置在
下盘岩石之中 2合理确定结构参数
有底柱分段崩落法矿石残留体与结构参数关系
采后地压
原地压
back
缺点：支护用木材;劳动强度大;顶板管理复杂
短壁法工作面短小;灵活性大;但矿块生产能力和劳动生 产率底于长壁法 适用地质条件复杂;地压大的矿体
第四节 有底柱分段崩落法 有底柱分段崩落法;即有底部结构的分段崩落法 特点： 1 按分段逐个进行开采； 2 在每个分段下部设有出矿专用底部结构底柱 分段回 采由上向下逐个分段 进行回采
1 矿石稳固时用中深孔拉底 如图1618
2矿石不稳固时;用浅孔拉底;在拉底水平留矿柱;在矿柱上打 好眼;与分层大爆破同次分段爆破
5 回采工作：落矿和出矿
6 采场通风
二·垂直深孔落矿有底柱分段崩落法
如图1620
1 矿块结构参数：阶段高5060m;分段高1025m;分段底柱高 68m;矿块长2530m;宽1015m

◆4、了解放矿管理。
2021/8/30
2
重点
有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法的特 点、 适用条件及主要工艺。
难点
有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、 阶段崩落法的主要工艺。
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3
特点：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。
法
无 底
柱
分
段
崩
落
一、特征：分段下部不设由专用出矿巷道所构成的底部 结构；分段的凿岩、崩矿和出矿等均在回采巷道中进行。 二、采准、切割和回采工作
①上、下阶段运输巷道：将阶段再划分为分段，分 段高一般为10m，各分段自上而下进行回采。
②溜井：回采的矿石经溜井下放到阶段运动巷道，装 车运走。 ③设备井：为提升和下放设备、人员和材料等。
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31
⑨矿石运搬：崩落的矿石在回采巷道端部用装运机或铲 运机运至溜井。矿石是在岩石覆盖下放出的，所以随着 矿石的放出，岩石充填了采空区。
法
无 底
柱
分
段
崩
落
⑩采场通风：局扇安装在上部回风水平，新鲜风流由本 阶段的脉外运输平巷经通风井，进入分段运输联络道和 回采巷道。污风由铺设在回采巷道及回风天井的风筒引 至上部水平回风巷道，并利用安装在上水平回风巷道内 的两台局扇并联抽风。。
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5
法
有 底
柱
分
段
崩
落
一、水平深孔落矿有底柱分段崩落法 典型方案如图所示。
1．矿块结构参数 ※ 阶段高度：主要取决于矿体倾角、厚度和形状规整 程度，一般为40～60m。
※分段高度：与矿体倾角、上盘岩石稳固性、电耙巷道 的稳固性等因素有关。在生产实际中常用的分段高度为 15～25m。

章
缺点：支柱消耗量大，支柱劳动强度大，顶板管理复杂，
有用木材换矿石之说。
崩 落 采
•加密控顶距与放顶距交界线上的一排或两排支柱（不带
柱帽）；
•在放顶区内回收支柱。
一般采用安装在上部阶段运输巷的回柱绞车回收支柱。 回柱顺序沿倾斜方向自下而上，沿倾斜方向先远后近（针对 工作面）。
残留于空区的支柱不能回收时，人工爆破。 回柱后顶板不自然冒落的，需预先在密集支柱外0.6m处 向外60˚凿浅孔强制崩落。
矿石稳固，f=8~10。夹层片理发育，不稳固、易片落。 第一层矿的顶板：黑色页岩，厚6.5-8m，不稳固，f=4~6。 页岩上为砂岩，厚2~3m，再上为几十米厚的页岩。 第三层矿底板为小白石英岩，f=12~18，石英岩下部为 粘板岩、大白石英岩，均稳固。 矿层基本连续，局部被断层切断，断层对采矿的影响较 大。地表为山地，允许崩落。
崩 大。
落
矿石溜井：沿装车巷道每隔5~6m一个, 断面1.5 ×1.5㎡，
采
可临时通风行人。
矿
安全道：采场每隔10m一条，1.5×1.8㎡，安全出口、行
法
人、通风、运料。为保证工作面推进到任何位置，都能有一
个安全出口，安全道之间的距离，不应大于最大悬顶距。
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第二节 单层崩落法
3、切割工作
矿
最大悬顶距，等于放顶距
法
与控顶距之和，最小悬顶
距等于控顶距。
10.01.2020
第二节 单层崩落法
※支护
第
作用：减缓顶板下沉，防止顶板局部片落，以保证回采
十
工作顺利进行。 木支柱、金属支柱 ；
六
工作面支护的形式：
章
木支护：带柱帽和削尖柱脚,以获得可缩性，支柱直径

矿块崩落法的原理是当岩筒中蓝地的底部被采出后，矿块就失去支撑，开始自行破碎，破碎的蓝地沿着通道经过漏斗进入水平巷道。 金伯利岩就通过这些耙矿平巷提取出来，落入矿车。
金伯利岩就通过这些耙矿平巷提取出来，落入矿车。 矿车把矿石运到建在围岩中的竖井。竖井的底部有破碎 机，破碎的矿石被提升到地表并运到处理厂。耙矿平巷 位于金伯立岩筒下方120～180m的下一个水平重新开始。
• (1)矿房法
矿房法是一种较老的开采方法。在围岩竖井 中挖掘若干个彼此间隔14m左右穿过岩筒的水 平巷道（平巷）。
• 一旦平巷做好，就 爆破平巷的顶，使上部 平巷的矿柱崩落。将崩落的材料运走，在是开采安全，开采量可 控制，但劳动强度大，通风困难。
2）矿块崩落法
从垂直截槽往回开采，将相继的矿石采面钻 出扇形布置的炮眼，充填炸药并爆破，使矿石下 落到平巷中，炸下的蓝地装入矿车中，运到放矿 溜槽，然后输送到地表。
分段崩落法的投资要比前两种多些，但它提供 了一个矿上生命最后阶段高产的开采方法。
矿块崩落法的原理是当岩筒中蓝地的底部被采出后，矿块就失去支撑，开始自行破碎，破碎的蓝地沿着通道经过漏斗进入水平巷道。
将金崩伯落 利的岩材自料行运破走碎，称在作重“崩复落这”。一过程金。 伯利岩自行破碎称作“崩落”。矿块崩落法的 矿金房伯法 利是岩一自种行较破老碎的称开作采“崩方原落法”。理。 是当岩筒中蓝地的底部被采出后，矿块就失去支 耙金矿伯平 利巷岩位就于通金过伯这立些岩耙筒矿下平撑方巷，提12取0～开出1来8始0，m落的自入下矿一行车个。破水平碎重新，开始破。 碎的蓝地沿着通道经过漏斗进 入水平巷道。 将崩落的材料运走，在重复这一过程。
将崩落的材料运走，在重复这一过程。 矿块崩落法的原理是当岩筒中蓝地的底部被采出后，矿块就失去支撑，开始自行破碎，破碎的蓝地沿着通道经过漏斗进入水平巷道。 矿房法是一种较老的开采方法。 这一开采方法的优点是开采安全，开采量可控制，但劳动强度大，通风困难。 金伯利岩就通过这些耙矿平巷提取出来，落入矿车。 耙矿平巷位于金伯立岩筒下方120～180m的下一个水平重新开始。 金伯利岩自行破碎称作“崩落”。 一旦平巷做好，就 爆破平巷的顶，使上部平巷的矿柱崩落。 矿块崩落法的原理是当岩筒中蓝地的底部被采出后，矿块就失去支撑，开始自行破碎，破碎的蓝地沿着通道经过漏斗进入水平巷道。 从垂直截槽往回开采，将相继的矿石采面钻出扇形布置的炮眼，充填炸药并爆破，使矿石下落到平巷中，炸下的蓝地装入矿车中，运到放矿溜槽， 然后输送到地表。 一旦平巷做好，就 爆破平巷的顶，使上部平巷的矿柱崩落。 耙矿平巷位于金伯立岩筒下方120～180m的下一个水平重新开始。 矿房法是一种较老的开采方法。 金伯利岩自行破碎称作“崩落”。 从垂直截槽往回开采，将相继的矿石采面钻出扇形布置的炮眼，充填炸药并爆破，使矿石下落到平巷中，炸下的蓝地装入矿车中，运到放矿溜槽， 然后输送到地表。 竖井的底部有破碎机，破碎的矿石被提升到地表并运到处理厂。

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⑤凿岩天井
其位置和数量主要取决于矿块尺寸、凿岩设备性能和
矿石可凿性等。
有 ◆采用深孔爆破时，自天井每隔一定距离交错布置凿岩
底 硐室。
柱 ◆采用中深孔爆破时，炮孔可自天井直接钻凿。
分
段 ⑥底部结构
崩 落
由电耙道、放矿口、漏斗颈和受矿巷道等组成。
法
2020/9/4
11
3． 切割工作 是指开掘补偿空间和劈漏两项工作。
分支放矿溜井。
2020/9/4
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有 底 柱 分 段 崩 落 法
2020/9/4
1—阶段沿脉运输巷道； 2—阶段穿脉运输巷道； 3—矿石溜井； 4—耙矿巷道； 5—斗颈；6—堑沟巷道； 7—凿岩巷道； 8—行人通风天井； 9—联络道；10—切割井； 11—切割横巷； 12—电耙巷道与高溜井的联
络道（回风用）
第六章 崩落采矿法
第一节 第二节 第三节 第四节
概
有
无
底
底
阶
述
柱
柱
分
分
段 崩
段
段
落
崩
崩
法
落
落
法
法
2020/9/4
1
本章基本要求
◆1、掌握崩落采矿法的概念及特点； ◆2、掌握有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法的特点、 适用条件及主要工艺；
◆3、了解单层崩落法和阶段崩落法的特点、适用条件及
主要工艺；
◆4、了解放矿管理。
4． 回采工作
常用水平扇形深孔自由空间爆破方式。
有 底
出矿作业常包括放矿、二次破碎和运矿等内容。
柱
崩落的矿石约有70%～80%是在岩石覆盖下放出来
分 的。随着矿石的放出，覆盖岩石也随之下降，崩落矿石

•• 用计算机可模拟多种放矿计划，并预测每个计划实 施
• 后的矿石损失与贫化值，根据矿石损失贫化值从中选 出
• 最优计划。
2020/10/31
【采矿课件】ch6崩落采矿法1
•
•四、有底柱分段崩落法的评价 •⒈ 有底柱分段崩落法适用条件 • ⑴ 地表允许崩落；
有 • ⑵ 适用的矿体厚度与矿体倾角；
底 • ⑶ 上盘岩石稳固性不限 ；
落
法
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2020/10/31
【采矿课件】ch6崩落采矿法1
•
• ⑤凿岩天井
• 其位置和数量主要取决于矿块尺寸、凿岩设备性能 和
• 矿石可凿性等。
有 • ◆采用深孔爆破时，自天井每隔一定距离交错布置凿 底岩
柱 • 硐室。
分 段
••⑥◆底采部用结中构深孔爆•破时，炮孔可自天井直接钻凿。
崩 • 由电耙道、放矿口、漏斗颈和受矿巷道等组成。
•
按崩落矿石获得补偿空间的条件，又可分为小补偿空
段 • 间挤压爆破和向崩落矿岩挤压爆破两种回采方案。
崩 落
• ⑴ 小补偿空间挤压爆破方案。如图所示。
法 • 崩落矿石所需要的补偿空间是由崩落矿体中的井巷
空
• 间所提供。常用的补偿空间系数为15～20%。
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2020/10/31
【采矿课件】ch6崩落采矿法1
•
有 底 柱 分 段 崩 落 法PPT文档来自模板2020/10/31
【采矿课件】ch6崩落采矿法1
•
• ⑵ 向崩落矿岩方向挤压爆破方案。如图所示。
• 矿块的下部用小补偿空间挤压爆破形成堑沟切割， 上
有 底
• •
部该为方向法相不邻需崩要落开矿掘岩专挤用压的爆补破偿。空间，但邻接崩落矿

第 十 六 章 崩 落 采 矿 法
2020/7/29
第二节 单层崩落法
第二节 单层崩落法
2、矿块结构参数及采准布置
阶段高：一般30m，受工作面长度（爬距）和顶板
第 岩石稳固性的限制。
十 六 章
矿块长：50~100m,最大可达200~300m。 阶段沿脉运输巷道：矿体或底板岩石中，一般多布
置在岩石中；单轨双巷 能力大 断面小。
•加密控顶距与放顶距交界线上的一排或两排支柱（不带
柱帽）；
•在放顶区内回收支柱。
一般采用安装在上部阶段运输巷的回柱绞车回收支柱。 回柱顺序沿倾斜方向自下而上，沿倾斜方向先远后近（针对 工作面）。
残留于空区的支柱不能回收时，人工爆破。 回柱后顶板不自然冒落的，需预先在密集支柱外0.6m处 向外60˚凿浅孔强制崩落。
一、长壁式崩落法 工作面是壁式的, 长度等于矿块斜长，所以称为长壁式 崩落法。 特点：划分矿块，矿块回采工作按全厚沿走向推进，当 回采工作面推进一定距离后，留出回采所需的空间外，有计 划的回收支柱，并崩落不需要保留的空区顶板，用崩落顶板 的岩石充填采空区，以控制顶板压力。
第 十 六 章 崩 落 采 矿 法
第 十 六 章 崩 落 采 矿 法
2020/7/29
第二节 单层崩落法
5）通风：通风条件较好。新鲜风流：下部阶段运输 巷---行人井---工作面；清洗工作面的污风：上部安全道--上部阶段运输巷道。
矿体走向大时，应考虑分区通风。 5、开采顺序
阶段：由上而下，上阶段超前下阶段， 一般大于50m。 多采用后退式回采。
顶板暴露的宽度称为 悬顶距，放顶时悬顶距为 最大悬顶距，等于放顶距 与控顶距之和，最小悬顶 距等于控顶距。
第 十 六 章 崩 落 采 矿 法

4.7评价： 优：安全性高，生产能力大 缺：通风困难 4.8：覆盖岩层下出矿方法 1覆盖岩层的形成：空区经过处理已形成岩层、露天采场的废石堆、靠自然崩落形成、人
工强制爆破而成。 作用：形成挤压爆破的条件，缓冲层，缓解冲击波，厚度15-25米 2炮孔布置： 参数：排间距，排面角，边孔角，孔深，孔底距
5.预留矿石垫层无底柱分段崩落法
进路菱形的损失贫化
崩矿步距：排间距×排数 1.8-3米
崩矿步距与损失贫化关系
排面角:前倾, 垂直, 后倾三种
90° 70-85° 100-105° 排面角与放出矿体

边孔角:5-10° 40-50° 70°
3矿石运输：铲运机出矿
全断面铲取、合理的进路规格、进路布置方式
进路规格与损失贫化
4.6回采
1落矿：在进路打上向扇形炮孔 排面角 前倾

边孔角： 垂直

排间距 后倾

崩矿步距
排面角
边孔角 排间距与崩矿步距
2运搬：采用装运机出矿，铲运机出矿 3地压管理：露岩下放矿：挤压炸破及安全保护层 ( 1 ）上部采空区已处理充满废石,覆盖层自然形成。
（2 ）露天转入地下开采时，边帮或舍弃的废石形成覆盖层，
进路布置方式
全断面铲取与损失贫化的关系
Ⅰ-回采巷道宽4m ，拱形眉线；Ⅱ-回采巷道宽8 m ，拱形眉线； Ⅲ-矩形回采巷道宽8m ，眉线为直线；
铲深度与端部损失贫化情况
4.8应用实例 无底柱分段崩落法是一种机械化程度高、劳动消耗量小的高效率采矿方法。
由于适用于无底柱分段崩落法的高效率设备的出现，这种采矿方法得到了较广泛
1 -露天矿，2 -扇形深孔,3 -采准分段，4 -矿体，5 -切割槽，6 -矿石溜井,7-铲运机出矿