1、10.07.2020,.,1,充填采礦法,10.07.2020,.,2,1 定義,隨著回采工作面的推進(jìn),逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法,稱(chēng)充填采礦法。有時(shí)用支架與充填料配合，為支架充填采礦法。其目的是利用所形成的充填體，進(jìn)行地壓管理，以控制圍巖崩落和地表下沉，并為回采工作創(chuàng)造安全和方便條件。有時(shí)還用來(lái)預(yù)防有自然性礦石的內(nèi)因火災(zāi)。 按礦塊結(jié)構(gòu)和回采工作面推進(jìn)方向，其可分為：?jiǎn)螌映涮畈傻V法、上向分層、下向分層、分采充填采礦法。根據(jù)所采用的充填料和輸出方式不同，可分為（1）干式充填（2）水力充填采礦法（3）膠結(jié)充填采礦法，用水泥或水泥代用品與脫泥尾砂或沙石配制成的膠結(jié)性物料充填采空區(qū)。,10.07

2、.2020,.,3,2 單層充填采礦法,1、適用條件 用于緩傾斜薄礦體中，用礦塊傾斜全長(zhǎng)的壁式回采面沿走向方向，一次按礦體全厚回采，隨工作面的推進(jìn)，有計(jì)劃地用水力或膠結(jié)充填采空區(qū)，以控制頂板崩落。由于采用壁式工作面回采，也有叫壁式充填法的。 2 實(shí)例 湘潭錳礦，礦床為緩傾斜為主的似層狀薄礦體。走向長(zhǎng)2500m，傾斜延深200-600m，厚度0.8-3m；礦石穩(wěn)固，有少量的夾石層；頂板為黑色頁(yè)巖，厚3-70m，不透水，含黃鐵礦，易氧化自燃，且不穩(wěn)固；其上部為富含水的砂巖層，厚70-200m，不允許崩落；底板為砂巖，堅(jiān)硬穩(wěn)固。 3、結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊斜長(zhǎng)30-40m，沿走向長(zhǎng)度60-80m?？仨斁?.

3、4m，充填距2.4m，懸頂距4.8m。礦塊間不留礦柱，一個(gè)步驟回采。 4、采準(zhǔn)和切割 由于底板起伏較大，頂板巖石有自燃性，階段運(yùn)輸巷道掘在底板巖石匯總，距底板 8-10m。在礦體內(nèi)布置切割平巷，作為崩礦的自由面，同時(shí)可以做行人、通風(fēng)和排水等用。上山多布置在礦塊邊界處。沿走向每隔15-20m掘礦石溜井，連通切割平巷與脈外運(yùn)輸巷道。不放礦時(shí)，礦石溜井可做通風(fēng)和行人的通道。,10.07.2020,.,4,5 、回采 長(zhǎng)壁工作面沿走向一次推進(jìn)2.4m，沿傾向每次的崩礦量根據(jù)頂板允許的暴露面積決定，一般為2m 左右。用淺孔鑿巖，孔深1m左右。崩下的礦石，用2JP-13型電耙運(yùn)搬；先將礦石運(yùn)搬到切割平巷，

4、再到礦石溜井。 由于頂板易于冒落，要求邊出礦，邊架木棚，上鋪背板和竹簾。當(dāng)工作面沿走向推進(jìn)4.8m時(shí)，應(yīng)充填2.4m。充填前應(yīng)作好準(zhǔn)備工作，包括清理場(chǎng)地，架設(shè)充填管道，等。 水力充填是逆傾斜由下而上間斷進(jìn)行，即由下向上分段拆除支柱和充填。每一分段的長(zhǎng)度和拆除支柱的數(shù)量，根據(jù)頂板穩(wěn)固的情況而定。 采用膠結(jié)充填時(shí)，一般用采礦巷道回采礦石，其礦壁起模板的作用。 6 評(píng)價(jià) 當(dāng)開(kāi)采水平或緩傾斜薄礦體時(shí)，在頂板巖層不允許崩落的復(fù)雜條件下，單層充填法是唯一可用的采礦方法。這種采礦方法回采率高，貧化率較低，但采礦工效低，坑木消耗量大。,10.07.2020,.,5,1、采礦方法特點(diǎn) 一般將礦塊劃分為礦房和礦柱

5、，第一步驟回采礦房，第二步驟回采礦柱?；夭傻V房時(shí)，自下而上水平分層進(jìn)行，隨工作面向上推進(jìn)，逐層充填采空區(qū)，并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填體維護(hù)兩幫的圍巖，并作為上采的工作平臺(tái)。崩落的礦石落在充填體表面上，用機(jī)械方法將礦石運(yùn)至溜井中。礦房回采到最上面分層時(shí)，進(jìn)行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采完后，再進(jìn)行回采?；夭傻V房的充填方法，可用干式充填、水力充填或膠結(jié)充填。干式充填運(yùn)用較少。,3 上向水平分層充填采礦法,10.07.2020,.,6,2、水力充填方案 （ 1 ）：礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù) 礦體厚度不超過(guò)10-15m時(shí)，礦房的長(zhǎng)軸沿走向布置；超過(guò)10-15m時(shí)，礦房垂直走向布置。礦房沿走向布置

6、的長(zhǎng)度一般控制在50m以?xún)?nèi)；此時(shí)，礦房寬度為8-10m。 階段高度一般為30-60m。如果礦體傾角大。傾角和厚度變化較小，礦體形態(tài)規(guī)整，則可采用較大的階段高度。 間柱的寬度取決于礦石和圍巖的穩(wěn)固性以及間柱的回采方法，用充填法回采間柱時(shí)，其寬度為6-8m，礦巖穩(wěn)固性較差取大值。階段運(yùn)輸巷道布置在脈內(nèi)時(shí)，一般需留底柱和頂柱。頂柱厚4-5m，底柱高5m。為減少礦石損失和貧化，也有用混凝土假巷以代替礦石礦柱。 （ 2）：采準(zhǔn)和切割 在薄和中厚礦體中，掘進(jìn)脈內(nèi)運(yùn)輸巷道；在厚礦體中，掘進(jìn)脈外沿脈巷道和穿脈巷道，或上、下盤(pán)沿脈巷道和穿脈巷道。 在每個(gè)礦房中至少布置兩個(gè)溜井，一個(gè)順路人行天井（兼做濾水井）和一

7、個(gè)充填天井。溜井用混凝土澆灌，后300mm，圓形內(nèi)徑為1.5m。人行濾水井用預(yù)制鋼精混凝土構(gòu)件砌筑，或用澆灌混凝土。充填天井?dāng)嗝鏋?*2.4m2，內(nèi)設(shè)充填管路和人行梯子等，是礦房的安全出口，其傾角為80度-90度。 在底柱上部掘進(jìn)拉底巷道，并以此為自由面擴(kuò)大至礦房邊界，形成拉底空間，再向上挑頂2.5-3m，并將崩下的礦石經(jīng)溜井放出。形成4.5m-5m的拉底空間后，即可澆灌鋼精混凝土底板。底板厚0.8-1.2m，配置雙層鋼筋，間距700mm。,10.07.2020,.,7,（ 3）：回采工作 用淺孔崩礦，回采分層高為2-3m。當(dāng)?shù)V石和圍巖很穩(wěn)固時(shí)，可以增加分層高度，用上向孔和水平孔兩次崩礦，或則

8、打上向中深孔一次崩礦，形成的采空區(qū)可高達(dá)7-8m。 崩落的礦石，一般用電耙出礦。今年來(lái)廣泛使用鏟運(yùn)機(jī)。礦石出完后，清理底板上的礦粉，然后進(jìn)行充填。充填前要澆灌溜井，砌筑人行濾水井，澆灌混凝土隔墻等工作。 目前廣泛使用選礦廠脫泥尾砂或冶煉廠的爐渣，沿直徑為100m m的管道水力輸送到工作面，充填采空區(qū)。充填料中的水，滲透后經(jīng)濾水井流出采場(chǎng)，充填料沉積在采場(chǎng)內(nèi)，形成比較密實(shí)的充填體。 為防止崩落的礦粉滲入充填料以及為出礦創(chuàng)造良好的條件，在每層充填體的表面鋪設(shè)0.15-0.2m厚的混凝土底板，1d之后即可在其上部鑿巖，2-3d后即可進(jìn)行落礦或行走自行設(shè)備。,10.07.2020,.,8,(4)、膠結(jié)

9、充填方案的特點(diǎn) 由于水力充填方案回采工藝較為復(fù)雜（需砌筑溜井和人行濾水井、構(gòu)筑混凝土隔離墻、鋪設(shè)混凝土底板等），從采場(chǎng)排出的泥水污染巷道，水溝和水倉(cāng)清理工作量大，以及回采礦柱的安全問(wèn)題和充填體的壓縮沉降問(wèn)題等，均未很好解決，因而不能根本防止巖石移動(dòng)。 在這種情況下推廣膠結(jié)充填采礦法 一：長(zhǎng)工作面上向分層充填法 1、適用條件 適用于礦石品位高，價(jià)值高的貴金屬和稀有金屬礦體的開(kāi)采；礦體上、下盤(pán)巖石中等穩(wěn)固或穩(wěn)固性稍差；礦石中等穩(wěn)固或中等穩(wěn)固以上的急傾斜中厚至極厚礦體及多層礦體。 2、結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊高度一般為30-60m。對(duì)厚度大，傾角大、形態(tài)規(guī)則的礦體，可采用較大的礦塊高度。而對(duì)下盤(pán)傾角變化大的薄

10、礦脈，只宜于小的礦塊高度。 礦塊長(zhǎng)度一般為30-100m。礦體厚度小于10-15m，礦塊沿走向布置。厚度大于10-15m，礦塊垂直走向布置，礦房寬為8-10m，個(gè)別達(dá)20m；間柱寬5-10m。如果礦體很薄，品位很高，可以不留礦石間柱，在回采過(guò)程中用混凝土澆灌隔離墻，以隔離礦體和充填體。頂柱高度一般為3-5m；底柱高度一般為5-6m。有的礦山不留底柱，直接在階段運(yùn)輸平巷頂上澆灌0.5-1.2m的鋼筋混凝土人工底柱，可減少礦石損失。 3、采準(zhǔn)工作 主要有階段運(yùn)輸巷道、人行天井、聯(lián)絡(luò)道、充填天井、溜井及順路天井等。切割工程主要是拉底巷道。,10.07.2020,.,9,一個(gè)采場(chǎng)至少要有兩個(gè)人行和通風(fēng)

11、的安全出口。有間柱的采場(chǎng)，天井多數(shù)布置在間柱中央，并靠下盤(pán)巖石邊界，這樣有利于探采結(jié)合與間柱回采。沒(méi)有間柱的采場(chǎng)。沒(méi)有間柱的采場(chǎng)，在采場(chǎng)中央掘一條雙格先行天井，一格作為人行，另一下放充填料，在采場(chǎng)兩端假設(shè)順路天井和溜井。沒(méi)有專(zhuān)用溜井的采場(chǎng)，可將順路天井隔成兩格或三格，一格人行，一格出礦。 聯(lián)絡(luò)道的布置與留礦法基本相同。 4、切割工作 主要是拉底，即以拉底平巷為自由面擴(kuò)大到礦房底部全面積，并形成2.5-3m高的拉底空間。 拉底空間形成以后，在礦房底板上澆灌0.5-1.2m厚的鋼筋混凝土做底，作為下階段回采底柱的保護(hù)層。 5、回采工作 在礦房中，自下而上按1.8-3m的分層高度進(jìn)行各分層的回采作業(yè)

12、。 崩礦 分層回采多采用淺孔崩礦。礦石穩(wěn)固性好，喲內(nèi)上向淺孔崩礦；穩(wěn)固性不好，用水平淺孔崩礦。上向淺孔崩礦時(shí)，使用多臺(tái)鑿巖機(jī)打孔，炮孔直徑38-45mm，孔深2-3m，孔距0.8-1.2m，排距小于孔距。 采用水平淺孔崩礦，若礦巖穩(wěn)固性允許，也采用兩采一充的回采作業(yè)。 出礦 多用電耙和裝運(yùn)機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)出礦。 地壓控制 包括頂板支護(hù)和充填處理采空區(qū)。,10.07.2020,.,10,6、充填準(zhǔn)備 包括接長(zhǎng)人行天井、溜井，在礦房與礦柱交界處構(gòu)筑0.5-2m的混凝土隔墻等。水力充填時(shí)，還要準(zhǔn)備濾水井包及濾水材料。有的礦山在采場(chǎng)尾砂充填前，在礦柱壁上焊接吊掛鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)上掛濾水層。 7、采場(chǎng)充填 干

13、式充填時(shí)，一般用礦車(chē)將充填料裝運(yùn)到充填天井卸載，讓充填料自重溜放到采場(chǎng)，然后用電耙耙平。 水力充填，先放清水沖洗疏通管路10-15分鐘，再由遠(yuǎn)到近向?yàn)V水井方向放砂，以利充填水從濾水井排出。 充填結(jié)束后，充填水滲透出采場(chǎng)后，先平整充填場(chǎng)地，然后鋪0.15-0.3m的混凝土地板，防止礦粉滲入充填料中造成損失與貧化。相比之下，鋪混凝土地板對(duì)電耙與無(wú)軌設(shè)備出礦更為有利。 礦房全部回采結(jié)束后，對(duì)其進(jìn)行接頂充填。接頂充填質(zhì)量影響對(duì)圍巖的支護(hù)作用，也影響頂?shù)字夭傻陌踩c可靠程度。接頂充填一般采用分區(qū)、分次加壓輸送充填料，即在接頂層分區(qū)段構(gòu)筑隔墻，先充1-2次，讓充填料沉縮后，再用沙漿泵泵送充填料強(qiáng)行灌如接

14、頂?shù)目p隙中，提高接頂?shù)拿軐?shí)性。,10.07.2020,.,11,二、上向分層充填法采區(qū)回采方案 為了發(fā)揮無(wú)軌回采設(shè)備的效率，采用采區(qū)回采。采區(qū)由35個(gè)礦層和間柱組成，間柱留連續(xù)的或間斷。采區(qū)內(nèi)各礦房之間用分層聯(lián)絡(luò)道連通。 （）結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊高度為50150m；礦塊長(zhǎng)度為30200m；礦房寬度720m；間柱寬度615m；頂柱厚度35m；底柱厚度47m，用平底結(jié)構(gòu)時(shí)，不留底柱，直接在階段運(yùn)輸水平層上澆灌鋼筋混凝土假底，分層高度m；分段平巷垂直距離812m。 (2) 采切工作 為了提高采場(chǎng)回采機(jī)械化程度，實(shí)現(xiàn)無(wú)軌化開(kāi)采，方便無(wú)軌自行設(shè)備從階段運(yùn)輸平巷進(jìn)入采場(chǎng)，一般都采用下盤(pán)階段運(yùn)輸平巷和下盤(pán)斜坡道采

15、準(zhǔn)布置系統(tǒng)，如圖106所示 采準(zhǔn)斜坡道參數(shù)：運(yùn)礦石的坡度為15左右；通行設(shè)備可以達(dá)到1520%，個(gè)別地段可達(dá)25%。轉(zhuǎn)變半徑620m。斷面按設(shè)備外形尺寸確定。 分段平巷一般服務(wù)于2個(gè)分層，垂距為8。分段平巷距礦體下盤(pán)的距離，與分段高度、自行設(shè)備的爬坡能力有關(guān)。 采場(chǎng)礦量大，一般采用下盤(pán)脈外溜井。礦房垂直走向布置時(shí)，可以幾個(gè)采場(chǎng)共用一條下盤(pán)脈外溜井。溜井間距取決于設(shè)備的有效運(yùn)距。采用小型裝運(yùn)機(jī)出礦，需在采場(chǎng)充填料中取決于設(shè)備的有效運(yùn)距.采用小型裝運(yùn)機(jī)出礦,需在采場(chǎng)充填料中構(gòu)筑溜井時(shí),每個(gè)采場(chǎng)應(yīng)有兩個(gè)溜井,10.07.2020,.,12,每個(gè)采場(chǎng)布置一條充填天井或充填鉆孔，盤(pán)區(qū)開(kāi)采時(shí)，一個(gè)盤(pán)區(qū)至少

16、一個(gè)充填天井。 切割工作和上向分層充填法相同。 （3）回采工作 一般采用單臂或雙臂液壓自行鑿巖臺(tái)車(chē)配淺孔或風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)打孔，淺孔孔徑40mm，中孔孔徑5051mm，孔深25m，孔距1.21.7m,排距1.11.5m，排距小于孔距。 清風(fēng)從階段運(yùn)輸平巷經(jīng)采準(zhǔn)斜坡道、分段平巷及分層聯(lián)絡(luò)道進(jìn)入采場(chǎng)，污風(fēng)經(jīng)回風(fēng)天井或充填天井上到上一分段平巷和階段回風(fēng)平巷。在采場(chǎng)中設(shè)有人行濾水井時(shí)，新鮮清風(fēng)也可以從此并進(jìn)到工作面。 采用裝運(yùn)機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、以及前裝機(jī)配汽車(chē)出礦。地壓控制與上向分層充填法基本相同，為了發(fā)揮無(wú)軌設(shè)備回采的優(yōu)點(diǎn)，增大礦房尺寸，減少連續(xù)礦柱數(shù)量及尺寸，提高采場(chǎng)生產(chǎn)能力，在采場(chǎng)中，除采用桿柱數(shù)量及尺寸，

17、提高采場(chǎng)生產(chǎn)能力，在采場(chǎng)中，除采用桿柱、錨索等支護(hù)方式護(hù)頂外，還留下規(guī)則排列的不連續(xù)點(diǎn)柱（礦柱）支護(hù)采場(chǎng)頂板及上盤(pán)巖石，如圖10-7所示。點(diǎn)柱直徑46m，間距718m。,10.07.2020,.,13,三、進(jìn)路上向分層充填法,在礦石穩(wěn)固性較差，不允許有較大的頂板暴露面積時(shí)，從礦石頂板暴露面積小的進(jìn)路工作面，自下而上回采每一分層。 （）結(jié)構(gòu)參數(shù) 當(dāng)?shù)V體厚度小于m時(shí)，礦塊沿走向布置，否則垂直走向布置礦塊高m，長(zhǎng)m，寬小于m；分層高m，進(jìn)路m。 （）采切工作 采準(zhǔn)工程包括階段運(yùn)輸平巷、采準(zhǔn)斜坡道、分段聯(lián)絡(luò)道、分段平巷、溜井、充填天井、濾水井、分層聯(lián)絡(luò)道等。有的礦山采用設(shè)備斜井與各分段聯(lián)系，在設(shè)備井中

18、安裝kgm型鋼軌，用慢速絞車(chē)升降鏟運(yùn)機(jī)及其他設(shè)備，在斜井一側(cè)設(shè)置人行踏步和各種管線。 切割工作主要是掘進(jìn)分層聯(lián)絡(luò)道和拉底平巷等。 （）回采工作 沿礦體走向布置進(jìn)路時(shí)，一般由下盤(pán)向上盤(pán)方向回采。若上盤(pán)巖石不穩(wěn)固，用膠結(jié)充填時(shí)，有可以自上盤(pán)向下盤(pán)方向回采。這時(shí)，最后條進(jìn)路回采時(shí)，可以繼續(xù)使用膠結(jié)充填，也可以使用非膠結(jié)料充填，以節(jié)約充填成本。 用淺孔崩礦，孔深m，用裝運(yùn)機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)出礦。對(duì)不穩(wěn)固的頂板進(jìn)行錨桿護(hù)頂或金屬網(wǎng)錨桿聯(lián)合護(hù)頂。,10.07.2020,.,14,采用膠結(jié)充填時(shí)，在進(jìn)路口架設(shè)擋墻；采用尾砂和水砂充填時(shí)，還應(yīng)在未采礦體一側(cè)掛濾水隔墻。有的礦山采用柔性金屬網(wǎng)濾水隔墻。該隔墻由鋼絲繩、金屬網(wǎng)、濾水材料組成，掛在上、下盤(pán)巖石的錨桿上。為了提高濾水隔墻承受受側(cè)壓的能力，保證回采工作順利進(jìn)行，還架設(shè)木立柱擋住金屬網(wǎng)濾水墻，并用鋼繩將金屬網(wǎng)反拉在相鄰的金屬濾水墻上，如圖10-9所示。充填管架設(shè)在進(jìn)路的頂板上。 短進(jìn)路一次充填完畢，長(zhǎng)進(jìn)路分23段充填，每段充填作業(yè)又分兩次進(jìn)行，第一次充填料沉縮壓實(shí)后，隔12班再進(jìn)行接頂充填。水砂和尾砂充填采場(chǎng)在全分層所有進(jìn)路都充填后，還應(yīng)該接高濾水井，最后充填分層平巷、分層聯(lián)絡(luò)平巷