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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：使用汽动装运机时，间距一般为 40～60m；使用柴油驱动的铲运机时，其间距一般为 100～200m 。
2、分段联络道的布置
a.分段联络道一般布置在下盘脉外 10～15m处。
b.个别矿山根据其具体条件，将联络道布置在矿体的上盘。
c.联络道布置在脉内，虽可以减少采准工程量，但当回采到交叉口时，要将交叉口处的炮孔同时进行爆破，造成崩矿步距太大，增大了矿石损失，因而一般不采用。
3、进路的布置
各分段进路均采用菱形交错布置，其布置方法一般根据矿体的厚度来布置进路：
a.矿体的厚度小于15～20m时，一般沿矿体走向布置进路。
b.矿体厚度大于15～20m时，采用垂直矿体走向布置进路，便于较好地控制矿体，并且可提高矿石回收率。
4、采准比：是指每千吨采出矿量与所进行的采准工程量进米的比值。　　其计算单位　　ｍ/kt
无底柱分段崩落法采准比一般为 6～8m/kt左右。由于进路断面大，采准副产矿石所占比重达10～20％。
（二）切割工作
切割工作的主要任务就是为矿石的回采创造爆破自由面。其切割方法一般采用如下拉槽法：
1、多进路联合拉槽法：是采用多条进路以一个切割天井为自由面，在切割巷道中钻凿上向平行深孔，逐次爆破扩大后形成切割槽。
该法的优点是：可少掘切割天井，减少了采准工程量。
缺点是：随着拉槽范围的扩大，切割槽形成的质量将逐渐降低，因此，一个切割天井的服务范围不能过大。
2、单进路切割天井、切割巷道拉槽法：在单进路中以切割天井为自由面，从切割巷道中钻凿上向平行深孔，逐次爆破后形成切割槽。
3、单进路深孔爆破拉槽法：这种方法不开掘切割天井和切割巷道，以进路为自由面，用逐渐增大扇形孔前倾角的方法拉槽。
五、回采
1、 落矿
1）采用单机或双机采矿钻车及潜孔钻机，钻凿中深孔。
2）提高炮孔钻凿质量，控制炮孔深度，防止炮孔偏斜。
a.孔深误差应小于±0.5ｍ。
b.炮孔偏斜角误差应小于±2о。
c.孔底距误差不超过±0.5ｍ。
d.要建立和健全炮孔验收制度，不合格的炮孔要及时补孔，补孔后仍然需要再次进行验收。
3）炮孔一般采用扇形布置，分段高度为12～15ｍ时，扇形孔的深度一般为12～25ｍ。孔深与分段高度和进路间距有关，二者数值越大，则孔深越大。
4）设定炮孔边孔角一般为50○～60○，边孔角过小，部分崩落矿岩因不能流动而得不到松散，影响以后步距的爆破效果。
5）最小抵抗线的确定：
a.孔径为50～65㎜时，最小抵抗线为1.4～2.0ｍ；
b.孔径为80～105㎜时，最小抵抗2.0～3.0ｍ。
6）每次爆破1～2排炮孔，合理的崩矿步距应当是使损失贫化指标最佳。
7）炮孔密集系数ｍ值的合理选取，对爆破的破碎效果起到重要作用。选取ｍ值偏小时，炮孔之间容易贯通，形成预裂面而使爆破能量过早释放，影响破碎质量；ｍ值偏大可使爆破作用时间加长，充分利用爆破能量，提高破碎质量。
8）炸药消耗量根据矿石的性质而定，正常选择范围为：
一次炸药消耗量为 0.3～0.4kg/t
二次炸药消耗量为0.02～0.15kg/t
9)装药 普遍采用气动装药器。
a.在装药过程中要控制好孔口部分的装药量，以免破坏眉线，影响放矿时的矿石质量。
b.炮孔容易发生变形的地段，可采用预先装药的方法。
c.炮破后出现立槽、悬顶及隔墙等现象是无底柱分段崩落法常见的现象。因此，要根据具体的条件选择合理的凿岩、爆破参数，在排间、孔间采用微差爆破，严格执行炮孔验收及补孔管理制度，提高凿岩和装药质量。
2、出矿
1)常用气动装运机、柴油驱动及电动铲运机出矿。国内还有一些中小型矿山采用轨道装岩机出矿。　
2)每台出矿设备一般服务3～5条进路。
3)无底柱分段崩落法因矿石与废石多面接触，每爆破一次都要发生一次贫化，因此贫化率较大。为此，需加强如下出矿管理工作：
a.当回收率达到一定程度后，继续放矿则回收率增长很慢，而贫化率却增长较快，故此及时截止放矿是十分重要的。
b.出矿时要注意全断面均匀铲装矿石，及时处理各种故障保证矿石流动畅通，以提高矿石回收率，降低贫化率。
3、通风
1）无底柱分段崩落法的工作面是独头巷道，无法采用贯穿风流通风，随着柴油驱动设备的大量使用，废气的污染使工作面通风问题更为突出。
2）当工作面靠近地表时，塌陷区往往与地表贯通，使通风管理更为复杂，为此，通风问题是无底柱分段崩落法存在的一个尚未彻底解决的问题。
六、覆盖岩层
1、无底柱分段崩落法中的覆盖岩层，不但起着缓冲围岩冒落时冲击气浪的危害作用，而且也提供挤压爆破条件防止矿石抛散在采空区，保证正常出矿。
2、无底柱分段崩落法要求覆盖岩层及时充满采空区。
3、覆盖岩层的形成可利用自然崩落或强制崩落。
在国外需要强制放顶的矿山，一般先用其它的采矿方法开采，如强制崩落法、阶段矿房法等，然后转为无底柱分段崩落法，此时采用一般的空区处理方法就可以形成覆盖岩层。
4、有些矿山在开采围岩不能及时冒落的盲矿体时，投产初期就直接采用无底柱分段崩落法开采，其形成覆盖岩层的主要方法有两种：
a.一种是集中放顶，此法按无底柱分段崩落法的布置，开采1～2个分段，但此时由于没有覆盖岩层而在空场下出矿，一部分抛在空区的矿石暂时不能运出，当顶板达到一定的暴露面积，空场内又有足够的补偿空间时，便可以集中放顶。
b.另一种放顶方法是边采边放，此法是开掘一系列与回采进路相平行的放顶巷道，在放顶巷道中钻凿上向扇形放顶深孔，与回采炮孔分次逐排爆破形成覆盖岩层。
c.开采倾斜矿体时，已形成的覆盖岩层会丢失在下盘，因而在上盘部位要进行补充放顶，其方法是将进路延伸到上盘，用正常回采的方法崩落围岩进行补充放顶。
七、无底柱分段崩落法的适用条件和评价
1、适用条件
无底柱分段崩落法的适用条件，除崩落法的一般适用条件外还须考虑下列条件：
a.矿石要有一定的稳固性，进路一般不需要大量维护，爆破后眉线不易冒落，炮孔不易变形，能保证正常的装药爆破工作。
b.围岩最好能成大块自然崩落，也可以采用强制崩落。
c.此法适用于急倾斜中厚以上的矿体，以及倾斜的、缓倾斜的极厚矿体。由于分段之间进路采用菱形布置，上分段进路之间的一部分矿石要在下分段回收，如果矿体厚度在垂直方向不能重合地布置3～5个分段，因而会造成矿石损失量太大故不宜采用此法。
d.矿石不太贵重，围岩含品位，可选性好有利于使用本法。
2、评价
1)优点
a.无底柱分段崩落法，没有复杂的底部结构，采准和回采工艺简单，便于采用大型无轨设备，实现高度机械化。此方法的各回采步骤几乎可以标准化重复进行，有利于作业的专业化和机械化。
b.回采工作以进路为单位，掘进回采进路、钻凿深孔、出矿等作业可以在同一矿块上下分段的不同进路中同时进行，作业集中互不干扰，易于管理，具有较大的灵活性，并能较快地投入生产。
c.生产能力大，劳动生产率高。
d.工人在断面不大的进路中作业，安全性好。此外，在进路端部出矿，没有狭窄的放矿口，不以堵塞，发生堵塞时处理也比较方便。
e.在进路中以小步距后退回采，有利于分采分运、剔除夹石。
2)缺点
A.在覆盖岩石下放矿，且每次崩矿的矿石都是在多个废石接触面下放出，故矿石贫化率大。
b.回采工作在独头巷道中进行，通风条件差。
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