无底柱分段崩落采矿技术的应用研究

刘　明（内蒙古大中矿业股份有限公司,内蒙古　巴彦淖尔　015000）

无底柱分段崩落采矿技术的应用研究

刘明
（内蒙古大中矿业股份有限公司,内蒙古巴彦淖尔015000）

作为地下铁矿开采的重要方法，无底柱分段崩落采矿技术的应用对于改进采矿企业生产效益具有重要作用。本文首先对无底柱分段崩落采矿技术进行概述，然后具体探讨了无底柱分段崩落采矿技术的应用，以期为相关技术与研究人员提供参考。

无底柱；分段崩落采矿技术；应用

无底柱分段崩落采矿技术是一种具有高采矿强度、高机械化程度的采矿技术，因其结构简单，且安全性能优越，被广泛应用于各类地下技术矿山中。然而在实际应用中，该技术在不同矿山也出现了回采异常、采场地压高、难以达到预定产量等问题。因此，加强有关无底柱分段崩落采矿技术的应用研究，对于改善采矿效率及质量具有重要的现实意义。

1　无底柱分段崩落采矿技术概述

无底柱分段崩落采矿技术是将矿块采用分段回采巷道划分成多个阶段，自上而下进行逐段回采，然后利用崩落围岩对采空区进行充填，分段底部安设出矿底部结构，按照小步距爆破下的矿石会在围岩的覆盖下直接通过回采进路端放出的一种方法技术。

1.1技术特点

在回采进路端部于崩落围岩遮盖下实施放矿及爆破；爆破、凿岩、出矿等工艺流程共同在同一回采进路内一次进行；上下分段进路依照菱形方式进行交错安设；矿石回采先从回采进路的上盘开始，依照步距次序逐次回退回采，指导下盘矿体边界结束；每个分段均不安置放矿的底部结构，不预留任何矿柱[1]。

1.2技术优缺点

优点：（1）方便采矿作业实现综合机械化，回采与采准工序均在进路内开展，易于应用采矿凿岩台车、掘金台车、装运机等大型无轨自行设备；（2）结构简洁，无底部结构，不留设矿柱，各分段与矿块间不留间柱，无需掘进施工难度较高的斗颈、漏斗、电耙、斗穿等切割巷道，在矿块中仅需布设采矿进路，将巷道联通，对天井和巷道进行切割即可，施工简便；（3）作业安全性能高，作业人员工作在水平巷道内，顶板暴露面积较少，当发生意外情况时便于发现和处理；（4）回采工艺简便，各回采工序均在不同分段内开展，相互之间无干扰，便于进行专业化处理；（5）具有较高的灵活性，可依据矿体条件对进路方式及回采顺序进行调整；各进路回采宽度仅有10m左右，崩矿步距仅2m，生产中发生意外情况时影响范围较小。

缺点：通风条件较差；矿石贫化率与损失率较高。

2　无底柱分段崩落采矿技术的应用

某金矿矿体控制走向长度约为780m，控制斜身高于440m。矿体厚度在1～5m左右，平均矿体斜角为45。，平均地质品味为3.79×10-6。矿体底板、顶板都属于中-弱硅化粉砂岩、细砂岩和泥岩。因该矿的选矿尾矿出现泥化而未充填粗骨料无法选用充填采矿法，选用空场法又难以确保施工安全，所以选用无底柱分段崩落采矿技术。

2.1分段高度与回采顺序

采场分段高度主要由矿体开采环境条件决定，如矿体走向长度、水平厚度、矿岩稳定性、倾角等；其次是矿山设备及矿山生产能力等。岩金矿山基本上没有垂直矿体走向布置凿岩和进路的条件，也就是矿体厚度通常在20m以下，确定分段高度时需考虑两方面因素：（1）对于施工状况，分段高度增加则施工中深孔长度也会增大，在炮孔深度超过一定值时，凿岩速率会显著减小，偏斜度增大，意外事故率增加而影响爆破质量。因此分段高度不能过高。（2）回采巷道选用脉内岩脉布设方式，矿体坡度较缓，分段高度过大很可能导致下盘矿石损失过大，同时需考虑出矿巷道的施工难易程度及另行布置方式，分段高度不能过高。该金矿选用单进路菱形布设方法，分段高度定位10m[2]。

回采顺序选用由上至下，先从采场沿溜矿井方向依顺序回退作业，也就是等到整体采场采切完成后，先对上分段矿体回采，随后回采下分段矿体。

2.2巷道支护与掘进

脉外分段平巷、穿脉平巷掘进，可选用普通掘进方式开展作业，若局部地段稳固性较差，可依照光面爆破掘进，同时选用喷浆支护或喷锚金属网支护。脉内回采进路掘进则按照光面爆破方式进行，每隔4m需进行支护后才可向前掘进，支护选用喷锚金属网方式。

支护参数：脉外巷道喷浆支护，选用M20喷浆强度，喷层厚度控制在50mm。脉内先喷洒一层厚度为30mm的砂浆，随后进行锚网支护，锚杆一侧应安置挡浆环，锚杆网度为1m，金属网网格按照50mm×50mm布置；挂网支护过程中网间应设置100mm的重叠搭接。若回采进路稳定性较差，需将喷锚金属网挂至巷道底部，并使用强度为M 20、厚度为70mm的喷浆支护。

光面爆破施工：先掘进4m的断面，随后采用光面爆破，也就是依照巷道外周轮廓实施凿岩，巷道拱部和帮部孔距需分别控制在300mm和400mm。钻凿的光面爆破炮孔应和巷道纵向中心线保持平行，并使用间隔不耦合方式装药。

2.3凿岩工程

因该矿矿岩属于易爆、易凿矿岩，可依照相似矿山凿岩参数采用类比法进行优化选择。相关试验参数为：拉槽部分由于夹制性过大，炮孔选用垂直方式布置，排距控制在1.4～1.5m，其他则为1.5～1.6m，孔距为1.4m，孔底距控制在2.5m。为保证中深孔落空质量，在各凿岩巷道完成后，应先对中深孔进行审核。审核标准为：（1）钻孔孔深应高于设计孔深至少0.2m，否则为废孔；（2）钻孔倾斜角应低于设计角度2°左右。炮孔设计时接近矿体上、下盘的破碎带应预留0.5m的护矿矿壁，以防止混入乱石[3]。

2.4出矿方式与采场通风

崩落矿石选用WJD-1.0型铲运机进行出矿。因含有放矿椭球体，铲运机铲矿过程中应尽可能从矿体下盘铲出，利用脉外巷道运输到溜矿井，矿石经过矿井漏斗进入矿车，通过斜井提升运至地表。出矿选择截止品位法，在出矿品味小于1.2g/t时需终止出矿。

中深孔爆破后利用自然通风系统风流实施通风。爆破形成污风可利用上山巷道排至上中段，直至排出地表，通风时间大约为8h。

3　结束语

无底柱分段崩落采矿技术的应用水平将直接关系采矿企业的出矿质量及生产效率，因此，相关技术人员应加强有关无底柱分段崩落采矿技术的研究，总结该技术应用要点及关键部位技术处理措施，以逐步提升无底柱分段崩落采矿技术应用质量。

[1]余健,汪德文.高分段大间距无底柱分段崩落采矿新技术[J].金属矿山,2008(03):26-31.

[2]明世祥,梅智学.无底柱分段崩落采矿法在武钢地下铁矿中的应用实践[J].黄金,2005(06):29-32.

[3]宋世生,郭明春,严鹏,郭树林,姚香,邓志高,张青松.无底柱分段崩落采矿法在那林金矿的试验研究[J].黄金,2010(10):33-37.

[4]刘振东.无底柱分段崩落法结构参数优化研究[D].南华大学,2011.

刘明（1986—），男，内蒙古巴彦淖尔市人，大专，研究方向：技术。