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1、 第七章第七章 充填采矿法充填采矿法 第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节矿矿柱柱回回采采 下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法概概述述11/24/20221矿物资源工程专业主干课程本章基本要求本章基本要求1、掌握充填采矿法的概念及特点掌握充填采矿法的概念及特点；2、掌握掌握上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结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充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；4、了解了解矿柱回采的方法的主要工艺。矿柱回采的方法的主要工艺。3、了解了解单层充填采矿法、分采充填采矿法及水力充
2、填单层充填采矿法、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；采矿法的特点、适用条件及主要工艺；11/24/20222矿物资源工程专业主干课程重重重重 点点点点难难难难 点点点点上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结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充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平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胶结充填采矿法的主要工艺；11/24/20223矿物资源工程专业主干课程一、充填采矿法特点一、充填采矿法特点随回采工作面的推进，逐步用随回采工作面的推进，逐步
3、用充填料充填空区充填料充填空区进行进行地压管理，以控制围岩崩地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采落和地表下沉，并为回采工作创造安全和方便条件。工作创造安全和方便条件。概概述述11/24/20224矿物资源工程专业主干课程二、充填采矿法的分类二、充填采矿法的分类1按矿块结构和回采工作面推进方向，可分为：按矿块结构和回采工作面推进方向，可分为：单层充填采矿法单层充填采矿法;上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法;下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法;分采充填采矿法。分采充填采矿法。2按所采用的充填料和输送方法不同，可分为：按所采用的充填料和输送方法不同，可分为：干式充填法：充填料充填采空区；
4、干式充填法：充填料充填采空区；水力充填法：胶结性物料充填采空区。水力充填法：胶结性物料充填采空区。概概述述11/24/20225矿物资源工程专业主干课程上向水平分层充填采矿法的特点：上向水平分层充填采矿法的特点：1、将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。、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、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。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，、充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。并作为上采的工作平台。4、崩落的矿石用机
5、械方法、崩落的矿石用机械方法将矿石运至溜井中。将矿石运至溜井中。5、矿房回采到最上分层时，、矿房回采到最上分层时，进行接顶充填。进行接顶充填。上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/20226矿物资源工程专业主干课程 矿块结构和参数：如图所示。矿块结构和参数：如图所示。矿块的布置：根据矿体厚度而定。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。阶段高度主要与矿体赋存状态有关。一、水力充填法方案一、水力充填法方案1顶柱；顶柱；2充填天井充填天井3矿石堆；矿石堆；4人行滤水井；人行滤水井；5放矿溜井；放矿溜井；6主副钢筋；主副钢筋；7人行滤水井通道；人行滤水井通道；
6、8上盘运输巷道；上盘运输巷道；9穿脉巷道；穿脉巷道；10充填体；充填体；11下盘运输巷道下盘运输巷道上向水平分层水力充填采矿法上向水平分层水力充填采矿法上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/20227矿物资源工程专业主干课程间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的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。回采方法。采准和切割工作采准和切割工作 掘进拉底巷道，形成拉底空间：在底柱上部掘进拉底掘进拉底巷道，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，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，之形成拉底空间，之
7、后可浇灌钢筋混凝后可浇灌钢筋混凝土底板。土底板。掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。掘进溜矿井、顺路人行天井（兼作滤水井）和充填天掘进溜矿井、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。天井（兼作滤水井）和一个充填天井。上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/20228矿物资源工程专业主干课程 用浅孔崩矿，回采分层高为用浅孔崩矿，回采分层高为23m。用上向孔和水平。用上向孔和水平孔两次崩矿，形成的采空区可高达孔两次崩
8、矿，形成的采空区可高达78m 用电耙或装运机、铲运机出矿。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。矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。回采工作回采工作 4.水力充填方案的缺点：水力充填方案的缺点：（1）回采工艺较为复杂；）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；）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；）回采矿柱安全性较差；（4）充填体的压缩沉降质量较差。）充填体的压缩沉降质量较差。上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/20
9、229矿物资源工程专业主干课程二、胶结充填法二、胶结充填法如图所示。如图所示。胶结充填法的矿块布置、采准、切割和回采等，与水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。可形成。1运输巷道；运输巷道；2穿脉巷道；穿脉巷道；3胶结充填体；胶结充填体；4溜矿井；溜矿井；5行人天井；行人天井；6充填天井充填天井上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202210矿物资源工程专业主干课程胶
10、结充填法的优点：胶结充填法的优点：顺路行人天井不要滤水；顺路行人天井不要滤水；溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。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。胶结充填接顶问题。常用的接顶方法有常用的接顶方法有人工接顶人工接顶和和砂浆加压接顶砂浆加压接顶。上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202211矿物资源工程专业主干课程3.适用条件：适用条件：地表不允许陷落或岩层不允许移动；地表不允许陷落或岩层不允许移动；矿体厚度薄至中厚。矿体厚度薄至中厚。三、上向水平分层充填采矿法的评价三、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
11、。优点：矿石损失贫化小；可使用无轨设备。2.缺点：缺点：充填成本高；充填成本高；充填系统复杂；充填系统复杂；矿柱回采困难；矿柱回采困难；效率较低，劳动强度大。效率较低，劳动强度大。上上向向水水平平分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202212矿物资源工程专业主干课程特点：矿块一步骤回采；从上往下分层回采和逐层充特点：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，是在上一分层填，每一分层的回采工作，是在上一分层人工假顶人工假顶的保的保护下进行。护下进行。1人工假顶人工假顶2尾砂充填体；尾砂充填体；3矿块天井；矿块天井；4分层切割平巷；分层切割平巷；5溜矿井；溜矿井；6运输
12、巷道；运输巷道；7分层采矿巷道分层采矿巷道 下层分层水力充填采矿法下层分层水力充填采矿法充填方法为充填方法为水力充填水力充填和和胶结充填胶结充填，但不能用，但不能用干式充填干式充填。下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202213矿物资源工程专业主干课程一、下向分层水力充填采矿法一、下向分层水力充填采矿法下层分层水力充填采矿法下层分层水力充填采矿法 1人工假顶；人工假顶；2尾砂充填体；尾砂充填体；3矿块天井；矿块天井；4分层切割平巷；分层切割平巷；5溜矿井；溜矿井；6运输巷道；运输巷道；7分层采矿巷道分层采矿巷道矿块结构和参数矿块结构和参数 矿块结构如图所示：阶段高度为矿块结构如图
13、所示：阶段高度为3050m，矿块长度为，矿块长度为3050m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和间柱。间柱。下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202214矿物资源工程专业主干课程 采准和切割工作采准和切割工作 掘进运输巷道：掘进运输巷道：在下盘接触带或下盘岩石中布置。在下盘接触带或下盘岩石中布置。行人通风行人通风天井：在矿块两侧布置。天井：在矿块两侧布置。溜矿井：在矿块中间布置。溜矿井：在矿块中间布置。切割巷道：每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进。切割巷道：每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进。随回采分层的下降，随回采分层的下降，行人
14、天井行人天井逐渐为建筑在充填中的逐渐为建筑在充填中的混凝土天井所代替，而混凝土天井所代替，而溜矿井溜矿井从上往下逐层消失。从上往下逐层消失。回采工作：回采工作：回采分层高度，一般为回采分层高度，一般为22.53m，回采巷道的宽度，回采巷道的宽度为为23m。用浅孔落矿，电耙出矿。用浅孔落矿，电耙出矿。下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202215矿物资源工程专业主干课程充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层及构筑脱水砂门等及构筑脱水砂门等。如图所示。如图所示。若下砂方向与泄水方相反，可采用由远而近的后退式若下砂方向与泄水方相反，
15、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。上，铺设钢筋混凝土底板和构筑脱水砂门，然后充填。1木塞；木塞；2竹筒；竹筒；3脱水砂门；脱水砂门；4矿块天井；矿块天井；5尾砂充填体；尾砂充填体；6充填管；充填管；7混凝土墙混凝土墙8人行材料天井；人行材料天井；9钢筋混凝土底板；钢筋混凝土底板；10软胶管；软胶管；11楠竹楠竹 4 充填工作充填工作下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202216矿物资源工程专业主干课程它与下向分层水力充填法的区别，仅在于它与下向分层水力充
16、填法的区别，仅在于充填料充填料不同，不同，只需在回采巷道两端的构筑只需在回采巷道两端的构筑混凝土模板混凝土模板。矿块结构，采准及回采工艺，与前者基本相同。矿块结构，采准及回采工艺，与前者基本相同。下向分层胶充填采矿法下向分层胶充填采矿法1巷道回采；巷道回采；2进行充填的巷道；进行充填的巷道；3分层运输巷道；分层运输巷道；4分层充填巷道；分层充填巷道；5矿石溜井；矿石溜井；6充填管路；充填管路；7斜坡道斜坡道二、下向分层胶结充填采矿法二、下向分层胶结充填采矿法下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202217矿物资源工程专业主干课程3缺点：缺点：生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率
17、不高。生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率不高。三、下向分层充填采矿法的评价三、下向分层充填采矿法的评价1适用条件：适用条件：矿山开采条件复杂，如矿岩很不稳固、地表不允许矿山开采条件复杂，如矿岩很不稳固、地表不允许陷落、上覆岩层不允许移动等。陷落、上覆岩层不允许移动等。矿石价值较大。矿石价值较大。2优点：优点：矿石损失很小（矿石损失很小（35%）。矿块结构简单。矿块结构简单。下下向向分分层层充充填填采采矿矿法法11/24/202218矿物资源工程专业主干课程 分两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法）分两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法）中，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺
18、序。中，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺序。一般情况下，采完矿房后，应当及时回采矿柱。一般情况下，采完矿房后，应当及时回采矿柱。矿柱回采方法的选择，主矿柱回采方法的选择，主要是根据要是根据矿房充填状况矿房充填状况及及围岩围岩或地表是否允许崩落或地表是否允许崩落而定。而定。间柱回采条件：松散充填料间柱回采条件：松散充填料充填矿房（干式和水力充填）；充填矿房（干式和水力充填）；胶结充填矿房或在矿房两侧砌筑胶结充填矿房或在矿房两侧砌筑混凝土隔墙。混凝土隔墙。顶、底柱回采条件比较复杂。顶、底柱回采条件比较复杂。矿矿柱柱回回采采11/24/202219矿物资源工程专业主干课程 矿房内的充填料形成
19、一定强度的整体。此时，间柱的矿房内的充填料形成一定强度的整体。此时，间柱的回采方法有：回采方法有：上向水平分层充填法；上向水平分层充填法；下向分层充填法；下向分层充填法；留矿法；留矿法；房柱法。房柱法。一、胶结充填矿房的间柱回采一、胶结充填矿房的间柱回采当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或留矿法随当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或留矿法随后充填回采间柱，如图所示。后充填回采间柱，如图所示。矿矿柱柱回回采采11/24/202220矿物资源工程专业主干课程上向水平分层充填法回采间柱上向水平分层充填法回采间柱 1运输巷道；运输巷道；2穿脉巷道；穿脉巷道；3充填天井；充填天井；4人行泄水井；人行
20、泄水井；5放矿漏斗；放矿漏斗；6溜矿井溜矿井 留矿法回采间柱留矿法回采间柱1天井；天井；2采下矿石；采下矿石；3漏斗；漏斗；4运输巷道；运输巷道；5充填体；充填体；6电耙巷道；电耙巷道；7溜矿井溜矿井 矿矿柱柱回回采采11/24/202221矿物资源工程专业主干课程 在顶板稳固的缓倾斜或倾斜矿体中，当矿房胶结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，如图所示。体形成后，可用房柱法回采矿柱，如图所示。房柱法回采矿柱房柱法回采矿柱 1运输巷道；运输巷道；2溜矿井；溜矿井；3切割巷道；切割巷道；4电耙硐室；电耙硐室；5切割上山；切割上山；6回风巷道；回风巷道；7
21、阶段回风巷道；阶段回风巷道；8胶结充填体胶结充填体 矿矿柱柱回回采采11/24/202222矿物资源工程专业主干课程 当矿石和围岩不稳固或胶结充填体强度不高，应采用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，如图所示。下向分层充填法回采间柱，如图所示。下向分层充填法回采间柱下向分层充填法回采间柱 1间柱的充填体；间柱的充填体；2矿房的充填体；矿房的充填体；3运输巷道；运输巷道；4脉外天井；脉外天井；5穿脉巷道；穿脉巷道；6充填天井充填天井 矿矿柱柱回回采采11/24/202223矿物资源工程专业主干课程在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填法回采间柱，须在其两侧留法回采间柱，须在其两侧留12m矿石，以防矿房中的矿石，以防矿房中的松散充填料流入间柱工松散充填料流入间柱工作面。如地表允许崩落，作面。如地表允许崩落，矿石价值又不高，可用矿石价值又不高，可用分段崩落法回采间柱。分段崩落法回采间柱。二、松散充填矿房的间柱回采方法二、松散充填矿房的间柱回采方法矿矿柱柱回回采采11/24/202224矿物资源工程专业主干课程