2-5-充填开采技术演示教学
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充填采矿法PPT图示共36页
充填采矿法PPT图示
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人
充填开采技术ppt课件
某矿区1990-2001年采煤沉陷土地赔偿费
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/户
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0 1990
二、充填开采技术原理 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 2、充填开采地表沉陷的影响因素
充填开采地表沉陷 的影响因素
充填体充填率 充填体压缩率 顶板超前下沉
二、充填开采技术原理 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
1992
1994
1996
1998
2000
年份（年）
2002
某矿区1990-2001年采煤村庄搬迁费
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区采煤沉陷土地赔偿费与充填成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
例如抚顺老虎台矿采用采空区全部水砂充填采 煤法40余年，为了维持年生产能力300万吨水平， 需22个采煤工作面。而1999年改用综放开采后， 该矿采煤工作面减少到3个，生产准备工作面大幅 度减少，矿井生产能力超过300万吨。由于水砂充 填生产不适应高产高效的采煤工艺，3套充填系统 全部被废弃。
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/户
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0 1990
二、充填开采技术原理 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 2、充填开采地表沉陷的影响因素
充填开采地表沉陷 的影响因素
充填体充填率 充填体压缩率 顶板超前下沉
二、充填开采技术原理 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
1992
1994
1996
1998
2000
年份（年）
2002
某矿区1990-2001年采煤村庄搬迁费
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区采煤沉陷土地赔偿费与充填成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
例如抚顺老虎台矿采用采空区全部水砂充填采 煤法40余年，为了维持年生产能力300万吨水平， 需22个采煤工作面。而1999年改用综放开采后， 该矿采煤工作面减少到3个，生产准备工作面大幅 度减少，矿井生产能力超过300万吨。由于水砂充 填生产不适应高产高效的采煤工艺，3套充填系统 全部被废弃。
充填采矿方法与充填技术2
PPT文档演模板
•脱水井
•I•I -•II
•矿石线界 •采场界线
•8m
•凡口盘区 机械化上向 水平分层充
填采矿法
充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •开采1工
艺
•机械化上向水平分层充填 法
凿岩：HS150X型上向接杆台车
装药：NT30/NBB150型井下装药车
起爆：导爆索毫秒雷管非电复式网络
杂、品位高或稀贵矿体
“三下” 、有内因火灾危险的矿体及深部矿体
使用的回采方案多，机动灵活，适应多种开采技
术条件的需要
损失贫化率低
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充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •发展1趋
势
•机械化上向水平分层充填 法
提高分层高度，节省辅助工时
构筑高强度人工砼底柱，取消留设矿柱
度、波兰、法国、德国、瑞典、意大利、芬兰、
爱尔兰、墨西哥、南非等国都等到了广泛应用
充填采矿方法与充填技术2
•1 充填法应用现状
•应用现状
充填采矿法
分类情况
普通方式
上向水平分层充填法 点柱方式
进路方式
下向水平分层充填法
普通方式 进路方式
两步骤回采空场嗣后 充填法
分段充填方式 阶段充填方式
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采矿直 接成本 (元/t)
充填成 本(元/
m3)
资料 年限
327.3
96
388 23.5 0.39 7.26 0.22 5.73 90.66 1994
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充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •方法1评
•脱水井
•I•I -•II
•矿石线界 •采场界线
•8m
•凡口盘区 机械化上向 水平分层充
填采矿法
充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •开采1工
艺
•机械化上向水平分层充填 法
凿岩：HS150X型上向接杆台车
装药：NT30/NBB150型井下装药车
起爆：导爆索毫秒雷管非电复式网络
杂、品位高或稀贵矿体
“三下” 、有内因火灾危险的矿体及深部矿体
使用的回采方案多，机动灵活，适应多种开采技
术条件的需要
损失贫化率低
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充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •发展1趋
势
•机械化上向水平分层充填 法
提高分层高度，节省辅助工时
构筑高强度人工砼底柱，取消留设矿柱
度、波兰、法国、德国、瑞典、意大利、芬兰、
爱尔兰、墨西哥、南非等国都等到了广泛应用
充填采矿方法与充填技术2
•1 充填法应用现状
•应用现状
充填采矿法
分类情况
普通方式
上向水平分层充填法 点柱方式
进路方式
下向水平分层充填法
普通方式 进路方式
两步骤回采空场嗣后 充填法
分段充填方式 阶段充填方式
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采矿直 接成本 (元/t)
充填成 本(元/
m3)
资料 年限
327.3
96
388 23.5 0.39 7.26 0.22 5.73 90.66 1994
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充填采矿方法与充填技术2
•2 充填法开采方案
•典型方案 •方法1评
充填采矿法解析课件
目的要求及重点难点
【目的要求】 ➢ 了解充填采矿法的分类； ➢ 掌握各种充填采矿法的适用条件、优缺点； ➢具备各种充填采矿法标准矿块图读图、识图与设计能力。
【重点内容】 ➢了解充填采矿法的分类； ➢ 掌握各种充填采矿法的适用条件、优缺点
【难点内容】 具备各种充填采矿法标准矿块图读图、识图与设计能力。
（2）结构参数
阶段高度：25m； 矿块沿走向布置，矿块长度：（单斜工作面）40-50m， （V形及长壁工作面）50-60m； 采 幅 （ 开 采 厚 度 ） ： （ 矿 脉 厚 <0.4m ） 1.2-1.3m ； （>0.4m）根据矿脉厚度、松散系数、采空区充填系数， 使削壁围岩充满空区确定采幅。
【缺点】 （1）在分别回采矿脉与围岩中，利用手工进行充填，不仅劳动繁 重，且回采强度及劳动生产率较低。 （2）崩矿时飞散到空区的粉矿难以回收。
上向分层充填采矿法
1、特点：
矿 房（先采）
自下向上水平分层进行，采一层充一层，并留出继续回采的
矿 工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。 块 崩落的矿石落在充填体上，用机械方法将矿石送至溜井。矿
矿石与围岩有忌水特性（矿石遇水金属易被浸出、围岩 遇水体积膨胀增大矿山压力）；
矿山生产规模不大，单位时间充填量较小，利用掘进的 废石即可满足大部分空区充填；
矿区附近有大量的廉价干式充填材料（松饮表土、戈壁 积料、旧堆石场、露天剥离废石），易开采，运输距短；
矿山位于高山或沙漠地区，水源缺乏，大量用水受限， 不宜水力充填。
矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。
（4）水力充填方案的缺点 ① 回采工艺较为复杂； ② 泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量较大； ③ 回采矿柱安全性较差； ④ 充填体的压缩沉降质量较差。
【目的要求】 ➢ 了解充填采矿法的分类； ➢ 掌握各种充填采矿法的适用条件、优缺点； ➢具备各种充填采矿法标准矿块图读图、识图与设计能力。
【重点内容】 ➢了解充填采矿法的分类； ➢ 掌握各种充填采矿法的适用条件、优缺点
【难点内容】 具备各种充填采矿法标准矿块图读图、识图与设计能力。
（2）结构参数
阶段高度：25m； 矿块沿走向布置，矿块长度：（单斜工作面）40-50m， （V形及长壁工作面）50-60m； 采 幅 （ 开 采 厚 度 ） ： （ 矿 脉 厚 <0.4m ） 1.2-1.3m ； （>0.4m）根据矿脉厚度、松散系数、采空区充填系数， 使削壁围岩充满空区确定采幅。
【缺点】 （1）在分别回采矿脉与围岩中，利用手工进行充填，不仅劳动繁 重，且回采强度及劳动生产率较低。 （2）崩矿时飞散到空区的粉矿难以回收。
上向分层充填采矿法
1、特点：
矿 房（先采）
自下向上水平分层进行，采一层充一层，并留出继续回采的
矿 工作空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。 块 崩落的矿石落在充填体上，用机械方法将矿石送至溜井。矿
矿石与围岩有忌水特性（矿石遇水金属易被浸出、围岩 遇水体积膨胀增大矿山压力）；
矿山生产规模不大，单位时间充填量较小，利用掘进的 废石即可满足大部分空区充填；
矿区附近有大量的廉价干式充填材料（松饮表土、戈壁 积料、旧堆石场、露天剥离废石），易开采，运输距短；
矿山位于高山或沙漠地区，水源缺乏，大量用水受限， 不宜水力充填。
矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。
（4）水力充填方案的缺点 ① 回采工艺较为复杂； ② 泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量较大； ③ 回采矿柱安全性较差； ④ 充填体的压缩沉降质量较差。
充填方法介绍教学资料
膏体充填材料组成
膏体充填材料组成 （1）-25 mm矸石粉
小于5mm部分，相当于混凝土中的“砂”。 5~25mm部分，相当于混凝土中的“碎石”或“卵石”。 （2）粉煤灰 从发电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。 与膏体胶结料一道，相当于混凝土中的“水泥”。 （3）膏体胶结料 碱性激发胶结材料。 （4）水
似膏体料浆特性
• 良好的流动性 料浆在适度时间内呈液体状态，可实现自流输送。
• 适度的膨胀性 料浆在适度时间以后开始固化并伴随30%以下的体积膨胀。体积膨胀可使固化 后的充填体实现与顶板的主动接触。
• 足够的稳定性 固化后的充填体是基料中的二氧化硅、三氧化二铝与辅料中的碱性物质发生 化学反应生成的具有水硬胶凝性能的含水硅酸钙和含水铝酸钙。这两种化合 物的化学性质非常稳定。
胶结充填开采
胶结充填开采
膏体充填开采
似膏体充填开采
膏体充填开采
所谓膏体充填指的是把物料制作成无临界流速、不需脱水的膏状浆体， 通过泵压作用，经过管道输送到井下，适时充填采空区的方法。 煤矿使用膏体充填的目的是解决“三下一上”压煤开采问题，提高煤 炭资源采出率。煤矿膏体充填料浆是一种利用煤矸石、粉煤灰等固体 废物制作而成的无临界流速、不需脱水的膏状浆体，是一种低成本的 特殊“混凝土”、特殊“砂浆”。
似膏体充填开采
• 所谓似膏体充填指的是把物料制作成高浓度流阻临界不堵管、低浓度 不离析的似膏状浆体，通过自流作用，经过管道输送到井下，适时充 填采空区的方法。浓度一般在60%～70%之间。
（现在充填术语中高水充填其实就是似膏体充填方式，就以淄博市王庄 煤矿为例，其充填浆液浓度为60%～70%之间，实质就是似膏体充填 方式）
充填பைடு நூலகம்采分类
最新第十七章 充填采矿法教学讲义PPT课件
矿 4、崩落的矿石用机械方法将矿石运至溜井中。
床 地
5、矿房回采到最上分层时，进行接顶充填。
下
开
采
采矿工程专业主干课程
11
水力充填法方案
⒈ 矿块结构和参数：如图所示。
金 ① 矿块的布置：根据矿体厚度而定。 属 ② 阶段高度主要与矿体赋存状态有关。
矿
床
1—顶柱；2—充填天井
地
3—矿石堆；
下 开 采
4—人行滤水井； 5—放矿溜井； 6—主副钢筋； 7—人行滤水井通道；
充填距；所保留用于继续回采的工作空间宽度，称为控顶
金 属
距；每次充填前顶板暴露的最大宽度，称为悬顶距。悬顶 距等于充填距与控顶距之和。
矿
根据顶板岩石稳固程度决定推进距离，并与控顶距、
床 地 下
充填距和悬顶距相协调。顶板岩石稳固性差时，一次推进 2~2.5m。顶板岩石稳固性好，悬顶距和充填距大些。充 填距大，可以减少充填准备工作，节省构筑隔墙的人力和 材料，缩短充填准备和充填时间，提高矿块生产能力，降
斜和缓倾斜薄矿脉。
2、优点：矿石回收率高，贫化率低。
3、缺点：回采工艺复杂，矿块生产能力低，回采工效 低，采矿成本高。
采矿工程专业主干课程
9
第三节 分层充填法
分层充填法的特点：将矿块或矿房划为分层逐层回采， 在矿石顶板或假顶下的回采空间作业，分层回采，用充
金 填处理分层空区并控制地压。 属 分层充填法的分类：按照分层的不同回采方向，分层充 矿 填法分为上向分层充填法（又划分为上向水平和倾斜分 床 层充填法）和下向分层充填法。 地 一、上向分层充填法 下 开 上向分层充填法特点是：自下而上分层回采，在矿石顶 采 板下的回采空间作业，以充填体作为工作底板。
相关主题
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离层区充填
20世纪 80年代
我国首例——抚顺
冒落区充填
主要用于德国、波兰；我国尚处于起步阶段
采空区充填
干式充填 水力充填 膏体、高水、固体废物充填
20世纪 50年代
20世纪 80年代
二、充填开采技术原理
1.充填开采岩层移动与破坏特点 2.充填开采地表沉陷的影响因素 3.充填开采地表沉陷的预计方法
二、充填开采技术原理
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002
某矿区1990-2001年采煤沉陷土地赔偿费
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/户
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0 1990
1992
1994
1996
1998
2000
年份（年）
2002
某矿区1990-2001年采煤村庄搬迁费
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区采煤沉陷土地赔偿费与充填成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区村庄搬迁费与充填采煤成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
充填成本与采矿效益均衡问题就是：充填开 采中因充填而增加的经济效益能否抵消充填成 本？就我国煤矿充填而言，只有当充填成本小 于因开采引起的土地破坏和村庄搬迁赔偿费用 时，充填成本与采矿效益才实现均衡，充填技 术才有生命力，才会在煤矿得到有效应用。
降低充填成本的主要途径
降低充填材料的成本 采用部分充填
一、充填开采技术概述 2、充填开采方法分类
采空区充填
冒落区充填
按充填位置
按充填量
离层区充填 自溜充填
充填 开采
风力充填 机械充填
按充填动力
按充填物质
水力充填
全部充填 部分充填
水砂充填 矸石充填 膏体充填 高水充填
一、充填开采技术概述 3、充填开采历史
1、充填开采岩层移动与破坏特点
（1）采空区充填可以有效缓解采煤引起的矿山压力 显现
采空区充填可以有效改变煤体、围岩的受力状态， 将其所受的采动压力由四周煤岩体承担改为充填物和 四周煤岩体共同承担，有效分散采动影响压力，减少 应力集中。同时，充填体将承受和转移顶板的大部分 压力，有效抑制顶板下沉和底板隆起。一般情况下， 采用采空区充填的采煤工作面，其初次来压和周期来 压都不明显，有的几乎观测不到，工作面和回采巷道 的矿山压力显著减小。
二、充填开采技术原理
1、充填开采岩层移动与破坏特点
（2）采空区充填可以减少采动影响造成的顶板导水 裂隙高度和底板的破坏深度
全部垮落法管理顶板的采煤方式，其上覆岩层遭到 破坏程度随采厚的增加而增加。充填开采的采空区在 充填及时、足量的情况下可以做到不形成垮落带，导 水裂隙带的高度也大大减小。采用全部充填工艺时， 其导水裂隙带高度不足全部垮落法的15%，甚至有时 导水裂隙带不明显。因此，充填开采可以减少因采动 引起的煤层上覆岩层破坏造成的导水裂隙。同样，采 空区全部充填对于煤层底板的破坏程度也大大减轻， 其“下三带”破坏程度比全部垮落法轻很多。
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
例如抚顺老虎台矿采用采空区全部水砂充填采 煤法40余年，为了维持年生产能力300万吨水平， 需22个采煤工作面。而1999年改用综放开采后， 该矿采煤工作面减少到3个，生产准备工作面大幅 度减少，矿井生产能力超过300万吨。由于水砂充 填生产不适应高产高效的采煤工艺，3套充填系统 全部被废弃。
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
众所周知，充填开采中，采矿和充填互相制约 ，不继续采矿就无处充填，不充填也就不能采矿 ，使得由采矿和充填这两个作业环节组成的回采 作业大循环共同决定矿井的开采。因此，只有实 现采矿和充填的均衡，充填技术才有生命力，才 会在矿山有效应用。
煤矿的充填技术必须适应高产高效的发展。但 是目前的充填能力一般小于40m3/h，而一个年产 100万吨的矿井的生产能力超过100 m3/h，因此煤 矿充填技术无法与高产高效采煤技术相匹配。
充填开采的经济核算曲线
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
充填成本 成 本 费 用
土地费用
年份
充煤填矿开充采填的开经采济的核经算济曲分线析
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/亩
3.5
1.0
年份(年)
一、充填开采技术概述
1、充填开采特点
充填开采就是利用外来材料如矸石、 砂、碎石、粉煤灰等物料充填采空区， 达到控制岩层移动及地表沉陷的目的。
采煤生产能力与充填生产能力不均衡
充填开采特点
充填材料供需不均衡 充填成本与采矿效益不均衡
充填作业时空受限 充填范围大
一、充填开采技术概述——充填开采特点
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（2）充填材料供需不均衡
例如我国抚顺矿区由于有大量的油页岩的炼油 废渣作为煤矿采空区充填材料，水砂充填采煤方 法被延续应用了几十年。我国新汶矿区，由于有 汶河优质河砂，曾采用河砂作为煤矿采空区充填 材料。然而，上述矿区随着充填材料的枯竭，充 填采煤方法也随着减少或消失。
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（2）充填材料供需不均衡
寻找丰富低廉的合适充填材料满足回填空间的 要求，是充填开采方法成功应用的一个必要条件 ，这就是充填材料供需均衡问题。
金属矿山采用掘进废石、尾砂（约占矿石开采 量的90%左右）、冶炼炉渣等采矿废弃物作为充 填料，完全解决了充填材料供需均衡的问题。同 金属矿相比，煤矿自身工业废弃物比例小，煤矿 的矸石一般为煤炭开采量的15%左右，采空区全 部充填难以解决充填材料来源困难的问题。因此 ，采空区全部充填采煤技术只局限于在能够在解 决充填材料的矿区使用。
2 减沉开采技术
2-1 开采引起的地表沉陷规律 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施 2-4 条带开采技术 2-5 充填开采技术 2-6 部分充填开采技术
2-5 充填开采技术
一、充填开采技术概述 二、充填开采技术原理 三、水砂充填开采技术 四、膏体充填开采技术 五、矸石直接充填开采 六、高水材料充填开采
20世纪 80年代
我国首例——抚顺
冒落区充填
主要用于德国、波兰；我国尚处于起步阶段
采空区充填
干式充填 水力充填 膏体、高水、固体废物充填
20世纪 50年代
20世纪 80年代
二、充填开采技术原理
1.充填开采岩层移动与破坏特点 2.充填开采地表沉陷的影响因素 3.充填开采地表沉陷的预计方法
二、充填开采技术原理
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002
某矿区1990-2001年采煤沉陷土地赔偿费
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/户
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0 1990
1992
1994
1996
1998
2000
年份（年）
2002
某矿区1990-2001年采煤村庄搬迁费
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区采煤沉陷土地赔偿费与充填成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
某矿区村庄搬迁费与充填采煤成本对比
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
充填成本与采矿效益均衡问题就是：充填开 采中因充填而增加的经济效益能否抵消充填成 本？就我国煤矿充填而言，只有当充填成本小 于因开采引起的土地破坏和村庄搬迁赔偿费用 时，充填成本与采矿效益才实现均衡，充填技 术才有生命力，才会在煤矿得到有效应用。
降低充填成本的主要途径
降低充填材料的成本 采用部分充填
一、充填开采技术概述 2、充填开采方法分类
采空区充填
冒落区充填
按充填位置
按充填量
离层区充填 自溜充填
充填 开采
风力充填 机械充填
按充填动力
按充填物质
水力充填
全部充填 部分充填
水砂充填 矸石充填 膏体充填 高水充填
一、充填开采技术概述 3、充填开采历史
1、充填开采岩层移动与破坏特点
（1）采空区充填可以有效缓解采煤引起的矿山压力 显现
采空区充填可以有效改变煤体、围岩的受力状态， 将其所受的采动压力由四周煤岩体承担改为充填物和 四周煤岩体共同承担，有效分散采动影响压力，减少 应力集中。同时，充填体将承受和转移顶板的大部分 压力，有效抑制顶板下沉和底板隆起。一般情况下， 采用采空区充填的采煤工作面，其初次来压和周期来 压都不明显，有的几乎观测不到，工作面和回采巷道 的矿山压力显著减小。
二、充填开采技术原理
1、充填开采岩层移动与破坏特点
（2）采空区充填可以减少采动影响造成的顶板导水 裂隙高度和底板的破坏深度
全部垮落法管理顶板的采煤方式，其上覆岩层遭到 破坏程度随采厚的增加而增加。充填开采的采空区在 充填及时、足量的情况下可以做到不形成垮落带，导 水裂隙带的高度也大大减小。采用全部充填工艺时， 其导水裂隙带高度不足全部垮落法的15%，甚至有时 导水裂隙带不明显。因此，充填开采可以减少因采动 引起的煤层上覆岩层破坏造成的导水裂隙。同样，采 空区全部充填对于煤层底板的破坏程度也大大减轻， 其“下三带”破坏程度比全部垮落法轻很多。
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
例如抚顺老虎台矿采用采空区全部水砂充填采 煤法40余年，为了维持年生产能力300万吨水平， 需22个采煤工作面。而1999年改用综放开采后， 该矿采煤工作面减少到3个，生产准备工作面大幅 度减少，矿井生产能力超过300万吨。由于水砂充 填生产不适应高产高效的采煤工艺，3套充填系统 全部被废弃。
（1）采煤生产能力与充填生产能力不均衡
众所周知，充填开采中，采矿和充填互相制约 ，不继续采矿就无处充填，不充填也就不能采矿 ，使得由采矿和充填这两个作业环节组成的回采 作业大循环共同决定矿井的开采。因此，只有实 现采矿和充填的均衡，充填技术才有生命力，才 会在矿山有效应用。
煤矿的充填技术必须适应高产高效的发展。但 是目前的充填能力一般小于40m3/h，而一个年产 100万吨的矿井的生产能力超过100 m3/h，因此煤 矿充填技术无法与高产高效采煤技术相匹配。
充填开采的经济核算曲线
一、充填开采技术概述——充填开采特点 （3）充填成本与采矿效益不均衡
充填成本 成 本 费 用
土地费用
年份
充煤填矿开充采填的开经采济的核经算济曲分线析
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（3）充填成本与采矿效益不均衡
（×10000）元/亩
3.5
1.0
年份(年)
一、充填开采技术概述
1、充填开采特点
充填开采就是利用外来材料如矸石、 砂、碎石、粉煤灰等物料充填采空区， 达到控制岩层移动及地表沉陷的目的。
采煤生产能力与充填生产能力不均衡
充填开采特点
充填材料供需不均衡 充填成本与采矿效益不均衡
充填作业时空受限 充填范围大
一、充填开采技术概述——充填开采特点
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（2）充填材料供需不均衡
例如我国抚顺矿区由于有大量的油页岩的炼油 废渣作为煤矿采空区充填材料，水砂充填采煤方 法被延续应用了几十年。我国新汶矿区，由于有 汶河优质河砂，曾采用河砂作为煤矿采空区充填 材料。然而，上述矿区随着充填材料的枯竭，充 填采煤方法也随着减少或消失。
一、充填开采技术概述——充填开采特点
（2）充填材料供需不均衡
寻找丰富低廉的合适充填材料满足回填空间的 要求，是充填开采方法成功应用的一个必要条件 ，这就是充填材料供需均衡问题。
金属矿山采用掘进废石、尾砂（约占矿石开采 量的90%左右）、冶炼炉渣等采矿废弃物作为充 填料，完全解决了充填材料供需均衡的问题。同 金属矿相比，煤矿自身工业废弃物比例小，煤矿 的矸石一般为煤炭开采量的15%左右，采空区全 部充填难以解决充填材料来源困难的问题。因此 ，采空区全部充填采煤技术只局限于在能够在解 决充填材料的矿区使用。
2 减沉开采技术
2-1 开采引起的地表沉陷规律 2-2 开采沉陷对地面建筑物的影响 2-3 减少开采沉陷影响的技术措施 2-4 条带开采技术 2-5 充填开采技术 2-6 部分充填开采技术
2-5 充填开采技术
一、充填开采技术概述 二、充填开采技术原理 三、水砂充填开采技术 四、膏体充填开采技术 五、矸石直接充填开采 六、高水材料充填开采