分段凿岩阶段空场采矿法评价

分段凿岩阶段空场采矿法是金属矿山中应用较广泛的空场采矿工艺，核心依托分段凿岩、阶段出矿的流程，结合空场留矿柱支撑顶板，其应用效果需结合矿体条件、生产指标综合判断，分析其优劣性。

一、适用条件

该方法的应用具有明确矿体条件限制，核心适应范围为：矿岩稳固（稳固性系数f≥8）、倾斜至急倾斜（倾角45°~90°）、中厚以上（厚度≥5m）矿体。矿岩稳固性是基础，若矿岩稳固性不足，空场难以长期维持，易引发顶板冒落，无法发挥其工艺优势；薄矿体则会因矿柱占用过多矿量，导致经济指标恶化，不建议采用。

二、优势

1. 回采强度大

核心原因的是矿房内可布置多个平行工作面，且凿岩作业与矿石运搬作业可实现平行推进，无相互干扰，大幅提升回采效率。

实操计算示例：某铁矿采用该方法回采，矿房尺寸为走向60m、倾向15m、阶段高度40m，布置3个凿岩工作面，单个工作面日凿岩效率120m，炮孔间距1.2m、排距1.0m、孔深5m；矿石运搬采用铲运机，日运搬能力8000t。凿岩作业与运搬作业平行进行，每日可完成3个工作面凿岩（合计360m），爆破矿石体积=360m×1.2m×1.0m×5m=2160m³，矿石密度2.8t/m³，日回采矿石量=2160×2.8=6048t，回采强度可达6000t/d以上，远超普通空场采矿法（一般3000~4000t/d）。

2. 劳动生产率高

分段落矿的工艺特点的是自由面数量多（每个分段均有独立自由面），同次爆破可布置多排炮孔，减少爆破循环次数，提升单位时间内矿石产出量，进而提高劳动生产率。

实操计算示例：该铁矿回采班组共12人，分3个作业小组（每组4人），对应3个凿岩工作面，同次爆破炮孔排数10排，每排15个孔，单孔装药量3kg，爆破效率90%。单次爆破矿石量=10排×15孔×5m孔深×1.2m排距×1.0m间距×2.8t/m³×90%=2138.4t，单次爆破耗时8h，班组劳动生产率=2138.4t÷12人=178.2t/人·班，远高于房柱采矿法（一般80~120t/人·班）。

3. 坑木及炸药消耗量少，采矿成本低

该方法无需大量坑木支护（空场依靠矿柱自然支撑，巷道仅需简单锚杆支护），且自由面多、爆破效率高，炸药消耗量低于同类采矿方法，直接降低采矿成本。

实操对比计算：同上述铁矿，分段凿岩阶段空场法炸药消耗量0.35kg/t，坑木消耗量0.001m³/t；采用全面采矿法时，炸药消耗量0.6kg/t，坑木消耗量0.008m³/t。按日回采6000t计算，每日节省炸药=6000×（0.6-0.35）=1500kg，按3元/kg计算，每日节省炸药成本4500元；每月节省坑木=6000×30×（0.008-0.001）=1260m³，按1200元/m³计算，每月节省坑木成本151.2万元，采矿总成本可降低12%~18%。

4. 作业安全

工人全程在专用巷道内完成凿岩、装药等作业，无需进入空区作业，规避了空区顶板冒落、浮石掉落等安全风险；同时，巷道作业环境相对封闭，受外界干扰小，进一步提升作业安全性。结合上述铁矿实操数据，该方法作业期间未发生过空区相关安全事故，安全事故发生率低于同类采矿方法80%以上。

三、缺点

1. 采准工作量大，准备时间长

该方法需提前施工大量采准巷道，包括阶段运输巷、分段凿岩巷、天井、联络巷等，采准巷道工程量大，施工周期长，导致矿山准备时间延长，影响矿山投产进度。

实操计算示例：上述铁矿某矿块采准巷道总长度800m，巷道断面4m²，总工程量3200m³；采用凿岩台车施工，日进尺8m，施工工期=800m÷8m/d=100d，仅采准施工就需3.5个月，加上设备安装、调试，整体准备时间可达56个月，比浅孔留矿法准备时间（34个月）延长40%左右。

2. 矿柱矿量占比高，损失与贫化指标偏高

该方法需留设大量矿柱支撑空区，矿柱矿量占比达35%~60%，且回采矿柱时，空区顶板已失去部分支撑，作业条件差、风险高，导致矿柱回采率低，进而造成矿石损失与贫化指标偏高。

实操计算示例：上述铁矿某矿块总矿量=60m（走向）×15m（倾向）×40m（阶段高度）×2.7t/m³=97200t（约9.72万吨）；采用方形矿柱，尺寸6m×6m，间距12m，矿柱数量=（60÷12+1）×（15÷12+1）=6×2=12个，单个矿柱体积=6×6×40=1440m³，总矿柱体积=12×1440=17280m³，矿柱矿量=17280×2.7=46656t，矿柱占比=46656÷97200=48%，处于35%~60%的合理范围，但矿柱回采率仅30%，回采矿柱矿石量=46656×30%=13996.8t，矿石损失量=46656-13996.8=32659.2t，总矿石损失率=32659.2÷97200≈33.6%；贫化率约18%，均高于浅孔留矿法（损失率20%左右、贫化率12%左右）。