充填采矿方法与充填技术

出矿：928LHD型6.1m3铲运机
充填： -3mm棒磨砂灰砂比1:4 打底充
填，1:6~1:8普通充填
充填法开采方案
典型方案2
技术参数
机械化下向水平分层充填法
采场能 力(t/d)
凿岩效 率
(m/台班
)
出矿效率 (t/台班)
采切 比
(m/k
t)
损失 率/%
贫化 率/%
炸药单 耗 (kg/t)
采矿直 接成本 (元/t)
房，再二步采矿柱
采用大直径深孔崩落落矿
大阶段高度回采，阶段高度达120m以上，设
辅助中段，高度60m
一步采尾砂嗣后胶结充填，二步采尾砂非胶
结充填
充填法开采方案
典型方案4
VCR两步骤回采嗣后充填法
安庆铜矿高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法
充填法开采方案
典型方案4
VCR两步骤回采嗣后充填法
开采工艺
凿岩：Sinba-261型潜孔钻
采切比 (m/kt)
损失 率/%
贫化 率/%
炸药单 耗 (kg/t)
采矿直 接成本 (元/t)
充填 成本 (元/ m3)
资 料 年 限
1000
50
780
12.18 8
10
0.45 11.18 95.09 2005
充填法开采方案
典型方案3
方法评价
两步骤分段回采嗣后充填法
适用于矿体轮廓比较规则的任何倾角、厚 度的矿体，一般应用于矿岩相对稳固或矿 岩不稳固，人员不宜进入空场作业的情况 同时具有充填法和空场法优点，矿石损失 贫化较小，采场生产能力和工人劳动生产 率高，充填成本低
矿
溜
三分段
井 二分段
川脉
II
一分段
溜井 川脉
I
D3tb
矿界
a
天井
D3tb
炮孔 脱水井
I
脱水井
矿体 充填体 底柱
II
矿石线界 采场界线
II-II
8m
8m
6m
40m
川脉
天 a
井
a 川脉
硐室 充填体
底柱
I-I
凡口盘区机 械化上向水 平分层充填
采矿法
充填法开采方案
典型方案1
开采工艺
机械化上向水平分层充填法
采切 比
(m/kt)
损失 率/%
贫化 炸药单 率/% 耗 (kg/t)
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
充填法开采方案
典型方案1
方法评价
机械化上向水平分层充填法
适用于矿岩稳固或围岩稳固性较差、矿体轮廓复 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
新型的胶凝材料的胶结充填
细块
全
膏
砂石 胶胶 结结 充充
尾 砂 胶 结 充
体 泵 送 充
填填
填
填
高
全
赤
水 胶 结 充
砂 土 胶 结 充
泥 胶 结 充
填
填
填
充填采矿技术
研究成果
充填法开采方案
典型方案3
开采工艺
两步骤分段回采嗣后充填法
凿岩：YGZ90液压凿岩机
装药：BQF-50装药器
起爆：导爆管毫秒雷管起爆
出矿：30kW电耙
充填： 块石嗣后充填(灰砂比1:15)
充填法开采方案
典型方案3
技术参数
两步骤分段回采嗣后充填法
采场能 力(t/d)
凿岩效率 (m/台班)
出矿效率 (t/台班)
充填法开采方案
典型方案1
机械化上向水平分层充填法
发展趋势
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 应用机械化盘区上向分层充填法回采矿岩中 等稳固以上的厚大富矿体 寻求来源丰富且符合技术要求的充填材料 研究制备简单、输送方便、易于自动控制的 充填工艺
充填法开采方案
典型方案2
机械化下向水平分层充填法
B
C
B
4m
16m
A
5
8
6 7
C
8m
60°
30° 8m
48m
A----A
4
9
2
A
B----B
图例：
2
2
3
1、沿脉凿岩巷 2、脉外出矿横巷 3、脉外分段出矿巷 4、出矿溜井
5、矿石 6、永久矿柱 7、胶结充填体 8、切割上山
9、中段运输平巷
主要技术经济指标：
1、采场生产能力：200 吨/天 3、损失率：16.7% 5、凿岩工效：40m/台班
充填法应用现状
发展历程
1985年，有色矿山充填法比重达19% 1990年，有色矿山充填法比重达19.6% 1997年至今，有色矿山充填法比重超过22.37% 近年来，充填采矿法在非金属矿山，如开阳磷 矿、孙村煤矿、淮南煤矿等得到了广泛应用
充填采矿法在国外，如加拿大、澳大利亚、印 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
小铁山多金属矿、鸡冠咀金矿、丰山铜矿、德国巴德—格 德铅锌矿、爱尔兰纳范铅锌矿、俄罗斯诺德斯贝格矿
安庆铜矿、铜录山铜矿、凡口铅锌矿、开阳磷矿、锡矿山 南矿、红透山铜矿、澳大利亚芒特—艾萨矿
充填法应用现状
发展趋势
大型化、机械化、盘区化、连续化 开采无废害化 两步骤回采嗣后充填法广泛应用 充填理论及技术不断发展 充填设施、机械、监测仪表更新
基本特征 划分矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱
矿房自下而上分层回采，依次充填以维护上
下盘围岩，并创造不断上采的作业条件，矿
房回采到最后一个分层时，进行接顶充填
矿柱在采完若干矿房或全阶段后，进行回采
机械化程度高，生产能力大
该法占我国充填法60%以上
充填法开采方案
典型方案1
机械化上向水平分层充填法
川脉
出 四分段
充填法应用现状
应用背景
空场采矿法 崩落采矿法
充填采矿法
留设大量永久矿 柱,资源损失量大
地表塌陷、灾害 和环境破坏严重
将地表堆积废料回填到井下， 处理空区，大大提高回采作 业安全程度，提高深部资源 回收率30%，且解决地表堆 积废料造成的环境污染，实 现绿色开采。
充填法应用现状
充填优点
支护岩层，控制地压活动，保护地表地物 改善矿柱受力状态，最大限度回收资源 保证安全回采有内因火灾危险的高硫矿床 控制深井开采岩爆，降低深部地温 保证露天和地下联合开采的安全生产 处理固体废料，保护地表环境
12
10 7
ⅠⅠ 11
6 35
1
2 4
100～150m
14
4
15
100m
Ⅰ
ⅡⅡ
8
9 10
7
6
3
5
4
2
1
15
14
15
金川二矿区 机械化下向 水平分层进 路充填法
充填法开采方案
典型方案2
机械化下向水平分层充填法
开采工艺
凿岩：COP1032HD液压凿岩台车
装药：PT45A装药车型井下装药车
起爆：非电导爆管一次点火起爆
采切比 (m/kt)
损失 率/%
贫化 率/%
炸药单 耗 (kg/t)
采矿直 接成本 (元/t)
充填 成本 (元/ m3)
资 料 年 限
400
50
162
9.16 5 15 0.27 4.26 21.12 1996
充填法开采方案
分矿典房型矿方柱案中3深孔落矿嗣两后步胶骤结 分充 段回填采采嗣矿后法充填法
充填 成本 (元/ m3)
资 料 年 限
640
400
400
3.25 2.06 4.71 0.35
5.06
16.43
199 6
充填法开采方案
典型方案2
方法评价
机械化下向水平分层充填法
适用于矿岩均不稳固，矿石破碎的品位、价 值高的矿体和地压活动大，致使开裂的矿柱 在完整的假顶（砼或高配比的充填体）下进 行作业，工作安全 损失与贫化率低，一般矿石损失率为4%～ 5%，贫化率8%～10%
充填法开采方案
典型方案
机械化上向水平分层充填法 机械化下向水平分层充填法 两步骤分段回采嗣后充填法 VCR两步骤回采嗣后充填法
凡口铅锌矿
金川镍矿 新桥硫铁矿
开阳磷矿 安庆铜矿
充填法开采方案
典型方案1
机械化上向水平分层充填法
工作面 溜井
充填体
斜坡道 运输平巷
充填法开采方案
典型方案1
机械化上向水平分层充填法
充填 成本 (m3 /h )
资 料 年 限
900
30
300
9.16 15 15
0.30 120~130 2008
充填法开采方案
典型方案4
VCR两步骤回采嗣后充填法
方法评价
适用于矿体轮廓比较规则的倾至极倾中厚
至厚大矿体
凿岩、装药在硐室内进行，安全性程度高
高阶段大直径深孔爆破集中出矿，效率高
采矿成本低
三山岛金矿、凤凰山铜矿、铜录山硐矿、加拿大斯特拉思 科纳镍矿、澳大利亚王岛多尔芬白钨矿
焦家金矿、小铁山多金属矿、金川二矿区、铜录山铜矿、 新城金矿、瑞典克里斯汀贝格矿和伦斯吐姆多金属矿
应用极少
金川龙首矿、二矿、武山铜矿、焦家金矿、招远金矿、黄 沙坪铅锌矿、柏坊铜矿、磐石镍矿、德国格伦德铅锌矿、 拉梅尔斯贝格铅锌矿
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 出矿：ST-311/2型3m3铲运机 充填：灰砂比1:4 的-3mm棒磨砂
充填法开采方案
典型方案1
技术参数
机械化上向水平分层充填法
采场能 力(t/d)
凿岩效 率
(m/台班)
出矿效率 (t/台班)
12m
2、盘区生产能力：800~1000 吨/天 4、贫化率：3% 6、采切比：15.06m/Kt
(矿体内：7.42m/Kt，围岩内：7.64m/Kt)
4m
1
5
C----C
开 阳 磷 矿 两 步 骤 分 段 回 采 嗣 后 充 填 法 方案二、分矿房矿柱中深孔落矿嗣后胶结充填采矿法
充填法开采方案
典型方案3
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
应用实例
凡口铅锌矿、新桥硫铁矿、康家湾铅锌矿、红透山铜矿、 澳大利亚芒特—艾萨矿和布罗肯—希尔铅锌矿、加拿大 汤普森镍矿、瑞典乌登铅锌矿
充填法开采方案
典型方案3
发展趋势
两步骤分段回采嗣后充填法
大力推广无轨自行设备 研制新型高效率深孔凿岩机，尽量采用 分段凿岩，减少采切工作量 大体积充填，利用胶结充填体的后期强 度，配比设计时可节约水泥，且可利用 多种充填骨料
充填法开采方案
典型方案4
VCR两步骤回采嗣后充填法
基本特征
划分矿房和矿柱，两步骤回采，先一步采矿
凿岩技术要求高、爆破成本高、矿石损失
贫化相对较大
充填采矿技术
发展历程
上世纪50年代以前，废石干式充填 60年代开始采用水砂充填 70年代开始发展细砂胶结充填技术 80~90年代发展高浓度全尾矿充填、 膏体充填和废石胶结充填等新技术
充填采矿技术
发展历程
废石干式充填
砼充填 水砂充填
胶结充填
以水泥作为胶结材料的胶结充填
典型方案3
两步骤分段回采嗣后充填法
基本特征
划分矿房和矿柱，分两步骤回采，先用分段
空场法中深孔回采矿房，采后一次胶结充填，
再回采矿柱非胶充填
或不划分矿房和矿柱连续回采，即回采工作
空间暴露面积达到一定极限值时，充填空区
控制地压活动
充填法开采方案
典型方案3
两步骤分段回采嗣后充填法
Ⅱ Ⅲ
Ⅱ
新桥硫铁 矿两步骤分 段回采嗣后 充填法
充填法开采方案
典型方案2
发展趋势
机械化下向水平分层充填法
增大进路断面规格，变低进路为高进路 采用新型人工假顶，改善构筑工艺 大力推广应用无轨自行设备，大幅度提 高劳动生产率和生产能力 研制、研发新型充填材料及技术,降低充 填成本
充填法开采方案
典型方案3
两步骤分段回采嗣后充填法
工作采场 充填体柱
充填法开采方案
充填采矿方法与充填技术
王新民 中南大学资源与安全工程学院
二00九年十二月
提纲
➢充填法应用现状 ➢充 填 法 开 采 方 案 ➢充 填 采 矿 技 术 ➢讨 论
充填法应用现状
应用背景
浅地表矿产资源逐渐开采枯竭 采深剧增使开采环境更加严峻 众多矿床的开采条件复杂多变 “三下” 和城镇附近的矿床众多 大量开采废料地表堆积污染严重 政府对环境保护要求越来越高
开采工艺
两步骤分段回采嗣后充填法
凿岩：YGZ90液压凿岩机 装药：BQF-50装药器 起爆：非电毫秒导爆管同排同段 出矿：TORO400E、ST-6C铲运机出矿 充填： 磷石膏、黄磷渣嗣后充填
充填法开采方案
典型方案3
技术参数
两步骤分段回采嗣后充填法
盘区能 力(t/d)
凿岩wenku.baidu.com率 (m/台班)
出矿效率 (t/台班)
金川六角形进路
充填法开采方案
典型方案2
机械化下向水平分层充填法
基本特征
从上往下分层回采、逐层充填
一般将分层划分为进路出矿回采
每分层的回采、充填工作在上一分层人工假
顶的保护下进行
开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固
高品位或价值矿石
充填法开采方案
典型方案2
Ⅰ
13
11
12
13
10 9
Ⅱ
Ⅱ
机械化下向水平分层充填法
装药：矿渣堵孔、乳化炸药不耦合装药
崩矿：大直径炮孔分层微差爆破崩矿
出矿：SCT-5C型铲运机
充填：尾砂胶结（325号水泥1:4~12,质
量浓度72%）与尾砂非胶结交替
充填法开采方案
典型方案4
技术参数
VCR两步骤回采嗣后充填法
采场能 力(t/d)
凿岩效率 (m/台班)
出矿效率 (t/台班)
采切比 损失 贫化 炸药单 (m/kt) 率/% 率/% 耗 (kg/t)