简述无底柱分段崩落法

简述深部矿业公司对

无底柱分段崩落法应用与发展

单位：深部矿业公司

*名：**

日期：2015年10月16日

采矿工业是现代工业的基础，无论工业、农业、国防和科学技术的发展都离不开采矿工业。而对采矿方法的选择和掌握则直接影响着整个采矿工业的生产工艺流程及生产组织管理，白银有色集团股份有限公司深部矿业公司是完成设计生产能力45t/a的中型有色金属矿山，矿井服务年限超过了20年。深部铜矿由露天开采方式转至地下开采方式开采铜矿产资源，选用的采矿方法是崩落采矿法中的无底柱分段崩落法。崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。在深部矿业公司工作的时间里我对矿山所采用的开拓方式、采矿方法及各大系统有了较为全面的认知和了解。本文结合深部铜矿的实际生产情况对无底柱分段崩落法的机构参数、采准工作、切割工作、回采工作及其优缺点进行论述。

关键词：采矿工业；地下开采；无底柱分段崩落法；地压管理。

深部矿业公司位于白银市北13公里，矿区至白银市有标准轨铁路和乙级公路相连，通极为方便。气候属北温带大陆型干燥气候，昼夜温差大，矿区的年均降雨量为156—330毫米，降雨多集中在6—9月，且常有暴雨，地面缺少天然森林植被。矿山从1956年3月露天矿床开始基建到1988年，32年间为国家奉献了81万吨铜，铜产量连续18年居全国第一，创造产值39.08亿元,为国家创造利润21.77亿元。现露天矿已闭坑，露天开采转为地下开采，工程于1972年立项设计，1974年开始基建，1987年投入生产，现生产能力45万吨/年。

1.地质概述

矿区位于北祁连加里东褶皱带的东段，火山岩系及其周围地层属下古生界海底火山喷发沉积的产物。矿石中主要金属硫化矿物以黄铁矿、黄铜矿为主，次为闪锌矿、方铅矿、黝铜矿等。脉石矿物有石英、长石、绿泥石等。矿石主要有益组分为铜，微量矿物有自然金及含硒、碲的一些矿物。矿床中金属元素有一定的分布特征：在水平方向上，铜主要集中在东部，而且以上盘为富；在垂直方向上，有自上而下逐渐变贫的趋势。目前折腰山采区范围内仅剩1、3号矿体，也是铜金属主要集中区。东部1号矿体厚大集中陡倾斜，多呈扁豆状和透镜状集合体。西部3号矿体规模小、品位低、形态复杂、分枝复合尖灭再现严重，多呈脉状或似脉状沿空间展部。矿体品位东富西贫，上部和中间部位最大，向深部和两翼有分枝尖灭的趋势。

2.矿床开拓

开拓方式为竖井开拓（主井、副井、东风井、西风井、北风井五井开拓）。主、副井设在东部矿体上盘侧翼，主井承担矿石提运；副井承担人员、材料、掘进废石提运；北风井为入风井，在矿体下盘（生产高峰期用作提升废石）；东、西风井为出风井，在矿体两翼，且西风井在生产高峰期用作提升废石，东风井除通风外兼做井下第二安全出口。

3.采矿方法

深部铜矿井下采矿方法先后有VCR法、分段空场采矿法、分段空场嗣后充填采矿法、无底柱分段崩落采矿法，现全部采用无底柱分段崩落法采矿。矿块垂直走向布置，矿块尺寸50m×矿体厚度，分段高度12m，回采巷道间距10m，每个

矿块布置5条进路，上、下分段的进路呈菱形布置。

4.地下采矿方法概述及分类

4.1 地下采矿方法概述

采矿方法就是从矿块中开采矿石所进行的采准、切割、和回采工作的总称。它研究采准、切割工作在时间与空间上进行的顺序以及回采工作的有机配合。采矿方法中，回采工作居于很重要的地位，回采工作包括了落矿、运搬和地压管理三项主要作业工艺。在不同的开采技术条件下，回采方法也不相同，这些差别就构成了采矿方法的基本特征。另外，采准、切割巷道的位置、数量、机构和掘进顺序等与采矿方法相适应，它对回采方法有很大的影响。

4.2 地下采矿方法的分类

以回采时的地压管理方法为分类依据，可将采矿方法大致分为空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法和组合式采矿法。上述四种采矿方法，还可也按照方法结构特点和工作面形状将类划分为组，再根据落矿方式和工作面推进方向，将组划分为典型方案。深部铜矿地下开采选择的采矿方法是崩落采矿法，具体的采矿方法则是无底柱分段崩落法。

5.无底柱分段崩落法

无底柱分段崩落法的基本特征是，分段下部未设专用出矿巷道所构成的底部机构；分段的凿岩、崩矿和出矿等工作均在回采巷道中进行。

每个分段的回采，是从分段运输巷道掘进回采巷道（进路），上下分段的回采巷道保持交错布置。用采矿凿岩台车在回采巷道中钻凿上向扇形炮孔，待分段炮孔全部钻凿完毕后开始崩矿，每次爆破1~2排炮孔。崩落的矿石在回采巷道端部用装运机或铲运机运至溜井。矿石是在岩石覆盖下放出的，随着矿石的放出，崩落的岩石充填采空区。

下面结合深部铜矿的实际生产情况对无底柱分段崩落法的结构参数、采准工作、切割工作、及回采工作进行研究。

5.1 结构参数

1）阶段高度。无底柱分段崩落法阶段高度一般为50~70m。深部铜矿矿石和围岩稳固性较好，矿体倾角大，所以实际生产中一至四中段的阶段高度为60m，四中段以下由于矿石和围岩的性质发生变化阶段高度为50m。

2）矿块长度。为了管理上的方便，一般以一个溜井所服务的范围来划分矿块。由于深部铜矿采用铲运机出矿，溜井间距为50m，所以矿块长度为50m。

3）分段高度。分段高度一般受凿岩设备的能力所限制。深部铜矿使用的凿岩设备是YGZ-90凿岩机，所以分段高度控制在10~13m，例如深部铜矿东部采场三至四中段分为：1535水平（三中段）、1525水平、1513水平、1500水平、1487水平和1475水平（四中段）。

4）回采进路间柱。当分段确定后，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。实际生产中深部铜矿选取的进路间柱为10m。

5）进路规格和形状。回采进路的规格和形状对出矿工作有很大的影响，在保证巷道顶板和眉线稳固的条件下，进路宽度应尽可能大，以增加放矿体的宽度，提高矿石回收率。进路的高度在满足凿岩设备及通风管道布置的要求条件下，应尽可能低，以减少残留在进路正面的矿石损失。国内常用的进路宽度为3~4m，高度为3m左右。深部铜矿采掘车间采用的进路宽度和高度都是3m，与理论参考值相符。

5.2 采准工作

采准工作是指在开拓完毕的阶段中，掘进采准巷道和切割巷道，将阶段划分成矿块作为回采的独立单元，并在矿块内创造行人、凿岩、出矿、通风、安全出口等条件。

深部铜矿采准工作：在各分段水平上掘进分段运输巷道，分段之间以及分段与阶段水平之间用斜坡道联通。以便铲运机等无轨设备出入。分段运输巷道与斜坡道之间用分段联络道相联通。放矿溜井布置在了矿体的下盘，没50m布置一个溜井。各分段的进路之间采用了菱形布置，为了降低放矿损失。为了行人和通风方便，在矿体下盘掘进行人通风井（兼做材料井），并用联络道与各分段运输巷道联通。

5.3 切割工作

切割工作是指在已采准完毕的矿块里，为大规模回采矿石开辟自由面和自由空间（称为拉底和开切割槽），为以后大规模采矿创造良好的爆破和出矿条件。

在回采工作前，必须在回采巷道的端部形成切割槽，作为最初的崩矿自由面和补偿空间，无底柱分段崩落法中常用的切割槽开掘方法有如下几种：