9充填采矿法

第九章充填采矿法制作：陈国山吉林电子信息职业技术学院9.1单层充填法9.1.1单层壁式充填法9.1.1.1适用条件1.矿石和围岩（顶板）稳固性较差。2.矿体倾角＜30°。3.矿体厚度＜2米。示意图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9.1.1.3采准切割工作1.阶段运输巷:下盘脉外单一沿脉布置。2.行人、溜矿井:双格溜井、一格溜矿、一格行人通风。3.切割巷道:脉内沿脉布置。4.上山:从切割巷道掘进。5.上部脉内平巷：回风行人下放充填料。9.1.1.4回采充填工作1.落矿:沿走向全面推进一次采全厚回采,以切割平巷为自由面，以上山为工作面,打水平平行浅孔。2.爆破：逆倾向以宽1.2m的小断面推进。3.运搬:采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井，两步耙矿。4.支柱:支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护。最大悬顶距为4.8m，充填步距2.4m，控顶距2.4m，支柱间距0.7-0.9m，排距为1.2m。通风后进入采场注意顶板安全撬毛工作。5.充填准备：清理待充场地，建滤水密闭结构，架设充填管道具体是架设帮门子，堵头门子，半截门子。6.充填：采用水砂充填，逆倾斜分段进行，先自下而上分段拆除立柱，再分段进行充填。注意接顶。9.1.1.6实例示意图9.1.2单层削壁充填法9.1.2.1适用条件1.矿石和围岩具有一定的稳固性。2.矿体倾角＞55°。3.矿体厚度＜2米。示意图9.1.2结构1.顶柱:无工程(先进天井)2.间柱:无间柱3.底柱:顺路井行人通风出矿9.1.3采准切割工作1.阶段运输巷:脉内单一沿脉布置。2.行人、溜矿井:两个行人井,两个溜矿井。3.先进天井:从拉底掘进到上个阶段。4.拉底空间:分为留底柱和人工假底。5.打水泥底板:厚度0.4-0.5米，四井锁口，为底柱回采作准备也可用人工假底。(a）不留底柱（b）留底柱示意图人工假底的形成：1-钢架，2-混凝土底板混凝土的浇注及锁口：示意图示意图9.1.4回采充填工作1.落矿:自下而上分层回采，以先进天井为自由面，以拉底空间为工作面，打上向垂直平行浅孔。矿石，围岩分别爆破。2.运搬:采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井。3.充填:提高溜井和行人井，盖好行人井，爆破围岩，通风后进入采场、平场、撬毛、铺设垫板，准备爆破矿石。溜井提高方法有：混凝土浇注、硬木横撑、铁筒接高。4.采幅:矿石1米K=2围岩1米。采幅=矿+岩=K×岩9.1.5评价优点:采切工艺简单,充填工艺简单,损失贫化小缺点:安全性差,加强管理9.2上向分层充填法9.2.1干式充填法1.适用条件:矿岩不太稳固，倾角＞55°，厚度＜8-10米。1-阶段运输平巷2-回风巷道3-充填天井4-放矿溜井5-人行通风天井6-联络道7-隔墙8-垫板9-电耙绞车10-顶柱11-底柱12-充填料13-崩下矿石14-炮孔示意图2.结构顶柱：无工程间柱：天井天井联络道底柱：人工假底或布置阶段运输巷，溜井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)接高溜井，(双模板)下放充填料，铺平充填料(人力电耙)打水泥垫板,水泥隔墙(单模板)9.2.2水力充填法1.适用条件:围岩不稳，矿石稍具稳固性，倾角＞55°厚度10-20米，贵重矿石。2.结构：沿走向布置，垂直走向布置。示意图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）。打隔墙(单模板)，水力充填，垫板：白灰橡胶混凝土。示意图示意图9.2.3胶结充填法1.矿块布置：垂直走向布置。2.矿块参数：矿房4-6米，矿柱10-12米，不留顶底柱，阶段高50-60米。1-运输巷道；2-穿脉巷道；3-胶结充填体4-溜矿井；5-人行井；6-充填天井示意图示意图3.采准切割：单一沿脉加川脉,人工假底，形成拉底空间预留行人井一个，溜矿井2个，上掘充填井一个4.回采充填：自下而上分层回采。凿岩、爆破、通风、撬毛、出矿、接井（单模板）充填。9.2.4应用实例1.薄矿体双倾干式充填方案1-阶段运输平巷2-漏斗3-溜矿井4-底柱5-隔墙6-充填天井7-人行天井8-穿脉巷道示意图2.单倾斜干充充填方案1-自行充填车；2-垫板；3-自行装运设备示意图3.铲运机出矿胶结充填方案1-阶段运输平巷2-阶段通风平巷3-充填天井4-切割平巷5-矿石溜井6-斜坡道7-顶柱8-底柱9-凿岩台车10-铲运机示意图4.铲运机出矿水砂充填方案示意图5.龙首镍矿1-充填井2-顺路溜井3-预留人行道4-充填巷道5-混凝土顶柱6-已采矿房7-未采矿柱8-矿柱回采9-电耙道10-上盘脉内运输巷11-混凝土底柱12-电耙桐室13-装车小漏斗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ一回采顺序示意图6.点柱充填法1-沿脉运输巷道2-穿脉巷道3-间柱4-溜矿井5-人行滤水井6-点柱7-钢筋混凝土底板8-充填沪碴9-胶结铺面10-充填天井示意图9.3.1下向水平分层充填法9.3.1.1适用条件1．矿岩均不稳固2．急倾斜厚矿体3．高品位贵重矿石9.3.1.2结构及参数布置脉内阶段运输巷，向上施工溜矿井（中心）和行人通风天井（两侧），阶段高度30-50米，矿块长度30-50米，矿块宽为矿体厚度，不留矿柱采用水砂法充填。1-钢筋混凝土假顶2-尾砂充填体3-充填天井4-矿块天井5-矿石溜井6-阶段运输平巷7-分层切割平巷8-回采进路示意图9.3下向分层充填法9.3.1.3采准切割工作采准工作：阶段运输巷，矿块天井、溜井切割工作：切割平巷及模巷阶段运输巷布置在下盘脉内或脉外，天井布置在矿块两端，溜井位于中央。9.3.1.4回采工作自上而下分层回采，每一分层可以按进路式或分区壁式回采，进路方向与切割平巷垂直，上下分层的进路交错布置，进路高度2-2.5米，宽度2.4-3米，进路采用浅孔落矿，电耙或铲运机路。9.3.1.5充填工作1.充填准备：清理采场底板碎矿，浇灌钢筋混凝土底板，钉隔离层、构筑脱水砂门等铺设钢筋混凝土底板，钢筋混凝土底板的厚度一般为0.25-0.3m。钉筑隔离层是将准备充填的进路或分区与未采的进路或分区隔开，以防止旁侧的充填料坍塌。3-竹席，4-板条（b）竹席隔离层1-钢筋混凝土底板；2-金属网；(a）金属网隔离层示意图示意图充填前需在待充进路（或待充分区）与分层切割平巷的相交部位砌筑脱永砂门。l23-条木4-麻布5-条木6-混凝土墙7-混凝土砖8-红砖9-充填管10-泄水管(a）砖砌脱水砂门(b）预制混凝土构件脱水砂门示意图2.充填工作采用由远而近的后退式充填，3.充填分层巷道在分层巷道底板上铺设钢筋混凝土底板，构筑脱水砂门。对分层巷道进行充填。示意图9.3.1.6实例1-分层平巷2-砂门3-扇形进路4-砂帘子5-人工假底，6-混凝土砖柱7-顺路天井8-溜井示意图9.3.2下向倾斜分层充填采矿法9.3.2.1适应条件矿石围岩不稳固高品位矿石9.3.2.2构成要素阶段高30m。由于矿体厚大，矿块垂直走向布置。充填天井的一侧布置回采进路时，矿块长25m，两侧布置进路时长50m。1-人行井2-穿脉充填平巷3-沿脉充填平巷4-第三层充填巷道5-充填井6-回采进路7-分层横巷8-溜矿井9-沿脉运输巷道示意图9.3.2.3采准切割在矿体近下盘处掘进沿脉运输巷道9。沿走向每隔50m在矿块中开溜矿井，并用厚度为4.5-6mm的钢板全焊接护壁、钢板后充填混凝土。掘进充填天井5通穿脉充填平巷2。上部分层开采后，充填井在胶结充填料中顺路形成，每分层垂直矿体走向掘进分层横巷7，规格为2.5×2.5m，作为初始切割巷道。9.3.2.4回采工作分层高度为2.5m。分层倾角视充填料的流动角而定，用细砂胶结充填为3°-5°，用粗骨料胶结充填为8°-10°。分层用进路回采，随采随充。回采进路垂直分层横巷布置，可以间隔回采，也可以依次回采。回采进路多为六角形，回采进路规格为2.5×（3-4）m。相邻两条进路共用一下充填小井，充填小井与穿脉充填平巷2联通。使用气腿式凿岩机浅孔落矿，30kw电耙出矿。矿石经回采进路6、分层横巷7、溜井8落至沿脉运输巷道9，用振动放矿机装车运出。因为上分层的充填料是胶结体，且铺了金属网。所以，回采进路不需再进行支护。充填过程：示意图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。9.3.2.6评价1）下向分层充填采矿法的开采，是在整体混凝土人工假顶下进行的，所以回采工作安全；2）下向分层充填采矿法的矿石损失、贫化指标比任何采矿方法都低；3）回采进路的方向、数量、规格均可根据矿床的条件变化而调整，因此该法较灵活、可靠；4）开采矿岩极不稳固的矿体时，可使地表岩移达到最小。倾斜分层方案，由于充填料的接顶效果好，可以最大限度地保护地表及岩体；5）该法均为单步骤回采，不留矿柱，省去了回采矿柱的麻烦。下向分层充填采矿法缺点：1）下向分层充填采矿法是所有采矿方法中工序最复杂的采矿方法之一；2）矿块生产能力低，采矿强度低，采矿工劳动生产率低；3）成本高。9.4其它充填采矿法9.4.1分段充填法1-沿脉运输巷道2-穿脉运输巷道3-分段巷道4-矿体5-充填体6-沿脉回风巷道7-穿脉回风巷道8-通风充填井示意图（1）适用条件要求矿岩中等稳固，围岩不稳固，采用充填法要求，矿石品位高，矿石具有品位价值贵重等特点。（2）结构在矿块内形成沿脉加川脉或者环形阶段运输形式，在矿体内或者下盘围岩内开掘行人井，溜井及分段巷道，分段高度10-12米。（3）采准切割阶段运输巷根据矿体厚度设计或环形或者沿脉加川脉，上掘行人通风天井，5-6个进路,掘进一个，垂直进路方向掘进分段巷道,将进路连通。根据设计的尺寸掘进进路，间距大约10-12米，在进路尽头采用中深扇形炮孔形成切割槽。（4）回采充填工作回采时采用扇形中深孔分段回采,即将阶段划分为10-12米的分段，整个分段一次性回采，采用铲运机出矿，铲运机将矿石铲运到溜井。充填分段一次性充填，一般采用胶结充填。（5）评价损失贫化小，生产产量高，安全可靠，成本高。9.4.2分采充填法（见削壁充填法）9.4.3阶段充填法（1）阶段充填法的本质阶段充填法是将矿块划分成矿房与矿柱，矿房的尺寸比矿柱还小，矿房的回采是采用空场法的方式，用空场片采完矿房后，将采后的空间用充填料一次性充填，充填的目的，不同于处理空区，而是要支撑上下盘围岩，为回采矿柱创造条件。（2）阶段充填法的方案1.分段法回采矿房事后充填。2.阶段法回采矿房事后充填。3.VCR法回采矿房事后充填。4.留矿法回采矿房事后充填。5.房柱法回采矿房事后充填。（3）充填工作1.一次充填量大，充填前将矿房与其主井巷封闭2.充填采用胶强充填3.充填前检查封闭情况和滤水情况。4.充填采用分期分段充填，一般5-7米，滤清后放水。5.充填后要长时间养护。（4）评价1.回采效率高。2.充填量大，效率高；3.回采与充填互不影响；4.封闭滤水工作量大。9.4.4方框支柱充填采矿法9.4.4.1全面回采方案矿块沿矿体走向布置，矿块面积较大，在矿块全断面上用方框拉底回采。矿体沿走向较长时，可每15-20m划分一个