[科普中国]-崩落采矿法

崩落采矿法是一种回采过程中，不分矿房矿柱，随回采工作面推进，以强制或自然崩落的围岩充填采空区，以实现采场地压管理的采矿法。沿矿体边界挖有环形运输巷道；在矿体的上盘或下盘开挖切割巷道形成切割空间，在堑沟中向上凿钻扇形炮孔进行爆破，后退回采，其特征在于运输巷道和堑沟巷道，通过切割槽连通环形运输巷道和装矿巷道，简化了采场结构，实现了一巷道多种用途，减少了采掘工作量，降低了采矿成本，和科学管理地压的一种新方法1。

概述带假顶低分段的分段崩落采矿法于19世纪90年代首先用于美国。分层崩落采矿法使用得更早。20世纪50年代中国开始使用崩落采矿法，1990年主要地下有色金属矿山用崩落采矿法采出的矿石占37.8%。1991年大型地下铁矿用崩落采矿法采出的矿石占98.46%。崩落采矿法的发展趋势是：分层崩落采矿法将有一部分被下向分层充填采矿法等代替，简化有底柱分段崩落采矿法和阶段崩落采矿法的结构，增大无底柱分段崩落采矿法的分段高度和回采进路间距，目的是提高开采作业的机械化水平和减小采准工作量2。

方法类别崩落采矿法分为单层崩落采矿法、分层崩落采矿法、分段崩落采矿法和阶段崩落采矿法。在单层崩落采矿法和分层崩落采矿法中，围岩滞后崩落或被假顶隔离，崩落岩石不覆盖崩下矿石；在分段崩落采矿法和阶段崩落采矿法中，崩落的矿石直接被崩落岩石覆盖或侧面包围，放矿时二者同时向放矿口运动，随意放矿会引起崩落岩石提前大量混入矿石中。

壁式崩落法适用于开采顶板不够稳固，厚度不大的缓倾斜层状矿床。它的特点是一次开采矿体全厚。根据工作面的布置形式，壁式崩落法分为：长壁崩落法、短壁崩落法和进路崩落法。

分层崩落法将矿块在垂直方向划分为小于3m的分层，自上而下逐层回采。回采工作在假顶保护下进行。本法的缺点是：木材消耗量大，工序复杂，劳动生产率低，成本高，通风条件差；优点是贫化率低（约3～5%），回收率高（可达90～95%）。过去曾广泛应用，现在已逐步由其他高效采矿方法取代，应用比例很小。

阶段崩落法特点是在阶段全高上借助凿岩爆破或重力崩落矿石，并在崩落覆盖岩层下通过矿块的底部结构放出矿石。阶段崩落法分阶段强制崩落法和阶段自然崩落法3。

崩落采矿法特点（1） 崩落法不再把矿块划分为矿房和矿柱，而是以整个矿块作为一个回采单元，按一定的回采顺序，连续进行单步骤回采。

（2） 在回采过程中，围岩要自然或强制崩落，矿石是在复盖岩石的直接接触下放矿。因此，这种采矿方法对放矿进行科学管理是十分必要的。

（3） 崩落法的开采是在一个阶段内从上而下进行的。与空场采矿法不同。

崩落采矿法能实现单步骤连续回采，消除回采矿柱时安全条件差、损失与贫化大的弊端一但其首要前提条件是地表允许陷落，而且由于放矿是在覆盖岩石下进行的，总体损失与贫化率较高，因此，一般适应于价值不高的矿体或低品位矿体的回采4。

适用条件一般地讲，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。根据需要对无底柱分段崩落采矿方法做详细的讲述。

崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法。即在回采单元中，与崩落矿石的同时或稍后，强制（或自然）崩落围岩，用以填充采空区，来控制和管理地压。本法在回采过程中，不再将回采单元划分为矿房、矿柱， 而是连续进行的单步骤回采，不但没有回采矿柱的任务，也无需另行处理采空区。这类采矿法具有生产效率高、作业安全、使用灵活等优点，故在生产实践中，使用也较广泛。使用本法的前提条件，是地表允许陷落。对矿体的赋存条件、矿石和围岩的物理力学性质等方面，由于采矿方法的方案多，故其适应范围比较广泛3。

崩落区管理对矿体围岩崩落引起的山崩和地表塌陷区汇水的管理。在陡峭高山区，围岩崩落容易引起山崩。山崩时滚石将破坏建筑物和堵塞河流等。为了避免可能发生的灾害，需要系统观测有关部位的岩石的应力和应变，以及地形变化，并对灾害及时预报和采取防治措施。对于汇水面积大、降水量大和地表黄土层厚的矿山，地表水和它所携带的黄泥将从塌陷区流入井下面引起灾害，应采取防水、排水、剥离黄土和向塌陷区回填废石等措施。回填废石时，需将废石表面压实，并使废石表面有一个能使水流走的斜坡。

崩落岩石层对于单层崩落采矿法，崩落岩石层厚度应等于被崩落岩石层厚度加上矿体厚度，即被崩落的整体岩石层在崩落时碎胀所形成的厚度应等于矿体厚度。只有这样，崩落的岩石层才能支撑到上面岩层，从而减轻回采工作空间中支柱所承受的顶板压力。对于分层崩落采矿法，为了保护假顶不被冒落的大块覆盖岩石冲击破坏，一般应留8～10m厚的崩落岩石层。当围岩崩落未达到地表时，为防止围岩大量崩落所产生的空气冲击波造成事故，对于分层崩落采矿法、分段崩落采矿法和阶段崩落采矿法，崩落岩石层厚度不宜小于20m。在向崩落岩石挤压爆破矿石的条件下，为了不使矿石崩到崩落岩石层上面，崩落岩石层厚度不应小于被挤压爆破矿石层的高度。

崩落岩石层的形成方法有：（1）自然崩落采空区围岩。（2）以切割槽或空场为补偿空间进行中深孔爆破或深孔爆破。（3）在由露天开采转入地下开采时，用深孔或硐室爆破边坡上的岩石或向空场中充填废石4。

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学