无底柱分段崩落法

1 无底柱分段崩落法---贫化的客观性
②当次品位难以控制 截止品位放矿是以每个放矿步距单元内的矿石
被充分回收为核心，要求在放矿过程中必须随 时掌屋采场的品位变化，以此来指导采场的出 矿，但由于目前国内尚未有一种精确、及时并 能适合井下特殊条件的品位分析仪表能满足该 要求，造成矿山在生产时无法进行有效控制。
无底柱分段崩落法
中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司
1 无底柱分段崩落法

现状 存在的问题
2 无底柱大参数开采

放出球体组合 加大采场结构参数 大间距采矿主要优点 国内应用现状 存在的问题
3 低贫化放矿

与截止品位放矿的区别 低贫化放矿优势 应用方案 目前国内应用及前景
1 无底柱分段崩落法---装备现状
（2）装备
无底柱开采的装备主要体现在凿岩和出矿方面。 无底柱的采场参数在很大程度上也受到其装备水平的制约，
其中最主要是受到凿岩设备的凿岩深度影响，由于国内尚 未形成大型高效的凿岩、出矿设备的生产体系，目前我国 地下中型矿山所采用的凿岩设备仍是中小型风动机具，中 孔凿岩采用上世纪70年代成型的YG-80、YG-90或CTC141等（虽然目前国内已经开始着手研究更高效的凿岩设 备，但其工业应用仍未完全实施），其最大的凿岩深度一 般为17—18 m，与之相匹配的结构参数只能达到 12.5m×12.5m，可凿性好的矿体最大为12.5m×15m （板石）。
1 无底柱分段崩落法---近期指标

②开采指标 相关地下矿山（无底柱）主要指标（2008年某月） 贫化率 回收率 西直门 20.82 79.20 弓长岭 18.23 88.10 小官庄 32.24 81.39 张家洼 32.24 81.39 桃冲 15.74 84.49 金山店 25.21 77.21 程潮 30.76 99.91 漓渚 19.72 70.97
底柱采矿研究的高潮，在河北铜矿、漓渚铁矿 等矿山进行了加高端壁提高放矿高度的尝试， 目的是降低采准比，提高开采效率，但由于凿 岩、装药等技术条件所限，放矿高度方向由23个分段组成，分别凿岩，同时爆破，并只在 最下一条巷道出矿。这种结构一次崩矿量比普 通方法增加很多，大型出矿设备能力得到发挥， 提高了采矿强度。但不能减少采准工程量，因 此未能被进一步进行推广。
4 结论
1 无底柱分段崩落法---工艺特点
1.1 现状

工艺---无底柱分段崩落法是一种平面展开分层，利 用进路对矿体进行切割，然后采用中深孔凿 岩，在进路内进行出矿的一种机械化程度高， 作业安全，相对成本较低的开采方法。
1 无底柱分段崩落法---工艺特点
特点--- 无底柱分段崩落法具有操作简单、开采强度大、
1 无底柱分段崩落法---存在问题
也就是说，同样一个单位面积，采用不同的出矿设备
其所取得的开采效能可能相差4倍； 例：同样的一个矿床，走向上长度是固定的，其可以 布置的矿块数目是有限的，假如其同时工作的矿块数 均为4个，当采用2 m3铲运机时，其分层可以达到的能 力为50万吨/年，而采用4 m3铲运机后，采场能力可以 达到200万吨/年。其可以达到的生产规模差异巨大。 此外，采用大型出矿设备后，将为大参数的应用提供 支持，大参数采用的直接结果是减少了采准切割工程， 降低了矿山生产成本，提高了生产效率。
1 无底柱分段崩落法---存在问题
凿岩：凿岩设备对该采矿法的影响主要是凿岩
的炮孔深度，随着矿山企业的深度要求，虽然 国内相关研究及制造单位也开始进行了深孔设 备的开发与研制，但到目前为止仍局限在实验 阶段，尚未达到工业化的应用；为满足矿山加 大参数的要求，目前国内大型矿山已经引进了 大凿岩深度的进口设备，为矿山加大并进一步 加大参数提供了设备条件。
机械化程度高、安全、采矿成本相对较低等优 点，在国内地下金属矿山得到了大范围的推广 应用，是地下金属矿山应用最多、最广的开采 方法，为我国地下矿山的发展起到了积极的推 动作用。
1 无底柱分段崩落法---关键点
无底柱开采关键点------------
结构参数=（进路间距、分层高度、崩矿步距）三者组合 凿岩设备 炮孔装药 出矿设备 凿岩参数 三级矿量配备 覆盖岩形成方式 采场出矿制度 ------其中对开采指标及成本影响最大的就是结构参数（包括 进路间距、分段高度及崩矿步距）和放矿方式。
1 无底柱分段崩落法---参数选择
②参数的选择 一般矿山设计及应用时，结构参数确定主要是依
据经验和工程类比的方法进行确定，对于大多数 矿山而言，即采用的多为10×10米参数，其一次 崩矿量少,千吨采切比大的缺点逐步得到矿山重视。 成，块度组成的不同，其放出体的偏心程度不同， 三维发育参数相应产生变化。
1 无底柱分段崩落法---存在问题
（2）结构参数较小
小结构参数，其结果必然造成作业地点分散、采矿效率低 下、采准工程量居高不下等问题，制约了该采矿方法优势 的充分发挥。 大小参数对采矿指标的影响概要表
参数 千吨采切比(m/kt) 单次爆破量(t) 可供铲机作业班数
10×10m 4—6 550—650 4（2m3）
20×20m 1.8—3 5500—6000 4（4m3）
1 无底柱分段崩落法---存在问题
（3）损失贫化偏大
该采矿方法与空场法、充填法相比较起来，存 在着废石混入面大、混入机会多、矿石贫化率 高（20%左右及以上）的缺陷，而贫化高的结 果造成矿山企业一级产品（采出原矿）质量下 降，二级产品（精矿）处理费用增加，严重削 弱了其产品的市场竞争能力。
2 无底柱大参数开采---参数变革
参数变革-----（见前）
国内引进----60年代的梅山、华树沟、河北大庙 国内高端壁----浙江漓诸铁矿 国外变革---主要为瑞典 国内大间距（平面组合结果、步距交错的立体结果） 国内大参数（大红山、梅山）
2 无底柱大参数开采---放出体
1 无底柱分段崩落法---装备现状
装药当炮孔深度达到20米之后，仍采用人工送
管的方式已经不能满足，而目前国内没有机械 化装药设备，国外的装药车设备应用效果不好 （有些矿山试验用过，但结果车侧翻了），没 有得到工业应用，此设备不解决将直接影响到 参数的进一步加大。
1 无底柱分段崩落法---放矿及指标
1 无底柱分段崩落法---装备现状
凿岩90年代后，大型的地下矿山开始引进国
外高效液压凿岩台车（星巴、水星等系列）， 为矿山加大参数，提高效率，降低开采成本提 供了设备保障。
1 无底柱分段崩落法---装备现状
出矿国内2m3以下的铲运机在设备性能及稳定性上已经达
到了井下作业的要求，其1.5—2 m3的中小型铲运机已经 在中型以上矿山得到了普及，并已经淘汰了之前所采用的 风动装矿设备；大型地下矿山引进并应用4 m3及其以上的 大型铲运机。加大开采产能，提高采矿效率，降低开采成 本，开采装备的大型化已经越来越被矿山企业所认可。
马姆贝格特矿，其结构参数由原来15m×15m改为
20m×22.5m
1 无底柱分段崩落法---参数变化
进入90年代后，国内的主要几个地下矿山，
在引进凿岩设备的支撑下，开始进行了大 参数研究的探索： ----如华树沟铁矿试验进行了20m×20m的 矿块试验 ----梅山铁矿开展了15m×15m的全面应用 研究，并开展了15m×20m的大间距参数应 用研究
影响采场参数的关键因素是矿山爆破后的块度组
1 无底柱分段崩落法---参数选择
生产期矿山可以根据其实际爆破块度进行取样
试验进行参数模拟确定； 对于矿山在生产之前（设计阶段）可以进行类 比法选择，但当觉得矿体明显破碎，建议应先 行开展相关的工程地质调查，对可能的块度进 行预测，设计中可以先确定分段高度，其合适 的三维参数应在生产期间进一步进行模拟分析 进行间距及蹦矿步距的调整。
1 无底柱分段崩落法---存在问题
1.2 存在的问题 （1）装备偏小：国内无底柱分段崩落法多采用中小
型出矿设备、凿岩设备。 出矿：一般中型以下的矿山采用的铲运机为1.5—2.0 m3 ，甚至有0.75 m3的小铲运机在采场进行使用，该 类型铲机一是铲取力小，铲取效率低，二是铲取深度 小，造成放矿效果下降。 凿岩：YG-80、YG-90或CTC-141仍是中型以下矿山 使用的主力凿岩设备，其凿岩深度小，限制了采场结 构参数加大的要求。
2.1 放出球体组合
从实践应用上讲，无底柱的结构参数在 10×10米的基础上被同步放大，即可以放大到 15×15米、20×20米等等，这种参数在生产 实践中可以应用，但是，由于椭球体的发育在 三维上不是线形关系，其长半轴和横短半轴及 纵短半轴不是同步增长，因此，该方法所确定 的采场参数其放矿效果不理想；
1 无底柱分段崩落法---参数变化
对于采用国产设备的其他大中型矿山，也进行 了参数的加大研究： ----如程潮铁矿加大到了17.5m×15m ----北铭河铁矿加大到18m×18m 中小型矿山（桃冲铁矿、板石矿业、杨家坝铁 矿）参数在立足国产设备的前提下也将参数加 大到12.5m×12.5m—12.5m×15m等 均不同程度地提高了矿山开采效率，降低化的客观性
损失贫化大的客观性在于： ①考核单元小、矿岩的混和界面大 截止品位放矿的形成基础是以单个步距为其
考核单元，要求其放矿是在每个步距内都要取 得最好的放矿效果，结果是使得采场内得矿岩 进行了充分得混合，没有很好地利用无底柱分 段崩落法的“上丢下捡”的特点，致使在放矿 过程中从上到下的各个分层的矿石贫化率都比 较大。
1 无底柱分段崩落法---参数变化
（1）采场结构参数 ①参数沿革及现状 无底柱分段崩落采矿法是在上个世纪的 60
年代开始引进到我国的，在引进期的采场 参数多集中为10m×10m（甚至8m×8m） 左右。