9、煤矿矸石充填开采技术.ppt
煤矿充填开采
煤矿充填开采摘要：煤矿充填开采技术主要用于形成煤层采空区。
采用现场勘探、室内试验、模拟试验等方法，将机械性能稳定，价格低廉的填料填入采空区，可满足正常采矿的需要，达到采矿安全，高效的目的。
该技术的关键是检测，围岩的稳定性和控制方法，管理和安全高效的采矿工艺技术。
上述方法实现了煤矿采空区煤层安全高效开采，为类似条件下的煤炭资源开采提供了经验。
关键词：煤矿；充填开采；采空区1充填技术开采的意义充填技术应用于煤矿开采，可以有效的减少资源的浪费与消耗，从而达到环境保护的目标，并且资源的利用效率也可以提升。
填充技术应用于采煤行业间接的对社会经济发展起到了促进作用。
利用传统开采工艺，资源的操利用效率低，存在巨大浪费。
而在某些特殊的条件下开采，如建筑，道路设施下部开采难度大的同时效率也低。
新技术的应用，开采过程中安全性有了较大提升。
一些老的矿区产量得到了显著提升。
充填技术可以对地下资源形成保护，尤其是水资源。
开采过程中产生的废料则避免了土地占用与污染，也可以防止地表位移与变形。
2充填开采的现状充填开采是解决“三下”压煤、避免煤矸石和粉煤灰等工业废弃物占用耕地及污染环境的技术手段。
20世纪80年代初，国外发展了膏体回填技术。
德国瓦尔苏蒙煤矿采用长壁法采煤，以工业废弃细物料（煤泥、粉煤灰）制备膏体料浆回填采空区。
我国学者对膏体回填技术在煤矿的应用也进行了研究，提出了固体废物膏体回填不迁村开采技术，把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、工业炉渣、城市固体垃圾等在地面加工成胶结性或非胶结性膏体浆液，用回填泵或通过管道自流输送到井下，部分或全部回填工作面采空区，形成以膏体回填体为主体的覆岩支撑体系，控制地表沉陷值，在保证地面建筑物损害轻微的条件下，提高村庄下煤炭资源的采出率，延长矿井的服务年限。
近年来，我国政府高度重视并积极引导和大力提倡矿井回填技术。
国家能源局、财政部、国土资源部、环境保护部2013.01 发布的国能煤炭〔2013〕19 号文“关于印发《煤矿回填开采工作指导意见》的通知”中明确指出：通过回填开采“三下”煤炭资源，实现中厚煤层采区回采率达到85%以上，薄煤层采区回采率达到90%以上，对留设煤柱和边角残煤实施以矸换煤开采，回采率达到70%以上的目标，实现矿区生态环境明显改善，地面基本实现无矸石山堆存，地表变形和次生地质灾害得到有效控制，降低地下水系和地面生态环境破坏程度。
矸石井下充填采煤技术
矸石井下充填采煤技术摘要矸石充填采煤技术是针对上述我国存在的“三下”压煤问题，煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一。
目前，已经在各个矿区实践取得成功。
本文以成功应用的矸石充填采煤技术为例，论述矸石充填采煤技术开发的过程中最关键的技术、采场矿压及地表沉陷等核心问题。
关键词矸石充填采煤方法；绿色开采；矿压规律1矸石直接充填采煤方法1）矸石直接充填采煤技术框架。
针对煤矿矸石的露天排放和大量的“三下”压煤现象，已经开发了矸石直接充填置换煤炭的成套技术，并建立了矸石充填采煤的矿压分析和岩层运动与地表沉陷预计方法，以及开发了井下煤流分选设备与系统、井下矸石运输系统等，进而将其成功用于“三下”压煤和其它煤柱的回采，形成了原创性的矸石置换成套技术和应用体系。
2）综采充填采煤方法。
长壁采煤法综采工艺，涉及井工采煤，适于煤层稳定、顶板坚硬、无断层缓倾中厚煤层及厚煤层分层长壁法开采。
在长壁综采工作面布置液压支架、刮板输送机、滚筒采煤机，在运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机等。
综采工作面采用超长布置，即面长按两个综采面长度布置。
采煤机用两台，骑在同一部刮板输送机上，分别截割上半个面和下半个面的煤壁。
也可在超长综采面中部布置中间巷作运输巷；在综采面的上半和下半工作面各布置一部刮板输送机相向运输，形成对拉综采工作面。
目前，此项采煤技术已成功应用于我国的很多矿区，本文结合应用实例介绍综采充填采煤方法。
2采煤与充填工艺综采充填采煤实现了采煤工艺与充填工艺的优化组合，其采煤工艺与传统综采相同. 充填工艺是在完成一刀采煤工作后进行，将自夯式充填开采液压移直、充填开采输送机移至支架尾梁后部，并依次启动充填开采输送机、自移式矸石与粉煤灰转载机、运矸胶带输送机等设备，进行采空区充填.充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定高度后，即开启下一个充填卸料孔，随即启动前一个卸料孔所在支架后部的夯实机千斤顶推动夯实板，对已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环，直到夯实为止，一般需要2～3 个循环。
充填开采之 矸石充填术
全高开采预计 普采充填预计 普采充填实测
采高1.8m
等价采高0.4m 工作面采出率85%
28
普采矸石充填地表下沉曲线对比图
2015-6-17
四. 主要技术特点及应用前景
1. 主要技术特点
（ 1 ）矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备，
包括：综采矸石充填、普采矸石充填和条带矸石充填的 技术与工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高 速动力抛矸机等关键设备。 （ 2）矸石直接充填置换煤的岩层控制理论，为充填 开采设计和地表沉陷控制等提供了科学依据。
采出率只有50%左右，浪费严重 没有实现规模化推广应用 实施目标
循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源
3
技术措施
解决问题的 总体思路
2015-6-17
矸石直接充填置 换“三下”压煤
二. 总体技术框架
矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架
矸石分选与输送
掘进矸石 井下 煤流矸石 井 下 分 矸 系 统 投 料 系 统
比较项目 最大下沉量/mm
全高开采预计 采高2.1m 综采充填预计 等价采高0.6m
综采充填实测
1580 3.2 Ⅱ
1000 1500
420 0.8 Ⅰ
380 0.5 Ⅰ
最大水平变形 /mm/m
建筑物破坏等级
距离 (m) 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600 0 500
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
5
控制移动量
理论上 需解决 的问题
2015-6-17
1. 矸石充填开采等价采高的概念
矸石直接充填采煤技术
缪协兴
二○○九年七月十九日 ○○九年七月十九日
科技进展报告
主 要 内 容
一、科技攻关的背景与思路 二、充填采煤的难点与创新 三、综采工作面充填技术 四、普采工作面充填技术 五、其他相关问题的说明
科技进展报告
一、科技攻关的背景与思路
煤矸石的露天排放问题
我国现有矸石山1600余 余 我国现有矸石山 堆积量超过45亿 ， 座 ， 堆积量超过 亿 t， 占 地超过15000 hm2 。 目前每 地超过 年产矸量超过2.5亿t。 年产矸量超过 亿 。 矸石山除了占用大量的 土地资源外， 土地资源外 ，还会严重污染 空气和地下水， 空气和地下水， 甚至存在爆 炸危险。 炸危险。
科技进展报告
一、科技攻关的背景与思路
“三下”压煤问 三下” 三下 题 我国的煤炭资源
回收率仅为40%左右， 左右， 回收率仅为 左右 三下” 村庄下、 “ 三下 ”（ 村庄下、 道 路下、水体下） 路下 、 水体下 ） 压煤是 其重要根源。 其重要根源。 新汶矿区“三下” 新汶矿区 “ 三下 ” 压煤高达2.67亿吨，占 亿吨， 压煤高达 亿吨 可采储量的70%多。 多 可采储量的
科技进展报告
一、科技攻关的背景与思路
解决问题的思路
存在问题
煤矸石的排放
传统办法
露天排放 制砖等 迁村开采
实
际
效
果
占用土地、污染环境、 占用土地、污染环境、爆炸 用量少、产品质量、环保等问题 用量少、产品质量、 吨煤增加成本50元左右， 吨煤增加成本 元左右，历史与文化问题 元左右 采出率30% 采出率
科技进展报告
一、科技攻关的背景与思路
中西部矿区风积沙与黄土山
以山西为例，如能 将矿区的黄土山转移至 采空区，则可增加大量 的耕地或工农业用地。 的耕地或工农业用地。 以神东矿区为例， 把 风积山转 移至采空 区 ， 既能增加工农业用地， 又能改善地面环境。 又能改善地面环境。
井下矸石充填工艺课件.
矸石泵式充填方式的选择
• ㈡ 机械输送、原生矸石充填方式 • 新汶矿区应用比较广泛的其它充填方式为机械输送方式，一般采 用皮带机（需矸石抛掷于采空区，或综采支架后方悬吊溜子将矸石卸至采空区。 • ㈢ 膏体充填技术相对于机械充填技术的优缺点： • ⑴ 优点：与机械充填相比，系统简单、不需独立的充填运输巷 道，占用人员少、劳动强度低、占用设备少，充矸能力大。 • ⑵ 缺点：技术要求比较严格，工艺复杂，管道输送时常常因为 大摩擦损失或高管道压力引起管道堵塞等。 • ㈣ 充填方式确定： • 基于泵送矸石充填能力大、系统简单、效率高的特点，选择泵送 矸石充填技术，进一步研究应用薄煤层综采支架后方连续充填、 快速充填，充实率高的技术，创出一套适合我矿现场实际的成套 技术方案。
矸石泵式充填方式的选择
㈡ 机械输送、原生矸石充填方式 新汶矿区应用比较广泛的其它充填方式为机械输送方式，一般采 用皮带机（需施工专用巷道）、溜子运输矸石，利用抛矸皮带将 矸石抛掷于采空区，或综采支架后方悬吊溜子将矸石卸至采空区。 ㈢ 膏体充填技术相对于机械充填技术的优缺点： ⑴ 优点：与机械充填相比，系统简单、不需独立的充填运输巷 道，占用人员少、劳动强度低、占用设备少，充矸能力大。 ⑵ 缺点：技术要求比较严格，工艺复杂，管道输送时常常因为 大摩擦损失或高管道压力引起管道堵塞等。 ㈣ 充填方式确定： 基于泵送矸石充填能力大、系统简单、效率高的特点，选择泵送 矸石充填技术，进一步研究应用薄煤层综采支架后方连续充填、 快速充填，充实率高的技术，创出一套适合我矿现场实际的成套 技术方案。
三、采空区塌陷现状
1、近年来由于采空区塌陷形成山体崩塌、地面塌陷、地表裂缝 等地质灾害日渐增多，给工农业生产、基础设施和当地群众的生 命财产安全造成严重威胁。 2、采空塌陷区造成的另一项危害是使水资源遭受破坏，从而引起 区域性地表水泄漏、地下水位下降，使矿区及周边大范围内的地 下水均衡系统受到破坏 3、采空塌陷区的面积日渐 扩大，不仅致使地下千疮百 孔，地上环境恶化，而且火 灾隐患也日渐增大，直接威 胁着矿区群众的生命健康安
十六讲__充填技术
胶轮车具有机动灵活、调度方便、出矸速度快、对 基道底板的适应性较强等优点，减轻了工人的劳动强度， 提高了工作效率，在一定程度上简化了巷道布置，将辅 助运输作业从轨道、绞车系统中解放出来。有轨和胶轮 车排矸系统示意图见图1。
(2) 矸石仓-胶带输送机排矸方式
在十二采区辅运巷平巷段施工矸石仓，矸石仓下部 连通排矸巷，矸石通过排矸巷和北部回风巷的胶带输送 机进入井底矸石仓，最后由井底矸石仓下面的井底排矸 巷通过矿车排矸。十二采区各普掘工作面的矸石通过胶 带输送机或胶轮车进入矸石仓。矸石仓一胶带输送机排 矸系统示意图见图2。
采用充填与采煤平行作业，即本工作面回采 时，对已采空的工作面进行充填。地表风积砂经 矿车或注砂井、注砂孔运入采区或盘区储砂硐室， 转入充填机，由充填机前端输送带进行抛砂充填。 榆阳区主采煤层约7.0m，一次充填不能充满，采 用二次充填，第一层采用前进式充填，第二次采 用后退式充填。
3) 新驿矿高水材料与矸石固结体巷式充填全采
(3)采、充工艺 工作面采用走向长壁后退式采煤法，矸石充填处理采 空区，采煤机落煤。工作面用单体液压柱配1.0m金属铰 接顶梁，排距1.0m，柱距0.9m，循环进度1.0m。 采用"见六充三、边采边充"方式，当控顶距达到6排 支护时，充填自第6排至第3排三个棚档内，采充平行作 业，但最大控顶距不得超过8排支护。充填完一循环后 铺设运矸溜子继续下一循环充填。
比较项目
全高开采预计 采高2.1m
综采充填预计 等价采高0.6m
综采充填实测
最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
1580 3.2 Ⅱ
420 0.8 Ⅰ
380 0.5 Ⅰ
4)高挡工作面矸石充填工艺
(1) 概述
充填采矿法PPT课件
▪ 9.3.2.5充填工作 ▪ 进路底板矿石清理干净后，在进路与分层横巷的结合部作木板隔墙，
并用立柱加固，再钉上章袋，塑料编织布等滤水材料后开始充填。充填 料经过沿脉充填平巷3 、穿脉充填平巷2 、充填小井进入待充进路，充 填料的输送全用电耙。建滤水隔墙的目的是滤出充填前后清洗耙道而进 入进路的多余水。每个进路的充填必须一次连续完成，不能多次充填， 不然难以保证质量。最末的进路与分层横巷同时充填。
▪ 3结构参数:阶段高50-60米,
▪
顶柱2-3米
▪
矿块长40-50米,间柱4-6米
▪
矿块宽＜8-10米,底柱4-6米
▪ 4采准切割工作:
▪ 阶段运输巷,天井及联络道,充填天井(先进天井)
▪ 两个溜井(1/4处),拉底巷道及拉底空间,底板浇筑
▪ 5回采充填工艺
▪ 自下而上分层回采
▪ 凿岩爆破,通风撬毛,出矿(人力电耙)
▪ 3参数：矿房宽度6-8米， ▪ 矿柱（间柱）宽8-10米， ▪ 顶柱3-4米底柱5-7米， ▪ 阶段高50-60米 ▪ 4采准切割工作 ▪ 阶段运输巷：上下盘沿脉加川脉 ▪ 矿房内：充填井（先进天井）一个，拉底巷道，拉底空间，水泥底板 ▪ 底柱内：溜井2个，行人脱水井两个 ▪ 5回采充填：自下而上分层回采， ▪ 凿岩爆破：上向平行浅孔 ▪ 通风，撬毛：由近而远撬顶 ▪ 出矿：电耙 铲运机 ▪ 提高溜井及滤水井：混凝土滤水井 （方形 圆形）
▪
10 -木板钉条，11 -横撑，12 -泄水方向，13 -充填区，14 -空顶区
▪ 9.1.1.2结构
▪ 1顶底柱:无工程
▪ 2间柱:无间柱
▪ 3矿房内：上山 回采最出的工作面
▪
切割巷道 行人 通风 卸水 出矿
井下矸石充填工艺课件
二、煤矸石现状
煤矸石是煤炭开采和洗选加工时 排出的废弃物，排放量约占煤炭产量 的 10%—20%。目前，我公司煤矿井 下矸石的排放大多数仍采用由井下运 输提升至地面，再向指定的区域排放， 久而久之形成矸石山。
煤矸石现状
矸石山的存在，不仅占用大量的土地资源，而且造 成了严重的环境破坏，矸石中含有的S、P、C等几十种 成份对大气、水源、土壤等造成了不同程度的污染，有 时矸石山还会发生自燃现象，引发其他事故。这些都在 不同程度上危机人类的健康与安全，成为一大公害，甚 至被称为煤矿的毒瘤。因此，如何减少矸石占用土地， 消除或减少环境污染，是当前煤炭生产行业很有必要研 究的一个课题。
•3、破碎给料：将矸石仓的矸 石经破碎机把矸石破碎到 ≤250mm粒径，再通过给煤机 将破碎后的矸石给料至皮带机 上。
填充步骤
4、皮带机运输： 由可伸缩皮带机将 矸石运送到采空填 充巷迎头，进入矸
5、矸石填充设备迎头抛 填：Fra bibliotek石直接进入矸石
填充机抛射部进行抛射
填充。调整抛射皮带使 之左右上下摆动，使之
四、矸石充填工艺介绍
充填巷开采及充填顺序示意图 第二步：相隔一 定宽度煤柱采掘 第二条巷道，同 时充填第一条巷 道。 第一步：采掘第一条巷道
第四步：待充填完毕几条巷道后， 在其隔离煤柱中掘巷并充填
第三步：依次采掘巷 道并充填前一条巷道
四、矸石充填工艺介绍
矸石矿车
翻车机
轨道
工字钢 推车机 破碎机
矸石仓
石填充机。
在整个巷道断面均匀布
料。操纵推平器，压实 填充后的矸石。
针对部分煤矿附近存在发电厂，
可利用粉煤灰等材料制成注浆 材料，对充填矸石进行注浆， 及能处理地面粉煤灰，又能提 高充填体强度。 迎头矸石在较干燥的情况 下，需边填充边撒水，以 便于矸石堆积。
充填采矿法PPT课件
联络道的布置与留矿法基本相同。
4、切割工作
主要是拉底，即以拉底平巷为自由面扩大到矿房底部全面积，并形成 2.5-3m高的拉底空间。
拉底空间形成以后，在矿房底板上浇灌0.5-1.2m厚的钢筋混凝土做底， 作为下阶段回采底柱的保护层。
5、回采工作
在矿房中，自下而上按1.8-3m的分层高度进行各分层的回采作业。
崩落的矿石，一般用电耙出矿。今年来广泛使用铲运机。矿石 出完后，清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌 溜井，砌筑人行滤水井，浇灌混凝土隔墙等工作。
目前广泛使用选矿厂脱泥尾砂或冶炼厂的炉渣，沿直径为100m m的管道水力输送到工作面，充填采空区。充填料中的水， 渗透后经滤水井流出采场，充填料沉积在采场内，形成比较 密实的充填体。
水力充填是逆倾斜由下而上间断进行，即由下向上分段拆除支柱和充 填。每一分段的长度和拆除支柱的数量，根据顶板稳固的情况而定。
采用胶结充填时，一般用采矿巷道回采矿石，其矿壁起模板的作用。
6 评价
当开采水平或缓倾斜薄矿体时，在顶板岩层不允许崩落的 复杂条件下，单层充填法是唯一可用的采矿方法。这种采矿 方法回采率高，贫化率较低，但采矿工效低，坑木消耗量大。
采场矿量大，一般采用下盘脉外溜井。矿房垂直走向布置时，可以几 个采场共用一条下盘脉外溜井。溜井间距取决于设备的有效运距。采用小 型装运机出矿，需在采场充填料中取决于设备的有效运距.采用小型装运 机出矿,需在采场充填料中构筑溜井时,每个采场应有两个溜井．
10.04.2020
11
每个采场布置一条充填天井或充填钻孔，盘区开采时，一个 盘区至少一个充填天井。 切割工作和上向分层充填法相同。 （3）回采工作
主要有阶段运输巷道、人行天井、联络道、充填天井、溜井及顺路天井等。 切割工程主要是拉底巷道。
充填采煤方法与技术
充填采煤方法是一种常用的煤矿开采技术，旨在最大限度地利用煤矿剩余矿体并保护地表环境。
以下是充填采煤方法与技术的一些常见形式：
山体充填法：在煤层开采后，将废弃物、尾矿和填土等物料回填到采空区或井巷中。
这种方法可以减少地表沉陷，保护地表环境，并提供可利用的平整地面用地。
矸石充填法：将废石、废矸石和其他废弃物填充到采空区或井巷中。
这种方法可以填充采空区，减少对地表的影响，并减少废弃物的堆放和处理。
水充填法：使用水作为充填介质，将水泥和砂浆等材料注入采空区或井巷中。
水充填法可以填充采空区域，并形成稳定的水体，同时减少地表沉陷。
石灰充填法：在采空区或井巷中注入石灰浆和水泥等材料。
石灰充填法可以提高填充物的稳定性和强度，并减少地表沉陷。
砂浆充填法：使用水泥砂浆将废弃物、填土和矿石渣等材料填充到采空区或井巷中。
砂浆充填法可以填充采空区域，增加地质稳定性，并减少地表沉陷。
充填采煤方法和技术的选择取决于具体的地质条件、矿石特性和环境要求等因素。
这些方法旨在最大限度地降低煤矿开采对环境的影响，并提供可持续的开采和利用方式。
在实施充填采煤方法时，必须严格遵守相关的安全和环境规定，以确保矿山运营的可持续性和安全性。
煤矿开采的煤矸石回填技术
相较于传统的采空区处理方式， 煤矸石回填技术可以大幅度降低
处理成本。
提高资源利用率
将煤矸石用于回填，可以充分利用 这一废弃物，提高资源利用率。
环保
煤矸石回填可以减少煤矸石的堆放 ，降低对环境的影响。
03
煤矸石回填技术实施
回填材料的选择
煤矸石
作为煤矿开采过程中产生的废弃 物，煤矸石是回填的主要材料。 其具有较高的强度和稳定性，能 够满足回填的要求。
02
煤矸石回填技术介绍
煤矸石回填技术的意义
01
02
03
减少煤矸石堆放
通过回填技术，将煤矸石 用于填充采空区，从而减 少煤矸石的堆放，节约土 地资源。
保障安全生产
采空区的回填可以减少采 空区的安全隐患，提高矿 井的安全生产水平。
提高煤炭开采效率
回填技术的应用可以缩短 采空区的暴露时间，加速 煤炭开采的进程。
煤矸石回填技术原理
煤矸石填充
将煤矸石通过运输设备送 至采空区，利用填充设备 将煤矸石填入采空区。
压实与支撑
通过压实设备对填充的煤 矸石进行压实，形成稳定 的支撑结构，以承受上覆 岩层的压力。
监测与调整
在回填过程中，对采空区 的填充情况进行监测，根 据实际情况进行调整，确 保回填效果。
煤矸石回填技术的优势
对煤矿开采效率的影响
提高开采安全性
01
煤矸石回填可以减少采空区塌陷等事故的发生，提高煤矿开采
的安全性，降低事故率。
降低开采成本
02
煤矸石回填可以减少地面建筑和设施的拆迁和重建费用，降低
开采成本。
提高开采效率
03
煤矸石回填可以缩短采空区的形成时间，提高开采效率，加速
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。
充填采矿法PPT图示ppt课件
11
一、水力充填（矿块结构参数）
• 矿房的长和宽
• 沿走向布置：长 30~60m;
• 垂直走向布置：长 50m以内，宽度为 8~10m;
• 阶段高度：30~60m; • 间柱：6~8m；顶柱
充填距：2.4 m； • 悬顶距：4.8m;
7
采准与切割
• 阶段运输巷道：在底板岩石中； • 切割平巷：在矿体内，作为崩矿自由面；，行人、通风
和排水；
• 切割上山：布置在矿体边界上； • 溜井：每隔15~20m，联通切割平巷和脉外运输巷道；
8
回采
浅孔落矿（1m左右），用ZJP-13型电耙运搬； 边出矿边架木棚，当工作面沿走向推进1.8米，充填
• 需要解决的问题：胶结充填体接顶问题，常用的方法有 人工接顶和砂浆加压接顶。
16
评价
• 利用水力充填和胶结充填技术可以提高机 械化水平，从而提高效率；
• 胶结充填克服了水力充填的问题，仍存在 以下问题：
– 充填成本高； – 充填系统复杂； – 阶段间柱回采困难；
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第四节 上向倾斜分层充填采矿法
边界，形成拉底空间，再向上挑顶2.5~3m，将崩落的矿 石经溜井放出，浇灌钢筋混凝土底板。
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回采工作
1. 浅孔落矿,分层高度为2~3m。当矿石和围岩稳固时可以增 加分层高度；
2. 用电耙出矿，有有用铲运机等设备出矿的； 3. 清理底板上的矿粉，浇灌溜井、砌筑人工滤水井和混凝土
隔墙； 4. 充填：用选矿厂或冶炼厂的炉渣，用管道水力输送到工作
回采率高（94%左右），贫化率低（7% 左右），但采矿效率低，坑木消耗大；
第十七章充填采矿法 PPT
二、采准工作
采准工作有阶段运输巷道与先行天井。
① 阶段运输巷道:位于矿体下盘靠近矿岩接触面。
② 天井:一般要在矿块一侧掘进一条先行天井,然后在 采场另一侧与采场中央架设顺路天井,顺路天井分为两 到三格,作行人、通风、运输设备材料、出矿等用。
随回采分层得下降,行人天井逐渐为建筑在充填中得 混凝土天井所代替,而溜矿井从上往下逐层消失。
⒊ 回采工作 回采分层高度,一般为2～2、5～3m,回采巷道得宽度
为2～3m。用浅孔落矿,电耙出矿。
金属矿床地下开采
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。 若下砂方向与泄水方相反,可采用由远而近得后退式充
五、评价
1、适用条件:顶板岩石不稳固而又不允许陷落得微倾斜 与缓倾斜薄矿脉。 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。
金属矿床地下开采
第三节 分层充填法
分层充填法得特点:将矿块或矿房划为分层逐层回采,在矿 石顶板或假顶下得回采空间作业,分层回采,用充填处理分 层空区并控制地压。
第十七章充填采矿法
金属矿床地下开采
重点
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结 充填采矿法得特点、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 胶结充填采矿法得主要工艺及示意图。
金属矿床地下开采
第一节 概述 一、充填采矿法得特点
充填采矿法:在回采过程中,用充填料充填空区得采矿方 法。充填处理空区得实质就是:以充填材料充满空区,支 撑两帮围岩,防止岩石移动,达到控制地压得目得。
矸石充填
三、矸石井下充填开采㈠工程条件1．构造及可采煤层本区总体构造形态为走向北东，倾向北西，倾角6～12°的单斜构造，在此基础上仅在北部发育了次一级的褶曲构造，在井田东部边界断层发。
区内未见岩浆岩活动。
井田构造简单。
本区可采煤层为山西组的3、6号煤层和太原组的8、9和15号煤层，除15号煤层全区稳定可采外，3、6、8和9号煤层均为局部可采的不稳定煤层。
各煤层特征见表4.1-4。
表4.1-4 各煤层特征一览表2．水文地质条件本井田构造简单，在井田东边界的中北部发育一组断裂，井田内陷落柱稀少，根据煤矿床的直接充水含水层的富水性及补给条件等水文地质特征，本井田的煤矿床水文地质勘探类型为二类一型和三类二型，即水文地质条件简单的裂隙充水矿床和水文地质条件中等的岩溶充水矿床。
山西组煤矿床主要属二类一型，太原组煤矿床主要属三类二型（太原组富水性弱，但有奥灰突水性）。
本矿井设计生产能力为5.00Mt/a，根据地质报告对矿井涌水量预测，参照阳泉矿区现有生产矿井统计资料，正常涌水量按235m3/h，最大涌水量293m3/h 选择排水设备(已考虑到井下消防洒水、井筒淋水和黄泥灌浆析水量)。
3．其它开采技术条件⑴岩石工程地质特性3号煤层顶板砂质泥岩的抗压强度22.4-24.8 MPa，平均23.9 MPa，属中硬岩石；底板泥岩的抗压强度14.8-16.8MPa，平均15.9MPa，属软弱岩石。
6号煤层顶板泥岩的抗压强度13.5-23.7 MPa，平均16.4MPa，属软弱～中硬岩石；底板细粒砂岩抗压强度1.2-17.0MPa，平均9.1MPa，属岩石、粉砂岩的抗压强度30.4-33.2 MPa，平均31.8MPa ，属软弱～中硬岩石。
8号煤层顶板泥岩的抗压强度2.9-15.0 MPa，平均5.2MPa；砂质泥岩的抗压强度为18.0-20.8MPa，平均19.1MPa，属软弱～中硬岩石；8号煤层底板泥岩抗压强度4.3-9.5 MPa，平均6.9MPa；粉砂岩的抗压强度为13.2-30.8MPa，平均25.3MPa，属软弱～中硬岩石。
井下矸石充填工艺课件.完整版PPT文档
二、煤矸石现状
煤矸石是煤炭开采和洗选加工时 排出的废弃物，排放量约占煤炭产量 的 10%—20%。目前，我公司煤矿井 下矸石的排放大多数仍采用由井下运 输提升至地面，再向指定的区域排放， 久而久之形成矸石山。
煤矸石现状
矸石山的存在，不仅占用大量的土地资源，而且造 成了严重的环境破坏，矸石中含有的S、P、C等几十种 成份对大气、水源、土壤等造成了不同程度的污染，有 时矸石山还会发生自燃现象，引发其他事故。这些都在 不同程度上危机人类的健康与安全，成为一大公害，甚 至被称为煤矿的毒瘤。因此，如何减少矸石占用土地， 消除或减少环境污染，是当前煤炭生产行业很有必要研 究的一个课题。
• ⑷ 山东华恒矿业自2007年11月份开场调研泵送矸石充填系统，首先 与泰安海天工程机械合作研发矸石回填泵，在地面做工业性试验， 取得成功。2021年7月确定了泵送矸石充填设备配套及布置方案，在 十三层工作面经过一个月的充填试验，到达预期效果，每小时平均 充矸能力50m3。2021年9月份华恒矿业公司第二套充填系统应用，实 现了矸石不升井。
三、采空区塌陷现状
1、近年来由于采空区塌陷形成山体崩塌、地面塌陷、地表裂缝 等地质灾害日渐增多，给工农业生产、基础设施和当地群众的生 命财产安全造成严重威胁。
2、采空塌陷区造成的另一项危害是使水资源遭受破坏，从而引起 区域性地表水泄漏、地下水位下降，使矿区及周边大范围内的地 下水均衡系统受到破坏
3、采空塌陷区的面积日渐 扩大，不仅致使地下千疮百 孔，地上环境恶化，而且火 灾隐患也日渐增大，直接威 胁着矿区群众的生命健康安 全。
矸石抛掷于采下空区那，或些综不采支能架前开方采悬吊的溜子建将筑矸石物卸至永采久空区煤。 柱里，不但实现矸石不升井，防止 ⑴充⒌填煤优工 矸点艺石：及充与其填机占 源设采械备空充用采研区填究，土出相将〞比地，靠，，近在系和提留金统巷川环高简段二单境资的矿、采区不污源空建需区成染开独充了立， 发实我的，国充而 率可第填以一且 。运保条输还证主巷充要可填利留用以巷把效果常，降规低方留巷法费用不。可能采出的煤炭资 目国生前家产， 科 的我技K•S公进P司步-1⑶ 礼4煤二0矿等H于D井奖山R下，2矿东0矸并用0石在充新6的铜填年排绿泵汶放山9，矿月大矿泵多得送业1数到压5仍推力集日采广13团上用应M由用P孙午a井。，下村举充运填煤行输能提力矿。升10至地0m地中3表面/h国，，煤再恩向矸指菲石定电的充区气域填排系系放统，统久部而正久和式之矿形生成机矸产石专开山业。工承典 ⑴ 优点：与机担械充该填工相比程，系充统填简单工、不艺需的独立主的充体填设运输计巷道、，电占用力人员、少仪、劳表动强、度控低、制占用系设统备少等，充设矸计能力工大。作， 或 破矸：碎石装后 巷车 的式后 矸充经 石填并 成轨 也是道 可巷承工大 以式巷 通开包作进过采了。入 溜与上 子充该在部 或填车 皮工工短场 带艺程短， 运相出 至结的一推 搅合翻〔车或备 内机窄中工、 ，，作控 完将面矸〕制 成石开倒采系 了入后统 现矸，石隔设 场仓一中定备 调。距、试离〔自工需根动作据化，地质仪并条件表顺等的利进展集投计算〕，回 采另一巷道〔入或窄生工作产面。〕，该同时工对程第一采条巷用道孙〔或村窄工煤作矿面〕生进展产充的填，废实现弃充物填与煤开采矸根石本不为相互骨影料响，，保证配了合生产粉矿井的产量。 1迎储、头存井矸 、下石搅迎在拌头较、矸煤 工干泵石燥送灰程运的等输情五和的：况大岩水实下系巷，统泥施迎需组头边成为既掘填。进添可充出边加以的撒矸水物解石，经， 决以后便充 煤部于皮矸填 矸带石运能 石堆输积力 占到。矸地8石0仓和-中10排。0放m3废/h气，的矿环浆保浓问度题为，7也2%可。以该 新汶矿区应用利比较用广泛充的填其它物充填作方为式为支机械撑输，送方替式，换一井般采下保存的煤柱，是一个环保和经济效 ㈠矸⒋石煤泵泵 矸送式石膏充充体填填充益 业方采填式空方双化的区式选，赢生：择将的产采空的工区底煤程板矿。覆盖，该上密也工实是程的充中在填体国国，恩内减少菲煤瓦斯在炭涌煤行出，炭业保证行是回业第采快承一速、担家平的将安。第充一填个工充艺填用工于程工。