IV Chapter 17 充填采矿法

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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
一、水力充填方案
1、 结构与参数
阶段高：30~60m，矿体赋存稳定，厚度和倾角变化小， 或矿体倾角大时则可采用较大的阶段高度。
沿走向，矿体厚度≯10~15m，矿房长度30-60m
矿块布置
垂直走向，矿体厚超过10~15m，矿房长度50m以内，宽度8-10m.
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图7-4
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1717-2 上向水平分层充填采矿
目前国外采用 充填采矿法的 非煤矿山，广 泛采用无轨自 行设备进行机 械化开采。为 了通行无轨自 行设备，应在 矿体下盘开掘 斜坡道，通过 联络巷通往各 分层。
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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
二、胶结充填方案
水力充填工艺复杂（需砌筑溜矿井和人行滤水井，浇筑混 凝土隔墙及铺设混凝土底板等），水沟和水仓清理工作量 大，充填体的压缩沉降问题等均未很好解决，因而不能根 本防止岩石移动。 胶结充填其矿块结构、采准、切割及回采工作等与水力充 填相似，但由于材料及工艺不同，具有下列特点： 1、胶结充填成本高，矿房应取较小尺寸，使形成的充填体 能保证回采的安全即可。而矿柱取较大尺寸，并用水力充 填开采。 2、上、下阶段间矿块对正布置，使矿柱和充填体受力比较 均匀。
3、回采工作 自拉底水平向上逐层进行，回采工作过程按落矿、 出矿、充填准备、充填和铺设分层底板等工序。 落矿 浅孔落矿，分层高度一般为2~3m。当矿石 2~3m 和围岩都很稳固时，分层高度可加大到4~6m 。崩 矿从充填天井开始 。 出矿 崩落的矿石用电耙、装运机或铲运机出矿。 矿石出完后，清理底板上的粉矿。
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图17-1 上向水平分层水力充填采矿法（矿块垂直矿体走向） 1—顶柱；2—充填天井；3—矿石堆；4—行人滤水井； 5—矿石溜井；6—钢筋混凝土底板；7—行人滤水井通道；8—上盘运输巷； 9—穿脉巷道；10—充填体；11—下盘运输巷；12—混凝土隔墙
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图7-2
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图7-3
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1717-2 上向水平分层充填采矿法
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17-3 下向分层充填采矿法
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7-3 下向分层充填采矿法
2、采准与切割 采准 在矿体下盘围岩接触面处或在下盘围岩 中开掘阶段运输巷6，矿块两侧布置行人通风 天井3，矿块中央布置矿石溜井5。随分层回采， 行人天井逐渐为混凝土天井代替，矿石溜井逐 段缩短。 切割 在每个分层掘进分层切割平巷4。矿体厚 度不大且埋藏稳定时，可沿矿体下盘布置，矿 体厚度较大或形状不规则时，可布置在矿体中 间。
由于极薄矿脉的开采条件不良，矿体赋存条件复杂， 为有利于探矿，多为脉内采准。切割工作比较简单， 留底柱时用浅孔掘拉底巷道和开凿漏斗，不留底柱 时构筑人工假底。 矿房内沿走向每隔12~14m不止一条顺路矿石溜井， 相邻的矿石溜井间设一废石溜井。
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第四节 分采 (削壁)充填采矿法
三、回采工作
矿房内自下而上水平分层回采，分层高度1.5~2m左右， 工艺过程为落矿、矿石运搬、崩落围岩、充填、铺设垫 层和架设顺路溜井(天井)。 落矿 小直径浅孔，间隔装药松动爆破。 出矿 崩落的矿石用人工或小型电耙出矿。 崩落围岩与充填 视二者的崩落难易程度决定矿石和围 岩的崩落顺序。应首先崩落易崩者。围岩的崩落厚度最 好是在保留必要的作业空间的条件下刚好充满采空区。 围岩崩落后用人工或电耙整平，用以充填采空区。 铺设垫层 下次回采作业前，应在采场底板上铺设垫层， 以防回采过程中粉矿渗人充填体。垫层为木板、铁皮、 废胶带或混凝土，而以铺设100~150mm厚的混凝土效 果最好。 29
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17-3 下向分层充填采矿法
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17-3 下向分层充填采矿法
二、胶结充填方案 基本特征：在阶段中自上而下分层灰菜并逐层胶结充填， 一般采用进路式在上一分层人工假顶的保护下进行作业。 不划分矿房和矿柱，整个矿块一步回采。 充填前各分层不再铺设钢筋混凝土底板和钉隔层，只需 在回采巷道的两端架设模板即可。 回采巷道一般倾斜布置倾角应略大于充填料的漫流角， 以4-10˚为宜，以利于矿石运搬和接顶充填。 上下分层间回采巷道的布置应互相交错，以防下部巷道 采空时上部的充填体垮落。分层内各回采巷道间隔回采。
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17-3 下向分层充填采矿法
采用上向水平分层充填采矿法，人员在暴露的顶板下 作业，安全难以保障。 基本特征：自上而下分层回采并逐层充填，每个分层 的回采作业都是在上一分层人工假顶的保护下进行。 不划分矿房和矿柱，整个矿块一步回采。 一、水力充填方案 1、 结构和参数（图7-8）
矿块沿矿体走向布置，矿块内不留矿柱 阶段高30~50m 走向长度30~50m ，宽度等于矿体的水平厚度
间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的回采 方法,一般为6~8m(充填法时)
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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
阶段运输巷如在脉内,矿房应留顶、底柱，顶柱厚4~5m，底柱高 5m。
2、采准与切割
如图7-1所示，每个矿房至少布置两个矿石溜井、一个顺路行人 滤水井和一个充填天井。矿石溜井用混凝土浇灌、混凝土预制件 或用其他方法构筑；行人滤水井国内主要采用木垛或用混凝土浇 灌；充填天井断面一般为2.0m×2.4m的矩形，倾角80-90˚，内 设充填管路和人行梯子等。 切割工作是在底柱上部标高掘拉底巷道，并以此巷为自由面扩大 到矿房边界形成拉底空间后，再向上挑顶2.5~3m。将崩下的矿 石经矿石溜井放出后，即可浇注钢筋混凝土底板作为充填体的基 础，并为顶、底柱回采创造有利条件。
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第一节 概述
单层充填采矿法
充 填 采 矿 法
上向分层充填法 下向分层充填法 进路充填采矿法
分采（削壁）充填采矿法
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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
基本特征 一般将矿块划分为矿房和矿柱， 先采矿房，后采矿柱。
回采矿房时，自下而上水平分层进行，同时 向上逐层充填，并留出继续上采的工作空间。 充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作 平台。 崩落的矿石落在充填体表面上，用机械方法 将矿石运至溜井中。
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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
三、评价与适用条件 优点：分层水平布置，不仅有利于工人作业和 进行选别回采，还有利于采用高效率的无轨自 行设备，使凿岩、装药、出矿和充填等实现机 械化，从而提高矿块生产能力。 缺点：工艺复杂，特别是水力充填的工序多、 劳动强度大、矿块生产能力较小而且成本较高， 工人在裸露的顶板下作业不够安全等。 适用条件：矿石中等稳固以上、矿石价值高或 地表需要保护的倾斜和急斜矿体。
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第四节 分采 (削壁)充填采矿法
图17-14 分采 (削壁)充填采矿法 l—矿石溜井；2—废石溜井；3—行人通风天井；4—阶段运输巷；5—阶段回风巷
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第四节 分采 (削壁)充填采矿法
一、结构与参数
阶段高度 30-50m 矿块长度 25-30m~50-60m 顶、底柱 2-4m或人工假底
二、采准与切割
13Βιβλιοθήκη 图7-6 上向水平分层胶结充填采矿法（矿块沿矿体走向布置） 1—脉外阶段运输巷；2—穿脉运输巷；3—矿石溜井；4—行人天井； 5—充填天井；6—充填料层(灰砂比1:10)；7—充填料层(灰砂比1:4)
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§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
3、 行人天井可不考虑滤水问题。 4、 矿房回采前无需浇筑混凝土底板， 回采过程中也不必构筑混凝土隔墙、钢 筋混凝土底柱和铺设分层底板，从而使 得回采工艺大为简化。 5、接顶 人工接顶 砂浆加压接顶
第十七章 充填采矿法
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第一节 概述
随回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区 的采矿方法,称为充填采矿法. 充填采矿法的基本特征：一般将矿块划分为矿 房和矿柱，两步骤回采，矿房回采过程中，随 着矿石的采出，用充填材料逐步充填采空区。 充填是这类采矿方法必不可少的工序之一。充 填能有效地控制围岩变形、破坏和地表移动， 为矿柱回采创造有利条件。充填采矿法矿石回 收率高，贫化率低，但采矿成本高，因此多用 于开采稀有、贵重矿石或高品位富矿，以及覆 岩或地表不允许崩落的条件。
2）壁式回采 如图7-9b所示，以矿石溜井为中心，将分层划 分成若干分区。每个分区内自切割平巷一侧开 始，沿分区全长布置壁式工作面回采，每采完 一个分区随即进行充填。 回采工艺过程与上向水平分层水力充填采矿法 相似。充填准备包括清理采场、铺设钢筋混凝 土底板、钉隔离层和构筑脱水沙门。 准备工作结束，且混凝土底板铺好24h后，即 可进行充填作业。充填工作面的布置如图7-11 所示。
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17-3 下向分层充填采矿法
图7-12
图7-12 下向分层胶结充填采矿法 1—进行回采的巷道；2—进行充填的巷道；3—分层运输巷道； 4—分层充填巷道；5—矿石溜井；6—充填管路；7—斜坡道
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17-3 下向分层充填采矿法
三、评价与使用条件 下向分层(胶结)充填采矿法的显著优点是能有效地 控制采场围岩，矿石损失与贫化很小，单步骤回采 简化了矿块结构；但充填成本高，矿块生产能力小。 下向分层(胶结)充填采矿法除了充填采矿法的一般 适用条件外，特别适用于矿石不稳固或矿岩均不稳 固、矿石价值或品位高的矿床，以及地表对变形移 动要求更严的条件。 国内外的实践表明，采用无轨凿岩和装运设备时， 这种采矿方法也可以获得较好的技术经济指标。
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第四节 分采 (削壁)充填采矿法
开采厚度小于0.3~0.4m的极薄矿脉时， 为使回采作业空间达到允许的最小宽度 (一般为0.8~0.9m)，必须采掘部分围岩， 将采下的矿石运出后，开掘围岩充填采 空区，并作为继续上采的工作台，这就 是分采(削壁)充填采矿法。实质上它属于 干式充填，主要用于开采急斜极薄矿体。
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17-3 下向分层充填采矿法
3、回采工作 1）巷道回采（进路回采） 矿体厚度小于6m，分层内布置两条采矿巷 道，先在下盘一侧的巷道回采，后在上盘一侧 的巷道回采。 矿体厚度大于6m，采矿巷道可垂直或斜交 切割平行布置，间隔回采。每采完一条巷道随 即进行充填（图7-9a）。
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17-3 下向分层充填采矿法
第四节 分采 (削壁)充填采矿法
四、评价与适用条件
分采充填采矿法的突出优点是能最大限度地 减少废石混人，从而降低矿石贫化，比相同 条件下用留矿采矿法混采经济上优越。缺点 是充填主要靠人工进行，劳动笨重，工作条 件差，矿块生产能力小，效率低。 分采充填采矿法适用于矿石价值高、矿岩界 线明显、易于分离、厚度小于0.3~0.4m的 矿体。