地下采矿课件第七章 崩落采矿法-壁式及有底柱分段崩落法

1、第七章 崩落采矿法主讲教师：张志贵第一节 崩落采矿法概述一、崩落采矿法的概念与特点：一、崩落采矿法的概念与特点：1、概念：、概念：崩落围岩实现采场地压管理的一类采矿法。2、崩落采矿法的特点：、崩落采矿法的特点：（1）随着采场矿石的崩落，用强制或自然的方式崩落围岩并充填采空区，实现采场地压管理；（2）采场地压的管理是通过围岩的崩落释放地压和围岩充填空区两个方面的作用实现的；（3）通常情况下，崩落矿石是在覆岩下放出的，放矿成为影响崩落法采矿技术经济效果的重要环节之一；说明说明1：由于壁式崩落法的采场稳定在回采期间主要是依靠支柱及矿岩的稳定性维持，许多人认为围岩的崩落，仅仅是采场空区处理的一种方式。

2、因此，一些学者将壁式崩落法列入了支撑采矿法之列，而不是崩落法之中。 说明说明2： 一般来讲，崩落法是属于单步骤（而不是两步）回采方法，通常不在再划分成矿房和矿柱。 虽然有的崩落法也设有底柱、间柱甚至顶柱，但都主要是为落矿和采场矿石运搬的目的，采场的地压却并不是（或者不主要是）依靠矿柱及矿岩强度来维持。采场的地压管理主要是依靠崩落围岩来实现的，采场矿柱一般会随着回采工作面的推进而及时回收。 3、崩落法的分类、崩落法的分类： 按照本书的分类，崩落法被分为壁式崩落法（单分层）、分层崩落法、分段崩落法以及阶段崩落法四种。 崩 落 法 有底柱崩落 分段崩落 水平深孔落矿的崩落法 上直深孔落矿的崩落法 阶

3、段强制崩落法 水平落矿 上直落矿 阶段自然崩落法 药室崩落法 阶段崩落 无底柱崩落法 墙式崩落法 长墙式崩落法 短墙式崩落法 其他崩落法（分层崩落法） 4、崩落法的使用条件 一般地讲，崩落法对矿体赋存条件，矿岩的物理力学性质等都具有比较广泛的适应范围。 理想的适用条件是上盘围岩能呈块状自然崩落，矿石中等以上稳固的急倾斜原矿体。 地表允许塌落是使用这种方法的必要前提。 由于这种方法在开采时矿石损失贫化大，因而它不用于开采高价、高品位的矿床。 崩落法有生产效率高，作业安全和使用灵活等优点。现在用这类采矿方法采出的矿石量，约占地下总采矿量的26%，可以予计，随着采矿技术的发展，它将会得到更广泛的应用

4、。第二节第二节 壁式崩落采矿法壁式崩落采矿法 一、基本特征：一、基本特征： 1、适用条件、适用条件：顶板不稳固、矿体厚度小于3米、矿体倾角小于30度（缓倾斜矿体）； 2、主要开采矿种、主要开采矿种：煤矿、铁矿、锰矿、铝土矿以及粘土矿等； 3、回采工艺、回采工艺：将阶段（盘区）划分矿块（采区），回采在矿体的全厚并沿走向推进；当回采工作面推进到一定距离（称为悬顶距，顶板在支柱条件下最大允许暴露面积/矿房长度）后，有计划回收支柱并使顶板崩落（崩落的长度称为放顶距），实现对采场地压的管理；由支柱维持的采场空间宽度，称为控顶距。见图16-5。 三、典型方案介绍（见图三、典型方案介绍（见图13-1） 1、

5、结构参数：、结构参数： 矿块斜长：40-60米，主要与顶板的稳固性以及出矿设备（非煤矿山主要为电耙）有关； 矿块走向长度：从开采的角度看，由于是连续开采，因而对矿块走向长度并无限制。但实际上要从矿山生产能力及方便上下阶段的联系进行考虑，一般为50-100米，长可达100-200米。 2、采准布置、采准布置： 脉外运输巷道 联络巷道 沿脉装车巷道 矿石溜井（兼作采场通风及行人联络道，5-6m布置一个） 切割平巷 切割上山 回风巷道（兼作运输及安全通道，10-12米布置一个，但必须保证放顶后采场仍然至少具有一个安全通道）3、切割与回采工作：、切割与回采工作：工作面的布置形式：盘区沿走向布置工作面的

6、布置形式：盘区沿走向布置落矿：水平浅孔落矿，孔深落矿：水平浅孔落矿，孔深1.21.8m。出矿：电耙出矿：电耙通风：通风：4、地压管理：、地压管理：主要是采场支柱支护以及通过放顶的方式主要是采场支柱支护以及通过放顶的方式崩落围岩两项工作；崩落围岩两项工作；（1）采场支护：矿山以木支柱以及金属（液压）采场支护：矿山以木支柱以及金属（液压）支架为主，辅助支护手段锚杆以及不规则矿支架为主，辅助支护手段锚杆以及不规则矿柱等（与全面法相似）。柱等（与全面法相似）。（2）放顶工作：图）放顶工作：图16-5。一般通过回收支柱的方式进行放顶工作。在计划放顶的位置需要架设加密支柱，即形成切顶支柱，用电耙绞车钢丝将

7、放顶区支柱予以回收。一般来说，支柱回收完成后，顶板回自然冒落下来。如实在不能下来，则可在计划崩落位置打一排浅孔，用爆破方法强制崩落。（3）直接顶与老顶：）直接顶与老顶：放顶时能及时冒落下来的岩层称为直接顶板；直接顶板之上需要相当大的暴露面积才能冒落下来的岩层称为老顶；老顶的冒落会使矿山出现二次地压活动。见图16-6。图16-6-1表明了顶板的压力显现规律。（4）开采顺序：工作面推进方向与地压）开采顺序：工作面推进方向与地压的关系。见图的关系。见图16-7。 四、评价四、评价 优点优点：是一种结构比较简单、灵活的采矿方法。 缺点缺点：安全性较差，放顶工作存在相当的危险；木材消耗大。 使用条件使用

8、条件：矿山规模小、生产能力较小的围岩稳固性较差的缓倾斜薄矿体。 说明说明： （1）对于煤矿来讲，长壁式采矿法又是一种效率较高、安全性较好且生产成本较低的采矿法。其原因是连续式采煤机以及可移动的液压掩护式支架的广泛使用，克服了长壁式崩落采矿法的一些固有缺点，其优点就比较突出。 （2）由于金属及其它非煤矿山的壁式采矿法以及分层崩落法，均属于比较落后且生产安全性不好的采矿方法，现在已在很大程度上被其它采矿方法所取代 。第三节第三节 有底柱分段崩落法有底柱分段崩落法 一、概述一、概述 从现在的观点看，没有或者不能采用大型从现在的观点看，没有或者不能采用大型无轨设备的采矿方法，都属于比较落后和无轨设备的

9、采矿方法，都属于比较落后和逐步被淘汰的采矿方法。逐步被淘汰的采矿方法。 有底柱分段崩落法特别是水平深孔落矿的有底柱分段崩落法特别是水平深孔落矿的有底柱分段崩落法，由于每个分段都有复有底柱分段崩落法，由于每个分段都有复杂的底部结构，不便于大型无轨设备的使杂的底部结构，不便于大型无轨设备的使用，更属于落后和淘汰的方法。因此，这用，更属于落后和淘汰的方法。因此，这里仅作简单介绍。里仅作简单介绍。 二、有底柱分段崩落法的方案特点：二、有底柱分段崩落法的方案特点： 每个分段都有受矿、耙矿、二次破碎、溜矿的底每个分段都有受矿、耙矿、二次破碎、溜矿的底部结构；部结构； 每个矿块都有独立的通风、行人、出矿以及

10、设备每个矿块都有独立的通风、行人、出矿以及设备和材料运输系统；和材料运输系统； 矿块（采场）的布置以电耙巷道的布置为依据。矿块（采场）的布置以电耙巷道的布置为依据。见附图见附图10-1。 爆破通常采用自由空间、小补偿空间以及向崩落爆破通常采用自由空间、小补偿空间以及向崩落矿岩的挤压爆破三种方式。前者主要用于水平深矿岩的挤压爆破三种方式。前者主要用于水平深孔，后两种则一般用于垂直深孔方案。孔，后两种则一般用于垂直深孔方案。 垂直深孔方案的矿块界限不是十分明显，可以实垂直深孔方案的矿块界限不是十分明显，可以实现沿走向的连续开采。现沿走向的连续开采。 三、典型方案三、典型方案1、水平深孔方案、水平深孔方案，图16-16（注意与水平深孔的阶段矿房法进行比较）采切及回采工作采切及回采工作：阶段环形运输穿脉装矿电耙溜井出矿（覆岩下放矿）硐室落矿（水平深孔）劈漏与拉底2、垂直深孔方案、垂直深孔方案，图16-20（注意与分段矿房法进行比较）采切及回采工作采切及回采工作：脉内外联合采准电耙（或铲运机）溜井出矿（覆岩下放矿）堑沟拉底巷道凿岩中深孔落矿3、拉底空间以及切割槽的形成、拉底空间以及切割槽的形成（1）劈漏与拉底，图11-3（2）堑沟的形成，图16-21（3）切割立槽的形成，图16-224、其它方案、其它方案（1）为减少采准工