[科普中国]-阶段矿房采矿法-

简介

阶段矿房采矿法的特点是：将采区划分为矿房与矿柱，用深孔回采矿房，矿房采完后形成敞空的空场，用不同方法回采间柱、顶柱和上阶段的底柱，同时处理采空区。

按深孔布置形式，阶段矿房采矿法又分为垂直深孔崩矿的阶段矿房采矿法和水平深孔崩矿的阶段矿房采矿法，崩落的矿石利用自重从底柱中的出矿巷道运出。按深孔的深度不同，前者又分为分段凿岩的阶段矿房采矿法和阶段凿岩的阶段矿房采矿法。在阶段矿房采矿法中，国内用得最广泛的是分段凿岩的阶段矿房采矿法，在十种主要有色金属矿山中，使用比重曾达16.23%，阶段凿岩的阶段矿房采矿法在国外应用很广，且发展较快。

分段凿岩的阶段矿房采矿法分段凿岩的阶段矿房法是在分段凿岩巷道中进行打眼和爆破的空场采矿法，如下图所示。

(1)采区构成要素

根据矿体的厚度，采区可沿矿体走向布置和垂直矿体走向布置。矿房阶段高度取决于围岩允许的暴露面积，一般为50~70m，国外矿山有的达120~150m。矿房长度主要取决于矿石和围岩的稳固性，同时也要考虑电耙的有效耙运距离，一般为40~60m。矿房宽度，在沿矿体走向布置时，一般为15~25m，间柱的宽度与作用在间柱上的载荷大小，间柱的回采方祛等因素。在矿房沿矿体走向布置时，为8~12m；垂直矿体走向布置时，为10~14m。顶柱高度一般为6~10m。底柱高度，取决于底部结构型式，本方案采用电耙道底部结构，一般为7~12m。分段高度取决于所采用的凿岩设备，用YG-80型凿岩机时，为12~15m；用潜孔钻时，可增大到15~20m以上。分段高度增加，可以使分段凿岩巷道数目减少，降低采准工作量。不

(2)采准切割工作

如下图所示，在矿体中靠下盘掘进阶段平巷1，从阶段平巷在间柱中掘进横巷2，从横巷末端，在矿体
厚度的中央掘进通风、人行天井3。从天井掘进拉底平巷9及分段凿岩巷道6。从阶段平巷掘进矿石溜井5及电耙巷道4。从电耙巷道每隔5~7m开掘漏斗穿7和漏斗颈8。

在矿房中央，从拉底平巷掘进切割天井10，从拉底平巷两侧用浅眼扩帮至矿体全厚形成拉底空间11，并将漏斗颈上部扩成漏斗12，最后将切割天井扩大成切割槽，为回采工作造成自由面。

由于回采工作面是垂直的，矿房下部的拉底和扩大漏斗工程，不需要一次全部完成，而是随着回采工作面的向前推进逐步进行。般情况下，拉底和扩大漏斗工程超前回采工作面1~2排漏斗的距离。

(3)回采工作

拉底、扩大漏斗和开切割槽等工程完成后，再分段凿岩巷道中打上向扇形深孔，以切割槽为爆破自由面，分次进行爆破，每次爆破1~5排深孔。装药采用机械或人工进行。用秒差雷管或微差雷管分段或多排同段爆破。崩落的矿石借自重落到矿房的底部，经漏斗溜到电耙巷道中再用电耙耙到阶段平巷中的矿车内运出。出矿用电耙，电耙绞车一般为28kW或55kW，耙斗容积为0.3~0.5m3。

(4)矿房通风

矿房回采时的通风，主要是保证电耙道内风流畅通。风流线路是，新鲜风流从电耙绞车附近的通风、人行天井进人，清洗电耙道后，污风经另一回风天井至上阶段的回风平巷排出，如下图所示。

阶段凿岩的阶段矿房采矿法由于采用铲斗容积很大的装载设备和大型破碎机，矿石的合格块度允许增大。因此，直径为150~200mm的深孔在一部分矿山中被采用，它比小直径深孔在经济上有更大的优越性，如每米深孔的崩矿量增加，每吨矿石的凿岩费用降低等。

阶段矿房采矿法具有回采工作安全，通风良好，矿房回采强度大，坑木消耗少等优点。它适合于开采矿石和围岩均稳固的厚和极厚的急倾斜矿床。缺点是：采准切割工作量大，掘进分段凿岩巷道时，机械化程度低，劳动强度大；由于矿柱的矿量所占的比重较大，而回采矿柱时矿石损失和贫化都大，因此恶化了矿石的损失和贫化指标。但是，阶段凿岩的阶段矿房采矿法，特别是V.C.R采矿法是一种高效率采矿方法，可以预料，在我国相应的矿山将会得到较多的应用。1

阶段矿房采矿法取得成就阶段矿房采矿法取得的主要成就有：

(1) 分段凿岩阶段矿房采矿法在五龙金矿破碎型急倾斜薄矿脉中进行了应用研究，解决了用留矿采矿法矿石贫化损失大，采场作业不安全等问题，取得了良好的技术经济效果。

成功的关键技术在于很好地控制上盘围岩稳定，采取从分段巷道中向上盘打锚杆支护，加固上盘围岩，在矿房全高上形成顶柱和两个分段巷道中锚杆支护的个支撑带，相当于缩小了盘围岩跨度。如果在支撑有效时间内完成矿房的回采工作,则达到充分回收资源和安全作业的两层目的。这项技术研究的成功,为扩大分段凿岩阶段矿房采矿法方案的使用范围，提供了有效的途径。

(2) 分段凿岩阶段矿房采矿法过去一直应用于中厚以上矿体，峪耳崖金矿与长沙矿山研究院合作，在矿脉厚近1m的薄矿脉试验了分段凿岩方案，用之字形布孔，不耦合装药，分段崩矿、阶段强力出矿等综合技术，提高了采场生产能力，严格控制了采幅宽度，降低了采矿损失贫化。这一试验成功，使该方案突破在近极薄矿脉条件中应用,填补了该领域的空白。

(3) 分段凿岩阶段矿房采矿法最突出的缺点是采准工程量大。金厂峪金矿针对这个问题，在现有凿岩设备条件下，将分段高度从7-8m增加到20m，采用高分段凿岩阶段矿房采矿法方案,使采准比从12.1m/kt降至6.2m/kt，同时大幅度地提高采场生产能力和采矿工效，降低了采矿直接成本。2