[科普中国]-阶段自然崩落采矿法

阶段自然崩落采矿法是指在采场中用自然应力从拉底空间向上逐层破碎矿石并从底部巷道进行局部放矿，在将阶段全高的整体矿石都破碎后在崩落岩石覆盖下从底部巷道大量放矿的阶段崩落采矿法。用于破碎矿石的自然应力是对开采单元拉底或辅以切帮后由重力和地应力等合成的次生应力。用这种应力破碎矿石就引起矿石自然崩落。在不同类型的阶段自然崩落采矿法中，矿石的自然崩落的分层是水平的或倾斜的。在自然崩落各个分层的过程中，一般只放出落下矿石的1/3左右，并保持崩下矿石上面的补偿空间的高度不超过5m，以防止自然崩落出稳定的自然平衡拱，或大量自然崩落矿石在大距离降落中产生危险的空气冲击。

简介阶段自然崩落采矿法是指在采场中用自然应力从拉底空间向上逐层破碎矿石并从底部巷道进行局部放矿，在将阶段全高的整体矿石都破碎后在崩落岩石覆盖下从底部巷道大量放矿的阶段崩落采矿法。用于破碎矿石的自然应力是对开采单元拉底或辅以切帮后由重力和地应力等合成的次生应力。用这种应力破碎矿石就引起矿石自然崩落。在不同类型的阶段自然崩落采矿法中，矿石的自然崩落的分层是水平的或倾斜的。在自然崩落各个分层的过程中，一般只放出落下矿石的1/3左右，并保持崩下矿石上面的补偿空间的高度不超过5m，以防止自然崩落出稳定的自然平衡拱，或大量自然崩落矿石在大距离降落中产生危险的空气冲击1。

分类阶段白然崩落采矿法分为矿块式、盘区式和全面连续式阶段自然崩落采矿法。三者对矿体可崩性差的适应能力一个比一个强。

结构参数矿块水平尺寸多为50m×60m，主要取决于矿石发生自然崩落所需的暴露面积等。矿块间留宽约5m的矿柱，或不留矿柱，但只有在已采矿块中崩落岩石被压实后才开始开采相邻矿块。以免崩落岩石从侧面混入。盘区通常宽为30-60m，长度等于矿体厚度，多为150-300m。盘区间留3-10m矿柱或者不留。全面连续式阶段自然崩落采矿法的开采单元水平尺寸为矿体的水平尺寸，各种阶段自然崩落采矿法的阶段高度多为60-80m，个别阶段的高度达100-150mm2。

采准切割切割巷道用于削弱待自然崩落矿体与周围矿岩间的联系，以促进拉底空间以上矿石持续自然崩落，并防止周围矿岩跟着发生自然崩落。切刻包括拉底、拉切帮槽和扩漏等。拉底的面积、高度和速度等都与拉底空间上部矿石的自然崩落和拉底空间下部巷道的稳定性密切相关，需根据过去和当时的实测资料等来确定。拉切帮槽多用中深孔，通常只有在掘进切帮巷道还不能有效削弱待自然崩落矿体与周围矿若间的联系时。才拉切帮槽。

回采采用矿块式阶段自然崩落采矿法时，自然崩落的矿石是近似水平的，采用其他阶段自然崩落采矿法时。发生自然崩落的矿石是呈倾斜状的。拉底空间顶板附近的矿石的自然崩落主要靠矿石中的拉应力超过了矿石的抗拉强度进行的。而再往上面的矿石的自然崩落则主要是靠矿石中的压应力超过矿石的抗压强度进行的。在一个分层中矿石自然崩落首先发生在应力最先超过强度处。在该处矿石因碎胀而堆满下面的补偿空间。从而使上面的矿石不能再自然崩落。然后矿石自然崩落发生在分层的应力超过强度而且下面有补偿空间的其他地点:像这样自然崩落下去，一直到整个分层的矿石都自然崩落为止。当矿石的可崩性差，只靠拉底和切帮不足以使矿石顺利自然崩落时，则从切帮巷道凿深孔并进行爆破去诱导崩落。一个矿石分层自然崩落完毕，便进行局部放矿。

局部放出的矿石体积，是整体矿石在自然崩落过程中碎胀的体积。经过局部放矿，待自然崩落矿石下面重新有了补偿空间。下一个矿石分层才开始白然崩落，对于有倾斜矿石分层的阶段自然崩落采矿法，重新有了补偿空间，还需要在倾斜分层下端补充拉底。分层的矿石自然崩落和局部放矿也可穿插进行，但这两个过程的速度应匹配，以免补偿空间过大或过小。由于阶段自然崩落采矿法放矿有两个不同的阶段，一是在待崩落矿体下放矿随着矿石崩落，放出崩落矿石的碎胀部分;二是整个崩落层高度上的矿石全部崩落以后，在覆盖岩石下放矿。因此。应用矿块式阶段自然崩落采矿法时，先是在待崩矿体下局部放矿，而后才是在覆盖岩下进行大量放矿;应用盘区式或全面连续推进式自然崩落采矿法时，上述两个阶段则是在不同矿段同时并存。覆盖岩石下放矿时控制矿岩接触面一般呈45°倾角。对于各种阶段自然崩落采矿法的局部放矿，为了保持崩下矿石体表面水平下降或水平前移，应通过模拟放矿来确定从崩下矿石休表面投影下的各个放矿点放矿的顺序和每次放出的矿石数量。对于各种阶段自然崩落采矿法的大量放矿，为了降低矿石损失与贫化。以提高经济效益。应通过模拟放矿确定从崩落矿岩接触面投影下的各个放矿点放矿的顺序和每次放出的矿石数量，以及截止放矿时的放出矿岩品位。采用阶段自然崩落采矿法时，由于大块矿石多，多使用铲运机出矿，其次是用电耙或重力出矿。与用电耙或重力出矿相比，用铲运机出矿时，大块矿石堵塞放矿点喉部的频率要小得多。但不宜将放矿点布置太密3。

适用条件(1)急倾斜厚高矿体。矿体应有足够的水平面积，以满足矿体自然崩落所需的拉底血积，矿体应有足够的高度，以便采用高阶段，使阶段中每吨矿石分摊的底部巷道的掘进和支护费用降低。

(2)矿体形状规则。夹砂、矿石品位均匀、价值不高。

(3)矿岩可扇性好·面且崩落岩石的块比崩落矿石的大，崩落矿岩无结块性、自然性和氧化性。

(4)地表允许崩落。(5)矿山的管理体制健全，对于局部放矿能做到令行禁止2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学