五空场采矿法PPT课件

1 第五章空场采矿法 全面采矿法房柱采矿法留矿采矿法分段矿房法阶段矿房法 2 第一节概述基本特点 空场法在回采过程中 它是把矿块划分为矿房和矿柱两部分来开采 在回采矿房时 采场以空场形式存在 它是用矿柱和围岩体的稳固性来维护采空区 矿房采完以后 要及时回采矿柱 并及时处理采空区 一般情况下 回采矿柱与采空区处理是同时进行的 有时为了改善矿柱回采条件 事先对矿房进行充填 然后用其他方法回采矿柱 在回采过程中 采场主要依靠暂留的矿柱或永久矿柱进行自然支撑 有时辅以人工矿柱支撑 基本条件 矿石和围岩都稳固 第五章空场采矿法 3 图5 1矿块划分为矿房和矿柱1 矿房 2 间柱 3 顶柱 4 底柱 5 阶段回风巷 6 阶段运输巷 7 天井 h 阶段高 L 矿块长 顶柱厚 矿房高 底柱高 矿房长 b 间柱宽 4 空场采矿法是只有上述特点的多种采矿法的总称 其中国内非煤矿山目前应用较普遍的空场采矿法有全面采矿法 房柱采矿法 留矿采矿法 分段矿房法和阶段矿房法 5 第二节全面采矿法 适应条件 在薄和中厚 小于5 7m 的矿石和围岩均稳固的缓倾斜 倾角小于30度 矿体中 应用全面采矿法 特点 全面采矿法的特点是在划分的盘区或矿块内 布置沿矿体走向或逆倾斜方向全面推进的回采工作面 也可以不划分矿块 回采工作沿走向连续推进 在整个阶段的斜高上呈直线或梯段全面推进 采空区依靠围岩自身的稳固性与回采过程中不采的贫矿或夹石形成的不规则矿柱共同维护 6 一 结构与参数 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向其长轴方向推进 倾斜矿体 将井田划分为阶段 高度为15 30m 阶段之间留矿柱 7 顶柱 底柱 厚2 4m阶段斜长 40 60m 电耙运搬 无轨自行设备可加长工作面推进长度 50 60m或100 150m顶板允许暴露面积大 矿块生产能力大时取大值矿块间的间柱 4 6m全面采矿法沿阶段走向划分为矿块时 其走向长度为50 60m 矿块间留4 6m的间柱 回采过程中留设的不规则矿柱 一般为圆形 直径随矿体厚度不同而异 变化在3 6m至6 9m之间 厚度大时取大值 矿柱间距8 20m 一 结构与参数 8 二 采准和切割工作 如右图5 2 1 在阶段下部掘阶段运输巷1 沿走向掘1 2条上山 作为起始回采的自由面 2 在底柱中沿走向每隔5 7米掘放矿漏斗 3 在运输巷道另一侧 每隔20米布置一个电耙绞车硐室 9 采用前进式开采顺序时 阶段运输巷应超前工作面30 50m掘进 回采过程中利用上阶段保留下来的阶段运输巷作为本阶段的回风巷 如果矿体厚度不大 可一次采全厚时 采准巷道多布置在脉内 称脉内采准 厚度虽然不大但底板不平 矿石稳固性又差 或倾角很小而采用电耙运搬时 可将阶段运输巷布置在下盘围岩中 称为脉外采准 脉外采准 优点 可取消顶底柱 而且通过溜井放矿 运输能力大 缺点 但这种布置方式不利于探矿 岩石工程量也较大 10 三 回采工作包括打眼 爆破 通风 出矿和地压管理 回采工作自切割上山开始 沿矿体走向一侧或两侧推进 厚度3m时 且采用手持式凿岩机 可布置梯段工作面回采 沿厚度方向 浅孔落矿 下图 炮孔布置单排眼双排眼三排眼 根据矿体厚度和硬度 打眼放炮自切割天井开始 厚度 3m时 可布置梯段工作面回采 11 当矿体厚度较小时 一般用电耙运搬 当矿体厚度较大 且倾角较缓时 也可以采用无轨自行设备运搬矿石 运距小于200 300米时 采用20t的铲运机 运距大于200 300米时 采用20 60t的自卸式汽车和响应的装载设备 根据顶板稳固程度 留不规则的矿柱支撑顶板 此外 有时也安装锚杆维护顶板 锚杆长度有1 5 2m 网度0 8 0 8 1 5 1 5m 因采空区面积大 应加强通风管理 例如封闭离工作面较远的联络道 12 四 评价与适用条件 优点 1 采准 切割工作量小 2 坑木消耗少 工程量小 3 通风良好 4 采矿成本低 缺点 1 采空区顶板暴露面积大 不够安全 2 矿体厚度大时 顶板观察和处理较困难 3 留下矿柱不回采 矿石损失率在10 15 以上 适用条件 矿体倾角应小于20 30 厚度 3 4m 矿石围岩特别是顶板岩石稳定 矿体中含有夹石或贫矿床 13 第三节房柱采矿法基本特征 房柱法用于开采水平和缓倾斜的矿体 矿体和围岩要求稳固 在矿块或采区内矿房和矿柱交替布置 回采矿房时留连续的或间断的规则矿柱 以维护顶板岩石 适应条件 它比全面法使用范围广 开采的矿体厚度从2 3米至30 40米 14 15 一 结构和参数 矿房的长轴可沿矿体走向 沿倾斜或伪倾斜布置 主要决定与所采用的运搬设备和矿体的倾角 1 矿房长度 一般为40 60m 2 矿房宽度 一般为8 20m 视矿体厚度与矿岩稳加固程度不同而定 3 矿柱尺寸及间距 矿柱一般为圆形或方形 矿柱断面直径为3 7m 后者为3 3 4 4 间距为5 8m 4 矿块 盘区 尺寸 矿块的宽度从80 150m到400 600m 16 图5 3房柱采矿法l 阶段 或盘区 运输巷 2 矿石溜井 3 切割平巷 4 电耙硐室 5 切割上山 6 联络平巷 7 矿柱 8 电耙绞车 9 凿岩 10 炮孔 17 二 采准和切割工作 阶段运输巷道可布置在脉内或底板岩石内 在放矿溜井中储存部分矿石 1 在下盘的脉外距矿体底板5 8m掘进阶段运输巷道1 2 自每个矿房中心线位置开矿石溜井2至矿体 3 在阶段矿柱中掘进电耙绞车硐室4 4 沿矿房底板中心线并紧靠矿体底板掘进矿房上山5 贯通联络平巷6 人行 通风及运搬材料设备 上山5也是回采时的一个自由面 5 切割 在矿房下部的边界处开凿切割平巷3 拉开回采工作面 倾斜向上推进 图5 3房柱采矿法 18 三 回采工作 1 落矿1 矿体厚度小于2 5 3m时 可采用浅孔落矿的方法一次采全厚 2 矿体厚度为2 5 3m至8 10m时 分层开采 浅孔落矿 先拉底 2 5 3m 打水平孔 自下而上推进 后上向挑顶 小于5m时 一次挑完 5 10m时 采用上向梯段工作面分层挑顶 3 矿体厚度大于8 10m时 深孔落矿 先切顶 后下向回采下部矿石 4 当硬度小时 可采用连续式采矿机开采 2 矿石运搬采用电耙运搬 在开采厚或极厚矿体时 可采用无轨自行设备运搬矿石 3 顶板管理局部矿柱支撑 整个顶板不稳固时 可采用锚杆支护 19 用无轨自行设备开采的房柱采矿法采场1切顶工作面 2矿柱 3履带式凿岩台车 4轮胎式凿岩台车 5前端式装载机 6电铲 7卡车 8护顶锚杆 9顶板切割巷道 20 21 四 评价与适用条件 房柱法是开采水平和缓倾斜矿体最有效的采矿方法 1优点 1 采准切割工程量小 2 回采工艺简单 劳动生产率高 3 矿石贫化率小 采矿成本低 2缺点 1 矿柱矿量大 间断15 20 连续40 矿石损失大 2 矿体厚 顶板稳定性不好时 顶板维护和检查困难 3适用条件 1 矿体与围岩稳固 2 矿体倾角不大于30 即水平及缓倾斜矿体 3 矿石价值不高或品位较低的矿体 22 第四节留矿采矿法基本特征 工人直接在矿房暴露面下的留矿堆上面作业 自下而上分层回采 每次采出的矿石靠自重放出1 3左右 其余留在矿房内作继续上采的工作平台 矿房全部采完后 暂留在矿房中的矿石大量放出 叫最终放矿或集中放矿 根据是否在采场中对采下的矿石进行分选 普通留矿法选别留矿法 23 普通留矿法留间柱和顶底柱1阶段回风巷 2顶柱 3天井 4联络道 5间柱 6存留矿石 7底柱 8漏斗 9阶段运输巷 10未采矿石 11回采空间 24 Oreleftinstope raise 25 一 结构和参数阶段高度 30 60m 矿块长度 40 60m 宽度 矿体宽度 开采薄矿脉时 间距宽2 6m 顶柱厚2 3m 底柱厚4 6m 厚矿体时 间距宽8 12m 顶柱厚3 6m 底柱厚8 10m 一 普通留矿法 26 二 采准与切割工作 1 首先在矿块底部边界处掘进脉内阶段运输巷5 2 在矿块两侧的间柱内根据矿体厚度 自阶段运输巷开始沿矿体下盘或在矿体内掘行人通风天井2 使其与阶段回风巷连通 3 并沿天井高度每隔5 6m掘联络道3通向矿房 其主要作用是使天井与矿房连通 以使人员 设备 材料 风水管和新鲜风流等进入矿房 4 沿阶段运输巷每隔5 7m向上掘漏斗颈至底柱的上部边界 5 再自底柱上部边界贯穿矿房全长掘一条拉底巷道 与两侧的天井及漏斗颈连通 27 二 采准与切割工作拉底 将拉底平巷扩宽至上 下边界 形成拉底空间 为落矿创造自由面 并为矿石的碎胀提供补偿空间 拉底空间高2 2 5m 宽为矿体宽 辟漏 将漏斗颈的上部扩大成喇叭口 称为辟漏 以拉底巷道为自由面 形成拉底空间和辟漏 它的作用是为回采工作开辟自由面 并为爆破创造条件 其三种不同的拉底方法 1 不留底柱的切割方法 它用于无底柱 用人工假底 的底部结构 2 有底柱拉底和辟漏同时进行的切割方法 适合矿脉厚度大于2 5 3m 3 有底柱掘拉底巷道的切割方法 适用于厚度较大的矿体 28 三 回采工作留矿采矿法的回采工作包括 凿岩 爆破 通风 局部放矿 撬顶平场 大量放矿等 回采工作自下而上分层进行 分层高度一般为2 3m 1 凿岩爆破 回采时用浅孔落矿 炮孔有上向和水平两种布置方式 矿石稳固时采用上向炮孔 凿岩可沿工作面全长一次打眼 也可分成长为10 15m的梯段 分段凿岩 矿石不稳固时采用水平炮孔 可将工作面分成长为2 4m的梯段进行凿岩 炮孔排列方式根据矿体厚度和矿岩分离的难易程度 有单排孔 双排孔 三排孔等形式 一字形排列 之字形排列 平行排列 交错排列 崩矿一般采用铵油或硝铵炸药 用导火线引燃火雷管起爆 电雷管使用不普遍 但近年来在推广非电导爆管起爆系统 29 三 回采工作2 通风新风 从矿块近井底车场一侧天井 联络巷 矿房 清洗工作面 污风 矿块另一侧天井 阶段回风巷排出 3 局部放矿 每次放出崩落矿石的1 3 以保持采场有1 8 2m的工作空间高度 一般采用重力或电耙运搬 放矿与平场密切相关 按要求放矿 以减小平场工作 出矿方法为 1 电耙出矿 2 装运机出矿 3 铲运机出矿 4 振动放矿机出矿 30 5 平场 撬顶和二次破碎平场就是将局部放矿后凹凸不平的留矿堆表面整平 以便在其上继续作业 平场主要是人工作业 只有采场宽度较大时才能采用电耙平场 如能严格控制各漏斗的放矿量和尽量加大梯段工作面的长度则可减轻平场工作量 另一方面 如果矿体倾角较小 放矿时滞留在下盘一侧的矿石将较多 若在下盘的留矿堆里埋设药包进行鞋抛掷爆破 将矿石抛掷到上盘一侧 也可减轻平场工作量 撬顶就是将采场顶板和两帮已松动而未落下的矿石或岩石撬落 确保后续作业的安全 这项作业应与平场同时进行 爆破和撬顶产生的大块 应在平场时进行二次破碎 二次破碎常采用爆破法进行 6 最终放矿和矿房残留矿石的回收矿房采完后应及时组织最终放矿作业 所谓最终放矿是指将暂留于矿房中的矿石全部放出 又称为大量放矿 31 四 留矿采矿法的几个问题1 天井布置 天井断面 圆形或矩形 天井的下部出口 应有1 5 2 5m的错距 天井的数目 一般为两个 分布置在矿块两侧 天井的分类 先进天井 在矿房回采前掘出 顺路天井 随采随掘 先进天井探矿 但采准工作量大 顺路天井在采空区维护比较困难 天井布置 脉内和脉外 32 图5 7矩形天井断面布置1 人梯 2 行人格 3 提升格 天井断面 33 天井的分类 矿块两侧先进天井 图5 6矿块两侧先进天井 34 天井的分类 矿块两侧顺路天井 图5 8矿块两侧顺路天井 35 天井的分类 矿块一侧先进天井 一侧顺路天井 图5 9矿块一侧先进天井 一侧顺路天井 36 天井的分类 中央先进天井 两侧顺路天井 图5 10中央先进天井 两侧顺路天井 1 运输平巷 2 回风平巷 3 中央先进矿井 4 崩落矿石 5 漏斗 6 顺利天井 37 天井布置 脉内和脉外 图5 11天井位置示意图 a 矿体下盘沿脉天井 b 矿体上盘沿脉天井 c 天井位于矿体厚度中间 d 矿体下盘脉外天井 e 矿体上盘脉外天井 38 2 矿石运搬 开采极薄矿脉时 如图 使用电耙出矿的无底柱结构 将沿脉运输巷道上盘扩帮加宽 然后由沿脉巷道一侧直接向上回采 在沿脉巷道出矿一侧架设棚栏 以控制矿流 在沿脉巷道内安设电耙 将溜放到巷道中的矿石耙入转运天井 即下阶段的采准天井 溜放到下一阶段装车运出 该法底部结构不留底柱 不设漏斗 采准量少 留矿法底部电耙出矿耙入转运天井示意图 39 2 矿石运搬 当倾角较小时 如图 当矿体倾角小于55至45度时 矿石不能自重溜放 国内某些矿创造了在矿房内使用电耙运出矿的方法 采用上向倾斜工作面 倾角约10至25度 分层崩矿 每次崩下的矿石 由安装在矿房的电耙耙至矿房底柱中预先掘好的短溜井 然后由阶段运输巷道装车运走 由于矿房为倾斜工作面且使用电耙耙运出矿 故平场工作量很小 1阶段运输巷道 2放矿短溜井 3电耙绞车 留矿法矿房用电耙耙运出矿 2 矿石运搬 当倾角较小时 40 采场矿石 受矿巷道 电耙巷道 矿石溜井 运输巷道 图3 17电耙在电耙巷道中耙运矿石1 阶段运输巷 2 穿脉巷道 3 矿石溜井 4 电耙巷道 5 漏斗穿 6 漏斗 2 矿石运搬 开采中厚矿体时 在矿块底柱内布置电耙巷道 在其一侧或两侧开凿受矿漏斗 矿体厚度小于7m时布置单侧漏斗 大于7m时布置双侧漏斗 矿石经电耙耙运至小溜井 在阶段运输平巷中装车外运 41 开采中厚以下矿体时 造成放矿困难的主要原因一是采场内积留的矿石发生粘结 二是大块可能发生互相咬合而造成堵漏或隐藏空洞 空洞形成原因 矿体倾角或厚度突变 在回采时又没有相应削下部分岩石 放矿时矿石不能顺利流动而形成空洞 倾角或厚度突变 局部放矿中大块围岩冒落 或落矿中大块矿石潜伏于留矿堆中未发现 或二次破碎不充分大块堵塞形成空洞 块度大 冒落 爆破 粉矿多 矿石湿度大或开采硫化矿 矿石结块形成空洞 结块性 漏斗间距大 回采速度慢或长期停采的采场 矿石结块形成空洞 漏斗参数不合理 3 留矿采矿法的放矿 42 如果采场矿石堆中已经形成空洞或堵漏 必须及时处理 1 在拱形空洞的两侧漏斗放矿 破坏拱型空洞的拱脚 使悬空的矿石落下 2 高压水冲洗法 3 采用土火箭爆破法 4 在空洞上方埋较大的药包 借爆力震落悬空的矿石 5 改进凿岩爆破参数 3 留矿采矿法的放矿 43 概念 选别留矿法是在回采过程中 将崩落的矿石在采场进行人工分选 将选出的优质矿石单独运出的留矿采矿法 它的基本特征是 在矿房回采过程中对崩落的矿石进行人工选别 将品质优良的矿石或矿物从工作面选出 由放矿天井或天井的放矿格放出 余下的矿石和普通留矿法一样 暂留矿房中经局部放矿和最终放矿放出 应用 选别留矿法在开采诸如云母 纤维石膏和石棉等非金属矿床时应用相当广泛 二 选别留矿法 44 选别留矿法应用原因 1 可保护一些贵重矿石不受或少受开采的破坏 如纤维石膏 工业上主要是利用其纤维长度 优质纤维石膏在工作面选出后单独放矿 可减少纤维的破坏 2 矿石或矿物特征明显 有利于工作面分选 如片状云母的晶体极易与其他矿物或岩石区别 3 某些矿石或矿物价值高 如面积65cm2以上的云母薄片 某厂1984年的价格为每公斤200 384元 采用选别回采就可以减少这种优质矿石的损失 4 产量小 有可能采用人工分选 开采上述矿床的矿山不少处于偏僻的山区 交通不便 工作面的矿石经选别后提高了品位 级 减少了运输费用 也降低了选矿成本等 45 选别留矿法特点 1 选别留矿法主要用于开采薄及极薄矿脉 所以矿块内应不留或尽量少留矿柱 以提高回采率 2 矿块天井内设有专门运输优质矿石的放矿格或设专用天井 3 开采贵重的晶体矿物时 落矿前应注意选择炮孔位置 使其与矿体有一定距离 并采用适当加大炮孔密度少装药的办法 实行松动爆破 以防晶体被破坏 4 采下的矿石不宜使用电耙运搬而多为人工运搬 46 三 留矿采矿法评价与适用条件1 优点 结构及生产工艺简单 管理方便 可利用矿石自重放矿 通风条件良好 采准工程量小 选别留矿法还可分采分运 有利于提高矿石质量等2 缺点 采场内积压大量矿石 不利于资金的周转 平场和分选作业劳动强度大 矿岩不够稳固时易出大块 开采中厚矿体时采空区暴露面积大 作业不够安全 选别留矿法的生产能力小 效率低 成本高等 47 三 评价与适用条件3 适用条件 1 围岩和矿石均稳定 特别是放矿过程中围岩不应发生片落 以免造成矿石贫化 堵漏和安全事故 2 矿体厚度以薄和极薄矿脉为宜 如开采中厚以上矿体 回采时的安全性差 撬顶 平场及二次破碎工作量将显著增大 3 矿脉倾角以急倾斜为宜 矿体倾角与矿体厚度有关 开采薄及极薄矿脉时不宜小于65 以保证放矿的顺利进行 试验表明 倾角小于55 时应安装振动出矿机 以改善矿石的流动性 4 矿石无结块性和自燃性 矿石中硫和粘土的含量不宜高 4 主要技术经济指标 采场生产能力100吨 天 工作面工效20吨 工班 矿石损失率10 矿石贫化率12 炸药消耗0 55kg 吨 48 第五节分段矿房法分段矿房法是主要用于开采倾斜中厚和厚矿体的采矿方法 其基本特点是将矿块沿倾斜方向划分为若干个分段 分段内再划分矿房和矿柱 顶柱和间柱 并布置分段运输平巷 形成分段凿岩落矿 分段出矿的独立回采单元 矿房回采时 由顶柱支撑围岩 在空场情况下出矿 故又称为分段空场采矿法 矿房回采结束后立即回采分段矿柱 并同时处理采空区 图5 17分段矿房法1 分段运输平巷 2 装运横巷 3 堑沟平巷 4 凿岩平巷 5 矿柱回采凿岩平巷 6 切割横巷 7 间柱凿岩硐室 8 斜顶柱凿岩硐室 9 切割天井 10 斜顶柱 49 分段矿房法1分段运输平巷 2装运横巷 3堑沟平巷 4凿岩平巷 5矿柱回采凿岩平巷 6切割横巷 7间柱凿岩硐室 8斜顶柱凿岩硐室 9切割天井 10斜顶柱 50 第五节分段矿房法由于分段高度小 回采速度快 采场围岩暴露面积小 时间也较短 所以对围岩稳固性的要求也可适当降低 分段的回采顺序 可自上而下逐段顺序进行 也可在上下分段之间保持一定错距 同方向同时回采 因而灵活性较大 一 结构与参数阶段高度 40 60m 分段高度 15 25m 矿房走向长 35 40m 房间矿柱宽 6 8m 斜顶柱厚度 5 6m 当矿体倾角大 凿岩设备能力高时 阶段和分段高度均可取大值 51 第五节分段矿房法 二 采准工作 分段运输平巷1 堑沟平巷3 起拉底和堑沟 两巷用装运横巷2联通 在分段运输平巷1下部7 10m的同一水平上 掘矿房凿岩平巷4和顶柱回采平巷5 两者是通过掘进切割横巷6联通的 从堑沟平巷3到分段矿房的最高处 掘切割天井9 在切巷道钻环形深孔 以切割天井为自由面 爆破后便形成切割槽 52 第五节分段矿房法 三 切割工作 切割工作包括 开掘堑沟和切割立槽 切割立槽 先掘进切割横巷6 连通凿岩平巷4与矿柱回采平巷5 并从堑沟平巷3向矿房最高处掘进切割天井9 在切割横巷6中凿平行炮孔或扇形炮孔 以切割天井9为自由面 爆破后便形成切割立槽 堑沟的开掘是在堑沟平巷3内凿上向扇形炮孔 爆破出V型沟槽 53 第五节分段矿房法 四 回采工作 1 矿房回采在凿岩平巷4中中钻凿深孔 崩落的矿石由铲运机从装运横巷2运至分段运输平巷最近的溜井 各分段可自上而下互相错开一定距离 分别进行凿岩 爆破和出矿作业 也可在一个分段内沿走向每200m左右划分一个回采块段 其中包括矿房回采 矿柱回采和矿房切割等三个部分同时作业 2 矿柱回采回采间柱的凿岩硐室7和回采顶柱的凿岩硐室8 54 第五节分段矿房法 五 评价与适用条件 优点分段矿房法可多分段同时回采和采用无轨自行设备运搬 矿块生产能力大 效率高 此外 回采工作完全在巷道中进行 比较安全 此外 顶柱倾斜布置 与下盘共同形成受矿堑沟 从而大大简化了底部结构 缺点每个分段都要开掘一系列分段巷道 分段运输平巷 凿岩平巷 堑沟巷道 斜坡道以及切割巷道等 采准工作量大 适用条件中等稳固以上 倾斜 中厚和厚矿体 55 第六节阶段矿房法 阶段矿房法用于开采急倾斜厚及极厚矿体 相对于分段矿房法而言 阶段矿房法的基本特点是沿阶段全高划分矿房 只在阶段下部设底部结构出矿 根据炮孔的不同布置方式 阶段矿房法通常分为水平深孔落矿和垂直深孔落矿两种方案 而垂直深孔落矿方案中按凿岩设备的不同 又可分为分段凿岩和阶段凿岩的阶段矿房法两种 56 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 分段凿岩阶段矿房法和分段矿房法一样 都是沿矿块倾斜方向划分为若干分段并将工作面垂直布置 二者的主要区别是分段凿岩阶段矿房法的上下分段之间不留矿柱 即分段不设底部结构 而是分段凿岩阶段出矿 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 57 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 一 结构与参数 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 1 阶段高度 较大 一般50 70m 国外达120 150m 2 分段高度 与凿岩能力有关 中深孔8 10m 深孔10 15m 3 矿房长度 一般40 60m 4 矿方宽度 沿走向布置矿块时即矿体水平厚度 垂直走向布置矿块时 矿房宽度一般15 20m 5 矿柱尺寸 间柱宽度沿走向布置矿块时8 12m 垂直走向布置时10 14m 顶柱厚度一般6 10m 视矿石稳固性而定 电耙出矿的漏斗式底部结构高7 13m 58 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 二 采准工作 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 自阶段运输巷1经联络道9在矿房两侧的间柱中掘行人通风天井3与阶段回风巷2相通 然后自天井3掘各分段凿岩巷道5 拉底巷道10和矿块底部的电耙巷道4 并沿电耙巷道每隔5 7m向上掘进漏斗颈至拉底水平 此外 还要掘矿石溜井6 在矿房中部自拉底巷道掘切割天井8 用于开掘切割立槽 为切割工作做准备 至矿房顶部 分段凿岩巷道的布置应使钻孔深度相差不大 以提高凿岩效率 对于急倾斜矿体 分段凿岩巷道应位于矿体厚度中央 对于倾斜矿体 应靠近下盘布置 59 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 三 切割工作 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 切割工作包括 拉底 辟漏和切割立槽 拉底 拉底一般采用浅孔 自拉底巷道向两侧扩帮 直至上 下盘 形成拉底空间 辟漏 可以从拉底空间向下 或从漏斗颈向上开掘 由于回采工作是垂直的 因此拉底和辟漏既可在矿房回采前完成 也可以超前工作面1 2排漏斗进行 实践中多采用后一种方式 60 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 三 切割工作 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 切割立槽 是起始回采的自由面和自由空间 其高度与矿房高度一致 长度与矿体厚度相同 宽度一般为2 5 3m 切割立槽可以布置在矿房一侧 也可位于矿房走向中央 此时回采可提高矿块生产能力 在其两侧可同时回采 相向爆破 矿石相互碰撞 能改善爆破效果 降低大块产出率 右图中凿水平扇形中深孔或深孔 可形成立槽宽达5 8m 61 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 三 切割工作 图5 20水平深孔拉槽法1 中深孔或深孔 2 切割天井 3 分段凿岩巷道 4 漏斗颈 5 斗穿 6 电耙巷道 开凿切割立槽有多种方法 右图表示的是水平中深孔或深孔拉槽法 具体的施工方法是 待拉底作业完成后 在切割天井中凿水平扇形中深孔或深孔 分层爆破后形成切割立槽 槽宽可达5 8m 这种拉槽方法效率高 工人作业条件较好 形成的切割槽宽度大 爆破夹制性小 易保证切割槽的质量 62 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 四 回采工作 在分段凿岩巷道5中用导轨式凿岩机凿上向扇形中深孔或深孔 集中凿岩 一次打完全部炮孔 用秒差 微差或导爆管分段爆破 一次崩落3 5排炮孔 上下分段工作面成直线或呈正台阶 后者较为安全 崩落的矿石靠自重 溜入矿房底部 用耙运至矿石溜井向阶段运输巷装车外运 正台阶 一般上分段工作面超前一排炮孔 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 63 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 四 回采工作 通风 a 新风从矿房一侧的天井进入电耙巷道和分段凿岩巷道 从另一侧天井回风 b 从两侧的天井 从中部切割立槽掘回风联络巷连通阶段回风巷 a 切割槽在矿房一侧 b 切割槽在矿房中央1 天井 2 5 回风巷道 3 检查巷道 4 风小井 6 分段凿岩巷道 7 风门 8 阶段运输巷 9 电耙巷道 10 漏斗颈 分段凿岩阶段矿房法通风 64 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 五 矿块垂直走向布置的分段凿岩阶段矿房法 开采厚或极厚的急倾斜矿体时 矿体垂直矿体走向布置的分段凿岩阶段矿房法如右图所示 矿块的采准 切割与矿块沿矿体走向布置的方案相似 主要的区别是切割槽沿上盘接触面倾斜布置 爆破时向上盘方向崩落矿石 该法特点 其切割立槽位于上盘接触面处 自上盘开始向下盘方向后退回采 图5 21垂直走向布置矿块的分段凿岩阶段矿房法1 阶段运输巷 2 穿脉运输巷 3 行人通风天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 拉底巷道 7 矿石溜井 8 切割天井 65 第六节阶段矿房法 一 分段凿岩阶段矿房法 六 评价与适用条件 优点 1 矿块生产能力大 效率高 2 采矿成本低 坑木消耗少 3 安全性好 缺点 1 采准工程量大 2 矿柱矿量大 回采矿柱时的矿石损失和贫化率高 3 大块和粉矿率较高 适用条件矿石和围岩均稳固的急斜厚与极厚矿体 图5 19分段凿岩阶段矿房法 沿走向布置 1 阶段运输巷 2 阶段回风巷 3 天井 4 电耙巷道 5 分段凿岩巷道 6 矿石溜井 7 漏斗 8 切割天井 9 联络道 10 拉底巷道 66 二 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 VCR法 一 阶段凿岩阶段矿房法 与分段凿岩阶段矿房法的主要区别是 它不划分分段 而是沿矿房全高钻凿垂直深孔落矿 从矿块底部出矿 在矿块顶柱下面开掘凿岩硐室或凿岩平巷 向下凿大直径深孔至矿房下部的拉底空间 向切割立槽爆破落矿 阶段凿岩阶段矿房法1 穿脉巷道 2 回风巷道 3 电耙巷道 4 凿岩巷道 5 拉底巷道 67 二 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 VCR法 VCR法 VerticalCraterRetreatMethod 是20世纪70年代初在阶段矿房法的基础上发展起来的一种新的地下采矿方法 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 该法现已在加拿大 美国 澳大利亚 西班牙等国的许多矿山推广使用 球状药包指钻孔直径与装药长度之比不小于1 6的药包 即D L 1 6也就是装药长度与钻孔直径之比小于6的药包 图5 24垂直扇形深孔球状药包落矿阶段矿房法 二 VCR法 68 二 垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法 VCR法 1 主要特征凿大直径 165mm 垂直深孔 采用球状药包