（1）成果簡介
自然崩落法作為一種高效地下采礦技術，依托巖體自重實現規模化崩落，在斑巖型礦床、厚大低品位礦體開采中具有顯著優勢。自然崩落法設計應用之前，首先要對礦巖可崩性與災害防控技術開展研究工作。針對礦體地質結構復雜、礦巖可崩性差異大、崩落過程易誘發大規模垮塌和井下泥石流災害等問題，傳統經驗方法難以滿足精準評價需求。可崩性評價需融合地質勘察、力學實驗與數值模擬，構建多維度評價模型；災害防控則依賴地壓監測與智能預警，解決災害超前識別問題，二者協同攻關成為自然崩落法技術成功應用的前提。該技術綜合運用現場測試、室內試驗、數值模擬、理論研究等多種技術手段，形成了一套完整的自然崩落法可崩性研究與災害防控技術體系。該技術體系融合礦山地質構造、巖石力學參數、結構面發育特征及地應力場等多維數據，構建巖體質量評價模型，對礦巖可崩性進行量化；結合數值模擬技術，得出崩落過程巖體應力及地表變形演化規律；針對大規模垮塌、巖爆、井下泥石流、地表變形及巷道失穩等潛在危害進行風險監測和預測，提出綜合監測預警系統方案；運用數值模擬技術識別高風險區域，據此優化支護設計，顯著提升底部結構穩定性，實現自然崩落法可崩性精準評價，提出災害防控與治理的綜合解決方案，為礦山安全生產筑牢防線。
（2）主要性能指標及適用條件范圍
適用于地表允許塌陷、礦巖節理裂隙發育或呈中等發育、礦化分布均勻且礦體形態規整的厚大礦體。尤其適用于斑巖型礦床，例如浸染狀礦化良好、水平與垂直賦存范圍宏大的斑巖型銅礦床。同時，斑巖型鉬礦床、赤鐵礦、石棉礦及金剛石礦床等，亦在該方法的適用范疇內。既適用于開采具備足夠寬度與厚度的急傾斜礦體，也適用于緩傾斜礦體，尤其對開采厚度大、低品位礦體具有顯著成本與效率優勢。一般而言，對于中等穩固性的礦巖，礦體最小厚度需不小于70m；若巖石破碎且可崩性良好，礦體最小厚度可降至50～60m。
（3）成果應用情況
該技術在紫金集團多寶山銅礦、紫金山銅金礦、內蒙古國城大蘇計鉬礦、中金夜長坪鉬礦、哈密焱鑫延東銅礦等多個大型地下金屬礦山的自然崩落法可崩性研究與災害防控中得到成功應用。通過采用該技術，可極大簡化礦山采準系統與生產工藝，工程量及爆破作業明顯減少；損失貧化率降低至20%以下，廢石混入率控制在10%～15%；開采強度、生產能力、勞動生產率顯著提高；采礦成本降低，可與露天開采媲美；適合實現自動化作業，人員不需要進入采場，安全程度顯著提高，有效保障了礦山安全生產。
（4）成果展示
圖1 礦山工程地質調查鉆孔分布示意圖 圖2 礦山巖體質量評價三維模型示意圖
圖3 礦山放礦過程崩落礦石顆粒流動示意圖 圖4 礦山崩落過程最大主應力分布圖示意圖