充填采矿法PPT图示

充填采矿法•定义：随着工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时用支架和充填料相配合，叫做支架充填采矿法。•充填采矿区为目的：（1）地压管理；（2）预防自燃；•充填采矿法的分类：•按照矿块结构和工作面推进方向：单层充填法、上向分层充填法、下向分层充填法、分采充填法•根据充填料的种类和输出方式：干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法；第十章空场采矿法1.概述特点：将矿房划分成矿房和矿柱，采场以敞空形式存在，依靠矿柱本身的稳定性来维持稳定。•阶段高度：30~50m，根据矿床勘探程度、矿岩固情况、矿体倾角•矿块长度：40~60m•矿柱尺寸：–薄矿脉：间柱宽2~6m，顶柱厚2~3m，底柱高4~6m；–中厚以上：间柱宽8~12m，顶柱厚3~6m，底柱高8~10m；留矿采矿法第十一章崩落采矿法•崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压。•分类：–单层崩落法、分层崩落法：用浅孔落矿，崩量大，在矿石回采期间，工作面需要支护，工艺复杂，生产能力低，损失贫化小；–分段崩落法和阶段崩落法：主要用于深孔和中深孔落矿，生产能力大，损失贫化大；无底柱分段崩落法•基本特征：是分段下部没有底部结构，分段的凿岩、崩矿和出矿都在回采巷道中进行。因此，大大简化了采场结构，可使用无轨自行设备创造了有利条件。第二节单层充填采矿法•适用条件：缓倾斜薄矿体•特点：–用矿块倾斜全长的壁式回采面，沿走向方向、依次按照矿体全厚度回采；–随着工作面的推进，有计划地充填采空区；–也称为壁式充填法•具体实例–湖南湘潭锰矿：缓倾斜薄矿体、矿石稳固、易自燃；顶板岩石不稳固，上部为含水层，不允许崩落，底版稳固；1、矿块结构参数•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;采准与切割•阶段运输巷道：在底板岩石中；•切割平巷：在矿体内，作为崩矿自由面；，行人、通风和排水；•切割上山：布置在矿体边界上；•溜井：每隔15~20m，联通切割平巷和脉外运输巷道；浅孔落矿（1m左右），用ZJP-13型电耙运搬；边出矿边架木棚，当工作面沿走向推进1.8米，充填2.4m；充填前的准备工作：清理场地，架设充填管道，打砂门子（包括帮门子、堵头门子、半截门子）和挂砂帘子等。沿走向一次推进2.4m。水力充填是逆倾斜由下而上间断进行，分段拆除支柱和充填体。采用胶结充填时，一般用采矿巷道回采矿石，其矿壁起模板的作用；回采缓倾斜薄矿体，在顶板岩层不允许崩落的条件下，这是唯一可用的采矿方法；回采率高（94%左右），贫化率低（7%左右），但采矿效率低，坑木消耗大；评价第三节上向水平分层充填采矿法•基本描述•将矿块划分成矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱；•回采矿房时，自下而上分层进行，随着工作面的推进逐渐充填采空区；•充填体维护两帮，作为上采的平台。崩落的矿石在充填体上，用机械方法将其搬运到溜井；•矿房回采到最上面分层时，进行接顶充填；•矿柱在采完若干个矿房或全部阶段后，再回采；•采用的充填类型：水力充填、胶结充填；一、水力充填（矿块结构参数）•矿房的长和宽•沿走向布置：长30~60m;•垂直走向布置：长50m以内，宽度为8~10m;•阶段高度：30~60m;•间柱：6~8m；顶柱厚4~5m，底柱高5m，可用混凝土假顶；采准和切割1.运输巷道（在脉内或脉外）；2.两个溜井：至少2个；3.顺路人行天井（兼做滤水井），用钢筋混凝土构件砌筑；4.充填天井：2m×2.4m，内设充填管路和人行梯子，是矿房的安全出口；5.在底柱上部掘进拉底巷道，以次为自由面扩大到整个矿房边界，形成拉底空间，再向上挑顶2.5~3m，将崩落的矿石经溜井放出，浇灌钢筋混凝土底板。回采工作1.浅孔落矿,分层高度为2~3m。当矿石和围岩稳固时可以增加分层高度；2.用电耙出矿，有有用铲运机等设备出矿的；3.清理底板上的矿粉，浇灌溜井、砌筑人工滤水井和混凝土隔墙；4.充填：用选矿厂或冶炼厂的炉渣，用管道水力输送到工作面；5.在每层充填体的表面还要铺设0.15~0.2m厚的混凝土底版。二、胶结充填（矿块结构参数）•由于水力充填的回采工艺复杂，从采场排除的泥水污染巷道，水沟和水仓的清理工作量大等问题，人们提出了胶结充填法•采准、切割和回采与水力充填的方案基本相同，区别：•顺路人行天井不需要按滤水条件构筑，溜矿井和行人天井在充填时只要立模板就可以形成•不必要构筑隔墙、铺设分层底板和构筑人工底柱；•需要解决的问题：胶结充填体接顶问题，常用的方法有人工接顶和砂浆加压接顶。评价•利用水力充填和胶结充填技术可以提高机械化水平，从而提高效率；•胶结充填克服了水力充填的问题，仍存在以下问题：–充填成本高；–充填系统复杂；–阶段间柱回采困难；第四节上向倾斜分层充填采矿法•用倾斜分层（倾角近40度）回采，矿石和充填料靠自重运输；•只能用于干式充填；•以矿块回采，充填料从充填溜井溜至倾斜的工作面，自重铺撒；•铺设垫板后进行落矿，矿石也靠自重溜入溜井；•回采的三个阶段：–回采三角形底部，以形成倾斜工作面；–进行正常倾斜工作面的回采；–采出三角形的顶部矿石；连续回采倾斜分层充填采矿法回采过程：1.先掘进一个切割天井，形成倾斜的工作面，沿走向推进；2.崩落的矿石靠自重溜下，用自行设备运出；3.充填料从回风水平用自行设备运到倾斜面，靠自重溜放；评价：随着上向水平分层充填法的机械化程度的提高，利用重力运搬矿石和充填料的优越性越来不突出；使用条件要求严格（矿体形态规整，中厚以上，倾角大于60º~70º）不能用于水力和胶结充填；第五节下向分层充填采矿法适用条件：矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、矿石品位很高或价值很高的有色或稀有金属矿体。特点：(1)从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采是在上一个分层人工假顶的保护下进行；(2)回采分层为水平或与水平成4~10度(胶结充填)或10~15度(水力充填)倾斜；(3)按照充填材料可以划分为水力充填和胶结充填两类，均以矿块式一个步骤回采。不能用于干式充填。一、水力充填矿块结构和参数：阶段高度：30~50m；矿块长度：30~50m;矿块厚度：矿体水平厚度采准和切割：运输巷道：下盘接触线和围岩中；天井：布置在矿块两侧的下盘接触带；矿块中部掘进溜井；回采每一个分层前，先沿下盘接触带掘进切割巷道。当矿体不规则是可布置在矿体的中间；一、水力充填回采工作：分类：巷道回采（采矿巷道垂直或斜交切割巷道，且采取间隔回采）和分区臂式回采（将每一个分层按会才顺序划分成区段，以臂式工作面沿区段全长推进）；如果上下分层矿体长度和厚度相同，用臂式工作面回采比较合理；反之用巷道回采；充填前要进行的工作：清理底板、铺设钢筋混凝土底板、钉隔离层及构筑脱水砂门；充填工作•与水力充填的区别：充填料不同，从而取消了钢筋混凝土底板和隔离层，只需要在回采巷道两端构筑混凝土模板，大大简化了充填工艺。二、胶结充填下向分层胶结充填法的应用实例下向分层胶结充填法的评价•适用条件：复杂的矿山开采条件，如围岩很不稳固，围岩与矿石很不稳固及地表和上覆岩层需保护等。•结构和工艺复杂，在特殊条件（例如矿石价值很贵重）下使用矿石很贵重；•矿石的损失贫化小，一个步骤回采，简化了结构，采用自行设备进行凿岩和装矿时，经济指标可以提高。第六节分采充填采矿法当矿脉厚度小于0.3-0.4米时，为了回采矿石，必须要回采围岩，使采空区达到允许的工作最小厚度（0.9~0.9m）。采下的矿石运出采场，采掘的围岩冲天采空区，为继续上采创造条件。第七节方框支架充填采矿法适用条件：矿体厚度较大（中厚以上），矿石和围岩极不稳固，矿体形态极其复杂（厚度、倾角和形状变化很大），矿石贵重；特点：采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。第八节矿柱回采一、胶结充填矿房的间柱回采当矿房内的充填料形成一定强度的整体时间，间柱的回采方法有：上向水平分层充填法、下向分层充填法、留矿法和房柱法；当矿岩较稳固时，可用上向水平分层充填法和留矿法随后充填回采间柱；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；二、松散充填矿房的间柱回采如地表允许崩落，可以用分段崩落法回采间柱；三、顶底柱回采如果回采上阶段矿房和间柱时构筑了人工假底，则可以用上向水平充填法回采；当上覆岩体允许崩落时，用上向水平分层充填法采到上阶段水平后，用无底柱分段崩落法回采上阶段底柱；