淺析無底柱分段崩落采礦法回采設計方法

摘 要：在礦山開采中，無底柱分段崩落采礦法作為一種機械化程度高、勞動消耗量小的高效率采礦方法，它因取消了回采巷道上部的分段臨時底柱而得名。由于適用于無底柱分段崩落法的高效率設備的出現，該采礦方法得到了較廣泛的應用。回采設計是采準設計的繼續，是指在采準工程完成的基礎上，進行礦塊落礦的中深孔或深孔布置設計。一般情況下。回采設計應以采場為單元，特殊情況下可以進路為單元。

關鍵詞：無底柱分段崩落法；回采；設計方法

1 回采設計的依據

(1)經審定的采場二次圈定地質資料；(2)采場采準工程驗收資料和實測圖；(3)同類礦塊在同類設計和回采中的技術經濟指標、技術參數、成功的經驗及失敗的教訓。對地質資料和實測圖的要求：①已達到礦體勘探類型所要求的儲量級別比例：②對采切工程揭露后礦塊巖物理機械性質要有明確的評價：③采場及周圍15m范圍內已施工工程、設計工程、各類空區等應在各實測平面、剖面圖上全部反映清楚。

2 回采設計的步驟

(1) 熟悉二次圈定地質資料及待設計采場的現場情況；

(2) 根據采場大小選擇合適的標準圖幅；

(3)選擇落礦方式；

(4)確定爆破參數；

(5)依據采、切割工程的實際完成情況及各種炮孔的排間距，在地質平面和剖面圖上進行炮孔布置：

(6)繪制炮孔排面圖；

(7)在炮孔排面圖上布置炮孔，并填寫炮孔布置明表：

(8)確定爆破順序和方向；

(9)根據炮孔排面圖，圈定地質、可采和損失礦量及貧化巖石量，并與地質人員核對地質礦量：

(10)匯總中深孔、深孔工程量；

(11)進行各種技術經濟指標計算；

(12)編制設計說明書。

3 無底柱分段崩落法回采設計方法

1．圖紙部分

(1)圖紙內容。

圖紙包括采場位置索引圖、采場開采分層及上分層平面圖、各進路及切割巷剖面圖、各炮孔排面的炮孔布置圖及明細表等。本分層采場平面圖內容：圖框、坐標網、地質界限、礦巖標識、勘探線、實測工程(進路、聯巷、切巷、切井、溜井)、采場分界線、采礦界限、進路中線、邊界線、中孔排面線、采場、進路、溜井等各種標識。上分層采場平面圖內容：圖框、舉標網、地質界限、礦巖標識、勘探線、實測工程、回采設計采場進路的中線、邊界線、中孔排面線、采場、進路、溜井等各種標識。進路剖面圖內容有：圖框、圖名、坐標線、分段水平線、地質界限、礦巖標識、實測工程、采礦界限、進路、溜井、中孔排線等各種標識。切割巷剖面圖內容：圖框、圖名、坐標線、分段水平線、地質界限、礦巖標識、實測工程(進路、切巷、切井)、采礦界限，進路、切巷中線、中孔排面線等各種標識。圖紙封面內容：圖框、簽字欄、會簽欄、圖名、索引圖等。

(2)設計方法。

在熟悉掌握二次圈定的地質資料、測量部門提供的資料基礎上，對礦體形態、礦體厚度、頂底板巖石情況、礦巖性質、設計范圍內周圍、上下已有工程情況充分了解。確定無底柱分段崩落法回采設計落礦方式及炮孔參數。一般采用垂直扇形中深孔落礦。采用YGZ-90中孔鉆機，孔徑約中Φ60mm。有效孔深約l5m。根據礦巖性質和炮排位置決定排距、孔底距。一般進路中正排排距1.5m孔底距1.8～2.2m；切割中切排排距1.2m，孔底距1.6～1.8m，靠近切井位置可設加強排和擴井孔，加強排排距0.2～0.5m。在巖石中布孔時孔底距可適當加大。

(3)制圖方法及標準。

首先繪制本分段采場平面圖，根據設計范圍選擇某一號的標準圖幅，繪制圖框，無底柱分段崩落法回采設計圖紙比例尺統一選l：200。以進路豎放和橫放原則，來擺放繪制坐標網，即坐標網不一定與圖框平行垂直。坐標網格統一為l00mm x 100mm，每一網格代表20m。按采場長(進路長)80m，寬60 m計算，選3群圖紙即可。根據地質部門提供的圖紙資料透圖繪制地質界限、勘探線。根據測量部門提供的圖紙資料透圖繪制已有實測工程，如溜井、進路、聯巷、切巷和工程中線等。

繪制上分段平面圖，同本分段平面圖。繪制進路、邊界、切巷等剖面圖，圖幅盡可能同平面圖一樣，以便裝訂，根據二次圈定圖紙資料嚴格按圖紙的內容和規范繪制。設計并繪制排面線：在本分段采場平面圖中，根據正排、切排的排距繪制排面線，排面線用0.2～0.3mm實線表示。首先繪制切排排面線，根據切巷中線確定并繪制切割控制寬度，即設計拉切槽的寬度，一般為4～6m。如果本采場有切井，從切井位置開始繪制，如果沒有切井即以相鄰采場空間為拉槽空間，則從采場邊界開始繪制切排。為保證拉槽，在切井附近可設計并繪制加強排，排距0.2～0.5m，如切井的寬度不夠，可設計擴井孔。以切割控制邊界繪制正排，以排距為依據一直設計到并繪制到采礦邊界。特殊情況下可設計傾斜排。繪制完本分段平面圖中的排面線后。透圖繪制上分段平面圖中的排面線。

切制每排剖面圖：根據本分段和上段平面圖上的排面線位置，透圖繪制進路、邊界線、切巷剖面圖上的排面線，在進路剖面圖上，排面線下部繪制到進路頂板，上端繪制到其設計高度。根據平面和剖面圖切圖繪制每排的小剖面圖。可將多個小剖面繪制在一張圖紙上。圖紙上部為各排面炮孔御置圖，下部為炮孔明細表。

布置中孔，量孔深、角度：根據排面圖中巷道底板上1.2m實際中線位置為扇形中深孔的中心位置。首先繪制切巷中各排面的中孔，切巷中一般4～6個孔，其中4個孔設計到切槽控制高度，如果切槽較高則根據需要再設計2個邊孔。繪制進路中各排面的炮孔，根據邊孔角一般45°～60°繪制邊孔，如果下部有工程，考慮為下分段崩礦，邊孔角可選取45°，如處于最下分段，邊孔角要選取60°，然后依據孔底距繪制其他炮孔，若上部是空區，炮孔底部要留0.5～0.8m的防透孔距離，最后為炮孔編號(一般從左依次編號)。如果上部工程和本水平工程比較整齊。可考慮一排設計代替多排中孔設計。然后為每排編號，正排從切割位置開始依次排號，切排從切井或采場邊界開始，就是從采礦順序開始。

4 回采設計技術要求。

1. 炮孔布置

1) 緊鄰切割井和切割槽的炮孔排面抵抗線為正常回采炮孔排距的0.5～0.7倍，拉槽孔的排距為正常回采炮孔排距的0.7～0.8倍；

2) 優先布置邊孔及能控制礦體輪廓的孔，其余按孔底距均勻布置；

3) 相鄰排面的炮孔應盡量交錯布置；

4) 炮孔應根據礦體賦存形態和工程條件進行布置，并綜合考慮礦石的損失、貧化指標，其深度一般不超出礦體的邊界；

5)礦體有轉折時，轉折處排距要適當減小；

6)根據爆破順序，前排必須為后排提供必要的自由面；

7)拉槽炮孔的布置應著重考慮為整個采場拉開必要的自由面，不考慮貧化和損失的因素；

8)保護礦柱內不準布置炮孔；

9)一個采場的設計應總體考慮一次完成，禁止搞單層、單巷局部設計；

2. 技術參數

1) 垂直扇形中深孔參數(YG-90鉆)：孔徑約Φ60 mm，有效孔深約15 m，一般進路中正排排距1.5 m，孔底距1.8～2.2 m；切割中切排排距1.2 m，孔底距1.6～1.8 m，靠近切井位置可設加強排和擴井孔，加強排排距0.2～0.5 m，切槽控制寬4～6 m；

2) 炮孔密集系數M一般1.3～2.0，炮孔較深時取較大值，反之亦然；

3) 每米崩礦量在4～5 t；

4) 為提高出礦效率，改善采場作業環境，應盡量減少二次爆破工作量。采用中深孔落礦的采場，一次炸藥單耗應控制在0.45～0.55 kg/t為宜，具體情況可根據礦、巖物理機械性質和實際爆破條件而定。

3 圖紙內容

1) 開采界限以外15 m范圍內的空區、已施工工程、已設計工程、永久礦柱及礦巖界線，在各種平面和剖面圖中均應準確標注清楚；

2) 礦巖界線、采場界線、勘探線、坐標線、高程線等有關線條在各種圖紙中均應相互對應，并完整地標注清楚；

3) 各種工程名稱及符號標注要規范統一。

參考文獻

[1]解世俊等《采礦手冊》(第4卷)冶金工業出版社， 1990

[2]陳國山，翁春林.金屬礦地下開采冶金工業出版社， 2008

[3]王喜兵，岳潤芳，連民杰等.《地下礦山采礦技術管理規程》，邯邢冶金礦山管理局