基本介紹
- 中文名：階段自然崩落採礦法
- 外文名：Phase natural caving mining method
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 類別：階段崩落採礦法
簡介,分類,結構參數,采準切割,回採,適用條件,
簡介
階段自然崩落採礦法是指在采場中用自然應力從拉底空間向上逐層破碎礦石並從底部巷道進行局部放礦，在將階段全高的整體礦石都破碎後在崩落岩石覆蓋下從底部巷道大量放礦的階段崩落採礦法。用於破碎礦石的自然應力是對開採單元拉底或輔以切幫後由重力和地應力等合成的次生應力。用這種應力破碎礦石就引起礦石自然崩落。在不同類型的階段自然崩落採礦法中，礦石的自然崩落的分層是水平的或傾斜的。在自然崩落各個分層的過程中，一般只放出落下礦石的1/3左右，並保持崩下礦石上面的補償空間的高度不超過5m，以防止自然崩落出穩定的自然平衡拱，或大量自然崩落礦石在大距離降落中產生危險的空氣衝擊。
分類
階段自然崩落採礦法分為礦塊式、盤區式和全面連續式階段自然崩落採礦法。三者對礦體可崩性差的適應能力一個比一個強。
結構參數
礦塊水平尺寸多為50m×60m，主要取決於礦石發生自然崩落所需的暴露面積等。礦塊間留寬約5m的礦柱，或不留礦柱，但只有在已採礦塊中崩落岩石被壓實後才開始開採相鄰礦塊。以免崩落岩石從側面混入。盤區通常寬為30-60m，長度等於礦體厚度，多為150-300m。盤區間留3-10m礦柱或者不留。全面連續式階段自然崩落採礦法的開採單元水平尺寸為礦體的水平尺寸，各種階段自然崩落採礦法的階段高度多為60-80m，個別階段的高度達100-150mm。
采準切割
切割巷道用於削弱待自然崩落礦體與周圍礦岩間的聯繫，以促進拉底空間以上礦石持續自然崩落，並防止周圍礦岩跟著發生自然崩落。切刻包括拉底、拉切幫槽和擴漏等。拉底的面積、高度和速度等都與拉底空間上部礦石的自然崩落和拉底空間下部巷道的穩定性密切相關，需根據過去和當時的實測資料等來確定。拉切幫槽多用中深孔，通常只有在掘進切幫巷道還不能有效削弱待自然崩落礦體與周圍礦若間的聯繫時。才拉切幫槽。
回採
採用礦塊式階段自然崩落採礦法時，自然崩落的礦石是近似水平的，採用其他階段自然崩落採礦法時。發生自然崩落的礦石是呈傾斜狀的。拉底空間頂板附近的礦石的自然崩落主要靠礦石中的拉應力超過了礦石的抗拉強度進行的。而再往上面的礦石的自然崩落則主要是靠礦石中的壓應力超過礦石的抗壓強度進行的。在一個分層中礦石自然崩落首先發生在應力最先超過強度處。在該處礦石因碎脹而堆滿下面的補償空間。從而使上面的礦石不能再自然崩落。然後礦石自然崩落髮生在分層的應力超過強度而且下面有補償空間的其他地點:像這樣自然崩落下去，一直到整個分層的礦石都自然崩落為止。當礦石的可崩性差，只靠拉底和切幫不足以使礦石順利自然崩落時，則從切幫巷道鑿深孔並進行爆破去誘導崩落。一個礦石分層自然崩落完畢，便進行局部放礦。
局部放出的礦石體積，是整體礦石在自然崩落過程中碎脹的體積。經過局部放礦，待自然崩落礦石下面重新有了補償空間。下一個礦石分層才開始自然崩落，對於有傾斜礦石分層的階段自然崩落採礦法，重新有了補償空間，還需要在傾斜分層下端補充拉底。分層的礦石自然崩落和局部放礦也可穿插進行，但這兩個過程的速度應匹配，以免補償空間過大或過小。由於階段自然崩落採礦法放礦有兩個不同的階段，一是在待崩落礦體下放礦隨著礦石崩落，放出崩落礦石的碎脹部分;二是整個崩落層高度上的礦石全部崩落以後，在覆蓋岩石下放礦。因此。套用礦塊式階段自然崩落採礦法時，先是在待崩礦體下局部放礦，而後才是在覆蓋岩下進行大量放礦;套用盤區式或全面連續推進式自然崩落採礦法時，上述兩個階段則是在不同礦段同時並存。覆蓋岩石下放礦時控制礦岩接觸面一般呈45°傾角。對於各種階段自然崩落採礦法的局部放礦，為了保持崩下礦石體表面水平下降或水平前移，應通過模擬放礦來確定從崩下礦石休表面投影下的各個放礦點放礦的順序和每次放出的礦石數量。對於各種階段自然崩落採礦法的大量放礦，為了降低礦石損失與貧化。以提高經濟效益。應通過模擬放礦確定從崩落礦岩接觸面投影下的各個放礦點放礦的順序和每次放出的礦石數量，以及截止放礦時的放出礦岩品位。採用階段自然崩落採礦法時，由於大塊礦石多，多使用鏟運機出礦，其次是用電耙或重力出礦。與用電耙或重力出礦相比，用鏟運機出礦時，大塊礦石堵塞放礦點喉部的頻率要小得多。但不宜將放礦點布置太密。
適用條件
(1)急傾斜厚高礦體。礦體應有足夠的水平面積，以滿足礦體自然崩落所需的拉底血積，礦體應有足夠的高度，以便採用高階段，使階段中每噸礦石分攤的底部巷道的掘進和支護費用降低。
(2)礦體形狀規則。夾砂、礦石品位均勻、價值不高。
(3)礦岩可扇性好·面且崩落岩石的塊比崩落礦石的大，崩落礦岩無結塊性、自然性和氧化性。
(4)地表允許崩落。(5)礦山的管理體制健全，對於局部放礦能做到令行禁止。
