（1）成果简介

自然崩落法作为一种高效地下采矿技术，依托岩体自重实现规模化崩落，在斑岩型矿床、厚大低品位矿体开采中具有显著优势。自然崩落法设计应用之前，首先要对矿岩可崩性与灾害防控技术开展研究工作。针对矿体地质结构复杂、矿岩可崩性差异大、崩落过程易诱发大规模垮塌和井下泥石流灾害等问题，传统经验方法难以满足精准评价需求。可崩性评价需融合地质勘察、力学实验与数值模拟，构建多维度评价模型；灾害防控则依赖地压监测与智能预警，解决灾害超前识别问题，二者协同攻关成为自然崩落法技术成功应用的前提。该技术综合运用现场测试、室内试验、数值模拟、理论研究等多种技术手段，形成了一套完整的自然崩落法可崩性研究与灾害防控技术体系。该技术体系融合矿山地质构造、岩石力学参数、结构面发育特征及地应力场等多维数据，构建岩体质量评价模型，对矿岩可崩性进行量化；结合数值模拟技术，得出崩落过程岩体应力及地表变形演化规律；针对大规模垮塌、岩爆、井下泥石流、地表变形及巷道失稳等潜在危害进行风险监测和预测，提出综合监测预警系统方案；运用数值模拟技术识别高风险区域，据此优化支护设计，显著提升底部结构稳定性，实现自然崩落法可崩性精准评价，提出灾害防控与治理的综合解决方案，为矿山安全生产筑牢防线。

（2）主要性能指标及适用条件范围

适用于地表允许塌陷、矿岩节理裂隙发育或呈中等发育、矿化分布均匀且矿体形态规整的厚大矿体。尤其适用于斑岩型矿床，例如浸染状矿化良好、水平与垂直赋存范围宏大的斑岩型铜矿床。同时，斑岩型钼矿床、赤铁矿、石棉矿及金刚石矿床等，亦在该方法的适用范畴内。既适用于开采具备足够宽度与厚度的急倾斜矿体，也适用于缓倾斜矿体，尤其对开采厚度大、低品位矿体具有显著成本与效率优势。一般而言，对于中等稳固性的矿岩，矿体最小厚度需不小于70m；若岩石破碎且可崩性良好，矿体最小厚度可降至50～60m。

（3）成果应用情况

该技术在紫金集团多宝山铜矿、紫金山铜金矿、内蒙古国城大苏计钼矿、中金夜长坪钼矿、哈密焱鑫延东铜矿等多个大型地下金属矿山的自然崩落法可崩性研究与灾害防控中得到成功应用。通过采用该技术，可极大简化矿山采准系统与生产工艺，工程量及爆破作业明显减少；损失贫化率降低至20%以下，废石混入率控制在10%～15%；开采强度、生产能力、劳动生产率显著提高；采矿成本降低，可与露天开采媲美；适合实现自动化作业，人员不需要进入采场，安全程度显著提高，有效保障了矿山安全生产。

（4）成果展示

图1 矿山工程地质调查钻孔分布示意图  图2 矿山岩体质量评价三维模型示意图

图3 矿山放矿过程崩落矿石颗粒流动示意图  图4 矿山崩落过程最大主应力分布图示意图