第十七章充填采矿法

按充填料和输送方式分为：
干式充填法 水力充填法 胶结充填法
充填采矿法在我国的使用
50年代：干式充填法 64年 凡口铅锌矿开始使用胶结充填法 70年代后水砂充填和胶结充填技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ引进和发展。 充填机械化程度增高，能力增大，成本降低。 使用范围：78年有色金属矿山 9.8％ 84年全国 13.7％ 其中：有色18％ 黄金40％ 低浓度胶结充填、高浓度胶结充填技术发展很 快
崩下的矿石沿倾斜面自重溜下，用自行装运设备运出。 充填料从回风水平用自行设备运至溜倾斜的靠自重溜下。 矿石安息角小于充填料安息角，或充填料堆铺木板钢轨。 第五节 下向分层充填采矿法 实质：从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作是 在上一分层人工充填层假顶的保护下进行。 回采分层为水平的或水平成4°-10°（胶结充填）或10°-15° （水力充填）倾斜，倾斜分层主要为了充填接顶（每分层充填 都需接顶）也有利于矿石运搬。对凿岩和支护稍有影响。 一、下向分层采矿法： 1.布置参数：阶段高30-50米；矿块长30-50米；宽等于矿体的水 平厚度。 不留顶底柱，间柱。
回采
接顶充填： 人工接顶：最上层，分成1.5m宽的条带，逐 条浇注。 砂浆加压接顶：用液压泵将砂浆压入接顶空 间。
胶结充填
评价
优点：矿石损贫小 缺点：1、成本高：水砂15-25％ 胶结35-50％ 2、充填系统复杂： 3、阶段间矿柱回采困难
上向倾斜分层充填采矿法
1、分矿块倾斜分层 回采分三段： 回采三角底部 正常倾斜工作面回采 采出三角顶部矿石
§3上向水平分层充填采矿法
水利充填方案
矿块结构参数： 矿厚<10-15m时，沿走向布置、长30-60m 矿厚>10-15m时，垂直走向布置、长<50m 阶段高：30-60m 间柱：6-8m 顶底柱：顶柱4-5m、底柱5m(可用混凝土代 替)
水利充填方案
采准：薄和中厚矿体，脉内运输巷 厚矿体，沿脉加穿脉 每个矿房至少布置： 2个溜井：混凝土浇灌，钢板焊制 1个顺路人行天井，（滤水井）混凝土构件 1个充填天井：2×2.4㎡，充填管，梯子
回采：回采工作从阶段水平底板开始，或者从顶板开始，留底柱 情况很少见。第一分层回采时，方框要架设在地梁上，在其上部 铺木板作为方框支架的基础，为下阶段回采创造有利条件。溜矿 井和人行天井，均设置在方框支架中（间隔4~6个方框），用木 板充填料隔开。最上一层方框进行落矿作业，第二层进行矿石运 搬；在每一作业层方框上铺设木板，作为作业台。 当矿体厚度大于12米时，垂直走向布置矿块，用垂直分条或矿块 进行回采。 评价：劳动效率低，坑木消耗大，不便实行机械化回采，回采成 本高。 第八节 矿柱回采 用两步骤回采的充填法，矿房回采后，空场为充填材料为矿柱回 采创造力良好的条件。因此，在采准设计中，必须统一考虑矿房 和矿主的回采方法及回采顺序。 一、胶结充填矿房的间接回采（包括矿房两侧砌混凝土墙的） 间柱的回采方法有：上向水平分层充填法、下向分层充填法、留 矿法、房柱法。
当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或溜矿法（图17-16， 17-17），底部间柱高5~6米，需用胶结充填，上部用水砂充填。 当必须保护地表时，建筑回采用胶结充填，否则，可用水力充填。
在顶板稳固的缓倾斜或倾斜矿体中，当矿房胶结充填体形成后， 可用房柱法回采矿柱（图17-18）。 当矿石和围岩不稳固或胶结充填体强度不高，应采用下向分层充 填法回采间柱（17-19）。
第十七章充填采矿法
随着回采工作面的推进，逐步用充填料 充填采空区的采矿方法称为充填采矿法。 充填采空区的目的：利用充填体进行地 压管理，以控制围岩崩落和地表下沉， 并为回采工作创造安全和方便条件，还 可预防有自然性矿石的内因火灾。
充填采矿法的分类
按矿块结构和回采工作面推进方向分为：
单层充填法 上向分层充填法 下向分层充填法 分采充填法（削壁充填法）
上向倾斜分层充填采矿法
2、连续回采倾斜分层充填法
此法与上向水平分层充填法的区别是：用倾斜分层回采，在采 场内矿石和充填料的运搬，主要靠重力。只能用干式充填。 1、分矿块倾斜分层： 如图17-6，充填料自充填井溜至倾斜工作面，自重铺撒，铺 设垫板后进行落矿，蹦落矿石靠自重溜入溜井，经漏斗闸门 装车。 回采分三段： 1.回采三角底部，以形成倾斜工作面； 2.正常倾斜工作面的回采； 3.采出三角顶部矿石。 由于水砂充填的发展，干式充填优越性不大，用的少。 2.连续回采倾斜分层充填法：（不分矿块） 应用自行设备出矿，自行设备运充填料。 切割只需在一端掘一个切割天井，以形成倾斜工作面，只后则 可连续掘进。
自下向上回采：先采矿石：矿石易采； 先采围岩：围岩易采（下盘围岩） 落矿前为了减少矿石损失，铺设垫板，木板，铁板，废运输带 等。 落矿：采用小直径炮孔，间隔装药，进行松动爆破。 特殊问题：开掘围岩的宽度，最好正够采场充填。 MyKy=(Mq+My)k 式中 My——采掘围岩的厚度，m; Mq——矿脉厚度，m; Ky——围岩崩落后的松散系数（1.4-1.5）； k——采空区需要填充的系数（0.75-0.8）。 一般情况下，由于矿脉很薄，掘出的岩石往往用不了，要设废石 溜井运出部分岩石。70年代后，为了创造机械化条件，采幅有增 大的趋势，在采幅较宽时，可用0.15m3耙斗的电耙运矿（1.2-1.3 米）。
回采。对于深部矿体（500-1000米或更大）或地压较大的矿体， 充填前在底板浦钢轨或圆木，底梁上铺金属网，使钢绳与上层 的底梁连接，使充填体呈钢筋混凝土结构。
三．下乡分层充填采矿法的评价 适用于：复杂的矿山开采条件，如围岩很不稳固，或围岩或矿 石很不稳固，以及地表和上覆岩层需保护等。代替分层崩落法， 效果好。下向分层胶结充填法优点多些：矿石损失很小，3-5%， 依步骤回采。缺点：能力低。 第六节 分采充填采矿法 当矿脉厚度小于0.3-0.4米时，只采矿石，工人无法在其中作业。 必须分别回采矿石和围岩，是采空区达到允许工作的最小厚度 （0.8-0.9米），采下的矿石运出采场，而采掘出的围岩充填采 空区。也称为削壁充填法。适用于：开采极倾斜极薄矿脉。 1.结构参数：矿块尺寸：段高30-50米，长（天井间距）50-60米。 运输巷道，一般切下盘岩石掘进。为缩短矿石的耙运距离，常 在矿块中间架设顺路天井。
是水平或缓倾斜薄矿体，在顶板不允许崩落 的复杂条件下的唯一可用的采矿法。 回采率高94％，贫化率低7％， 采矿工效低：4t/工班 坑木消耗大：19.2立米／kt
§3上向水平分层充填采矿法
概述：将矿块划分成矿房矿柱，分两步骤回 采，第一步骤采矿房、第二步骤回采矿柱。 回采矿房时，自下向上水平分层进行，采一 层充一层，充填方法可用： 干式 水力 胶结 充填体的作用：维护两帮围岩，采矿工作台
2.采准切割：运输巷布置在下盘接触线处或下盘岩石中。 天井布置在矿块两侧的下盘接触带。 矿块中间布置一个溜矿井。 随回采分层的下降，行人天井逐渐被混凝土天井代替，而溜矿 井从上往下逐渐消失。 切割：每一分层回采前，在下盘接触带的天井处沿下盘掘切割 巷，当矿体形状不规则或厚度大时，也可布置矿体在中间。 3.回采： （1）进路式：当δ〈6米时，沿走向布置两条采矿巷，先采下盘 后采上盘；当δ 〉6米时，采矿巷道与切割巷道垂直或斜交，且 采取间隔回采，即采一条，再间隔采另一条。把采完的充填之 后，再采留下的一条。 （2）分区壁式回采：将每一分层按回采顺序划分为区断，以壁 式工作面沿区段全长推进。回采工作面的溜井为中心，按扇形 布置，每个分区100m2以内。回采分层高度：一般为2~2.5~3米， 回采巷道宽为2~2.4~3米，用浅孔落矿，孔 深１.６～２米．多用
开采缓倾斜极薄矿脉，也可用此法。但充填空区的岩石需辅助 大量体力劳动。 评价：是开采极薄的贵重金属矿的好方法，由于混采溜矿法。 问题：1. 一般铺设垫板质量达不到要求，矿石损失较大（715%）； 2.矿脉很薄，崩矿时带下废石，贫化率高（15-20%）。 改进：1. 研制适合窄工作面条件下做业的小型机械设备； 2.研究有效的铺垫材料和工艺。 第七节 方框支架充填采矿法 在矿体厚度较大（中厚以上），矿石和围岩极不稳固，矿体形 态及其复杂（厚度，倾角和形状变化很大），矿石贵重等 条件下，方框支架充填采矿法，还是一种有效的采矿方法。 特点：系统的用方框支架配合充填支护采空区。每次回采的矿 石等于方框支架大小的分间，每分间矿石采出后立即架设 方框并把它楔紧，然后进行充填（一般为干式充填），如 图17-15。
§2单层充填采矿法
地压管理：边出矿边架木棚，木棚上铺背板 和竹帘，采宽4.8m时，则要 充填2.4m。 充填：清理现场、架设充填管道、钉砂门、 挂砂帘：滤随作用 半截门子：对滤出的水进一步过滤。 充填顺序：由下向上，一段一段地充，充填 时拆除立柱，一次充填长度视顶板稳固程度 而定。
单层充填采矿法评价
水利充填方案
水利充填方案
拉底巷：拉底高4.5-5m，混凝土配双层钢筋 间距700㎜
回采
1、浅孔落矿，电耙或自行设备出矿 2、加高顺路天井：溜井、人行天井 砌隔离墙：在矿柱一侧砌隔离墙，防止回收矿柱时 充填料混入矿石。 隔离墙：外层混凝土砖砌好，内浇0.5m厚混凝土， 隔墙总厚0.8m。 3、充填：尾矿砂、河沙、炉渣 4、砼底板：防崩落矿石渗入充填料，0.15-0.2m， 1天后可在其上凿岩，2-3天后可落矿运搬。
§2单层充填采矿法
用于缓倾斜薄 矿体（<4-5m） 矿块斜长30-40m 沿走向长60-80m 控顶距 2.4m 充填距 2.4m 悬顶距4.8m 不留矿柱 一步骤回采
§2单层充填采矿法
采准、切割 运输巷道掘在底板岩石中距底板8-10m 切割巷布置在矿体中，矿块边界处布置上山。 矿石溜井：15-20m一条，联络切巷与运输巷。 不用时可通风行人 回采：浅孔、电耙 悬顶距4.8m，控顶距2.4m 长工作面沿走向推进，25-30t/台班。
7~14KW的电耙，或用自行设备，输送机等（国外）。巷道多用 木棚支护，间距为0.8~1.2米。壁式工作面用带长梁的成排立柱支 护，排距2米，间距0.8米。
充填前要作好下列工作：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。钢筋混凝土底板，一般采用直径 10~12mm的主筋和直径6mm的副筋，网度为200×200250×250mm2。巷道回采时，主筋应垂直巷道布置，其端部做成 弯钩，以便和相邻巷道的主筋连成整体。采用水泥：砂：石等于 1：17：29的混凝土体积配比，要求达到100-150号。 钉隔离层就是将准备充填的巷道或分区与未采部分隔开，预防充 填体的坍塌。每隔0.7米架一根立柱，柱上钉一层网度为 20×20×25mm2的铁丝网，在底板处留出200mm长的余量并弯向 充填区，如图17-10。
脱水砂门设在切割巷 道中靠待充填巷道或 分区边界上，用混凝 土砖或红砖砌筑的墙， 墙中埋设若干短竹筒 或钢管，每隔0.5米 设一排，每排2-3根。 开始只砌1.2-1.5米高， 随充填料的加高逐步 加砌直到接顶。若回 采巷道长读大于50米， 应设两道脱水砂门。 如图7-11。
充填：充填管紧贴顶梁，于巷道中央并向上仰斜5°架设，以利 充填接顶，其出口距充填地点不宜大于5米。若巷道很长，应分 段充填。若下砂方向与泄水方向相反，可采用由远而近的后退 式充填。整个分层巷道或分区充填结束后，再在切割巷道底板 上，铺设钢筋混凝土地板和构筑脱水沙门，然后充填。切割巷 道填充完毕，再做好闭层工作，即可开始下一分层的切割和回 采工作。 二．下乡分层交接充填采矿法 他与下向分层水力充填采矿法的区别，仅在于充填料不同，从 而取消了钢筋混凝土底板的钉隔离层，只需在回采巷道两端构 筑混凝模板。 一般用巷道回采，高3-4米，宽3.5-4米，甚至7米，主要取决于 充填体的强度，巷道倾角4-10°，大于充填料的漫流角。如图 17-13，回采巷道间隔回采，逆倾斜掘进，顺倾斜充填，利于接 顶。上下层交错布置，防止上部胶结体脱落。用潜孔落矿。充 填体侧部，经5-7昼夜便可回采，其下部，至少要经过两周才能