崩落采矿法教学课件PPT.ppt

2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,1,第六章 崩落采矿法,第一节,第二节,第三节,第四节,阶段崩落法,无底柱分段崩落法,有底柱分段崩落法,概 述,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,2,本章基本要求,1、掌握崩落采矿法的概念及特点；,2、掌握有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法的特点、适用条件及主要工艺；,4、了解放矿管理。,3、了解单层崩落法和阶段崩落法的特点、适用条件及 主要工艺；,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,3,重 点,难 点,有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法的特 点、 适用条件及主要工艺。,有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法、 阶段崩落法的主要工艺。,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,4,第一节 概述,特点：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。,崩落采矿法类中包括： 单层崩落法； 分层崩落法； 分段崩落法； 阶段崩落法。,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,5,第二节 有底柱分段崩落法,特点：第一，按分段逐个进行回采；第二，在每个分段 下部设有出矿专用的底部结构（底柱）。分段的回采由 上向下逐分层依次进行。,分为水平深孔落矿有底 柱分段崩落法与垂直深孔 落矿有底柱分段崩落法。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,6,一、水平深孔落矿有底柱分段崩落法 典型方案如图所示。 1矿块结构参数 阶段高度：主要取决于矿体倾角、厚度和形状规整程度，一般为4060m。,分段高度：与矿体倾角、上盘岩石稳固性、电耙巷道 的稳固性等因素有关。在生产实际中常用的分段高度为 1525m。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,7,水平深孔落矿的有底柱分段崩落法 1下盘脉外运输巷道；2穿脉运输巷道；3上盘脉外运输巷道； 4行人、通风天井；5放矿溜井；6耙矿巷道；7补偿空间； 8临时矿柱；9凿岩天井；10联络道；11凿岩硐室；12深孔,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,8,电耙道间距:一般在1015m范围内 ;耙运距离一般为3050m. 矿块尺寸主要取决于矿体厚度、矿石稳固性、凿岩设备以及电耙出矿的合适耙运距离和耙道间距等。 底柱高度主要取决于矿石稳固性和受矿巷道形式。,2.采准工作 环形运输系统 有穿脉装车和沿脉装车形式。 如图所示。,a穿脉装车；b沿脉装车； 1下盘阶段运输巷道； 2上盘阶段运输巷道； 3穿脉运输巷道； 4电耙道；5矿石溜井； 6联络道；7回风道,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,9,采场溜井 有两种布置形式： 各分段耙道都有独立的矿石溜井； 上、下各分段耙道通过分枝溜井 与矿石溜井相连。 如图所示。,穿脉巷道长度取决于： 溜井装车时整个列车都停留在穿脉巷道上，不阻挡沿 脉巷道的通行。 穿脉巷道间距与耙道的布置形式、长度和间距相适应。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,10,采准天井： 布置形式有： 按矿块布置，即每个矿块都有独立的矿块天井； 按采区布置，几个矿块组成一个采区，每个采区布置 一套天井。,电耙巷道 其布置取决于矿体厚度：当矿体厚度小于15m时，多 用沿脉布置电耙道；当矿体厚度大，多用垂直走向布置。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,11,底部结构 由电耙道、放矿口、漏斗颈和受矿巷道等组成。,凿岩天井 其位置和数量主要取决于矿块尺寸、凿岩设备性能和 矿石可凿性等。 采用深孔爆破时，自天井每隔一定距离交错布置凿岩 硐室。 采用中深孔爆破时，炮孔可自天井直接钻凿。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,12,当采用有自由空间（补偿空间）爆破时，碎胀体积约 为崩矿前原体积的30%。 补偿空间的大小用补偿空间系数（或补偿比）表示。, 矿石稳固时首先用 中深孔拉底。如图所示。,3 切割工作,是指开掘补偿空间和劈漏两项工作。,当采用挤压爆破时，补偿空间体积要小于松散爆破。,开掘补偿空间方法,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,13,常用水平扇形深孔自由空间爆破方式。 出矿作业常包括放矿、二次破碎和运矿等内容。, 在不稳固的矿石中，用拉底巷道的空间作补偿空间。,4 回采工作,崩落的矿石约有70%80%是在岩石覆盖下放出来 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了矿石的损失与贫化。 如图所示。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,14,二、垂直深孔落矿有底柱分段崩落法 采用挤压爆破，如图所示。,阶段高5060m，分段高1025m，分段底柱高6 8m；矿块尺寸常以电耙道为单元进行划分，矿块长25 30m，宽1015m。, 矿块结构参数, 采准工作,下盘脉外采准布置，阶段运输为穿脉装车的环形运输系统。电耙道也布置于下盘脉外，单侧堑沟式漏斗。下两个分段采用独立垂直放矿溜井，上两个分段用的是倾斜分支放矿溜井。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,15,垂直深孔落矿有底柱分段崩落法,1阶段沿脉运输巷道； 2阶段穿脉运输巷道； 3矿石溜井； 4耙矿巷道； 5斗颈；6堑沟巷道； 7凿岩巷道； 8行人通风天井； 9联络道；10切割井； 11切割横巷； 12电耙巷道与高溜井的联 络道（回风用）,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,16, 切割工作 切割工作是开掘堑沟和切割立槽。, 堑沟：在堑沟巷道内钻凿垂直上向扇形中深孔，与落 矿同次分段爆破而成。如图所示。,1电耙道；2放矿口； 3堑沟巷道；4中深孔； 5桃形矿柱；6堑沟坡面,堑沟结构,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,17, 开凿切割立槽：为了给落矿和堑沟开掘自由面和提供 补偿空间。 切割立槽的开掘方法可分为：“八”字形拉槽法、“丁” 字形拉槽法两种。, “八”字形拉槽法，如图5所示，多用于中厚以上的 倾斜矿体。,从堑沟按预定的切割槽轮廓，掘进两条方向相反的倾 斜天井，两井组成一个 倒“八”字形。紧靠下盘 的天井用作凿岩，另一条 天井则作为爆破的自由面 和补偿空间。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,18, “丁”字形拉槽法，如图所示，掘进切割横巷和切割 井，切割横巷和切割井组成一个倒“丁”字形。,自切割横巷钻凿平行于切割井的上向垂直平行中深孔。 以切割井为自由面和补偿空间。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,19,切割槽的形成步骤有两种： 形成切割槽之后进行落矿。 形成切割槽与落矿同次分段爆破。, 回采工作 一般用中深孔或深孔落矿、电耙出矿。,按崩落矿石获得补偿空间的条件，又可分为小补偿空 间挤压爆破和向崩落矿岩挤压爆破两种回采方案。, 小补偿空间挤压爆破方案。如图所示。 崩落矿石所需要的补偿空间是由崩落矿体中的井巷空 间所提供。常用的补偿空间系数为1520%。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,20,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,21, 向崩落矿岩方向挤压爆破方案。如图所示。 矿块的下部用小补偿空间挤压爆破形成堑沟切割，上 部为向相邻崩落矿岩挤压爆破。,该方法不需要开掘专用的补偿空间，但邻接崩落矿岩 的数量及其松散状态，对爆破矿石数量及破碎情况具有 决定性的影响，所以不如小补偿空间挤压爆破灵活和适 应性大。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,22,三、有底柱分段崩落法放矿管理 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。 放矿方案 根据放矿过程中矿岩界面的变化和移动，分为下列三 种形式：,垂直扇形深孔落矿有底柱分段崩落法。在有色金属地 下矿山使用比较普遍。 大部分采准切割工程比较集中，掘进时出碴方便。 出矿设备（电耙）结构简单。 破碎质量好，出矿效率高。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,23,平面放矿 (1、2、3、4、5、6为各漏斗按顺序 每次放矿后矿岩接触面下降情况）, 平面放矿：放矿过程中矿岩界面保持近似水平下移， 根据平面移动要求控制各漏孔放出矿量和放矿顺序。, 立面放矿：矿岩界面 以较陡的倾角向前移 动，各漏口依次放出， 并且一直放到截止品位 为止，然后关闭漏孔。,该放矿方案在放矿过程中矿岩接触面积最小，有利于 减少损失贫化。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,24,该方案在放矿过程中的矿岩接触面积较大，不利于矿 石的回收。 在放矿的矿石层高度大时，不宜采用这种放矿方案。 只有相邻放矿漏孔的相互作用不大时，才可以采用；或 者当矿岩界面下移到邻接漏孔失去相互作用时，可以改 用立面放矿方案放出。, 斜面放矿：放矿过程中 矿岩界面保持倾斜面向前移 动。可按45左右的矿岩斜 面确定进入放矿带的放出漏 孔数。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,25, 控制放矿 控制放矿：控制每个漏孔放出矿石的数量和质量。 控制质量：按规定的截止品位来控制截止放矿点，防 止过早与过晚封闭漏孔。, 放矿计划的编制 确定每个漏孔每次放出量，并据此编绘放矿图表，在 表中表明各漏孔每次放出量和矿岩界面相应的下降高度。,用计算机可模拟多种放矿计划，并预测每个计划实施 后的矿石损失与贫化值，根据矿石损失贫化值从中选出 最优计划。,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,26,四、有底柱分段崩落法的评价 有底柱分段崩落法适用条件 地表允许崩落； 适用的矿体厚度与矿体倾角； 上盘岩石稳固性不限 ； 矿石稳固性应不低于中稳； 仅适于开采矿石价值不高的矿体； 矿体中不含较厚的岩石夹层、矿石必须无自燃性和 粘结性。,2.优点 3.缺点,有底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,27,第三节 无底柱分段崩落法,无底柱分段崩落法的典型方案，如图所示。,1、2上、下阶段沿脉运输巷道；3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上向扇形炮孔,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,28,一、特征：分段下部不设由专用出矿巷道所构成的底部 结构；分段的凿岩、崩矿和出矿等均在回采巷道中进行。,上、下阶段运输巷道：将阶段再划分为分段，分 段高一般为10m，各分段自上而下进行回采。,联络巷道：在每个分段运输联络巷道以及由此巷道 通向设备井的联络道。,溜井：回采的矿石经溜井下放到阶段运动巷道，装 车运走。,设备井：为提升和下放设备、人员和材料等。,通风井：供通风专用。,二、采准、切割和回采工作,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,29, 回采巷道：从分段运输巷道掘进回采巷道（或称进 路），其间距为810m，上下分段的回采巷道一定保 持交错布置。,回采巷道布置方式与 矿石回收关系 a正对布置； b交错布置；,回采巷道沿脉布置 a双巷；b单巷；,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,30,切割平巷和切割天井：在回采巷道末端掘进分段切割 平巷，每隔一定距离从切割巷道开掘切割天井，作为开 掘切割立槽的自由面。切割立槽即为最初回采崩矿的自 由面和补偿空间。,切割平巷和切割天井联合拉槽法 1切割平道；2回采炮孔 3切割天井；4切割炮孔,切割天井拉槽法 1回采巷道 2切割天井,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,31,凿扇形炮：用凿岩台车在回采巷道中凿上向扇形炮， 一般在分段全部炮孔钻凿完毕后开始进行崩矿，以免出 矿和凿岩相互干扰。每次爆破12排炮孔。,扇形炮孔布置图 a边孔角为515 b边孔角为4550 c边孔角为70以上,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,32,采场通风：局扇安装在上部回风水平，新鲜风流由本 阶段的脉外运输平巷经通风井，进入分段运输联络道和 回采巷道。污风由铺设在回采巷道及回风天井的风筒引 至上部水平回风巷道，并利用安装在上水平回风巷道内 的两台局扇并联抽风。,矿石运搬：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，所以随着 矿石的放出，岩石充填了采空区。,1通风天井；2主风筒； 3分支风筒； 4分段联络巷道 5回采巷道； 6隔风板；7局扇； 8回风巷道；9密闭墙 10运输巷道；11溜矿井,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,33,一般第一、二分段进行回采，第三分段钻凿上向扇 形炮孔和切割，第四、五分段正进行采准工作，即采 准、切割、凿岩、爆破与装运矿石等项工作，分别在 不同分段中进行，互不干扰。,三、开采顺序,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,34,四、覆盖岩层的形成,1目的：为了形成崩落法正常回采条件和防止围岩大量 崩落造成安全事故。 2要求： 放矿后岩石能够埋没分段矿石，形成挤压爆破条 件，避免崩下的矿石将有一部落在岩石层之上，增大矿 石损失贫化； 能起到缓冲的作用，以保证安全。根据这个要求一般 覆岩厚度取约等于二个分段高度。,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,35,3方法：根据矿体赋存条件和岩石性质的不同，岩石层 形成方法有多种。,围岩自然崩落形成覆盖岩层：围岩不稳固的盲矿体。,人工强制放顶形成覆盖岩层：围岩稳固的盲矿体。, 集中放顶形成覆盖岩层,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,36, 边回采边放顶形成覆盖岩层, 先放顶后回采形成覆盖岩层,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,37,五、无底柱分段落法的评价 适用条件 地表与围岩允许崩落； 矿石稳固性在中等以上，回采巷道不需要大量支护； 急倾斜的厚矿体或缓倾斜的极厚矿体； 矿石价值不应很高，矿石可选性好或围岩含有品位；, 无底柱分段崩落法主要优点 安全性好； 采矿方法结构简单，回采工艺简单，容易标准化，适于使用高效 率的大型无轨设备； 机械化程度高；,无底柱分段崩落法,2019/11/1,矿物资源工程专业主干课程,38, 无底柱分段崩落法的主要缺点 回