崩落採礦法

崩落採礦法是一種回採過程中，不分礦房礦柱，隨回採工作面推進，以強制或自然崩落的圍岩充填採空區，以實現采場地壓管理的採礦法。沿礦體邊界挖有環形運輸巷道；在礦體的上盤或下盤開挖切割巷道形成切割空間，在塹溝中向上鑿鑽扇形炮孔進行爆破，後退回採，其特徵在於運輸巷道和塹溝巷道，通過切割槽連通環形運輸巷道和裝礦巷道，簡化了采場結構，實現了一巷道多種用途，減少了採掘工作量，降低了採礦成本，和科學管理地壓的一種新方法。

基本介紹

• 中文名：崩落採礦法
• 外文名：stope caving method
• 優點：實現了一巷道多種用途
• 分類：壁式崩落法、分層崩落法
• 出現時間：19世紀90年代
• 學科：採礦工程

概述

帶假頂低分段的分段崩落採礦法於19世紀90年代首先用於美國。分層崩落採礦法使用得更早。20世紀50年代中國開始使用崩落採礦法，1990年主要地下有色金屬礦山用崩落採礦法采出的礦石占37.8%。1991年大型地下鐵礦用崩落採礦法采出的礦石占98.46%。崩落採礦法的發展趨勢是：分層崩落採礦法將有一部分被下向分層充填採礦法等代替，簡化有底柱分段崩落採礦法和階段崩落採礦法的結構，增大無底柱分段崩落採礦法的分段高度和回採進路間距，目的是提高開採作業的機械化水平和減小采準工作量。

方法類別

崩落採礦法分為單層崩落採礦法、分層崩落採礦法、分段崩落採礦法和階段崩落採礦法。在單層崩落採礦法和分層崩落採礦法中，圍岩滯後崩落或被假頂隔離，崩落岩石不覆蓋崩下礦石；在分段崩落採礦法和階段崩落採礦法中，崩落的礦石直接被崩落岩石覆蓋或側面包圍，放礦時二者同時向放礦口運動，隨意放礦會引起崩落岩石提前大量混入礦石中。

壁式崩落法

適用於開採頂板不夠穩固，厚度不大的緩傾斜層狀礦床。它的特點是一次開採礦體全厚。根據工作面的布置形式，壁式崩落法分為：長壁崩落法、短壁崩落法和進路崩落法。

分層崩落法

將礦塊在垂直方向劃分為小於3m的分層，自上而下逐層回採。回採工作在假頂保護下進行。本法的缺點是：木材消耗量大，工序複雜，勞動生產率低，成本高，通風條件差；優點是貧化率低（約3～5%），回收率高（可達90～95%）。過去曾廣泛套用，現在已逐步由其他高效採礦方法取代，套用比例很小。

階段崩落法

特點是在階段全高上藉助鑿岩爆破或重力崩落礦石，並在崩落覆蓋岩層下通過礦塊的底部結構放出礦石。階段崩落法分階段強制崩落法和階段自然崩落法。

崩落採礦法特點

（1） 崩落法不再把礦塊劃分為礦房和礦柱，而是以整個礦塊作為一個回採單元，按一定的回採順序，連續進行單步驟回採。

（2） 在回採過程中，圍岩要自然或強制崩落，礦石是在復蓋岩石的直接接觸下放礦。因此，這種採礦方法對放礦進行科學管理是十分必要的。

（3） 崩落法的開採是在一個階段內從上而下進行的。與空場採礦法不同。

崩落採礦法能實現單步驟連續回採，消除回採礦柱時安全條件差、損失與貧化大的弊端一但其首要前提條件是地表允許陷落，而且由於放礦是在覆蓋岩石下進行的，總體損失與貧化率較高，因此，一般適應於價值不高的礦體或低品位礦體的回採。

適用條件

一般地講，崩落法對礦體賦存條件，礦岩的物理力學性質等都具有比較廣泛的適應範圍。理想的適用條件是——上盤圍岩能呈塊狀自然崩落，礦石中等以上穩固的急傾斜原礦體。地表允許塌落是使用這種方法的必要前提。由於這種方法在開採時礦石損失貧化大，因而它不用於開採高價、高品位的礦床。根據需要對無底柱分段崩落採礦方法做詳細的講述。

崩落採礦法是以崩落圍岩來實現地壓管理的採礦方法。即在回採單元中，與崩落礦石的同時或稍後，強制（或自然）崩落圍岩，用以填充採空區，來控制和管理地壓。本法在回採過程中，不再將回採單元劃分為礦房、礦柱， 而是連續進行的單步驟回採，不但沒有回採礦柱的任務，也無需另行處理採空區。這類採礦法具有生產效率高、作業安全、使用靈活等優點，故在生產實踐中，使用也較廣泛。使用本法的前提條件，是地表允許陷落。對礦體的賦存條件、礦石和圍岩的物理力學性質等方面，由於採礦方法的方案多，故其適應範圍比較廣泛。

崩落區管理

對礦體圍岩崩落引起的山崩和地表塌陷區匯水的管理。在陡峭高山區，圍岩崩落容易引起山崩。山崩時滾石將破壞建築物和堵塞河流等。為了避免可能發生的災害，需要系統觀測有關部位的岩石的應力和應變，以及地形變化，並對災害及時預報和採取防治措施。對於匯水面積大、降水量大和地表黃土層厚的礦山，地表水和它所攜帶的黃泥將從塌陷區流入井下面引起災害，應採取防水、排水、剝離黃土和向塌陷區回填廢石等措施。回填廢石時，需將廢石表面壓實，並使廢石表面有一個能使水流走的斜坡。

崩落岩石層

對於單層崩落採礦法，崩落岩石層厚度應等於被崩落岩石層厚度加上礦體厚度，即被崩落的整體岩石層在崩落時碎脹所形成的厚度應等於礦體厚度。只有這樣，崩落的岩石層才能支撐到上面岩層，從而減輕回採工作空間中支柱所承受的頂板壓力。對於分層崩落採礦法，為了保護假頂不被冒落的大塊覆蓋岩石衝擊破壞，一般應留8～10m厚的崩落岩石層。當圍岩崩落未達到地表時，為防止圍岩大量崩落所產生的空氣衝擊波造成事故，對於分層崩落採礦法、分段崩落採礦法和階段崩落採礦法，崩落岩石層厚度不宜小於20m。在向崩落岩石擠壓爆破礦石的條件下，為了不使礦石崩到崩落岩石層上面，崩落岩石層厚度不應小於被擠壓爆破礦石層的高度。

崩落岩石層的形成方法有：（1）自然崩落採空區圍岩。（2）以切割槽或空場為補償空間進行中深孔爆破或深孔爆破。（3）在由露天開採轉入地下開採時，用深孔或硐室爆破邊坡上的岩石或向空場中充填廢石。