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1)  sublevel caving system
分段崩落开采法
2)  induced block caving
阶段人工崩落开采法
3)  forced block caving
强制分段崩落开采
4)  sublevel undercut caving method
分段下部掏槽崩落开采
5)  Mining by caving method
崩落法开采
6)  mining methods by stepped collapse
高分段进路崩落采矿法
补充资料:崩落采矿法
      随回采工作面的推进,有计划地崩落围岩填充采空区以管理地压的采矿方法。基本特征是崩落围岩,回采部分矿房矿柱。适用于围岩容易崩落、地表允许塌陷的矿体。崩落采矿法按回采方式分为:壁式崩落法、分层崩落法、无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法和阶段崩落法。
  
  分层崩落法应用最早。带假顶的低分段的分段崩落法于19世纪90年代首先用于美国上湖区的一些矿山。由于这两种方法成本高,木材消耗量大,现已很少使用。壁式崩落法是借鉴壁式采煤法的经验逐步发展起来的。瑞典在20世纪50年代应用了端部出矿的低分段无底柱分段崩落法。随着大型自行无轨设备的出现和覆岩下端部放矿理论的发展,60年代初开始推广使用菱形布置的现代无底柱分段崩落法。此法在中国、加拿大、赞比亚、美国和苏联等国迅速得到推广。美国首先成功地使用阶段自然崩落法。苏联于40年代开始应用深孔落矿的有底柱分段崩落法。随着深孔凿岩设备、爆破技术的不断改进和覆岩下放矿理论的不断完善,分段不断增高,一次崩矿面积不断扩大,逐步形成了现代有底柱分段崩落法的一些主要方案。与此同时,还成功地使用了阶段强制崩落法。中国于60年代初期开始试验深孔落矿的有底柱分段崩落法和阶段强制崩落法。1978年,有色金属地下矿山用这两种方法采出的矿量占总量的27.3%;60年代后期开始试验无底柱分段崩落法,目前用此法采出的铁矿石,占地下铁矿生产总量的80%以上。
  
  分段崩落法和阶段崩落法的共同特点是在崩落围岩覆盖下放出矿石。崩落覆盖岩层的作用是控制地压,形成缓冲垫层和良好的放矿和挤压爆破条件。围岩能自然崩落,形成覆盖岩层,最为理想;如围岩稳固,则需强制崩落,形成一定厚度的覆盖岩层。覆岩下放矿时,因崩落废石混入,矿石的损失、贫化都很高,适于开采矿石价值不高的矿体。如围岩矿化和矿石可选性好,采用本法有利。根据放矿理论,合理选择采矿法参数和放矿制度,严格管理放矿工作,可降低矿石的损失和贫化(见放矿)。覆岩下放矿的回收和贫化指标是相关联的。在正常条件下,矿石损失和贫化的大小,取决于截止放矿时的放出矿石品位。截止品位降低,回采率将增高,但贫化率也随之增高。因此,根据各矿的具体条件,在大量统计和优化的基础上,确定一个合理的截止品位,是提高经济效益的重要途径。
  
  为了容纳分段崩落法和阶段崩落法在矿石崩落后胀大的体积,落矿前都须在矿块中形成补偿空间。切割槽,拉底空间,某些采准切割巷道,或崩落矿岩的松散间隙,都可作为补偿空间。补偿空间体积与崩落矿石实体体积的比值叫补偿比,其值为10~30%。
  
  壁式崩落采矿法 适用于开采顶板不够稳固,厚度不大的缓倾斜层状矿床。它的特点是一次开采矿体全厚。根据工作面的布置形式,壁式崩落法分为:长壁崩落法、短壁崩落法和进路崩落法。①长壁崩落法工作面,布置与壁式采煤法近似。因矿石坚硬,多用凿岩爆破法落矿、电扒出矿。工作面长度一般不超过50~60m。近年在中硬以下矿体中,开始试验使用液压支架和采矿机的综合机械化长壁采矿法。②短壁崩落法,顶板稳固性差时将长壁面划分为短壁面以利顶板管理。③进路崩落法,顶板稳定性很差且矿体赋存不规则时,用宽2~2.5m的进路回采矿石,根据地压大小,每采1~2条进路崩落一次顶板。长壁崩落法采准和工作面布置简单,在缓倾斜薄矿层回采中是一种生产能力较大、效率较高、通风条件较好的采矿法。短壁和进路崩落法的工作面短小,灵活性大,适用于开采地压较大、赋存条件复杂的矿层。中国龙烟铁矿应用长壁崩落法。大部分粘土矿和锰矿应用短壁崩落法和进路崩落法。
  
  分层崩落法 将矿块在垂直方向划分为小于3m的分层,自上而下逐层回采。回采工作在假顶保护下进行。本法的缺点是:木材消耗量大,工序复杂,劳动生产率低,成本高,通风条件差;优点是贫化率低(约3~5%),回收率高(可达90~95%)。过去曾广泛应用,现在已逐步由其他高效采矿方法取代,应用比例很小。
  
  分层可用壁式工作面或进路回采。采用浅眼落矿,崩落的矿石用电耙运至溜井,下放到阶段运输平巷(见矿山井巷)。随着工作面的推进,及时支护进路或壁式工作面。根据地压情况,每采完1~2个进路,或壁式工作面推进一定距离,放顶一次,将支架回收使顶板冒落。放顶前,在放顶区底板铺设假顶,作为下分层回采时的顶板。假顶用木材、金属网、竹笆、钢筋混凝土等材料铺设。回采第一阶段上部几个分层时,在假顶上部由废旧坑木逐渐形成厚度大于一个分层的隔离层,以防废石冲入。隔离层上部应有5~10m以上的岩石垫层,以缓冲围岩崩落时所造成的冲击力,确保安全生产。
  
  有底柱分段崩落法 特点是分段落矿,通过底部结构放出崩落的矿石。底部结构简称底柱,位于矿块或矿房底部,其中布置出矿巷道、斗穿、斗颈、漏斗或堑沟和溜井,根据出矿方法分为电耙、格筛和装载机械三种底部结构。中国矿山多采用电耙出矿的底部结构(图1)。电耙出矿的主要缺点是计量困难,结构较复杂,回收底柱时损失、贫化大,随着高效率无轨自行装运设备的出现,目前已逐渐改用装载机械出矿的平底结构。
  
  
  有底柱分段崩落法有水平分层和垂直分层两种落矿方案。中国矿山广泛采用后一方案。垂直分层落矿方案的优点是爆破对底柱的破坏小,使用挤压爆破技术的落矿质量好,矿块结构简单,易于实现凿岩机械化,工作安全,但人工装药的劳动强度大。挤压爆破时,利用切割井巷或利用相邻已采矿块的崩落矿岩间隙做补偿空间,补偿比较小,约为15~20%。图1是向相邻崩落矿岩挤压爆破的方案。在分段下部形成底部结构,上部掘进凿岩巷道和通风行人天井后,钻上向扇形深孔,向相邻崩落矿岩方向挤压爆破落矿。爆破落矿前,相邻矿块必须进行松动放矿,以提供补偿空间。一次挤压爆破层厚度通常为 10~20m。这种方案的切割工作量低,爆破质量较好,但使用条件严格。回采矿块不和已采的崩落矿块相邻,或崩落矿岩的补偿空间不足时,可用切割井巷做补偿空间,进行挤压爆破。
  
  有底柱分段崩落法有许多回采方案,适用于各种稳固程度的中厚以上的倾斜、急倾斜矿体和缓倾斜厚矿体。主要优点是适应性强;用电耙出矿,操作、维修简单;通风条件好。主要缺点是采准切割工程最大;巷道施工不易实现机械化,劳动条件差;矿石损失、贫化大。
  
  无底柱分段崩落法 特点是凿岩、崩矿和出矿在同一个分段回采巷道内顺序进行,以较小的崩矿步距向崩落区进行挤压爆破,不设底部结构,崩落的矿石自回采巷道端部直接放出,用装载设备装运至溜井。本法的优点是:结构简单,有利于使用大型机械化无轨自行设备;各工序都在水平巷道内进行,工作安全;能分采和剔出夹石。缺点是通风差,矿石损失、贫化高。适于开采围岩易崩落、矿石稳固的急倾斜厚矿体。若矿石不稳固,回采巷道维护困难;倾角小和矿体薄,矿石损失、贫化将增大。
  
  采矿方法布置见图2。在分段水平掘进称为进路的回采巷道和联络巷道。回采巷道端部,掘进切割巷道和切割天井。 在回采巷道和切割巷道中凿上向扇形深孔。回采前先在回采巷道端部拉切割槽,然后分步距爆破进行回采。回采分段上部应保持大于1.5~2个分段高度的崩落覆盖岩层。沿走向每隔一定距离布置设备井或斜坡道,向分段运送设备、材料和人员。
  
  
  分段高度、进路间距、崩矿步距三个参数要合理配合,符合覆岩下放矿的矿岩流动规律。分段高度主要受凿岩设备的限制,过大将影响凿岩效率和爆破质量,过小则增大采准工作量。常用的高度为10m左右。上下分段的回采巷道应严格按菱形布置,以便将上分段回采巷道两侧的脊部残留矿石,在下分段出矿时尽量回收出来。同一分段内的回采巷道应互相平行。常用的回采巷道间距是8~10m。采准工作完成后,崩矿步距是惟一能调节的参数。常用的崩矿步距是 1.8~2.5m。如果参数选择合理,生产正常,在贫化率15~20%的条件下,回收率可达85%以上。
  
  凿岩主要使用单机、双机或三机自行台车。个别矿山也有用圆环雪橇式台架的。台车和台架均配重型凿岩机。出矿主要采用装运机和铲运机,运距较长时用装载机械配自卸卡车或自行矿车。
  
  阶段崩落法 特点是在阶段全高上借助凿岩爆破或重力崩落矿石,并在崩落覆盖岩层下通过矿块的底部结构放出矿石。阶段崩落法分阶段强制崩落法和阶段自然崩落法。
  
  阶段强制崩落法 主要利用凿岩爆破落矿。矿块布置和回采工艺大体与有底柱分段崩落法相似。本法的主要特点是整个阶段高度一次落矿,不划分分段。阶段强制崩落法也分水平深孔落矿方案和垂直深孔落矿方案。水平深孔落矿方案须形成与落矿范围相适应的水平补偿空间,掘进凿岩天井和凿岩硐室。在凿岩天井或硐室中钻水平深孔需搬运凿岩设备,作业条件差。本法适用于开采矿石比较稳固,无自燃和粘结性而形状又比较规则的厚大矿体。主要优点是矿块生产能力大,采准工作量小,劳动生产率高,成本低,存窿矿石多,有利于调节生产。主要缺点是落矿高度大,放矿管理要求严格,出矿时间长,矿岩不够稳固时底柱维护困难。
  
  阶段自然崩落法 主要靠矿石自重落矿,在矿体回采单元(矿块或盘区)下部进行较大水平面积拉底,在侧部用巷道和深孔爆破切帮后,矿石在阶段的整个高度上随放矿而逐渐自然崩落(图3)。控制放矿速度和调节切帮工程,可保证矿石破碎质量和正常连续崩落。本法将矿体划分成矿块、盘区或全矿体连续崩落。矿块或盘区的水平尺寸主要取决于矿石的崩落难易程度、要求的崩落速度和底柱的稳固性。合理矿块尺寸应保证矿石按要求连续自然崩落,出矿巷道不发生破坏。
  
  
  应用阶段自然崩落法的主要条件是在拉底、切帮后,矿石能自然崩落成合格的块度。适用于矿石节理裂隙发育,矿体与围岩界线明显,易于分离,围岩较矿石滞后崩落的厚大矿体。本法生产能力大,是成本最低的地下采矿法,在有些条件下接近露天开采,主要缺点是采准时间长,一次投资大,使用条件严格。此法在美国应用较多。
  

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参考词条