單層崩落採礦法是指在採礦中，將緩傾斜礦體全厚作為一個分層進行回採。隨著回採工作面的推進，支護回採工作面附近頂板岩石井崩落遠離回採工作面頂板岩石的崩落採礦法。按回採工作空間形式，單層崩落採礦法分為壁式單層崩落採礦法和進路式單層崩落採礦法。按回採工作面長短，壁式單層崩落採礦法又分為長壁式單層崩落採礦法和短壁式單層崩落採礦法。
基本介紹
- 中文名：單層崩落採礦法
- 外文名：Single layer caving mining method
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 套用：緩傾斜礦體
簡介,分類,結構參數、采準和切割,回採,適用條件,簡史和趨勢,
簡介
單層崩落採礦法是指在採礦中，將緩傾斜礦體全厚作為一個分層進行回採。隨著回採工作面的推進，支護回採工作面附近頂板岩石井崩落遠離回採工作面頂板岩石的崩落採礦法。
分類
按回採工作空間形式，單層崩落採礦法分為壁式單層崩落採礦法和進路式單層崩落採礦法。按回採工作面長短。壁式單層崩落採礦法又分為長壁式單層崩落採礦法和短壁式單層崩落採礦法。
結構參數、采準和切割
在將井田劃分為階段條件下，長壁式、短壁式和進路式單層崩落採礦法的礦塊斜長分別為30-60、15-30和15-30m。在將井田劃分為盤區條件下，盤區斜長150或180m以上。但在使用電耗運搬條件下回採工作面斜長不超過50或60m。沿礦體走向，礦塊常以斷距大於礦體厚度的斷層處礦柱為界，當無這樣的斷層時，三種單層崩落採礦法的礦塊長度分別為100/50-60和20-25m。頂柱斜長多為3-5m，它與礦體厚度和頂板岩石壓力有關，在脈外掘進階段運輸巷道條件下留連續頂柱，以防止崩落岩石從上階段流入。在脈內掘進階段運輸巷道條件下留斜長3-5m底柱。
單條脈外雙軌運輸巷道，由於掘進和支護工作量均小，以及不需要留底柱，因而套用廣泛。對於沿礦體走向推進回採工作面的長壁式單層崩落採礦法，切割巷道位於礦塊最下部，用作爆破自由面、放置電耙和人行、通風；用電耙沿礦體傾向耙礦時，溜井間距為4-6m；安全巷道用於人行、通風和下料，安全巷道間距略小於懸頂距；切割上山位於礦塊一側。如果礦塊是以斷層為邊界，則在距斷層3-4m。處掘進切割上山。切割在於崩落切割上山和切割巷道頂板處的礦石。
回採
對於堅硬礦石，用鑿岩機鑿淺眼，然後爆破。對於鬆軟礦石，用電鑽鑿淺眼，然後爆破，或只用氣鎬落礦。對於壁式單層崩落採礦法，多數礦山用15-30kW電耙運搬礦石，也有一些礦山用人力裝礦、用刮板輸送機輸送礦石。對於進路式單層崩落採礦法，多用人力和電耙運搬礦石。頂板岩石的支撐多採用帶柱帽的立柱，在頂板岩石壓力大的局部用叢柱或木垛。立柱的排距以不妨礙耙斗通行為原則，多為1.4-1.6m，排中立柱的間距為0.8-1.0m控頂距等於回採所需要的最小寬度。懸頂距等於回採工作面沿走向推進時，被支護的採空區頂板尚未失穩的最大採空區寬度。懸頂距與控頂距之差為放頂距。控頂距多為立柱排距的1.1-2.1倍，放頂距多為3-4排立柱排距。為了將放頂控制在規定範圍以內，放頂前在放頂區與控頂區交界處將一排立柱加密成1-2排密集立柱。然後逆礦體傾向從靠舊放頂區處向靠控頂區處回收立柱。當頂板岩石可崩性較好時，隨回收立柱，頂板岩石開始逐漸自然崩落；當頂板岩石可崩性較差或放頂區的兩端都未放過頂時，在密集立柱外0.5m處逆回採工作面推進方向鑿一排傾角約60°，深度為1.6-1.8m的炮眼進行裝藥爆破，誘導頂板岩石崩落。對於進路式單層崩落採礦法，用進路采完一條礦石後就放頂。放頂時不留控頂距。當回採工作在兩個階段進行時，上階段的控頂區應超前下階段控頂區60m左右。以免後者的頂板岩石處於前者的次生應力升高區內，從而減少在支撐頂板岩石方面的困難。
適用條件
單層崩落採礦法的適用條件為：
(1)礦體傾角小於35°，礦體厚度小於3m，斷層少，連續性好；
(2)底板岩石平整、堅硬，適合於耙斗運行；
(3)頂板岩石從不穩到中穩，不含可憔性物質，地表允許崩落。長壁式，短壁式和進路式單層崩落採礦法對頂板岩石不穩定和礦體賦存要素不穩定的適應能力依次遞增。
簡史和趨勢
壁式和進路式單層崩落採礦法是分別在壁式採煤法和分層崩落採礦法的基礎上發展起來的。中國金屬礦山中龐家堡鐵礦在20世紀50年代初首先使用長壁式單層崩落採礦法。單層崩落採礦法的發展方向是：在使用炸藥較少和礦層賦存要素比較穩定的條件下，用金屬液壓支架取代木立柱。用輸送機取代電耙；在不需要爆破的條件下，用地下連續採礦機進行回採；在項板岩石穩定性較好條件下，用錨桿加固頂板岩石的房柱採礦法取代單層崩落採礦法。
