無底柱分段崩落采礦法覆蓋層形成原則

1、充分利用好采場現(xiàn)有的條件。

2、初期進行強制放頂，使覆蓋層厚度滿足安全規(guī)范要求。

3、對于初期的強制落頂，應針對礦體的具體情況，開采情況，裝備及技術力量，生產(chǎn)持續(xù)與銜接等因素，因地制宜、具體對待。

無底柱分段崩落采礦法要求崩落礦石在覆蓋巖層下進行出礦，因此必須首先形成覆蓋巖層。其原因是：

1、沒有覆蓋巖層就不能形成擠壓爆破條件，爆下的礦石崩入空場，在本分段大部分放不出來。

2、沒有覆蓋巖層做緩沖層時，如圍巖大量崩落將造成嚴重安全事故。在開采中，若沒有覆蓋層作緩沖，邊坡失穩(wěn)將直接造成地下開采的沖擊，影響作業(yè)安全。

3、有足夠厚度的覆蓋巖層，在一定程度上，延緩了大氣降雨迅速涌入井下的時間，給井下排水較為寬裕的時間準備。

至于覆蓋巖層的厚度，安全規(guī)程規(guī)定：回采工作面的上方，應有大于分段高度的覆蓋巖層，以保證回采工作的安全；若上盤不能自行冒落或冒落的巖石量達不到所規(guī)定的厚度，必須及時強制放頂，使覆蓋巖層厚度達到分段高度的二倍左右。

若采場圍巖較穩(wěn)固，如完全采用自行冒落形成蓋層，由于邊坡垮落具有突發(fā) 性特征，這樣會對地下開采產(chǎn)生沖擊危害；但如完全用強制放頂方式，放頂所需井巷工程及深孔量大、費用高。在蓋層形成技術研究中，可充分考慮斷層及節(jié)理發(fā)育特點，可采用強制崩落圍巖與自然崩落相結合的方法，即在生產(chǎn)初期需采用強制放頂方式崩落邊坡圍巖及兩層礦體之間夾層形成覆蓋層，當蓋層達到所規(guī)定厚度后，利用已形成的采切工程，通過少量的藥室爆破或在巷道內(nèi)深孔爆破，誘導崩落邊坡形成蓋層。

覆蓋巖層的厚度，既與回采工作的安全性有關，還與放出體形態(tài)及大小有關，并直接影響貧損指標。

無底柱分段崩落法中的覆蓋巖層，不但起著緩沖圍巖冒落時沖擊氣浪的危害作用，而且也提供擠壓爆破條件防止礦石拋散在采空區(qū)，保證正常出礦。具有足夠厚度的覆蓋巖層后，既可預防邊坡突然失穩(wěn)導致沖擊地壓，影響井下采礦安全，又可延緩暴雨時井下突然大量涌水的時間，利于井下排水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。

有底柱分段崩落采礦法是指用中深孔或深孔在分段鑿巖巷道中落礦。從分段底部的出礦巷道中出礦的分段崩落采礦法，出礦巷道包括漏斗、斗頸、斗穿和耙礦巷道等。根據(jù)礦體傾角大小，分段底部的出礦巷道分別位于礦體或下盤巖石中。按回采中崩落方向不同，有底柱分段崩落采礦法可分為水平層落礦有底柱分段崩落采礦法和垂直層落礦有底柱分段崩落采礦法。前者用自由空間爆破落礦或用小補償空間擠壓爆破落礦。后者用小補償空間擠壓爆破落礦或用側向擠壓爆破落礦 。

基本特征

無底柱分段崩落采礦法是分段下部沒有底部結構，分段的鑿巖、崩礦和出礦都在回采巷道中進行。因此，大大簡化了采場結構，為使用無軌自行設備創(chuàng)造了有利條件。

布置

1、常用的分段高度為12～15m，通過斜坡道、設備井、電梯井與各分段的聯(lián)絡巷道相聯(lián)系。

2、分段聯(lián)絡巷道一般位于礦體下盤，通常每隔20m左右掘進一條回采進路，上下分段的回采進路采用菱形布置。

3、在進路的端部開切割槽，以切割槽為自由面用中深孔或深孔擠壓爆破，后退回采，每次爆破1～2排炮孔，崩落礦石在崩落的覆蓋巖石下，從進路的端部用鏟運機、裝巖機等出礦設備運到放礦溜井。

4、在上一分段退采到一定距離后，便可開始進行下一分段的回采。

5、此方法掘進回采進路、鉆鑿炮孔、出礦可以在同一礦塊的不同分段同時進行。

礦塊結構參數(shù)

1、階段高度：階段高度一般為50～70m（中等穩(wěn)固以上的急傾斜礦體），無底柱分段崩落法與階段高度的制約關系不太大，在實際開采中可按一般的開采原則。

2、分段高度：分段高度主要受設備能力的限制，國內(nèi)的分段高度一般采用12～15m，為了減少采準工程量，在鑿巖設備能力允許的條件下，可適當加大分段高度。

3、進路間距：在分段高度確定后，便可根據(jù)放礦理論，使其損失、貧化指標最佳的原則來確定進路間距。

4、進路的規(guī)格和形狀：回采進路的規(guī)格和形狀對出礦工作有很大影響，在保證巷道頂板和眉線穩(wěn)固的條件下，需從以下方面加以考慮：

a．進路寬度應盡可能大，以增大放出體的寬度，提高礦石回收率和便于出礦設備運行。

b．進路的高度在滿足鑿巖設備及通風管道布置的要求時，應盡可能低，以減少殘留在進路正面的礦石損失。

c．進路的頂板以平頂為好，以便礦石能均勻地在全寬上放出，若頂板呈拱形，礦石將集中在拱頂部放出，容易造成廢石提前流出。

d．國內(nèi)常用的進路寬度為3～4m, 高度為3m。

適用條件

無底柱分段崩落法的適用條件，除崩落法的一般適用條件外還須考慮下列條件：

a.礦石要有一定的穩(wěn)固性，進路一般不需要大量維護，爆破后眉線不易冒落，炮孔不易變形，能保證正常的裝藥爆破工作。

b.圍巖最好能成大塊自然崩落，也可以采用強制崩落。 c.此法適用于急傾斜中厚以上的礦體，以及傾斜的、緩傾斜的極厚礦體。由于分段之間進路采用菱形布置，上分段進路之間的一部分礦石要在下分段回收，如果礦體厚度在垂直方向不能重合地布置3～5個分段，因而會造成礦石損失量太大故不宜采用此法。

d.礦石不太貴重，圍巖含品位，可選性好有利于使用本法。

優(yōu)點：

a.無底柱分段崩落法，沒有復雜的底部結構，采準和回采工藝簡單，便于采用大型無軌設備，實現(xiàn)高度機械化。此方法的各回采步驟幾乎可以標準化重復進行，有利于作業(yè)的專業(yè)化和機械化。

b.回采工作以進路為單位，掘進回采進路、鉆鑿深孔、出礦等作業(yè)可以在同一礦塊上下分段的不同進路中同時進行，作業(yè)集中互不干擾，易于管理，具有較大的靈活性，并能較快地投入生產(chǎn)。

c.生產(chǎn)能力大，勞動生產(chǎn)率高。

d.工人在斷面不大的進路中作業(yè)，安全性好。此外，在進路端部出礦，沒有狹窄的放礦口，不以堵塞，發(fā)生堵塞時處理也比較方便。

e.在進路中以小步距后退回采，有利于分采分運、剔除夾石。

缺點 ：

a.在覆蓋巖石下放礦，且每次崩礦的礦石都是在多個廢石接觸面下放出，故礦石貧化率大。

b.回采工作在獨頭巷道中進行，通風條件差。

與垂直層落礦有底柱分段崩落采礦法相比，水平層落礦有底柱分段崩落采礦法的優(yōu)點是：所需的水平拉底巷道容易掘進，水平炮孔容易裝藥。其缺點是：鑿巖硐室由于尺寸大，容易失穩(wěn)；進行回采鑿巖爆破時沿鑿巖天井行人、升降設備和運送炸藥都不方便，回采爆破載荷影響底柱的穩(wěn)定性。