无底柱分段崩落采矿法悬顶分析

孙自良 韩慧智

（山西大地工程咨询设计有限公司，山西 太原 030000）

无底柱分段崩落采矿法悬顶分析

孙自良 韩慧智

（山西大地工程咨询设计有限公司，山西 太原 030000）

利用无底柱分段崩落采矿法对矿石进行开采，一般都会遇到悬顶的现象，本文将首先阐述无底柱分段崩落采矿法的含义和产生悬顶的原因，然后再对悬顶处理的方法措施进行分析。

悬顶；爆破；无底柱分段崩落采矿法

1 无底柱分段崩落法的具体介绍

无底柱分段崩落法就是将现阶段在用的分段巷道再划分为分段，分段后再划分为分条，使每一个分条内都有一条回采的巷道，在分条中并没有设立专门的方矿的结构，所以需要在回采巷道中进行搬运和落矿。分段之间由上而下进行回采，分条之间则按照一定的顺序回采。分段矿石在慢慢的回采中，上部覆盖的崩落围岩就会随之下落，将采空区充满。分条的回采就是在回采巷道内开凿上向的扇形炮孔，遵循小崩布距对充满了废石的崩落区进行挤压爆破，松散的覆岩下崩下的矿石会通过回采巷道端部的地板用运输设施运送到采场溜井。

2 产生悬顶的主要原因

2.1 岩性较差。矿体本身有很多的裂隙，之前爆破震动的影响使得下次爆破作业需要使用的扇形炮孔被震动下来的碎石堵住或者是炮孔直接被震动错位，导致无法正常的装药，爆破的参数也在随之发生变化，抵抗线增大后炮孔底部的矿石不能随之爆落从而出现了悬顶现象。在另一方面，矿体裂缝较多、节理发生变化造成爆破能量的损失和悬顶。

2.2 眉线破坏孔口被埋。一些生产巷道的顶板裂缝较多，有的都已经破碎了，巷道本身的不规则在拱顶部位产生较大的应力，使巷道进一步被破坏。在爆破作业之后，眉线也会受到一定程度的破坏，爆堆到达了自然安息状态后把下次爆破需要的扇形炮孔孔口埋住了，没有办法把药装进去。想要继续进行爆破作业就要丢弃被埋住的炮孔，这样抵抗线就会变大，导致爆破不良，出现悬顶。

2.3 装药原因。人工的操作水平毕竟是有限的，劳动强度太大或者是作业的时候时间紧迫，都会导致在装药的过程中没有准确地计算出单孔的装药量。或者是炸药本身质量差，密度小于正常炸药，殉爆度不够，使炸药在起爆后无法全部爆炸，大量炸药粉末落下来，使得炮轰不连续，很多炮孔没有完全的传爆，出现悬顶。

2.4 堵塞原因。一般都是采用的孔口起爆，工人为了施工方便都是运用硝胺炸药的包装袋子进行堵塞。在进行炸药填塞的过程中很容易出现口袋将炸药包在半道上卡住，让工人误以为已经送到位置了，导致起爆药包和药柱的分离，而且在爆药包向里输送的时候很可能会被挤压，使爆药包的密度和雷管的位置发生变化，导致爆药包失效无法爆破。

2.5 连线原因。接线的方法不牢或者是接线的方法不恰当，导致爆破的时候，前排部分的炮孔没有传爆，后排孔在没有自由面的情况下进行爆破工作会出现严重的后果。

3 悬顶的处理方法

3.1 直接爆破击穿法。悬顶在形成后，在出矿过程中一般就会形成空洞，如果形成悬顶的排数只有一到两排，那么就可以在空区下方使用毛竹制作一个炸药包，然后进行爆破。在爆破的过程中空区的顶部就会产生震动，使表层的碎石浮石被震落下来，从而就能够增强下一次爆破施工的安全性。由于悬顶的排数较少只有一到两排，所以只是稍微增大了下一次爆破顶部的抵抗线，在下次爆破的时候可以进行孔底同时起爆，从而有效加强顶部的震动，促使爆破能够击穿顶部，达到处理悬顶的目的。

3.2 补孔爆破法。首先需要使用红外测距仪测量出悬顶的高度，对悬顶的实际情况进行分析后向悬顶进行穿孔，并使用药包进行爆破从而达到处理悬顶的目的。由于补孔爆破法根据测量出的悬顶具体情况不同，开孔的位置也会不同，所以，结合实际情况补孔爆破法又分为正面压顶法和侧面压顶法。

第一，正面压顶法。将悬顶下方的空区作为自由面，由正面直接向悬顶部位开凿前倾孔。利用凿岩台车，在悬顶产生排数的1排或者是2排，向悬顶处钻凿前倾中深孔。一般都是根据悬顶的厚度和实际情况钻凿一到两排前倾孔，只要在底部装药就可以了，爆破后能够达到处理悬顶的效果。为了避免破坏正常的回采炮孔，正常孔要和前倾孔同时装药，雷管的段别也要科学合理的分配，保证前倾孔能够在正常孔之前爆破。正面压顶法安全风险比较大，为了保障安全，一般会采用木材和槽钢，从上到下把炮堆进行封堵后进行补孔。同时为了防止扇形孔和前倾孔发生交错，对于穿孔的精准度也有很高的要求，所以这种方法一般适合悬顶结构相对比较完整的矿体，或者是在无法采用其他方式进行补孔爆破的情况下使用。

第二，侧面压顶法。将悬顶下方的空白区作为自由面，从相邻的进路向悬顶的部位开凿倾斜孔，并塞进药包进行爆破，对悬顶进行处理。例如，1#进路产生了悬顶，根据悬顶产生的位置在2#进路对应的位置用凿岩台车向悬顶部位开凿和扇形孔平行的倾斜中深孔。补孔参数和正常扇形孔的参数保持一致。然后在悬顶的部位进行装药，要合理地安排和控制起爆的顺序，让有足够自由面的炮孔首先起爆，这个炮孔被爆破后才能为之后相邻的炮孔提供充足的自由面，后面需要爆破的炮孔都将之前爆破后的空间作为自由面，这样依次进行爆破。爆破后能够有效地处理悬顶。

总之，对无底柱分段崩落采矿法回采中存在的悬顶现象要高度的重视。由于悬顶形成的原因和实际情况不同，所以在施工中要提高施工的质量，最大限度地减少悬顶的产生。在对悬顶处理的分析和实践中可以发现大多数的悬顶都能够通过优良的施工和合理的设计进行有效地预防。

[1]安宏，胡杏保.无低柱分段崩落法应用现状[J].矿业快报.2005（9）.

TD853

A

1671-0037（2014）06-103-1

孙自良（1983.10-），男，本科，助理工程师，研究方向：采煤技术。