[科普中国]-分段崩落法

分段崩落法分为无底柱分段崩落法和有底柱分段崩落法。由于分段崩落法具有效率高、安全性好以及成本低等突出优点，在国内外地下矿山特别是地下铁矿山开采中得到了广泛应用。

概述概念崩落围岩实现采场地压管理的一类采矿法。

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；

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。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。1

无底柱分段崩落采矿法基本特征

无底柱分段崩落采矿法是分段下部没有底部结构，分段的凿岩、崩矿和出矿都在回采巷道中进行。因此，大大简化了采场结构，为使用无轨自行设备创造了有利条件。

布置

1、常用的分段高度为12～15m，通过斜坡道、设备井、电梯井与各分段的联络巷道相联系。

2、分段联络巷道一般位于矿体下盘，通常每隔20m左右掘进一条回采进路，上下分段的回采进路采用菱形布置。

3、在进路的端部开切割槽，以切割槽为自由面用中深孔或深孔挤压爆破，后退回采，每次爆破1～2排炮孔，崩落矿石在崩落的覆盖岩石下，从进路的端部用铲运机、装岩机等出矿设备运到放矿溜井。

4、在上一分段退采到一定距离后，便可开始进行下一分段的回采。

5、此方法掘进回采进路、钻凿炮孔、出矿可以在同一矿块的不同分段同时进行。

矿块结构参数

1、阶段高度：阶段高度一般为50～70m（中等稳固以上的急倾斜矿体），无底柱分段崩落法与阶段高度的制约关系不太大，在实际开采中可按一般的开采原则。

2、分段高度：分段高度主要受设备能力的限制，目前国内的分段高度一般采用12～15m，为了减少采准工程量，在凿岩设备能力允许的条件下，可适当加大分段高度。

3、进路间距：在分段高度确定后，便可根据放矿理论，使其损失、贫化指标最佳的原则来确定进路间距。

4、进路的规格和形状：回采进路的规格和形状对出矿工作有很大影响，在保证巷道顶板和眉线稳固的条件下，需从以下方面加以考虑：

a．进路宽度应尽可能大，以增大放出体的宽度，提高矿石回收率和便于出矿设备运行。

b．进路的高度在满足凿岩设备及通风管道布置的要求时，应尽可能低，以减少残留在进路正面的矿石损失。

c．进路的顶板以平顶为好，以便矿石能均匀地在全宽上放出，若顶板呈拱形，矿石将集中在拱顶部放出，容易造成废石提前流出。

d．国内常用的进路宽度为3～4m, 高度为3m。

适用条件

无底柱分段崩落法的适用条件，除崩落法的一般适用条件外还须考虑下列条件：

a.矿石要有一定的稳固性，进路一般不需要大量维护，爆破后眉线不易冒落，炮孔不易变形，能保证正常的装药爆破工作。

b.围岩最好能成大块自然崩落，也可以采用强制崩落。 c.此法适用于急倾斜中厚以上的矿体，以及倾斜的、缓倾斜的极厚矿体。由于分段之间进路采用菱形布置，上分段进路之间的一部分矿石要在下分段回收，如果矿体厚度在垂直方向不能重合地布置3～5个分段，因而会造成矿石损失量太大故不宜采用此法。

d.矿石不太贵重，围岩含品位，可选性好有利于使用本法。

优点：

a.无底柱分段崩落法，没有复杂的底部结构，采准和回采工艺简单，便于采用大型无轨设备，实现高度机械化。此方法的各回采步骤几乎可以标准化重复进行，有利于作业的专业化和机械化。

b.回采工作以进路为单位，掘进回采进路、钻凿深孔、出矿等作业可以在同一矿块上下分段的不同进路中同时进行，作业集中互不干扰，易于管理，具有较大的灵活性，并能较快地投入生产。

c.生产能力大，劳动生产率高。

d.工人在断面不大的进路中作业，安全性好。此外，在进路端部出矿，没有狭窄的放矿口，不以堵塞，发生堵塞时处理也比较方便。

e.在进路中以小步距后退回采，有利于分采分运、剔除夹石。

缺点 ：

a.在覆盖岩石下放矿，且每次崩矿的矿石都是在多个废石接触面下放出，故矿石贫化率大。

b.回采工作在独头巷道中进行，通风条件差。2

有底柱分段崩落法从现在的观点看，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，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用，更属于落后和淘汰的方法。

有底柱分段崩落法本方法具有以下基本特征：

（1）将阶段划分成若千个分段，矿石自上而下的逐段进行回采；

（2）放矿、运搬及二次破碎均在底柱中开凿的专门巷道中进行，底柱将随同下一分段一同采出；

（3）围岩在回采过程中自然或强制崩落，放矿是在崩落的覆岩下进行。我国从六十年代初期，开始应用这种采矿方法，十多年来取得了显著的成就，积累了丰富的经验。这种采矿方法，在我国中条山、铜官山、云南等不少有色金属矿山，获得了迅速的发展。

壁式崩落采矿法适用条件：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）。

主要开采矿种：煤矿、铁矿、锰矿、铝土矿以及粘土矿等。

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。

本词条内容贡献者为:

邱昆峰 - Research Fellow - Colorado School of Mines, USA