采矿学课件第04章采矿方法.ppt

4 采矿方法,2023/9/16,2,4.1 空场采矿法,空场采矿法：在矿房开采过程中不用人工支护，利用矿石与围岩自身的强度，来维持采场围岩稳定的采矿方法。空场法特点：将矿块划分为矿房与矿柱，先采矿房，后采矿柱，开采矿房时利用矿柱及围岩的自身强度进行地压管理，开采空间始终保持敞空状态。生产效率高，成本低。使用的必要条件是矿石和围岩均稳固。空场采矿法分为：留矿采矿法、房柱采矿法、全面采矿法、分段矿房法、阶段矿房法等。,2023/9/16,3,4.1.1（浅孔）留矿采矿法,特点：工人直接在矿房暴露面下的矿堆上作业，自下而上分层回采，每次采下的矿石靠自重放出三分之一左右，其余暂留在矿房中作为继续上采的工作平台。矿房全部回采完毕后，再进行大量放矿，放出全部矿石。（1）结构和参数矿块结构参数主要包括阶段高度、矿块长度和宽度、矿柱尺寸及底部结构。阶段高度应根据矿床的勘探程度、围岩稳固情况、矿体倾角等因素来确定。一般取4060m。矿块长度主要考虑矿石和围岩的稳固性，一般为4060m。矿柱：间柱宽26m，顶柱24m，底柱高46m。矿体厚度越大，矿柱规格越大。图4-1为浅孔留矿法立体图。,2023/9/16,4,图4-1 浅孔留矿法立体图,2023/9/16,5,（2）采准工作主要是掘进阶段运输巷道、（先行）天井、联络道、拉底巷道及漏斗颈等。先行天井布置在间柱中，在垂直方向每隔45m掘联络道。漏斗颈间距57m。不设二次破碎水平，少量大块直接在采场工作面进行破碎。（3）切割工作以拉底巷道为自由面，形成拉底空间和辟漏，为回采工作开辟自由面，并为爆破创造有利条件。拉底高度一般为22.5m，拉底宽度等于矿体厚度，但不得小于1.2m。,2023/9/16,6,（4）回采工作留矿法的回采工作包括：凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬毛平场、大量放矿等。回采是自下而上分层进行，分层高度一般为2m。采幅不小于1m。凿岩：上向炮孔或向上倾斜炮孔或水平炮孔。浅孔深一般为1.51.8m。一次可打完一个分层。炮孔排列形式有一字形、之字形、平行、交错排列等。爆破：一般采用铵油或硝铵炸药。药卷直径32mm，微差导爆管起爆。故一个分层可一次性全部爆完。通风：（为什么）新鲜风流由上风方向由一端天井进风，污风由下风流方向天井排出，或由两个天井进风，中央天井出风。,2023/9/16,7,局部放矿：（为什么？）采用重力放矿。放矿时放矿工与准备工要密切联系，注意留矿堆中是否有空洞。如发现有空洞应及时通知相关人员，并及时处理。方法有：爆破震动法；高压水冲洗；土火箭弹消除法；在空洞两侧漏斗放矿。出放方式有：电耙出矿、装岩机出矿、铲运机出矿、振动放矿机。撬毛平场：局部放矿后，接下来就是对采场工作面洒水，敲帮问顶，然后将局部放矿所形成的凹凸不平的工作面扒平。同时进行二次破碎。大量放矿（最终放矿）：上述几步为留矿法回采作业的一个循环，待矿房内的矿采完后，撒出采场内的人员及设备，把矿房内的矿石全部放出。,2023/9/16,8,（5）浅孔留矿法评价：留矿法适用条件：围岩和矿石均稳固；矿体厚度以薄或极薄为宜；矿脉倾角以急倾斜为宜；矿石不结块、不会自燃。留矿法优缺点：结构及生产工艺简单，可利用矿石自重放矿，采切工程量小；工人在较大曝露面下作业，安全性差，平场工作劳动强度大，难以实现机械化，积压大量矿石。,2023/9/16,9,4.1.2 房柱采矿法,在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置，回采矿房时留连续或间断的规则矿柱，以维护顶板。因此，矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜矿体是房柱采矿法应用的基本条件。（1）结构和参数矿房沿矿体倾斜面布置，矿房的长度取决于运搬设备的有效距离，用电耙运搬时，一般为4060m；矿房的宽度，根据矿体的厚度和顶板的稳固性确定，一般为820m；矿柱尺寸：直径37m，间距58m。分区的宽度为80300m，分区矿柱一般为连续的，其宽度与开采深度和矿体厚度有关。一般为1030m。,2023/9/16,10,2023/9/16,11,（2）采准与切割工作采准工作：自下盘底板运输巷道向每个矿房的中心线位置掘矿石溜井；在矿房下部的矿柱（顶底柱）中掘电耙硐室；沿矿房中心线并紧贴底板掘进上山及矿房联络平巷，以利于行人、通风运搬设备和材料，并作为回采时的自由面。切割工作：在矿房下部边界处掘进切割平巷，既可作为开始回采时的自由面，双可作为相邻矿房的联络道。（3）回采工作根据矿体厚度的不同，矿体厚度小于2.53m时，一次采全厚；矿体厚度大于2.53m时，应分层回采。,2023/9/16,12,当矿体厚度小于810m，并用电耙运搬时，一般用浅孔先在矿房下部切割平巷与上山交叉处开始，自下而上逆倾斜面推进，拉底高度为2.53m。整个矿房拉底结束后，再用YSP-45钻挑顶，可一次挑完全厚，也可留部分矿进行分层挑顶。当矿体厚度大于810m时，应采用深孔落矿方法回采矿石。即先切顶，切顶空间下部的矿石可采用台阶深孔落矿。顶板支护：除留矿柱外，还可以用锚杆或锚杆加金属网支护顶板。房柱采矿法优缺点：采切工程量不大，工作组织简单，坑木消耗少，通风好，矿房生产能力高。但矿柱矿量所占比重较大，间断矿柱占15%，连续矿柱占40%。且一般不回采，矿石损失大。,2023/9/16,13,4.1.3 全面采矿法,工作面沿矿体走向或沿倾斜全面推进，在回采过程中，将矿体中的夹石或贫矿（有时是矿石）留下作为不规则的矿柱以维护采空区，这些矿一般不进行回采。如果是贵金属矿石，可用人工支柱替代矿柱。全面法适用于开采薄的、矿石及围岩均稳固的缓倾斜（倾角一般要小于30）的矿体。,2023/9/16,14,（1）结构和参数水平和微倾斜矿体（倾角小于5）时，将井田划分为盘区，工作面沿盘区的全宽和其长轴方向推进。盘区宽度取200300m（用自行设备运搬）或80150m（电耙运搬）。盘区间留间柱，其宽度为1015m到3040m。缓倾斜矿体，将井田划分为阶段。阶段高度为1530m，阶段斜长为4060m，阶段间留矿柱23m。（2）采准与切割工作。掘进阶段运输巷道，在阶段中掘12个上山作为开切自由面；在底柱中每隔57m开漏矿口（矿石溜子）；在运输巷道另一侧每隔20m布置一个电耙硐室。,2023/9/16,15,（3）回采工作自切割上山开始，沿矿体走向一侧或两侧推进。当矿体厚度小于3m时，全厚一次回采；矿体厚度大于3m时，则以阶梯工作面回采。矿体厚度较小时，采用电耙运搬。矿体厚度大时，可采用无轨设备运搬矿石。运距小于200300m时，用铲运机；运距更大时，宜用载重量2060t的自卸汽车。如广西大厂铜坑锡矿。全面法优缺点：工艺简单，采准和切割工作量小，生产率较高，成本低。矿石损失率在10%15%以上，顶板曝露面大。顶板管理要求高。,2023/9/16,16,4.1.4 阶段矿房法,阶段矿房法是用深孔回采矿房的空场法。可分为水平、垂直深孔落矿的阶段矿房法及垂直深孔球状药包落矿的阶段矿房法。4.1.4.1 水平深孔落矿的阶段矿房法在凿岩硐室中钻水平扇形深孔，向矿房底部的拉底空间崩矿。（1）结构和参数。阶段高度为4060m，沿走向布置的矿房长度为2040m，垂直走向布置的矿房宽度为1030m，间柱宽为1015m，顶柱厚68m，底柱高度：漏斗底部结构为813m；无漏斗平底结构为58m。,2023/9/16,17,（2）采准工作阶段运输平巷布置在与上、下盘岩石接触的矿体中；在下部间柱与矿房交界处掘进运输横巷将上、下盘运输巷道贯通，构成环形运输系统。在运输平巷上部掘进电耙道，在电耙道中每隔68m掘进放矿口连通矿房底部的平底。凿岩天井呈对角式布置在间柱中心位置，兼作通风作用。在凿岩天井靠矿房一侧掘进凿岩硐室，相邻凿岩硐室上下垂直距离等于水平炮孔排距的两倍（一般为6m）。上下两相邻硐室错开布置，使硐室的水平投影平面尽可能不重合或少重合。（3）切割工作主要是掘进拉底空间。先掘进拉底巷道，再用水平深孔或垂直深孔形成拉底空间。,2023/9/16,18,（4）回采工作拉底完成以后，在凿岩硐室用YQ-100型钻机钻凿水平扇形深孔。最小抵抗线为2.53m。按自下而上的顺序爆破。一般先爆破12排（层），以后根据补偿空间的大小和生产的需要决定每次爆破的排（层）数。每次崩下的矿石可全部放出或暂留一部分在矿房中。炮孔通常一次全部打完，然后分次爆破。水平深孔落矿阶段矿房法评价：适用条件：该采矿方法适用于矿岩稳固，急倾斜厚矿体。优缺点：水平深孔落矿阶段矿房法劳动生产率高，采场生产能力大，采矿成本低，材料消耗少，回采作业安全。但与垂直深孔落矿阶段矿房法相比，采切工程量大，采切和回采机械化程度低，大块多。,2023/9/16,19,4.1.4.2 垂直深孔落矿的阶段矿房法根据凿岩设备的不同，分为分段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法和阶段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法。目前国内使用分段凿岩。分段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法特点：将矿房划分为几个分段，在分段巷道中凿岩，回采工作面是垂直的，回采工作开始之前，除在矿房底部拉底、辟漏外，必须开凿垂直切割槽，并以此为自由面进行落矿，崩落的矿石借自重落到矿房底部放出。矿房回采结束后用其他方法回采矿柱。,2023/9/16,20,（1）矿块布置和参数矿房长轴可沿走向或垂直走向布置，长度一般为4060m。矿房的宽度沿走向布置时为矿体的水平厚度，垂直走向布置时一般为1520m。阶段高度一般为5070m。分段高度为815m。间柱厚度为814m，顶柱厚度一般为610m，底柱高度713m。（2）采准工作采准工作是掘进阶段运输巷道、通风人行天井，分段凿岩巷道、电耙巷道、溜矿井、漏斗颈及拉底巷道。（3）切割工作包括拉底、辟（扩）漏及开切割槽。,2023/9/16,21,（4）回采工作在分段凿岩巷道中打上向扇形中深孔或深孔，全部炮孔打完后，每次爆破1排或多排。上下分段保持垂直工作面或上分段超前下分段1排炮孔。崩落的矿石靠重力落到矿房底部，经斗穿溜到电耙道，再由电耙耙到溜矿井中。阶段凿岩垂直深孔落矿阶段矿房法根据崩矿方式分柱状药包崩矿和球状药包崩矿（VCR法 Vertical Crater Retreat）；根据孔的排列形状分垂直平行深孔及垂直扇形深孔两种。特点：集中于矿房的一个水平钻凿崩矿深孔。炮孔直径多为165mm。全部完成深孔钻凿后，用球状药包单分层或多分层崩矿。,2023/9/16,22,VCR法优点：矿块结构简单，省去了切割天井，减少了矿块的采准工程量和切割工程量；生产能力高，是一种高效率的采矿方法；采矿成本低，经济效益好；矿石爆破效果好，大块产出率低；工艺简单，可实现机械化；作业安全。VCR法缺点：凿岩技术要求高，必须采用高风压的潜孔钻机钻大直径深孔，并结合其它技术措施才能控制钻孔偏斜；深孔堵塞时，处理较困难，有时需用钻机透孔或补钻孔；矿体形态变化大时，矿石贫化损失大；要求使用高密度、高爆速和高威力炸药，爆破成本较高；,2023/9/16,23,4.1.4.3 阶段矿房法评价（1）适用条件矿岩稳固的厚和极厚急倾斜矿体，急倾斜平行极薄矿脉组成的细脉带也可用这种方法全采。（2）优缺点回采强度大，劳动生产率高，采矿成本低，坑木消耗少，回采作业安全等优点。但矿柱矿量较大（达35%60%），回采矿柱贫化损失大，用大爆破回采矿柱损失率达40%60%；垂直深孔分段凿岩阶段矿房法采准工程量大。,2023/9/16,24,4.2 充填采矿法,充填采矿法：随着工作面的推进，逐渐用充填料充填空区进行地压管理的采矿方法。充填体支撑围岩，减少或延缓采空区及地表的变形与位移，并为回采工作创造安全和方便的条件。充填采矿法分类（1）按矿块结构和回采工作面推进方向，充填采矿法分为：单层充填法、上向分层充填法、下向分层充填法和分采充填法。（2）根据所使用充填料的不同，充填采矿法分为：干式充填法、水砂充填法、尾砂充填法、胶结充填法。,2023/9/16,25,4.2.1 单层充填法,适用条件：开采水平或缓倾斜的薄矿体。特点：矿块的回采按矿体全厚向前推进，在顶板岩石下的回采空间作业，当回采工作面推进一定距离后，除保留继续回采所需要的工作空间外，其余空区用隔墙进行密闭，有计划地进行充填，以控制顶板崩落。（1）结构和参数矿块斜长3050m，根据运搬设备的有效搬运距离而定，沿走向长度为6080m，矿块间不留矿柱，也可连续推进，不分矿块。,2023/9/16,26,（2）采准与切割因矿体底板有起伏，阶段运输巷道布置在底板岩石中，距底板810m，每隔2040m掘一个矿石溜井，在矿体内沿底板掘切割平巷，作为崩矿的自由面，并连通各溜井及行人、通风、排水之用。在溜井口上部沿矿体底板逆倾斜面掘切割上山，高度为矿体厚度。未出矿溜井可作通风与行人之用。溜井也可分成多格，实现一井多用。,2023/9/16,27,（3）回采回采由切割上山与切割平巷相交部位开始。根据顶板岩石稳固程度决定推进距离。顶板岩石稳固性差时，一次推进22.5。顶板岩石稳固性好时，悬顶距和充填距大些。充填距大，可减少充填准备工作，节省构筑隔墙的人力和材料，缩短充填准备时间和充填时间，提高矿块生产能力，降低采矿成本。控顶距一般为一架棚子的距离，即22.5m。落矿立即进行支护。控顶距2.4m，充填距2.4m，悬顶距4.8m。支柱间距0.70.9m，排距1.2m。支护方式有立柱或戴帽立柱。顶板不稳固时，在棚顶加背板，顶板稳固时可用锚杆支护。控顶距：保留用于继续回采的工作空间的宽度。充填距：沿回采工作面推进的方向，每次充填范围的宽度。悬顶距：每次充填前顶板暴露的最大宽度，为控顶距与充填距之和。,2023/9/16,28,（4）充填采用水力（水砂或尾砂）充填。充填前要清理待充填空区，架设充填管道，建滤水密闭设施（砂门子）。根据砂门子的位置和作用，砂门子分帮门子、堵头门子和半截门子。作用是将充填料拦截在充填区内，并将输送充填料的水滤出采场。采空区充填自下而上分段进行，随着充填体的上升，逐段拆除充填管道。在充填过程中，应尽可能回收支柱。如顶板稳固，也可不分段一次完成充填，但这样支柱回收率低。单层充填法评价：当开采水平或缓倾斜薄矿体时，在顶板岩层不允许崩落的复杂条件下，单充填法是唯一可用的采矿方法。这种采矿方法矿石回收率较高（约94%），贫化率低（约7%），但采矿工效较低（4t/工班），坑木消耗量大（19.2m3/kt）。,2023/9/16,29,4.2.2 上向水平分层充填法,将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房后采矿柱。回采矿房时自下而上水平分层进行，逐层充填采空区并留出继续上采的工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体表面，用机械方法将矿石运至溜井中。矿房回采到最上面分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采完后，再进行回采。矿房的充填方法可用干式充填、水力充填或胶结充填。,2023/9/16,30,4.2.2.1 水力充填（1）矿块结构和参数矿体厚度不超过1015m时，矿房的长轴沿走向布置；超过1015m时，矿房垂直走向布置。矿房长度一般为3060m，有时达100m或更大。垂直走向布置的矿房长度小于50m，矿房宽度为810m。阶段高度为3060m。间柱的宽度为68m。当阶段运输巷道布置在脉内时，需留顶柱45m，底柱5m。（2）采准切割掘进上、下盘沿脉运输巷道和穿脉运输巷道。在每个矿房中至少布置两个溜矿井、一个顺路天井（兼作滤水井）。人行滤水井用预制钢筋混凝土构件砌筑。充填天井断面为2m2.4m，内设充填管路和人行梯子等，是矿房的安全出口。在底柱上部掘进拉底巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，形成拉底空间，再向上挑顶2.53m。并将崩下的矿石经溜井放出，形成4.55m高的拉底空间，即可浇灌钢筋混凝土底板。底板厚0.81.2m，配双层钢筋，间距0.7m。,2023/9/16,31,（3）回采工作回采工艺有：凿岩爆破、通风洒水、敲帮问顶、矿石运搬、清理采场、砌混凝土隔墙、加高顺路天井、充填、铺设混凝土底板等。用浅孔崩矿，回采分层高度为23m；当矿岩很稳固时，用上向孔和水平孔两次崩矿，可增加分层高度到45m；打中深孔一次崩矿，采空区高度可达78m。矿石运搬可用电耙，也可使用装运机或铲运机。砌混凝土隔墙的作用是为第二步回采间柱创造条件，保证作业安全及减少矿石的损失和贫化。采场充填管道用内径100150mm的塑料管。充填前应先通清水。充填时以充填天井为中心，由远及近分条后退。尾砂充填的最初落砂点应远离人行滤水井，以保证滤水井附近的尾砂粒径较粗，渗透系数大。充填高度达34m时，可分多次完成。充填结束后用清水清洗管道。为防止粉矿混入充填料中以及为出矿创造良好的条件，在每层充填体的表面铺设0.150.2m厚的混凝土底板，1d后即可站在其上面凿岩，23d后即可进行落矿或行走自行设备。,2023/9/16,32,4.2.2.2 胶结充填水力充填回采工艺较为复杂，回采矿房时需砌人行滤水井、混凝土隔墙及铺设混凝土底板，而从采场排出的泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量大，充填体的压缩沉降问题以及回采矿柱的安全问题均未很好解决，因而不能从根本上防止岩石移动。为了更有效地控制岩移，保护地表，降低矿石的损失贫化，国内外越来越多采用胶结充填法。就是在松散充填料中加入胶结材料，使松散充填料凝结成具有一定强度整体，最大限度地发挥控制地压与岩移，强化矿岩自身支撑能力的作用。用胶结充填的矿块采准、切割及回采等工艺，与水力充填方案基本相同，区别是顺路行人天井不要按滤水条件构筑，溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可以形成，不必构筑隔墙、铺设底板。,2023/9/16,33,为降低充填成本，第一步回采取较小尺寸，但充填后所形成的人工矿柱必须保证第二步回采的安全；第二步采用水力充填。为了使上覆岩层不移动，较好地保护地表，需解决胶结充填的接顶问题。常用的方法有：人工接顶和砂浆加压接顶。上向水平分层充填采矿法优缺点：优点：矿石损失贫化小，但传统的充填采矿法效率低，劳动强度大。目前机械化充填采矿法效率高，采准方式及采场结构发生了较大变化，应用范围越来越广泛。缺点：充填成本高。水力充填费用占采矿直接成本的1525%，而胶结充填占3550%；充填系统复杂。水力、胶结两套充填系统；阶段间柱回采复杂。顶底柱回采困难。,2023/9/16,34,4.2.3 下向分层充填采矿法,下向分层充填采矿法用于开采矿石很不稳定或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿。这种采矿方法是从上往下分层回采、逐层充填，每一分层的回采工作是在上一分层砼人工假顶的保护下进行的。回采分层为水平或与水平成410（胶结充填）或1015（水力充填）倾斜。倾斜分层主要是为了充填接顶，同时也有利于矿石运搬，但凿岩和支护作业不如水平分层方便。下向分层充填采矿法分为壁式下向分层充填法和进路下向分层充填法两种。,2023/9/16,35,壁式下向分层充填法 以壁式工作面沿工作面全长推进，自上而下分层回采。（1）矿块结构参数 阶段高度为3050m，矿块长度为3050m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和间柱。分层高度23m。（2）采准切割工作 采准工程包括阶段运输巷道、行人天井和溜井。运输巷道布置在下盘接触线处或下盘岩石中。行人天井布置在矿块两侧的下盘接触带，矿块中间布置一个溜矿井。随回采分层的下降，行人天井逐渐为建筑在充填料中混凝土天井所取代，而溜矿井从上往下逐层消失。每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进切割巷道。当矿体形状不规则或厚度较大时，切割巷道也可布置在矿体中间。,2023/9/16,36,（3）回采工作 从切割巷道开始，以壁式工作面由矿块的一侧向另一侧推进。或者由矿块的两侧向中央推进。用浅孔崩矿。每次崩矿步距不能过大，装药量不宜过多，以防爆破时破坏棚子支柱。出矿设备可用电耙或铲运机。矿石运出后，立即用棚子或立柱支护假顶。清风由阶段运输平巷经天井进入回采工作面，污风由另一天井经上阶段平巷排出。每采完13条进路，达到最大悬顶距后，组织一次充填作业。假顶强度大时可增加充填距尺寸。充填准备工作主要是平整地板，铺设钢筋网，架设滤水隔墙等。横筋的两端弯成钩以便与相邻充填进路地板钢筋搭接，使整个地板组成一个整体。全部用胶结充填料充填的采空区，充填作业一次完成。若在假顶上充尾砂或水砂时，则先浇灌高标号混凝土0.250.5m厚，形成钢筋混凝土人工假顶，再在其上充填尾砂或水砂。,2023/9/16,37,进路下向分层充填法 特点：将矿块划分为若干分层，回采作业在回采进路中进行，自上而下分层回采。（1）结构参数 矿块高度3060m；长度2560m；分层高度23m；进路断面（22）（44）m2。（2）采切工作 采准工作包括阶段运输巷道、行人天井、溜矿井、充填天井、充填分层平巷等。阶段运输巷道一般布置在下盘岩石中，矿体厚度大时可采用上、下盘环形运输巷道。行人天井一般布置在下盘岩石中，用分层横巷与进路连通。如行人天井布置在脉内，则随分层向下回采和充填而被充填。溜井一般布置在下盘岩石中。切割工作主要是分层切割平巷。,2023/9/16,38,（3）回采工作 进路回采有依次回采和间隔回采两种。进路间隔回采时，一次可以几条进路同时回采，采场生产能力大，充填工效高。但再回采充填体之间的矿石时，因两边与充填体接触，容易造成矿石的损失与贫化。依次回采矿块产量小，矿石贫化损失都小。回采进路有普通进路、高进路及六角形进路。下向分层充填采矿法评价：适用于开采条件复杂、地表及上覆岩层需要保护、矿岩均不稳固、矿石品位高、价值高的矿体。优点：矿石回收率达90%97%以上，贫化率低，8%10%以内；作业安全；充填料来源广泛，木材消耗少。缺点：回采作业环节多；充填工艺复杂；采矿成本偏高；矿块生产能力比上向分层充填法低。下向分层充填法主要技术经济指标见表4-1。,2023/9/16,39,表4-1 下向分层充填法主要技术经济指标,2023/9/16,40,4.2.4 分采充填法,当矿脉厚度小于0.4m时，只采矿石工人无法在工作面作业，必须回采部分围岩，使工作面宽度达到允许工作的最小空间宽度（0.80.9m），采下的矿石运出采场，而崩落的围岩充填采空区，为继续上采创造条件。如果矿石围岩分别回采，这种采矿方法称为分采充填法（削壁充填法）。常用于开采急倾斜极薄矿脉。阶段高度3050m，矿块长5060m。自下而上水平分层回采，根据具体条件决定先采矿石还是先围岩。落矿前应铺设垫板，以防粉矿落入充填废石中。浅孔落矿。崩落的围岩最好够充填采场空区。如果废石过多，应设废石溜井。这种采矿方法由于铺设的垫板很难达到要求，矿石损失较大（7%15%），贫化率较高（15%50%）。垫板铺设质量是关键。尽管这种采矿方法工艺复杂，效率低，劳动强度大，但对于开采极薄的贵重金属矿脉，在经济上仍比混采留矿法优越。,2023/9/16,41,充填采矿法评价：,由于近年来充填采矿应用了高效率的采装运设备，充填作业实现了管路化、自动化，并广泛使用尾砂作充填料，充填采矿法正在变成效率较高、成本越来越低、矿石损失贫化小，作业安全的采矿方法。特别是对于围岩和地表需要保护、地压大、有自燃火灾危险、矿体形态复杂的高品位或贵金属矿床，充填采矿法的优越性更为突出。,2023/9/16,42,4.3 崩落采矿法,在回采过程中，以崩落围岩处理采空区的采矿方法，称为崩落采矿法。矿块不分为矿房和矿柱，属于单步骤回采。与空场法和充填法的主要区别是：在出矿过程中或结束后，采场顶部自然或强制崩落的岩石逐渐下降，以达到充填采空区和控制地压的目的。故围岩允许崩落是使用该类采矿方法的基本条件。崩落采矿法包括：单层崩落法、分层崩落法、分段崩落法、阶段崩落法。前两种用浅孔崩矿，后两种用深孔或中深孔崩矿。,2023/9/16,43,4.3.1 无底柱分段崩落法,无底柱分段崩落法是将阶段用分段巷道划分为分段，分段再划分为分条，每个分条中有一条回采巷道，分段之间自上而下回采。在回采巷道中凿上向扇形深孔，向充满废石的崩落区挤压爆破，崩落的矿石在松散岩层的覆盖下，用无轨设备从回采巷道端部把矿石运到溜井，紧随矿石下降的覆盖岩层便充填采空区。采准、凿岩和出矿分别在不同的分段进行，互不干扰。（1）结构参数 矿块阶段阶高度一般为5070m，若矿岩稳固可达8090m，国外有的达100150m。分段高度1012m，回采巷道间距810m。如图4-2。,2023/9/16,44,图4-2 无底柱分段崩落法典型方案1-上、下阶段沿脉运输巷道；2-矿石溜井；4-设备井；5-通风行人天井；6-分段运输平巷；7-设备井联络道；8-回采巷道；9-分段切割平巷；10-切割天井；11-上向扇形孔,2023/9/16,45,（2）采准、切割 采准包括阶段运输平巷、设备井（或斜坡道）、溜井、通风天井、分段联络道、回采巷道（进路）等。切割巷道有分段切割平巷、切割天井。（3）回采 回采工作包括落矿、出矿、通风及地压管理。1）落矿 崩矿参数 包括扇形孔排面倾角、扇形孔边孔角、崩矿步距、孔径、最小抵抗线及孔底距等。分段高度、回采巷道间距、崩矿步距是无底柱分段崩落法三个重要的结构参数，它们对放矿时矿石的损失贫化有很大的影响。孔径为5165mm，最小抵抗线W取1.52.0m，最佳的W应满足W/d=30。孔底距a约等于W。,2023/9/16,46,凿岩 凿岩钻机有：安装有YG-90或YGZ-90型凿岩机的CZZ-700型胶轮单机凿岩台车、安装有YGZ-90型凿岩机的CTC/400-2型双机台车、YGZ-90型导轨式凿岩机、带FJY-24型圆盘台架的YG-80型凿岩机、BBC-120F凿岩机、KQJ-100B潜孔钻机、ZQS100D电动雪橇钻机。爆破 一般每次爆破12排炮孔。无底柱分段崩落法只有很小的补偿空间，属于挤压爆破。为避免扇形炮孔孔口装药过于集中，装药时，除边孔及中心孔装药较满外，其余各孔装药长短如4-3图所示。国内矿山一般使用最多的装药器有FZY-10型与AYZ-150型。,2023/9/16,47,图4-3 扇形孔装药图,2023/9/16,48,2）出矿 就是用出矿设备把回采巷道端部崩落的矿石运到溜井。出矿设备有ZYQ-14型风动装运机、各种铲运机（电动、柴油）。3）通风 回采工作面在回采巷道内，为独头巷道，无法形成贯穿风流，通风条件差。通常用局扇加强通风。4）覆盖岩层的形成方法 上部为空场法回采，下部为无底柱分段崩落法，可在上部采空区上、下盘围岩布置深孔或药室，崩落采空区围岩，形成覆盖岩层。上部为露天矿场，可崩落边坡，形成覆盖岩层。围岩自然崩落形成覆盖岩层。在上部人工强制放顶。按形成覆盖岩层与回采工作先后不同，分为集中放顶、边放顶边回采、先放顶后回采。,2023/9/16,49,（4）无底柱分段崩落法评价：适用条件：地表与围岩允许崩落；矿石稳定性在中等以上，回 采巷道不需大量支护；急倾斜厚矿体或缓倾斜的极厚矿体；矿石价值不高。优点：安全性好；采矿方法简单，机械化程度高；有可能剔除夹石和分级出矿。缺点：通风困难；矿石损失贫化大。无底柱分段崩落法的技术经济指标见表4-2。,2023/9/16,50,表4-2 无底柱分段崩落法的技术经济指标,2023/9/16,51,4.3.2 有底柱分段崩落法,采矿方法特点：以分层为单位由上而下依次进行回采；每个分层下部设有出矿专用的底部结构，上分段底柱划入下分段回采。根据落矿方式分为水平深孔落矿有底柱分段崩落法和垂直深孔落矿有底柱分段崩落法。4.3.2.1 水平深孔落矿有底柱分段崩落法 每个阶段划分为23个分段，每个分段下部都设有底部结构，崩矿前须在底部拉底和开掘补偿空间。矿石稳固性差或拉底面积大时可留临时矿柱，临时矿柱与上部矿石同时崩落。分段水平深孔一次爆破，形成2030m高的崩落矿石层，并在覆盖岩石下放矿，矿石经电耙耙至溜井，在穿脉巷道装矿，经上、下盘沿脉运输巷道运走。,2023/9/16,52,新鲜风流由下盘脉外行人通风天井进入电耙道，由另一端风井通过上阶段回风巷道排出。凿岩天井布置在脉内，自凿岩天井掘联络道至崩矿边界后再掘凿岩硐室。上下分层错开布置。（1）矿块结构参数 阶段高度一般为4060m。分段高度为1525m。电耙道间距为1015m，耙运距离为3050m。矿块可沿矿体走向或垂直矿体走向布置。分段底柱高58m，阶段底柱高1113m。（2）采切工作 采准工程有阶段运输巷道、采场溜井、电耙道、行人通风天井、凿岩天井、分段联络道（穿脉巷道）等。切割工作有掘进拉底巷道、拉底空间（补偿空间）、凿岩硐室和辟漏。漏斗间距56m。,2023/9/16,53,（3）回采工作 用YQ-100型潜孔钻机钻水平扇形或环形深孔落矿。最小抵抗线为33.5m，孔径105110m，孔深1520m。中深孔用YG-80、YG-90型钻机。崩落的矿石约有70%80%是在岩石覆盖下放出的。随着矿石的放出，覆盖岩石也随之下降，崩落矿石与覆盖岩石的直接接触引起矿石的损失与贫化。覆盖岩石垫层是在首采分段形成的，以后逐步自然或强制崩落积累，其厚度应不小于1520m。该采矿方法在国内使用不多。,2023/9/16,54,4.3.2.2 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法（1）矿块结构参数 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法的矿块结构参数与水平深孔落矿有底柱分段崩落法基本相同，阶段高5060m，分段高1025m，分段底柱高58m，矿块长与电耙耙运距离一致，为2530m，宽1015m。（2）采切工作 采准工作是在矿体下盘掘阶段运输巷道、矿石溜井、电耙道、人行通风天井、分段凿岩巷道和联络道等。阶段运输为穿脉装车环形运输系统，穿脉巷道间距2530m。采用单侧堑沟受矿电耙道。上两个分段采用倾斜分支放矿溜井，下两个分段采用独立垂直放矿溜井。每23个矿块设置一个行人通风天井，用联络道与各分段电耙道贯通，作为行人、通风、运送材料和敷设管缆之用。每个矿块的高溜井都与上阶段脉外运输巷道相通，且用联络道与各分段电耙道相连，作为电耙道的回风井。,2023/9/16,55,切割工作是掘进堑沟和切割立槽。掘切割立槽是为了给落矿和堑沟开掘自由面和提供补偿空间。（3）回采工作 垂直深孔落矿有底柱分段崩落法大都采用挤压爆破，用中深孔或深孔落矿。切割槽最小抵抗线为1.61.7m，孔底距为（0.50.7）w。落矿最小抵抗线为1.82m。（4）放矿管理 加强有底柱分段崩落法的放矿管理是降低矿石损失贫化的一项重要措施。放矿管理包括选择放矿方案、编制放矿计划以及实施放矿控制与调整三项工作。其中放矿方案有平面放矿、立面放矿、斜面放矿。,2023/9/16,56,4.3.2.3 有底柱分段崩落法评价（1）适用条件 急倾斜矿体厚度不小于5m，倾斜矿体不小于10m，当矿体厚度超过20m时，倾角不限；形态不太复杂，含夹石不多；矿石不自燃，不粘结，价值不高，上盘岩石稳固性不限。下盘不低稳固性中等；地表允许陷落。（2）优缺点 优点：使用适应性较强；生产能力比无底柱分段崩落法大；回采 设备简单，使用维修方便；通风条件比无底柱分段崩落法好。缺点：采切工程量大；采场结构复杂；矿石损失贫化大。,