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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； 
9—人行材料井；  10—溜矿井；  11—炮孔 
有底柱分段崩落法是在覆盖岩石下进行放矿的，因此在回采初期必须形成覆盖层。覆盖层的形成主要是根据矿体赋存条件、距地表的距离、地面和井下现状、废石来源等情况确定。选择形成方式方法时，首先考虑自然崩落，其次再考虑强制崩落。为防止覆盖围岩提前混入崩落岩石，造成矿石提前损失与贫化，覆盖岩层的块度应大于崩落矿石的块度。
通风的重点是电耙道，电耙道的风向应与耙运方向相反。
4）矿岩移动规律
有底柱分段崩落法崩落矿石是借助重力流至电耙道的，上部崩落的覆盖岩层，随着矿石的放出而向下移动。室内实验和现场观测研究结果表明，从单个漏斗中只能放出一定量的矿石，这部分矿石在原来位置占有的空间体积是一个近似椭球体，称为放出椭球体，如图9-13中的3。随着放出椭球体内矿石的流出，其周围矿石随即发生二次松散，占据放出矿石原来所占据的空间。据实验观测，二次松散矿岩原来所占有的空间，也是一个椭球体，称为松动椭球体，如图13中的1。松动椭球体以外的矿岩不发生移动，松动椭球体的体积随放出椭球体体积的增大而加大。
受漏斗口的影响，在距离漏斗口中心线不同点的矿石的流动速度不同，愈靠近漏斗中心线，其流动速度愈大。因此，当矿石放出一定量后，矿石和废石的接触面开始向下弯曲。当放出椭球体的高度与崩落层的高度相等时，矿岩接触面即弯曲成一漏斗形状，且其最下点刚好在放矿口的平面上，漏斗内充满废石，该漏斗称之为废石漏斗，如图13中的2。废石漏斗的形成，标志着纯矿石回收的结束，贫化矿石的回收即将开始。随着贫化矿石的放出，废石漏斗随之扩大，废石漏斗母线的倾角随之变缓。当放到一定程度后，废石漏斗母线倾角趋于稳定（通常在70°以上），此时的废石漏斗称为极限废石漏斗，相应的漏斗母线倾角称为极限漏斗倾角。在极限漏斗倾角以外的矿石是放不出来的。相邻漏斗间放不出来的脊部矿石造成的损失称为脊部损失，脊部损失矿石量由极限漏斗倾角确定。

图9-13 放出椭球体、松动椭球体和废石漏斗的相互关系
Hs—松动椭球体高度； h—放出椭球体高度； m—松动椭球体长轴； 
1—松动椭球体；  2—废石漏斗；  3—放出椭球体

放矿时，小颗粒矿岩的流动速度通常大于大颗粒矿岩的流动速度，如果废石块度小于矿石块度，则废石向下流动的速度快于矿石，放出椭球体内的矿石未放完之前，就会出现贫化，因此，覆盖岩层的块度应大于崩落矿石的块度，以优化贫损指标。
5）矿柱回采
用有底柱分段崩落法开采急倾斜或倾斜厚大矿体时都有分段矿柱回采的问题。分段矿柱中坑道密集，并经过落矿、出矿、二次破碎等过程使其受到强烈的震动与破坏，其稳固程度大大降低，回采条件一般较差。分段矿柱可以采用以下方法进行回采：
（1）当分段中某矿块出矿结束后，有条件在电耙道中凿岩爆破时，可在电耙道中向桃形矿柱和漏斗间柱钻凿垂直扇形中深孔，并在电耙道之间的三角矿柱两端开凿岩硐室，在硐室中试工水平深孔与桃形矿柱、漏斗间柱一起崩矿；
（2）利用下一分段与其相对应矿块的凿岩巷道，隔一定距离向上开凿天井和凿岩硐室，在硐室中向上分段底柱打束状孔与下分段同时崩矿；
（3）利用下分段的凿岩巷道向上开凿天井后再掘进水平凿岩巷道，并在其中打垂直扇形孔与下分段落矿的同时崩落上分段底柱；
（4）对倾斜厚大矿体，矿块垂直走向布置时，其底盘留有三角矿柱，可在脉外底盘加设沿走向的水平底部结构和凿岩巷道，对这部分三角矿柱进行回收。

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