一、分段礦房法一、分段礦房法的特點(diǎn)1、將階段再劃分成若干（3～5個(gè)）分段，在分段上布置礦房和礦柱；2、分段事實(shí)上是作為回采的基本單元，每個(gè)分段的開(kāi)采工藝過(guò)程基本類似。3、各分段采下的礦石從分段出礦巷道運(yùn)出，通過(guò)溜井或直接（斜坡道）運(yùn)出到井下礦倉(cāng)；4、一般不留間柱（典型方案有），分段內(nèi)實(shí)行連續(xù)回采；5、多采用自行設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采；6、若在分段間以及礦房之間留有礦柱，一般在礦房回采結(jié)束后立即回收礦柱并及時(shí)處理空區(qū)；7、幾乎所有的開(kāi)采作業(yè)均在暴露面較小的巷道以及硐室中進(jìn)行，而不在傳統(tǒng)的大暴露面的礦房?jī)?nèi)進(jìn)行，因而安全性好；8、以分段為獨(dú)立的回采單元，靈活性高；二、結(jié)構(gòu)參數(shù)階段高度：40～60米，分段高度15～25米；礦房走向長(zhǎng)度：35～40米；礦柱：間柱6～8米，頂柱5～6米；三、典型方案（圖15-22）1、采準(zhǔn)工作:階段運(yùn)輸平巷—斜坡道—分段運(yùn)輸平巷1—裝礦橫巷2—塹溝拉底平巷3—放礦溜井（圖中未標(biāo)示）—鑿巖平巷4—礦柱回采平巷（頂柱5、間柱7）2、切割工作：切割平巷6—切割天井9—切割立槽3、回采工作：扇形中深孔或深孔—向切割立槽崩礦（自由空間爆破）—裝礦橫巷出礦（間距10－20米）—放礦溜井（約100米一個(gè)）—階段運(yùn)輸巷道。4、地壓管理：一般情況下，礦房回采結(jié)束后，立即進(jìn)行礦柱回收工作（頂柱5、間柱7），具體方法是通過(guò)礦柱回收巷道（5、7、8）中深孔（或深孔）落礦。礦柱回收過(guò)程也是采空區(qū)處理以及地壓管理的過(guò)程。礦柱回收完成后，圍巖自然或被強(qiáng)制崩落。四、評(píng)價(jià)：適用于礦體厚度：中厚及以上；礦石及圍巖中等穩(wěn)固及以上；是一種機(jī)械化程度高、效率高、安全性好、貧化低的一種空?qǐng)霾傻V法。但其主要缺點(diǎn)是采準(zhǔn)工程量大。特別是由于礦柱的存在，影響了礦石的回收，增加了采準(zhǔn)工程量，也一定程度降低了回采效率。鑒于這個(gè)原因，該方法有向有底部結(jié)構(gòu)的分段崩落法（見(jiàn)下圖）以及無(wú)底柱分段崩落法過(guò)渡的趨勢(shì)。二、階段礦房法（一）階段礦房法的特點(diǎn)1、以整個(gè)階段為回采對(duì)象，采用深孔或中深孔進(jìn)行落礦；整個(gè)礦塊的采準(zhǔn)布置與中厚礦體的留礦采礦法類似，主要區(qū)別在于落礦方式采用了中深孔落礦。2、根據(jù)炮孔布置方式的不同，階段礦房法被分為水平深孔和垂直深孔落礦；前者要求在礦房底部進(jìn)行拉底，后者不僅要進(jìn)行拉底作業(yè)，同時(shí)還需要開(kāi)鑿切割立槽；3、底部結(jié)構(gòu)以電耙漏斗底部結(jié)構(gòu)和塹溝底部結(jié)構(gòu)為主；平底結(jié)構(gòu)也有使用。4、分段落礦的階段礦房法在一些書(shū)籍中被列入分段空?qǐng)龇ɑ蚍侄蔚V房法中；5、上世紀(jì)70年代末、80年代處在美加等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家又出現(xiàn)了一種被稱為VCR的階段礦房法，翻譯成中文就是垂直深孔球狀藥包后退式采礦法。（二）水平深孔落礦的階段礦房法（圖5-23）

1、結(jié)構(gòu)參數(shù)：階段高度40-60米；礦房長(zhǎng)度20-40米（沿走向布置礦房），或10-30米（垂直走向布置礦房）；間柱10-15米，頂柱6-8米，底柱8-13米（漏斗），5-8米為平底或塹溝結(jié)構(gòu)。2、采準(zhǔn)工作：階段運(yùn)輸一般采用脈外環(huán)形運(yùn)輸布置，脈內(nèi)天井（鑿巖、通風(fēng)、行人等），雙排對(duì)稱漏斗電耙出礦；由于深孔落礦大塊率較高（15-30%），底部結(jié)構(gòu)一般設(shè)有二次破碎水平；3、切割工作：圖15-24，主要包括劈漏和開(kāi)鑿拉底空間。劈漏和拉底可以同時(shí)進(jìn)行，但劈漏應(yīng)超前于拉底進(jìn)行（為什么？）。4、回采工作：鑿巖：采用水平扇型或平行深孔進(jìn)行落礦，孔深10-30米，抵抗線為2.5-3.0米，每次爆破1-2派，以后爆破排數(shù)可以逐步增加；4、回采工作：通風(fēng)：通風(fēng)主要考慮鑿巖硐室以及電耙巷道的通風(fēng)問(wèn)題，頻繁的二次破碎工作需要電耙巷道設(shè)置專門的回風(fēng)巷道（圖15-23中的5）；出礦：崩落的礦石可以全部放出，也可以暫留一部分在采場(chǎng)，待整個(gè)礦房的礦石都崩落后再集中放出，這時(shí)該采礦方法就與前述深孔留礦法接近了。由于該采礦方法的大塊率較高（為什么？），出礦過(guò)程中二次破碎也是回采作業(yè)中的一項(xiàng)經(jīng)常性工作。問(wèn)題：將采場(chǎng)礦石全部放出有什么不利的效果？地壓管理：由于主要使用在礦巖均穩(wěn)固情況，且工人均不在大的暴露面下工作。因此，回采時(shí)采場(chǎng)地壓管理工作量很小，主要是部分采準(zhǔn)巷道臨時(shí)維護(hù)工作。但是，該采礦方法底柱穩(wěn)定性的維護(hù)一直是困擾礦山的一個(gè)突出的問(wèn)題（為什么？），因此，該方法正逐步被一些無(wú)底部結(jié)構(gòu)的采礦方法取代。（三）垂直深孔落礦階段礦房法典型方案特點(diǎn)：炮孔為垂直上向（也有采用下向孔的情況）扇型或平行，礦房中央開(kāi)切割立槽，爆破對(duì)底部結(jié)構(gòu)影響小；拉底空間相對(duì)小一些，且無(wú)須一次完成，但切割立槽必須在落礦前完成。分段鑿巖（8－15米）可以降低對(duì)鑿巖設(shè)備的要求，但增加了采準(zhǔn)工程量。采切工作：與水平孔落礦方案相比，垂直孔方案增加了分段鑿巖平巷。同時(shí)，切割工作變?yōu)殚_(kāi)鑿切割立槽。切割立槽的形成可以采用淺孔留礦法的方式形成，但一般采用水平或垂直深孔的方式開(kāi)鑿（見(jiàn)圖5-26，15-27）。回采工作：與水平深孔落礦基本相同。需要注意的是，為避免污風(fēng)影響鑿巖工作，一般是將全部炮孔鑿?fù)旰笤龠M(jìn)行分次爆破。下向孔的分段空?qǐng)龇ǎ┒返撞拷Y(jié)構(gòu)）下向孔塹溝底部結(jié)構(gòu)分段空?qǐng)龇▎?wèn)題：請(qǐng)比較水平孔方案與垂直孔方案的優(yōu)缺點(diǎn)。垂直礦體走向布置的階段礦房法（圖5-29）簡(jiǎn)介主要針對(duì)礦體厚度極大（極厚礦體）的情況，此時(shí)可以通過(guò)調(diào)整礦房的寬度來(lái)有效控制礦房的暴露面積，從而保證采礦的安全。圖示方案的采準(zhǔn)切割以及回采工作與前述垂直孔方案基本相同。但電耙的布置方向不同，切割立槽的位置也不同（形成方法基本相同）四、垂直深孔球狀藥包后退式落礦的階段礦房法典型方案1、球狀藥包及其爆破特點(diǎn)：凡是裝藥長(zhǎng)度與炮孔直徑之比小于1：6的情況，一般都可稱為是球狀藥包；在一個(gè)爆破自由面的情況下，球狀藥包爆破后形成漏斗狀崩落區(qū)。當(dāng)多個(gè)球狀藥包在同一個(gè)位置同時(shí)起爆時(shí)，就可以將一定厚度的礦體崩落下來(lái)。球狀藥包爆破在露天礦以及鐵路與公路建設(shè)中邊坡爆破使用比較多，地下礦山使用很少。2、典型方案采準(zhǔn)布置主要包括頂柱下的頂部鑿巖硐室或鑿巖平巷，底部裝礦巷道以及運(yùn)輸巷道等；3、切割工作：主要包括塹溝及拉底的形成，以平底受礦結(jié)構(gòu)為主。4、回采工作：鉆孔：一般采用大直徑潛孔鉆機(jī)，孔徑在150～165毫米；炮孔布置多為下向平行深孔（見(jiàn)圖15-33），孔網(wǎng)參數(shù)一般為3m×3m，少有下向扇型深孔布置（）；爆破：采用分次裝藥、分層爆破的方式進(jìn)行，每次爆破的層高約為2.5～3.0m，每次每孔裝藥為25～30Kg。（見(jiàn)圖15－37，15－38）出礦：一般采用鏟運(yùn)機(jī)或裝運(yùn)機(jī)出礦，每次只須運(yùn)出約40%左右的崩落礦量，待整個(gè)礦房礦量全部崩落完畢后，在進(jìn)行集中出礦。顯然，這種出礦方式與前述的深空落礦的留礦法有些類似。5、評(píng)價(jià)：

結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，省去了切割立槽，機(jī)械化程度高，生產(chǎn)能力大，采準(zhǔn)工程量小；但對(duì)鉆孔（設(shè)備及技術(shù)）以及爆破技術(shù)要求較高。我國(guó)的凡口鉛鋅礦和加拿大的Stobie礦采用了這種采礦方法。說(shuō)明：該法在許多礦山用于回收充填法的礦柱，不僅效率高，而且安全性好。（五）階段礦房法的評(píng)價(jià)從整體上看，階段礦房法都具有回采強(qiáng)度大、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、采礦成本低以及生產(chǎn)作業(yè)安全等優(yōu)點(diǎn)，在礦巖穩(wěn)固的急傾斜中厚及以上礦體中應(yīng)用十分廣泛。但由于其礦柱礦量所占比重很大，達(dá)30～50%以上，使整體的礦石回收指標(biāo)受到影響，礦石損失率達(dá)到15～20%，礦石貧化率達(dá)到10～15%。此外，該類采礦方法還有礦塊底部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且容易受到破壞（特別是水平深孔落礦）等缺點(diǎn)。因此，除VCR法外，這類采礦方法在國(guó)外正逐步被其它一些結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、更安全、更易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的采礦方法所取代，例如前述的分段礦房法以及無(wú)底柱分段崩落法等。三、礦柱回采及采空區(qū)處理

（一）礦柱回采1、概述礦塊的回采可分為單步驟與兩步驟回采兩種方式，應(yīng)用兩步驟回采方式時(shí)，將礦塊劃分為礦房與礦柱，先采礦房，后采礦柱。目前講到的采礦方法，都是兩步驟回采，我們先講了礦房如何回采，未講礦柱如何回采，也未講留下的采空區(qū)如何處理。而我們知道，礦柱的礦量一般要占礦塊任量20-50%左右，除個(gè)別情況下可作為永久礦難損失之外，其他都就當(dāng)盡量的及時(shí)地回收。在回采礦房的同時(shí)，就應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃的及時(shí)回采礦柱。事實(shí)上，在設(shè)計(jì)回采礦房時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)礦柱的回采（包括采準(zhǔn)、切割、鑿巖、落礦、以及通風(fēng)和出礦等）。礦柱回采要盡可能利用回采礦房時(shí)的采準(zhǔn)工程以及其它采切條件，以降低礦柱回采成本。2、礦柱回采的重要性。礦柱對(duì)圍巖起著支撐作用，用來(lái)控制地壓，同時(shí)礦柱還起著保護(hù)采礦巷道，隔離上部或周圍的廢石的作用，降低礦房回采過(guò)程中的礦石損失與貧化，保證礦房回采可取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)礦柱的礦量占礦塊量的20-50%左右，是相當(dāng)大的數(shù)量，若不及時(shí)回采，就會(huì)損失國(guó)家資源。當(dāng)?shù)V房回采工作已下降幾個(gè)階段以后，再返回來(lái)到上部階段回采礦柱，往往破壞了正常的自上而下的階段回采順序，這對(duì)整個(gè)生產(chǎn)是不利的。如果不及時(shí)回采礦柱，則無(wú)形中增強(qiáng)了每個(gè)階段的服務(wù)年限，使巷道、設(shè)備和管線等等都加以維護(hù)，這樣必然使維護(hù)費(fèi)用增加。不及時(shí)回采礦柱，往往使原來(lái)在礦柱中所作的采準(zhǔn)工程被破壞，回采礦柱時(shí)要重新補(bǔ)充開(kāi)掘采準(zhǔn)巷道，這樣就會(huì)造成采準(zhǔn)工程的浪費(fèi)，以及地壓，管理上的困難。不及時(shí)回采礦柱，造成多階段生產(chǎn)，則使通風(fēng)條件惡化。3、礦柱回采的特殊性（1）地壓管理方面：礦柱的采礦地壓，比起礦房地壓來(lái)說(shuō)，管理要復(fù)雜和困難。由于礦柱受到集中應(yīng)力作用和礦房落礦的爆破，以及礦柱內(nèi)已開(kāi)掘的采準(zhǔn)巷道的影響。它的整體性能受到不同程度的削弱，使礦柱的穩(wěn)固性降低。例如，當(dāng)間柱兩側(cè)是未處理的采空區(qū)時(shí)，則礦柱往往是應(yīng)力集中的部位，如果在間柱底部再一拉底，則間柱就過(guò)于四面懸空狀態(tài)，就有可能因應(yīng)力集中而產(chǎn)生破壞或垮落。（2）落礦方面：由于礦柱被條件各種巷道所切割，兩側(cè)又都采空，因而落礦的自由面比較多，落礦的方向及順序比較難于控制。另外，回采礦柱時(shí)，大多利用原有巷道來(lái)布置炮孔，有時(shí)只能用束狀孔來(lái)爆破（束狀孔使爆藥分布不均），導(dǎo)致落礦質(zhì)量差，礦石大塊多。（3）放礦方面用崩落法回采礦柱時(shí)，其放礦條件比礦房回采時(shí)放礦條件差。因?yàn)楫?dāng)?shù)V體傾角為55～70°時(shí)，用空?qǐng)龇ɑ夭傻V房，礦石能借自重順利放出，而用崩落法回采礦柱時(shí)，是在上部有覆蓋巖石條件下放礦，同樣的礦體傾角，放礦效果卻相差很多。許多礦石留在下盤放不出來(lái)，損失掉了。這種情況下，又不能用拋擲落礦方法來(lái)改善礦石損失指標(biāo)。（4）通風(fēng)方面回采礦柱時(shí)，由于周圍已采礦房空區(qū)或采準(zhǔn)巷道的存在，通風(fēng)條件較差。綜上所述，雖然將礦塊劃分成礦房和礦柱兩步驟回采，但是礦房和礦柱的回采互相影響著，彼此是有聯(lián)系，應(yīng)當(dāng)將二者看成是統(tǒng)一體的兩方面。需要強(qiáng)調(diào)的是，礦柱回收是處于一種極為不利的狀況下進(jìn)行回收。同時(shí)，礦柱的回收方式以及回收時(shí)間必須考慮空區(qū)處理的技術(shù)需求，同時(shí)盡可能利用礦房回采時(shí)行程的各種條件與設(shè)施。4、礦柱的回采方法回采礦柱的方法，主要依據(jù)已采礦房的存在狀態(tài)以及采空區(qū)的處理方式來(lái)選擇。具體如下：（1）采完的礦房已充填采完礦房若充填時(shí)，廣泛使用分段崩落法（覆巖為充填料）或充填法來(lái)回采。無(wú)論用哪種采礦方法來(lái)回采礦柱，一般都是先采頂?shù)字ㄖ干想A段留下的底柱和本階段的頂柱）而后采間柱。為什么？（2）采完的礦房未充填（敞空礦房）：礦房采完后空區(qū)未充填條件下，一般用大爆破方法來(lái)回采礦柱。用大爆破方法回采礦柱，又可分為用淺孔大爆破回采、深孔大爆破回采和藥室大爆破回采法三種。爆破順序?yàn)椋合乳g柱后頂柱，同次分段爆破。為什么？礦柱回收完畢或在回收礦柱的同時(shí)，及時(shí)處理采空區(qū)。房柱法的礦柱回收，在空區(qū)既不充填也不崩落的情況下，也可以采用減少礦柱礦量的辦法（給礦柱“瘦身”的方式）部分回收礦柱礦量。留礦法礦柱的回收（先崩落間柱、后崩落頂柱，同次分段爆破）先間柱后頂?shù)字畏侄伪疲ǘ┎傻V區(qū)處理1、處理采空區(qū)的重要性（不及時(shí)處理的危害性）用空?qǐng)霾傻V法回采礦房以后留下大量采空區(qū)，必須及時(shí)加以處理。隨著礦石的采出和空區(qū)的形成，巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，應(yīng)力重新分布，一些部位的應(yīng)力集中，另一些部位的應(yīng)力降低。隨著礦山開(kāi)采工作的延深或所留礦住的回采，空區(qū)容積不斷擴(kuò)大。如果集中應(yīng)力超過(guò)礦石或圍巖的極限強(qiáng)度時(shí)，圍巖將會(huì)出現(xiàn)裂隙，發(fā)生片幫、冒頂、巷道支護(hù)變形；嚴(yán)重時(shí)將使礦柱壓垮，礦房倒塌，巷道破壞，巖層整體移動(dòng)，頂板大面積冒落，地不大范圍開(kāi)裂，下沉和塌降，即出現(xiàn)大規(guī)模的地壓活動(dòng)。在頂板大面積冒落時(shí)，還產(chǎn)生強(qiáng)裂的破壞性的機(jī)械沖出是沖擊。輕者受影響的只是個(gè)別采場(chǎng)或階段，重者使整個(gè)礦山受災(zāi)停產(chǎn)。（1）弓長(zhǎng)嶺鐵礦地壓活動(dòng)情況該礦于1950年～1969年先后發(fā)生過(guò)四次大規(guī)格地壓活動(dòng)。1）第一次活動(dòng)，使一個(gè)天井遭到破壞，不能用了。錯(cuò)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20天，停產(chǎn)半年之久。2）第二次活動(dòng)，是1958年6月發(fā)生的。第一、二兩次共損失平爐礦1160萬(wàn)噸3）第三次活動(dòng)，使巷道產(chǎn)生裂縫，鐵軌位移，在采場(chǎng)巷道中作業(yè)的10名工人被暴風(fēng)沖倒而跌傷，使地表一臺(tái)主扇連同廠房設(shè)備全部陷入空區(qū)，并切斷了通風(fēng)系統(tǒng)的咽喉。4）第四次活動(dòng)于1969年8月發(fā)生，這次損失礦量20多萬(wàn)噸。（2）盤古山鎢礦地壓活動(dòng)情況該礦于1966年6月發(fā)生了大的地壓活動(dòng)，在3～4天內(nèi)使上萬(wàn)米坑道下沉，地面山崩地裂，山脊攔腰斷裂，兩端沉降1.8米，裂縫有的寬達(dá)0.8米，地表波動(dòng)范圍達(dá)10萬(wàn)平方米。由于這次地壓活動(dòng)，使四個(gè)中段的十大工藝系統(tǒng)被破壞，整個(gè)礦山基本處于停產(chǎn)狀態(tài)。損失鎢金屬4153噸。用了近兩年時(shí)間才恢復(fù)生產(chǎn)。（3）錫礦山銻礦地壓活動(dòng)情況該礦于1965年12月發(fā)生一次地壓活動(dòng)，使冶煉廠排氣煙囪和通風(fēng)機(jī)房遭到破壞，使留有保安礦柱的一號(hào)豎井井筒出現(xiàn)裂縫，井架傾斜43毫米，井筒開(kāi)裂條縫，壓風(fēng)機(jī)房底板鼓起。2、處理采空區(qū)的方法處理采空區(qū)常用的方法有三種，即：崩落圍巖法、充填空區(qū)法和封閉空區(qū)法。（1）崩落圍巖法崩落圍巖法就是利用崩落下來(lái)的圍巖充填采空區(qū)，使之形成一個(gè)緩沖保護(hù)巖石墊層，防止上部大量巖石突然崩落時(shí)，氣浪沖擊和機(jī)械沖擊對(duì)巷道設(shè)備和人身的危害。崩落圍巖的方法可有自然崩落法和強(qiáng)制崩落法兩種。自然崩落法由于我國(guó)的具體情況，使用的不多。而強(qiáng)制崩落圍巖的方法在我國(guó)使用較多。[注意]：1）使用崩落法處理采空區(qū)的基本條件是：圍巖和地表允許陷落。2）崩落圍巖與礦柱回采兩次作業(yè)一般應(yīng)當(dāng)同時(shí)進(jìn)行。崩落圍巖的工程（硐室、炮孔等）必須在礦柱回采前完成），爆破時(shí)先崩落礦柱，接著崩落圍巖。（一個(gè)先響，一個(gè)后響）。3）崩落的巖石在回采階段上部形成墊層，用以保護(hù)生產(chǎn)工作的安全進(jìn)行。崩落巖石墊層的高度，一般應(yīng)大于礦體的厚度（一般大于15～20米）。4）對(duì)于急傾斜厚和極厚的礦體，在開(kāi)采的后形成了空區(qū)，在處理空區(qū)時(shí)，除了要求有足夠厚度的巖石墊層外，還需要在適當(dāng)?shù)牡胤介_(kāi)出“天窗”，使采空區(qū)與地面連通，以防止由于圍巖大面積地突然崩落產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊氣浪的破壞作用。5）對(duì)于開(kāi)采緩傾斜和傾斜礦體時(shí)，崩落圍巖形成的墊層，往往損失在礦體下盤，不能隨著回采工作面的下降而下移，因此，在回采中，應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃地間隔式地崩落頂板巖石，不斷地補(bǔ)充巖石墊層。（2）充填空區(qū)法充填采空區(qū)的實(shí)質(zhì)是：①依靠充填體支撐圍巖，以減緩圍巖的移動(dòng)速度，保持圍巖的相對(duì)穩(wěn)定。②用充填料包裹礦柱，使礦柱由單向受壓變?yōu)槿蚴軌籂顟B(tài)，從而提高礦柱的強(qiáng)度。③充填體能承受礦柱回采時(shí)礦柱支撐壓力的轉(zhuǎn)移，如果充填體有足夠的強(qiáng)度，以阻止圍巖的繼續(xù)移動(dòng)，則可緩和相鄰未采礦柱上的應(yīng)力集中。充填空區(qū)法的適用條件：①圍巖與地表不允許崩落；②要求提高礦柱的回收率；③有現(xiàn)成的廉價(jià)的充填料可利用（如露天剝離，掘進(jìn)廢石、尾砂、冶煉爐碴等）；④其他不宜用崩落圍巖處理采空區(qū)的條件。（如復(fù)蓋巖層很厚，又極穩(wěn)固的采空區(qū)等）；充填空區(qū)的具體方法充填空區(qū)的方法是干式充填，也可以是水砂、尾砂或膠結(jié)充填。充填空區(qū)時(shí)