矿块崩落法拉底的目的、策略、方法和管理

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1、矿块崩落法拉底的目的.策略、方法和管理R・J布切尔o前言在矿块崩落法采矿中，拉底可能是全部回采活动中最重要的方面之一.因此，正确的拉底设计是矿块嶄落的成功关键。拉底策略和设计失误则可能导致出矿水平的严匝损坏、巷道的大幅修理和生产损失。目前存在许多不同的拉底策略和设计，各有自己特定的优缺点和应用范围。本文详细叙述了主要的拉底策略和设计以及拉底管理。以避免矿块崩落破坏和生产损失。1拉底目的和策略l.i拉底目的矿块期落法拉底的主要冃的是采掘出1个足够尺寸的空间•以使发牛崩落。但是•在一所需面积的拉底展开过程中•通常会导致作用于拉底区周边的应力增加，这又对拉底周帘的岩体引起破坏。因此，拉底的第二个目

2、的是既要达到引发崩落的所需拉底尺寸，而又对周圉的岩体破坏最小.引发崩落所需的拉底尺寸是岩体质盘:及其可崩性之间相互关系的一个函数，这通常由矿体岩体分类（劳布斯切尔・1994）得岀的采矿岩体分级（MRMR）和崩落将赖以扩展的拉底面积范围之间的相互关系来加以扯化。例如釆矿岩休分级（MRMR）和水力半径（拉底面积除以苴周长）之间的关系，作为一般的规则，矿体越软弱，引发崩落的所需水力半径愈小.实际上，为了发生崩落,矿体通常只需水力半径为8〜26的拉底，水力半径8相当于30X30mm的拉底面积•而水力半径26则具有105mX105m的拉底面积。拉底应力（引发崩落前）的大小与拉底范围（以崩落扩展所需实际

3、水力半径的百分数表示）有关，表1（巴特切尔,2000）列出了根据一个所需水力半径为17,MRMR为30〜50的期落矿块简单数字模拟的拉底应力情况.从表1中看岀•一旦所需崩落水力半径的50%已经拉底，岩体破坏则开始成为关键。当拉底达到该矿块的水力半径时，应力水平处将自动下降。但实际上，随着爛落的扩展应力才会下降，而且这又与崩落岀矿有关。因此，矿块崩落拉底的第三个目的是推进至（在时间上尽可能块）崩落水力半径已被拉底，则将大大增加拉底水平的支护需求量和炮孔损失.表1与所需崩落水力半径有关的拉底应力情况以所需胡落水力半径百分数表示的拉底抢出拉底应力幣况备注325ft有隈的岩体破坏50应力水平开始令人

4、担心关储性岩体开始破坏70〜110应力水岩体产币破坏通常的一种错误观念是一旦拉底达到崩落水力半径时，应力水平将白动下降。但实际上，随着崩落的扩展下降•这又与崩落出矿有关。因此•矿块崩落拉底的第三个目的是推进至（在时间上尽可能快）崩落水力半径•使之诱发和扩展励落•从而降低拉底拱薛应力。在实际中，这就要求拉底最好从最软弱的岩层向稳固岩层推进•并远离最大主应力作用方向.津巴布韦1个石棉矿在20世纪90年代后期拉底拱座破坏的观测结果表明，即使在崩落扩展后，应力出规大大减小，但矿块的矿量放出25%〜30%之后•应力水平才似平回到拉底前的数值。这就意味着在岀矿水平周围的开挖可能受到比预计时间更长的拱脚应

5、力的影响。很显然，拉底的第二个和第三个冃的集中在控制和降低应力水平.因此•拉底策略必须旨在减小应力以达到这些目标.1.2拉底策賂矿体拉底使用3种策略。1.2.1预先拉底在预先拉底情况下，拉底全面展开到水力半径位置，然后在应力解除条件下开拓出矿水平。这种方法的主要优点是减少岀矿水平的破坏，其缺点是：（1）拉底和岀矿水平掘进之间存在时间延迟；<2）出矿水平掘进和拉底之间有一排序问题；（3）由上述问題引起的生产延误•以及工程岀金流的随后中断；（4）爆后拉底岩层的压实可能造成高的应力残留•给出矿水平抿进适成困难；（5）因岩层压实导致岀矿点悬拱而使最初生产放慢.由于以上结果，不推荐深水平矿块崩落便用预

6、先拉底•除非可以达到髙水平的工程设计和采0培训.1.2.2后拉底在这种方法中，先全面开挖出矿水平，然后在此回采水平上面进行拉底，后拉底策略的主要优点是能使績块较快的投入生产，这是因为出矿水平已经全面挖掘•一旦拉底完成整个矿块就可马上投产。主要缺点是因推进的拉底拱脚引起的应力导致出矿水平的破坏以及随之发生的所需平巷修理.南非的经验（巴特利待，1992）表明，在出矿水平上面的拉底推进过程中•巷道所受到的应力较之预先拉底水平高出3倍左右.在这种环境中，出矿点或岀矿漏斗之间的矿柱有时受到严重的应力引起破坏。这种破坏与岩体的能力和岀矿点或出矿漏斗之间矿柱的大小有关，并点接与岀矿水平上回采百分比相联系。

7、在20世纪90年代发现，当出矿水平冋采80%以上时•出矿水平遭受拉底拱脚应力的严重破坏•且进一步发现当出矿水平冋采不到60%时（巴切尔，1999）冋采水平逍受轻度到中度破坏.冋顾洋巴布韦一些矿山的拉底历史（加拉赫和洛弗图斯3961）表明，一旦矿块的作业深度超过500m•就出矿水平应力引起的破坏而论，后拉底就不可接受.可以断定，尽管具有较快形成矿块生产的明显优点•在应用府拉底策略之前必須认真考虑严帝应力引发平巷