金属矿山地下开采

金

属

矿

床

地

下

开

采

班级：采矿09—2班

执笔人：樊高峰 25

成员：王荣发 04

刘浩 26

张恒远 27

杨社 28

第十六章崩落采矿法

第一部分为看书自学崩落采矿法，并对其中有底柱分段崩落法和无底柱分段崩落法进行了相关知识点总结

1、崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。

基本特征：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。

崩落采矿法包括以下采矿方法：

单层崩落法浅孔落矿

分层崩落法浅孔落矿

有底柱分段崩落法深孔落矿

无底柱分段崩落法深孔落矿

阶段崩落法深孔落矿

2、有底柱分段崩落法：该方法的主要特征是：第一按分段逐个进行回采；第二在每个分段下部设有出矿专用的底部结构（底柱）。有底柱分段崩落法就是根据这两个特征命名的。分段的回采由上向下逐分段依次进行。

依照落矿方式可分为：水平深孔落矿有底柱分段崩落法与垂直深孔落矿有底柱分段崩落法两种。

水平深孔落矿有底柱分段崩落法用来开采矿石稳固、形状规整、急倾斜中厚以上的矿体较为合适。该法每次爆破矿量较大，一般不受相邻采场的牵制，有利于生产衔接。该法的缺点是，在天井与硐室中凿岩，凿岩工作条件不好；此外要求矿体条件（厚度、倾角、形状规整程度）较高，适应范围小，灵活性较差。（该法在我国使用的不多。）

在向上垂直扇形中深孔落矿有底柱分段崩落法中，广泛使用挤压爆破。按崩落矿石获得补偿空间的条件，可分为：小补偿空间挤压爆破和向崩落矿岩挤压爆破两种回采方案。

小补偿空间挤压爆破回采方案的优缺点和适用条件如下。

优点：

1）灵活性大，适应性强，一般不受矿体形态变化、相邻崩落法矿岩的状态、一次爆破范围的大小、矿岩稳固性等条件的限制。

2）对相邻矿块的工程和炮孔等破坏较小。

3）补偿空间分布比较均匀，且能按空间分布情况调整矿量，故落矿质量一般都较好，而且比较可靠。

缺点：

1）采准切割工程量大，一般都在15～22m/kt，比向崩落法矿岩方向挤压爆破的大3～5m/kt。

2）采场结构复杂，施工机械化程度低，施工条件差。

3）落矿的边界不甚整齐。

适用条件：

1）各分段的第一个矿块或相邻部位无崩落矿岩。

2）矿石较破碎或需降低对相邻矿块的破坏影响。

3）为生产或衔接的需要，要求一次崩落较大范围。

垂直扇形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：

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。

2）所用的出矿设备（电耙）结构简单，运转可靠，操作和维修方便。

3）应用挤压爆破落矿，破碎质量好，出矿效率高。

缺点：

1）向相邻崩落矿岩挤压爆破，受相邻矿块的牵制较大，灵活性差。

2）小补偿空间挤压爆破方案中，部分切割工程施工条件差，机械化程度低，劳动强度大。

今后，随着高效率中深孔凿岩设备不断改进，该方法将会得到更大的发展。

3、有底柱分段崩落法的评价：

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，须要采区预防措施。

（2）适用的矿体厚度与矿体倾角。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。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，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。

（6）由于此法不能分采分出，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，矿石必须无自燃性和粘结性。

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。年下降深度达20～23m，矿体单位面积产量达75～100t／m2·a。

（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法，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，可保证风速不小于0.5m／s。

缺点：

1）采准切割工程量大，并且施工机械化程度低。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）矿石损失贫化比较大，在矿体倾角不陡、厚度不大的情况下更大些。一般矿石损失率为15～20％，矿石贫化率为20～30％。

有底柱崩落法的改进：

该方法今后的改进有下列各项：

（1）实施集中作业，强化开采，推广三强（强掘、强采、强出）经验；

（2）简化采场结构，特别是简化底部结构；

（3）采用高效率的出矿设备和凿岩设备；

（4）振动出矿机应用于漏孔负担出矿量较大的有底柱崩落法中；

（5）加强矿石损失贫化管理工作；

（6）重视地压与回采顺序的研究，掌握有底柱分段崩落法地压活动规律。

4、无底柱分段崩落法：

概述：无底柱分段崩落法20世纪60年代中期引入我国，1968年在大庙铁矿、弓长岭铁矿试验成功。20世纪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。

无底柱分段崩落法的典型方案图16－27，I-I图中1、2是上下阶段运输巷道，阶段中划分若干分段，分段高一般10米，各分段自上而下进行回采，回采的矿石经溜井下放至阶段运输巷道装车运走，设有设备井4，内设电梯、绞车，供提升和下放设备和人员。通风井5，矿石溜井3。每分段掘分段运输联络道6，及设备井联络道7，由分段联络巷掘进回采巷道（进路）8，进路间距10米，上下分段的回采巷道一定保持交错布置，菱形布置，回采巷的末端掘分段切割平巷9，隔一定间距从切割巷道的顶部掘切割天井10，作拉切槽的自由面，切割槽即为最初回采崩矿的自由面和补偿空间。

在进路用凿岩台车凿上向扇形炮孔11，排距1.1－1.8米，一般全分段全部炮孔钻凿完毕后

开始进行崩矿。

每次爆1－2排崩落的矿石在进路端部用装运机，铲运机等运至溜井，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。

由于回采进路一端被崩落矿岩堵死，通风困难，需使用局扇。

作业的按排：一、二分段进行回采，三分段凿岩切割四、五分段正进行采准工作，互不干扰。

基本特征：

（1）、阶段中再划分若干分段，以分段为单元进行采准设计和组织回采。分段不设专门的出矿底部结构，矿块界线不明显。

（2）、回采作业均在分段的巷道中进行，因此，结构简单适于使用机械化设备。工人的工作条件、安全、劳动强度低。

适用条件：

（l）地表与围岩允许崩落。

（2）矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护。

随着支护技术的发展，近年来广泛应用喷锚支护后，对矿石稳固性要求有所降低，但必须保证回采巷道的稳固性，否则，由于回采巷道被破坏，将造成大量矿石损失。下盘围岩应在中稳以上，以利于在其中开掘各种采准巷道；上盘侧岩石稳固性不限，当上盘岩石不稳固时，与其它大量崩落法方案比较，使用该法更为有利。

（3）急倾斜的厚矿体或缓倾斜的极厚矿体。

（4）由于该法的矿石损失率与岩石混入率较大，矿石价值不应很高，矿石可选性好或围岩含有品位。

（5）需要剔除矿石中夹石或分级出矿的条件，采用该法较为有利。

优点：

（1）安全性好，各项回采作业都在回采巷道中进行；在回采巷道端部出矿，一般大块都可流进回采巷道中，二次破碎工作比较安全。

（2）采矿方法结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于使用高效率的大型无轨设备。

（3）机械化程度高。

（4）由于崩矿与出矿以每个步距为最小单元，当地质条件合适时有可能剔除夹石和进行分级出矿。

缺点：

（1）回采巷道通风困难。这是由于回采巷道独头作业，无法形成贯穿风流造成的，这个问题从采矿方法本身不改变结构是无法解决的。必须建立良好的通风系统，同时采用局部通风和消尘设施。

（2）矿石损失贫化较大。在正常生产情况下，除去矿体赋存条件原因之外，采矿方法本身原因是，每次崩矿量小，放矿时矿岩接触面积大，因此岩石混入率高。只有当矿体倾角比较陡急、矿体厚度大，上面残留下面回收的条件极为有利时，可在多个分段回采之后，形成较厚的矿岩混杂层，矿石损失贫化有所好转，取得较好指标。否则，残留的矿石很快进入下盘残留区转为下盘损失而损失于地下，难于形成较厚的矿岩混杂层，使每次放矿时混入大量岩石。

（3）此法采矿强度不如有底柱分段崩落法大。这是由于目前广泛使用的装运机（ZYQ－14）生产能力低和每台设备占用工作面积（矿体）大，两个原因造成的。从提高矿块生产能力看，当前主要是改用铲运机出矿。

经济指标：矿石回收率HK=70-90%；贫化率ρ=10-25%。

改进途径：加大结构参数，低贫化方式放矿，自动化。

第二部分通过上网资料查询对书本上矿石贫化等相关知识进行了一定的补充

1、矿石贫化损失的主要原因：

（1）地质图件的质量和精度不够引起的贫化、损失。矿体形态复杂、断层结构难以判断、地质素描基础工作做的不完善，使地质形态控制不住或推测矿石界线的错误，致使采准工程布置进入误区，造成矿石在回采过程中引起贫化和损失。

（2）采矿设计方面引起的矿石贫化和损失。在设计中未考虑单独的废石漏斗，虽然在某个程度上漏斗可以分期利用，但由于矿体形态不完整含有夹石带，虽总体含有量不大，但在采准设计上难以单独剔出。因此，在同一进路中回采时很难做到分期分装，这种现象在开拓掘进时也会常常遇到，导致矿石的贫化率升高。

采准设计时没有考虑矿体的整个形态，没有做到上中下3个水平的采矿进路形成菱形结构布置。根据出矿椭球体的定义，如果没有形成巷道菱形结构布置，另一侧的顶板围岩易混入，引起贫化、损失。

（3）开采缓倾斜矿体的贫化、损失。漓渚铁矿东西矿的西矿区，矿体倾向类似于该情况。该采矿进路设计布置基本上采用垂直于矿体走向，但在缓倾的矿体，中这种布置由于上下分层矿体重叠较少，因此上下进路完整的矿石菱形结构也少，放矿时完整的放矿体就少，采矿的效果就差另由于整个矿体倾角较缓，放矿时顶部围岩也容易冒落，使矿石产生损失、贫化。

再则，由于矿体底板倾角小，落矿后很容易混入底板围岩，如果想减少矿石的损失，就会造成贫化，同样在顶板部分也会产生该情况。

（4）采矿方法的结构参数不合理引起矿石的贫化、损失。分层高度，回采巷道中心距，回采巷道断面大小应根据使用的设备、崩落矿石的流动性、矿体的倾斜性来决定。选择的结构参数不合理，会导致正常的正面脊部损失矿石量的增多，而且这部分损失的矿石往往在下一个分层也不能大量回采出。

（5）炮孔设计的参数与崩矿步距布置引起的矿石贫化、损失。炮孔孔底距过大，在爆破崩落矿石时，使矿石块度过大，容易搁阻，影响矿石的流动性。同时也有可能产生悬顶、立墙：炮孔的边孔角度过小，崩落的矿石未能得到松动，而且角度小的炮孔易被矿堆埋住，使后排爆破产生一定的困难，从而影响了矿石的回收率。崩矿步距的过小，使上部的废石过早混入，产生贫化：崩矿步距的过大，使正面脊部矿石损失增加。在实际生产中矿石的贫化，损失主要是由这两种原因所引起的。

（6）生产管理不合理、出矿不匀时引起矿石的贫化、损失。在废石覆盖下出矿时，出到一定数量的纯矿石后，废石逐步混入，贫化开始逐渐增大：当达到出矿截止品位时应停止出矿，否则会加大贫化。同时，加强对爆破人员技术和责任的管理，爆破效果如不好，容量产生大块多，造成出矿困难，还会引起爆破事故，如拒爆、爆破立墙和悬顶等等事故，这些都将引起矿石的贫化、损失。

2、降低矿石损失贫化的措施：

（1）正确的选择采矿结构参数，合理地、科学地布置各分段的回采巷道。巷道的掘进与采准必须严格按照设计图纸施工，上中下3个分段应保持菱形交错布置。

（2）做好地质管理工作，仔细的进行地质素描，保证地质图件的质量和精确度，正确的圈定矿体，使矿体形态质量的控制在最小误差范围内。同时也要求取样工、化验工配合好地质部门的工作，及时的、准确的提供化验数据。

（3）合理选择岩石爆破参数，严格保证每一次的爆破质量，使矿石破碎均匀，减少大块数量，尽可能不产生爆破立墙和悬顶等爆破事故。另外，使废石崩落块度尽量大。

（4）计算每一次的爆破崩落量，统计采出矿量仔细地识别矿石的贫化程度，正确的决定停止出矿时间，寻求贫化和损失的最佳平衡点。

（5）处理覆盖表土层，及时地形成废石覆盖层，覆盖层中的岩石块度要适当大，或者采取措施防止表土渗下，回采时，应尽量使崩落废石层能均匀下降。

（6）加强必要的技术管理，制定合理的回采计划，并要有系统的出矿统计资料，来比较理论计算出的崩矿量。提高采场管理员的专业业务理论和技能，使其能有效的控制落矿的截止品位，合理的产出矿。

（7）进行模型试验，了解放矿时崩落矿石的流动规律。寻求改善贫化损失指标的技术管理措施，总结前期工作，合理地对贫化率，损失率两项指标科学定位。