第十七章 充填采矿法

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四、回采工作
沿回采工作面推进方向，每次充填范围的宽度，称为 充填距；所保留用于继续回采的工作空间宽度，称为控顶 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。 根据顶板岩石稳固程度决定推进距离，并与控顶距、 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 低采矿成本。控顶距一般为一架棚子的间距，即2~2.5m。 1、凿岩：采用浅孔凿岩。 2、爆破：顶板岩石不稳固时，每次爆破 1~2m ；稳固 性好时，每次爆破线可长些甚至整个矿块斜长。
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重 点
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上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结 充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
难 点
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平 胶结充填采矿法的主要工艺及示意图。
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第一节 概述 一、充填采矿法的特点
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上向水平分层水力充填采矿法
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③ 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。
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⒉ 采准和切割工作 ①掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。 ②掘进溜矿井、顺路人行天井（兼作滤水井）和充填天 井：在每个矿房中至少布置两个溜矿井、一个顺路人行 天井（兼作滤水井）和一个充填天井。 ③掘进拉底巷道，形成拉底空间：在底柱上部掘进拉底 巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，再向上挑顶， 形成拉底空间，之 后可浇灌钢筋混凝 土底板。
5—行人天井；6—充填天井
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※胶结充填法的优点
①顺路行人天井不要滤水；
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②溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。 ※胶结充填接顶问题 常用的接顶方法有人工接顶和砂浆加压接顶。
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二、下向分层充填法 特点：矿块一步骤回采；从上往下分层回采和逐层充 填，每一分层的回采工作，是在上一分层人工假顶的保 护下进行。 充填方法为水力充填和胶结充填，但不能用干式充填。 （一）下向分层水力充填采矿法 ⒈矿块结构和参数 矿块结构如图所示：阶段高度为30～50m，矿块长度为 30～50m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和 间柱。
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根据所采用的充填料和输出方法不同，充填采矿分为 干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。 干式充填：利用运输机、矿车、管道（风力）输送干 充填料充填空区。 水砂充填或水力充填：使用管道水力输送湿充填料充 填空区。 胶结充填：用水泥或水泥代用品与脱泥尾砂或砂石配 制而成的胶结性物料充填空区。 常用的充填材料（简称充填料）有废石（块石、碎 石）、河砂、选厂尾砂、冶炼厂炉渣等，胶结充填材 料中还用水泥与石灰等胶凝材料。
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（二）上向倾斜分层充填法
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特点：用倾斜分层（倾角近40°）回采，在采场内矿石 和充填料的运搬主要靠重力。有两种形式：矿块回采 和沿全阶段连续回采，充填料主要为干式。
适用条件：矿体形态规整，中厚以下矿体，倾角应大于 60°—70°。
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◆矿石损失很小（3～5%） 。
◆矿块结构简单。 3 缺点：
生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率不高。
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第五节 分采充填法（也称削壁充填法）
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特点：因矿脉太薄，只采矿石工人因工作面太窄无法在 其中作业，必须分别回采矿石和围岩，使其空区达到允 许工作的最小厚度（0.8～0.9m），采下的矿石运出采场， 围岩充填空区，为继续上采创造条件。 一、结构参数 矿块高度为30～50 m，矿块沿矿体走向布置，矿块长 50～60 m，不留矿柱。
五、评价
1、适用条件：顶板岩石不稳固而又不允许陷落的微倾 斜和缓倾斜薄矿脉。 2、优点：矿石回收效率高，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。
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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 填处理分层空区并控制地压。 分层充填法的分类：按照分层的不同回采方向，分层充 填法分为上向分层充填法（又划分为上向水平和倾斜分 层充填法）和下向分层充填法。 一、上向分层充填法 上向分层充填法特点是：自下而上分层回采，在矿石顶 板下的回采空间作业，以充填体作为工作底板。 上向分层充填法根据回采工作面的形式不同划分为上向 水平和倾斜分层充填法。
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胶结充填法
如图所示。
胶结充填法的矿块布置、采准、切割和回采等，与水 力充填法基本相同，区别仅在于顺路行人天井不要按滤 水条件构筑，溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就 可形成。
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1—运输巷道；2—穿脉巷道； 3—胶结充填体；4—溜矿井；
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下层分层水力充填采矿法
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1—人工假顶；2—尾砂充填体；3—矿块天井； 4—分层切 割平巷；5—溜矿井；6—运输巷道； 7—分层采矿巷道
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4 、充填工作 充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层 及构筑脱水砂门等 。如图所示。
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若下砂方向与泄水方相反，可采用由远而近的后退式 充填。整个分层巷道充填结束后，再在切割巷道底板上， 铺设钢筋混凝土底板和构筑脱水砂门，然后充填。
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第二节 单层充填法（壁式充填法） 特点：矿块的回采按矿体全厚向前推进，在岩石顶板下 的回采空间作业；当回采工作面推进一定距离后，除保 留继续回采所需的工作空间外，其余空区用隔墙进行密 闭，用充填处理空区并控制地压。 一、矿块结构参数 矿块长度60~80m；沿倾向斜长30~40m（与电耙耙距 有关）；顶、底柱厚2~3m，有的矿山顶、底柱合一或 不留；矿块间不留间柱。 二 、采准工作 采准包括掘进阶段运输平巷、溜井等。 溜井间距6~7m。 三、切割工作 切割包括掘进切割上山和拉底平巷等。
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（一）上向水平分层充填法 1、将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。 2、回采矿房时，自下向上水平分层进行，随工作面推 进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。 3、充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。 4、崩落的矿石用机械方法将矿石运至溜井中。 5、矿房回采到最上分层时，进行接顶充填。
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水力充填法方案
⒈ 矿块结构和参数：如图所示。
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① ②
矿块的布置：根据矿体厚度而定。 阶段高度主要与矿体赋存状态有关。
1—顶柱；2—充填天井 3—矿石堆； 4—人行滤水井； 5—放矿溜井； 6—主副钢筋； 7—人行滤水井通道； 8—上盘运输巷道； 9—穿脉巷道； 10—充填体； 11—下盘运输巷道
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⒊ 回采工作 ※用浅孔崩矿，回采分层高为2～3m。用上向孔和水平
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孔两次崩矿，形成的采空区可高达7～8m
※用电耙或装运机、铲运机出矿。 ※清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌溜 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。
上向水平分层充填采矿法的评价
1.优点：矿石损失贫化小；可使用无轨设备。
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2.缺点： ①充填成本高； ②充填系统复杂； ③矿柱回采困难； ④效率较低，劳动强度大。 3.适用条件：
①地表不允许陷落或岩层不允许移动；
②矿体厚度薄至中厚。
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本章基本内容
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◆1、掌握充填采矿法的概念及特点 ； ◆2、掌握上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平
胶结充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
◆3、了解单层充填采矿法、分采充填采矿法及水力充填
采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
◆4、了解充填料的制备。
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