第二篇 采矿方法——充填法.ppt

第二篇：采矿方法第二篇：采矿方法 第五章第五章 空场采矿法空场采矿法 第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 第七章第七章 崩落采矿法崩落采矿法 第八章第八章 地下矿无轨采矿设备地下矿无轨采矿设备 第九章第九章 采矿方法选择与单体设计采矿方法选择与单体设计 基本内容基本内容第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法6.5 6.5 嗣后充填采矿法嗣后充填采矿法6.6 6.6 充填技术充填技术6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 1 1）基本特征：）基本特征：n 在回采过程中，按照回采工艺的要求，用充填料回在回采过程中，按照回采工艺的要求，用充填料回 填采空区的采矿方法叫充填采矿法；填采空区的采矿方法叫充填采矿法；n 充填体起控制采场地压，支撑围岩，减少、延缓和充填体起控制采场地压，支撑围岩，减少、延缓和 阻止采后空区围岩的破坏和移动的作用；阻止采后空区围岩的破坏和移动的作用；n 可以有效回收矿柱，且处理废料，保护环境。可以有效回收矿柱，且处理废料，保护环境。2 2）使用条件：）使用条件：不允许围岩崩落以及矿石品位高、矿床价值大。不允许围岩崩落以及矿石品位高、矿床价值大。3 3）应用情况：）应用情况：n 3030年代有色金属矿约占年代有色金属矿约占50%50%，6060年代约占年代约占4.3%4.3%；黄；黄 金矿山占金矿山占31%31%；n 8080年代，加拿大占年代，加拿大占35-40%35-40%，日本占，日本占43%43%。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 4 4）优点：）优点：n 支护岩层，控制采场地压活动；支护岩层，控制采场地压活动；n 防止地表沉陷，保护地表地物；防止地表沉陷，保护地表地物；n 提供继续向上回采的工作平台（类似于留矿法功提供继续向上回采的工作平台（类似于留矿法功 能）；能）；n 改善矿柱受力状态（由单轴受压变为三轴受压），改善矿柱受力状态（由单轴受压变为三轴受压），保证最大限度的回收矿产资源；保证最大限度的回收矿产资源；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 n 保证安全回采有内因火灾危险的高硫矿床；保证安全回采有内因火灾危险的高硫矿床；n 控制深井开采岩爆，将低深部地温；控制深井开采岩爆，将低深部地温；n 保证露天、地下联合开采时生产的安全；保证露天、地下联合开采时生产的安全；n 处理固体废料，保护环境。处理固体废料，保护环境。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 5 5）典型方案：）典型方案：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.1 6.1 概述概述 n 单层充填采矿法单层充填采矿法 n 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法n 嗣后充填采矿法嗣后充填采矿法n 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 1 1）基本特征：）基本特征：n 矿块的回采按矿体全厚向前推进，在岩石顶板下的矿块的回采按矿体全厚向前推进，在岩石顶板下的 回采空间作业；回采空间作业；n 当回采工作面推进一定距离后，除保留继续回采所当回采工作面推进一定距离后，除保留继续回采所 需的工作空间外，其余空区用隔墙进行密闭，用充需的工作空间外，其余空区用隔墙进行密闭，用充 填处理空区并控制地压。填处理空区并控制地压。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 2 2）适用条件：）适用条件：n 矿石和围岩（顶板）稳固性较差；矿石和围岩（顶板）稳固性较差；n 矿体倾角矿体倾角3030；n 矿体厚度矿体厚度2m2m。3 3）结构（）结构（图图6-16-1）：）：n 顶底柱：无工程；顶底柱：无工程；n 间间 柱：无间柱；柱：无间柱；n 矿房内：上山作为最初回采的工作面；切割巷道用矿房内：上山作为最初回采的工作面；切割巷道用 于行人、通风、卸水、出矿。于行人、通风、卸水、出矿。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 图图6-1 6-1 单层充填采矿法单层充填采矿法1-1-注砂管；注砂管；2-2-充填管；充填管；3-3-上阶段脉内平巷；上阶段脉内平巷；4-4-半截门子；半截门子；5-5-溜矿井；溜矿井；6-6-切割巷道；切割巷道；7-7-帮门子；帮门子；8-8-堵头门子；堵头门子；9-9-半截门子；半截门子；10-10-木梁；木梁；11-11-木条；木条；12-12-立柱；立柱；13-13-砂门子；砂门子；14-14-横梁；横梁；15-15-半半圆木；圆木；14-14-脉外巷道脉外巷道4 4）采准切割：）采准切割：n 阶段运输巷：下盘脉外单一沿脉布置；阶段运输巷：下盘脉外单一沿脉布置；n 行人溜矿井：双格溜井行人溜矿井：双格溜井 一格溜矿一格行人通风；一格溜矿一格行人通风；n 切割巷道：脉内沿脉布置；切割巷道：脉内沿脉布置；n 上上 山：从切割巷道掘进；山：从切割巷道掘进；n 上部脉内平巷：回风上部脉内平巷：回风 行人行人 下放充填料。下放充填料。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 5 5）回采充填工作：）回采充填工作：n n 钻孔：钻孔：钻孔：钻孔：沿走向全面推进一次全厚回采，以切割平巷沿走向全面推进一次全厚回采，以切割平巷沿走向全面推进一次全厚回采，以切割平巷沿走向全面推进一次全厚回采，以切割平巷 为自由面，以上山为工作面，打水浅孔为自由面，以上山为工作面，打水浅孔为自由面，以上山为工作面，打水浅孔为自由面，以上山为工作面，打水浅孔；n n 爆破：爆破：爆破：爆破：逆倾向以宽逆倾向以宽逆倾向以宽逆倾向以宽1.2m 1.2m 1.2m 1.2m 的小断面推进的小断面推进的小断面推进的小断面推进；n n 出矿：出矿：出矿：出矿：采用人力或电耙，将矿石运搬进溜井，两步采用人力或电耙，将矿石运搬进溜井，两步采用人力或电耙，将矿石运搬进溜井，两步采用人力或电耙，将矿石运搬进溜井，两步 耙矿；耙矿；耙矿；耙矿；支柱：支柱：支柱：支柱：支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护；支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护；支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护；支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护；最大悬顶距最大悬顶距最大悬顶距最大悬顶距4.8m4.8m4.8m4.8m，充填步距，充填步距，充填步距，充填步距2.4m2.4m2.4m2.4m，控顶，控顶，控顶，控顶 距距距距2.4m2.4m2.4m2.4m，支柱间距，支柱间距，支柱间距，支柱间距0.7-0.9m0.7-0.9m0.7-0.9m0.7-0.9m，排距，排距，排距，排距1.2m1.2m1.2m1.2m；撬毛：撬毛：撬毛：撬毛：通风后进入采场注意顶板通风后进入采场注意顶板通风后进入采场注意顶板通风后进入采场注意顶板撬毛撬毛撬毛撬毛安全工作安全工作安全工作安全工作,充填准备：充填准备：充填准备：充填准备：清理待充场地，建滤水密闭结构，架清理待充场地，建滤水密闭结构，架清理待充场地，建滤水密闭结构，架清理待充场地，建滤水密闭结构，架 设充填管道具体是架设帮门子，堵头门设充填管道具体是架设帮门子，堵头门设充填管道具体是架设帮门子，堵头门设充填管道具体是架设帮门子，堵头门 子，半截门子；子，半截门子；子，半截门子；子，半截门子；充填：充填：充填：充填：逆倾斜分段采用水砂充填，先自下而上分逆倾斜分段采用水砂充填，先自下而上分逆倾斜分段采用水砂充填，先自下而上分逆倾斜分段采用水砂充填，先自下而上分 段拆除立柱，再分段进行充填。段拆除立柱，再分段进行充填。段拆除立柱，再分段进行充填。段拆除立柱，再分段进行充填。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.2 6.2 单层充填采矿法单层充填采矿法 6 6）评价：）评价：n n 该法适用于顶板岩石不稳固而又不允许陷落的微倾该法适用于顶板岩石不稳固而又不允许陷落的微倾该法适用于顶板岩石不稳固而又不允许陷落的微倾该法适用于顶板岩石不稳固而又不允许陷落的微倾 斜和缓倾斜薄矿脉斜和缓倾斜薄矿脉斜和缓倾斜薄矿脉斜和缓倾斜薄矿脉；n n 矿石回收率高，贫化率低矿石回收率高，贫化率低矿石回收率高，贫化率低矿石回收率高，贫化率低；n n 回采工艺复杂，矿块生产能力低，回采工效低，采回采工艺复杂，矿块生产能力低，回采工效低，采回采工艺复杂，矿块生产能力低，回采工效低，采回采工艺复杂，矿块生产能力低，回采工效低，采 矿成本高。矿成本高。矿成本高。矿成本高。1 1）基本特征）基本特征（图（图6-26-2）：n 通常将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿通常将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿 柱；柱；n 矿房自下而上分层回采，依次充填以维护上下盘围矿房自下而上分层回采，依次充填以维护上下盘围 岩，并创造不断上采的作业条件，矿房回采到最后岩，并创造不断上采的作业条件，矿房回采到最后 一个分层时，进行接顶充填；一个分层时，进行接顶充填；n 矿柱在采完若干矿房或全阶段后，再进行回采；矿柱在采完若干矿房或全阶段后，再进行回采；n 目前该方法占我国充填法的目前该方法占我国充填法的60%60%。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 图图6-2 6-2 分层充填采矿法分层充填采矿法2 2）主要工艺：）主要工艺：n 该法为工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和该法为工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和 护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环；护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环；n 回采空间和范围可以控制，人员设备在暴露的顶板回采空间和范围可以控制，人员设备在暴露的顶板 下作业，需有效地控制顶板；下作业，需有效地控制顶板；n 可以使用任何充填料进行充填。可以使用任何充填料进行充填。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 3 3）适用条件：）适用条件：n 一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜 矿体；矿体；n 能适应形态不规则、分支复合变化大的矿体；能适应形态不规则、分支复合变化大的矿体；n 且矿体的损失、贫化率低，是一种适用范围广的充且矿体的损失、贫化率低，是一种适用范围广的充 填采矿法。填采矿法。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 4 4）基本方案：）基本方案：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 沿走向布置采场沿走向布置采场垂直走向布置采场垂直走向布置采场点柱式上向分层点柱式上向分层（1 1）沿走向布置采场上向分充填法：）沿走向布置采场上向分充填法：n 当矿体厚度小于当矿体厚度小于10-15m10-15m时，沿走向布置矿块，矿房时，沿走向布置矿块，矿房 长度长度30-60m(30-60m(图图6-36-3)，大者可达，大者可达100-300m100-300m，如红透山，如红透山 铜矿沿矿体走向长铜矿沿矿体走向长180m(180m(图图6-46-4)；n 长采场可以实现回采工作的平行作业，充分发挥设长采场可以实现回采工作的平行作业，充分发挥设 备效率，提高矿石回收率。备效率，提高矿石回收率。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 图图6-3 6-3 沿走向布置采场上向分层干式充填法沿走向布置采场上向分层干式充填法1-1-阶段运输平巷；阶段运输平巷；2-2-回风巷道；回风巷道；3-3-充填天井；充填天井；4-4-放矿溜井；放矿溜井；5-5-人行通风天井；人行通风天井；6-6-联络道；联络道；7-7-隔墙；隔墙；8-8-垫板；垫板；9-9-电耙绞车；电耙绞车；10-10-顶柱；顶柱；11-11-底柱；底柱；12-12-充填料；充填料；13-13-崩下矿石；崩下矿石；14-14-炮孔炮孔图图6-4 6-4 红透山铜矿机械化水砂上向分层充填法红透山铜矿机械化水砂上向分层充填法1-1-采区斜坡道；采区斜坡道；2-2-采场联络道；采场联络道；3-3-充填天井；充填天井；4-4-放矿溜井；放矿溜井；5-5-滤水井；滤水井；6-6-尾砂；尾砂；7-7-隔墙；隔墙；8-8-砼砼垫层；垫层；9-9-充填管；充填管；10-10-废石堆垫斜坡道废石堆垫斜坡道（2 2）垂直走向布置采场上向分充填法：）垂直走向布置采场上向分充填法：n 当当矿矿体体厚厚度度大大于于10-15m10-15m时时，沿沿矿矿体体走走向向划划分分矿矿房房和和矿柱矿柱,采场垂直矿体走向布置采场垂直矿体走向布置(图图6-5a6-5a、b b)；n 第第一一步步回回采采矿矿房房，用用胶胶结结充充填填料料充充填填，第第二二步步回回采采间柱；间柱；n 该该方方案案适适合合于于厚厚及及特特厚厚的的高高品品位位矿矿床床，矿矿石石损损失失贫贫化小，可以使用无轨铲运机出矿化小，可以使用无轨铲运机出矿(图图6-66-6、7 7)。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 图图6-5a 6-5a 垂直走向布置矿块上向分层水力充填法垂直走向布置矿块上向分层水力充填法1-1-顶柱；顶柱；2-2-充填天井；充填天井；3-3-矿石堆；矿石堆；4-4-人行滤水井；人行滤水井；5-5-放矿溜井；放矿溜井；6-6-主副钢筋；主副钢筋；7-7-人行天井联络道；人行天井联络道；8-8-沿脉巷道；沿脉巷道；9-9-穿脉巷道；穿脉巷道；10-10-充填体；充填体；11-11-脉外巷道脉外巷道图图6-5b 6-5b 垂直走向布置矿块上向分层胶结充填法垂直走向布置矿块上向分层胶结充填法1-1-下盘肪外平巷；下盘肪外平巷；2-2-装矿横巷；装矿横巷；3-3-胶结充填体；胶结充填体；4-4-溜井；溜井；5-5-行人天井；行人天井；6-6-充填回风井充填回风井图图6-6 6-6 凡口铅锌矿机械化上向分层充填法凡口铅锌矿机械化上向分层充填法图图6-7 6-7 新桥硫铁矿机械化上向分层充填法新桥硫铁矿机械化上向分层充填法（3 3）点柱式上向分层充填法：）点柱式上向分层充填法：n 用于回采矿岩比较稳固，品位不很高的连续厚大倾用于回采矿岩比较稳固，品位不很高的连续厚大倾 斜倾矿体斜倾矿体(图图6-86-8、9 9）；）；n 可垂直或沿走向布置采场，矿块间留可垂直或沿走向布置采场，矿块间留4-6m4-6m临时带状临时带状 矿柱，矿房内留规则或不规则的点永久性柱，直径矿柱，矿房内留规则或不规则的点永久性柱，直径 为为5-8m5-8m；n 全部作业采用无轨自行设备，回采效率高。全部作业采用无轨自行设备，回采效率高。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 图图6-8 6-8 脉外溜井斜脉外溜井斜坡道布置点柱式上坡道布置点柱式上向分层回采向分层回采1-1-分段巷道；分段巷道；2-2-斜坡道；斜坡道；3-3-溜矿井；溜矿井；4-4-采场联络道；采场联络道；5-5-通风排水平巷；通风排水平巷；6-6-点柱；点柱；7-7-阶段运输平巷；阶段运输平巷；8-8-顶柱顶柱图图6-9 6-9 点柱式上向点柱式上向分层回采立体图分层回采立体图5 5）结构参数：）结构参数：n 布置方式：布置方式：垂直走向、沿走向；垂直走向、沿走向；n 矿房水平面积：矿房水平面积：300-500m300-500m2 2；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 矿岩稳固性矿岩稳固性阶段生产能力，及可布矿块数阶段生产能力，及可布矿块数使用的设备使用的设备n 阶段高度：阶段高度：一般一般30-60m30-60m；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 勘探类型勘探类型天井的掘进和维护天井的掘进和维护溜井的矿石通过量溜井的矿石通过量n 矿柱尺寸：矿柱尺寸：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 间柱尺寸取决于矿岩稳固性，当间柱用充填法间柱尺寸取决于矿岩稳固性，当间柱用充填法回采时，取回采时，取7-10m7-10m；薄矿脉可以不留间柱，矿房之间浇注砼隔墙；薄矿脉可以不留间柱，矿房之间浇注砼隔墙；为降低损失贫化，可构筑人工底柱和假巷，在为降低损失贫化，可构筑人工底柱和假巷，在运输平巷顶板只留运输平巷顶板只留2-3m2-3m厚的底柱；厚的底柱；上部巷道需保护时，留顶柱上部巷道需保护时，留顶柱3-5m3-5m。6 6）采准工作：）采准工作：（1 1）采准布置：）采准布置：n 脉内采准系统：脉内采准系统：开采急倾斜和缓倾斜薄矿体；开采急倾斜和缓倾斜薄矿体；n 联联 合合 采采 准：准：开采厚大矿体，采用脉外平巷与独开采厚大矿体，采用脉外平巷与独 头横巷相结合或环形采准方式；头横巷相结合或环形采准方式；n 斜斜 坡坡 道：道：采用无轨设备时，采用下盘斜坡道采用无轨设备时，采用下盘斜坡道 和溜井或服务性提升井和溜矿井为和溜井或服务性提升井和溜矿井为 主的采准方式。主的采准方式。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （2 2）采准巷道：）采准巷道：含沿脉平巷、天井、充填井、溜矿井、分段平巷等。含沿脉平巷、天井、充填井、溜矿井、分段平巷等。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 运输平巷：运输平巷：为便于探矿和出矿，单一采准的沿脉平为便于探矿和出矿，单一采准的沿脉平巷可靠矿体上下盘沿脉掘进，断面巷可靠矿体上下盘沿脉掘进，断面2.12.5m2.12.5m2 2；人行通风井：人行通风井：一个矿块至少要两个人行通风井；一个矿块至少要两个人行通风井；人行滤水井：人行滤水井：顺路架设，内设人行梯，外设滤水材顺路架设，内设人行梯，外设滤水材料，担负滤水面积为料，担负滤水面积为200200m m2（图图6-106-10）；）；图图6-106-10 人行滤水井人行滤水井第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 充充 填填 井：井：用于回风、下放充填料或人行；用于回风、下放充填料或人行；溜溜 矿矿 井：井：脉内溜井顺路架设，可考虑与人行井、脉内溜井顺路架设，可考虑与人行井、滤水井共用，每矿房要布置两个溜矿井；电耙出矿滤水井共用，每矿房要布置两个溜矿井；电耙出矿时，断面时，断面2m2m，铲运机出矿时，断面，铲运机出矿时，断面2-2.5m2-2.5m；溜；溜井可采用钢筋砼预制件或钢溜井形式井可采用钢筋砼预制件或钢溜井形式(图图6-116-11)；采；采用大型出矿设备时，考虑采用脉外布置溜矿井；用大型出矿设备时，考虑采用脉外布置溜矿井；分段平巷：分段平巷：用于机械化斜坡道采准的方式，沿走向用于机械化斜坡道采准的方式，沿走向布置，同时服务于上中下三个分层。布置，同时服务于上中下三个分层。(a)(a)图图6-116-11 溜矿井结构图溜矿井结构图a-a-预制砼溜井图；预制砼溜井图；b-b-钢溜井图钢溜井图（b b）7 7）切割工作：）切割工作：n 从联络道掘进拉底巷道与溜矿井相通，然后沿矿体从联络道掘进拉底巷道与溜矿井相通，然后沿矿体 全厚切开，铺设钢筋砼层；全厚切开，铺设钢筋砼层；n 从运输平巷或穿脉全面拉开，后挑顶至从运输平巷或穿脉全面拉开，后挑顶至6m6m高高;n 浇注砼巷道，构成底柱：钢筋网度浇注砼巷道，构成底柱：钢筋网度300300mm300300mm，主，主 筋筋12mm12mm，副筋，副筋8mm8mm，设间距，设间距0.3-0.7m0.3-0.7m的双层钢的双层钢 筋筋(图图6-126-12)。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 图图6-126-12 钢筋砼底板结构图钢筋砼底板结构图11主钢筋；主钢筋；22副钢筋副钢筋8 8）回采作业：）回采作业：分层崩矿回采，分层空间保持分层崩矿回采，分层空间保持2-2.2m2-2.2m；每层作业循环；每层作业循环相同：崩矿、通风、护顶、出矿、充填准备、充填、相同：崩矿、通风、护顶、出矿、充填准备、充填、浇砼底板等；最后进行充填接顶。浇砼底板等；最后进行充填接顶。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 崩矿：崩矿：可采用上向孔或水平孔；国内常用可采用上向孔或水平孔；国内常用01-4301-43、01-4501-45、YSP-45YSP-45型钻机打孔，型钻机打孔，43-45mm43-45mm，孔深，孔深1.6-2m1.6-2m，孔，孔距距0.8-1.2m0.8-1.2m；国外多用凿岩台车打孔，深国外多用凿岩台车打孔，深3-5m3-5m；每个分层以充填井为自由面分每个分层以充填井为自由面分2-32-3次爆破；次爆破；国内常用先打上向孔挑采，再打水平孔压采。国内常用先打上向孔挑采，再打水平孔压采。通风：通风：新鲜风流从阶段运输平巷新鲜风流从阶段运输平巷顺路天井顺路天井分层工作面分层工作面清洗采场；污风从充填回风天井清洗采场；污风从充填回风天井充填回风平巷充填回风平巷回风井。回风井。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 护顶：护顶：可用锚杆、金属网、锚索加喷浆支护。可用锚杆、金属网、锚索加喷浆支护。出矿：出矿：多采用电耙、装运机和铲运机出矿。多采用电耙、装运机和铲运机出矿。充填准备：充填准备：包括架设顺路天井、溜矿井等，接长采场充填管道，包括架设顺路天井、溜矿井等，接长采场充填管道，砌筑砼充填隔墙等。砌筑砼充填隔墙等。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 充填：充填：干式充填时，用矿车将充填料运至充填天井卸载，干式充填时，用矿车将充填料运至充填天井卸载，充填料自溜入采场，用电耙或铲运机整平；充填料自溜入采场，用电耙或铲运机整平；水力充填时，先放清水冲洗疏通管路水力充填时，先放清水冲洗疏通管路10-15min10-15min，再，再由远而近向滤水井，充填料要低于人行滤水井和溜由远而近向滤水井，充填料要低于人行滤水井和溜井口井口50-100mm50-100mm，避免充填料从井口溢流和跑砂。，避免充填料从井口溢流和跑砂。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 浇砼底板：浇砼底板：待充填水渗透出采场后，先平整充填场地，然后铺待充填水渗透出采场后，先平整充填场地，然后铺0.15-0.3m0.15-0.3m厚的砼地板。厚的砼地板。减少无轨设备轮胎磨损，提高出矿效率；减少无轨设备轮胎磨损，提高出矿效率；减少粉矿的损失和矿石贫化。减少粉矿的损失和矿石贫化。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 充填接顶：充填接顶：矿房全部回采结束后，进行接顶充填；多采用分区、矿房全部回采结束后，进行接顶充填；多采用分区、分次加压输送充填料，即在接顶层分区段构筑隔墙，分次加压输送充填料，即在接顶层分区段构筑隔墙，先充先充1-21-2次，让充填料沉缩后，再用砂浆泵泵送充次，让充填料沉缩后，再用砂浆泵泵送充填料强行灌入接顶的缝隙中，以利于提高接顶的密填料强行灌入接顶的缝隙中，以利于提高接顶的密实性。实性。新桥硫铁矿充填实践证明，充填接顶率达新桥硫铁矿充填实践证明，充填接顶率达50%50%时，时，即可对顶板岩层地压起到良好的控制作用，从而突即可对顶板岩层地压起到良好的控制作用，从而突破了过于强调破了过于强调100%100%充填接顶的传统观念。充填接顶的传统观念。9 9）发展方向：）发展方向：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （1 1）简化工序，缩短分层回采周期，提高能力）简化工序，缩短分层回采周期，提高能力n 提高分层回采高度；提高分层回采高度；n 采用尾砂胶结充填工艺。采用尾砂胶结充填工艺。（2 2）简化矿块回采步骤，强化无轨机械化开采）简化矿块回采步骤，强化无轨机械化开采n 构筑高强度人工底柱或人工钢筋砼隔板，研制完构筑高强度人工底柱或人工钢筋砼隔板，研制完 善的砼施工机械；善的砼施工机械；n 应用长采区机械化上向分层充填法，结合锚固技应用长采区机械化上向分层充填法，结合锚固技 术，保证采场安全。术，保证采场安全。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （3 3）大力采用先进技术）大力采用先进技术n 应用合理的回采方案：采用盘区机械化上向分层应用合理的回采方案：采用盘区机械化上向分层 充填法开采厚大富矿体，脉外斜坡道采准，实现充填法开采厚大富矿体，脉外斜坡道采准，实现 凿岩出矿充填平行进行，有利于设备、材料、人凿岩出矿充填平行进行，有利于设备、材料、人 员调运，方便设备维修保养，改善作业条件；员调运，方便设备维修保养，改善作业条件；n 寻求来源丰富、且符合技术要求的充填料，研究寻求来源丰富、且符合技术要求的充填料，研究 制备简单、输送方便、易于自动控制的充填系制备简单、输送方便、易于自动控制的充填系 统，缩短充填时间，提高采矿强度；统，缩短充填时间，提高采矿强度；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 n 实现采、装、运及服务性工作的综合机械化；实现采、装、运及服务性工作的综合机械化；n 采用先进的测试仪器，对充填体性质和作用加采用先进的测试仪器，对充填体性质和作用加 强室内模拟和现场观测，提出合理的充填体尺强室内模拟和现场观测，提出合理的充填体尺 寸。寸。1010）方案评价：）方案评价：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （1 1）适用条件）适用条件n 适用于矿石品位高、价值高的贵金属和稀有金属适用于矿石品位高、价值高的贵金属和稀有金属 的矿体开采；的矿体开采；n 矿体上下盘岩石中等稳固或稳固性稍差；矿体上下盘岩石中等稳固或稳固性稍差；n 矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极 厚矿体及多层矿体。厚矿体及多层矿体。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （2 2）优点）优点n 使用的回采方案多，机动灵活，适应多种开采技使用的回采方案多，机动灵活，适应多种开采技 术条件的需要；术条件的需要；n 损失率和贫化率低；损失率和贫化率低；n 使用自行设备，采场生产能力大；使用自行设备，采场生产能力大；n 采准切割简单；采准切割简单；n 木材消耗量少。木材消耗量少。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.3 6.3 上向分层充填采矿法上向分层充填采矿法 （3 3）缺点）缺点n 回采工艺复杂，部分工作劳动强度大；回采工艺复杂，部分工作劳动强度大；n 常规设备能力低；常规设备能力低；n 成本高；成本高；n 排泥费用高。排泥费用高。1 1）基本特征：）基本特征：n 用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、矿石品位或价值很高的有色金属或稀有金属矿；矿石品位或价值很高的有色金属或稀有金属矿；n 从上往下分层回采和逐层充填，每分层的回采工作从上往下分层回采和逐层充填，每分层的回采工作 是在上一分层人工假顶的保护下进行；是在上一分层人工假顶的保护下进行；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 n 回采分层为水平的或与水平成回采分层为水平的或与水平成4-10(4-10(胶结充填胶结充填)或或 10-15(10-15(水力充填水力充填)倾斜；倾斜；n 倾斜分层主要是为了充填接顶，同时也有利于矿石倾斜分层主要是为了充填接顶，同时也有利于矿石 运搬，但凿岩与支护作业不如水平分层方便；运搬，但凿岩与支护作业不如水平分层方便；n 可用常规设备或无轨设备回采出矿，可用水砂充填可用常规设备或无轨设备回采出矿，可用水砂充填 或胶结充填，但不用干式充填或胶结充填，但不用干式充填。第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 2 2）回采方案：）回采方案：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 壁壁式式下下向向分分层层充充填填：以以充充填填体体假假顶顶暴暴露露面面积积较较大大的的长工作面，自上而下回采分层长工作面，自上而下回采分层(图图6-136-13)；进进路路下下向向分分层层充充填填：将将矿矿块块划划分分为为若若干干分分层层，从从充充填填体体假假顶顶暴暴露露面面积积小小的的进进路路工工作作面面，自自上上而而下下回回采采每一分层每一分层(图图6-146-14)。图图6-136-13壁式下壁式下向分层充填向分层充填1-1-钢筋混凝土钢筋混凝土假顶；假顶；2-2-尾砂尾砂充填体；充填体；3-3-人人行天井；行天井；4-4-分分层切割平巷；层切割平巷；5-5-矿石溜井；矿石溜井；6-6-阶段运输平阶段运输平巷；巷；7-7-壁式工壁式工作面作面图图6 614 14 进路下向分层充填进路下向分层充填11巷道回采；巷道回采；22进行充填的巷道；进行充填的巷道；33分层运输巷道；分层运输巷道；44分层充填巷道；分层充填巷道；55矿石溜井；矿石溜井；66充填管路；充填管路；77斜坡道斜坡道3 3）矿块构成要素：）矿块构成要素：n 阶段高度：阶段高度：30m-80m30m-80m；n 进路长度：进路长度：电耙出矿时，电耙出矿时，25-50m25-50m(图图6-156-15)；无轨设备；无轨设备 出矿时，出矿时，100-300m 100-300m(图图6-166-16)；n 进路尺寸：进路尺寸：普通进路普通进路(22)m(22)m2 2-(33)m-(33)m2 2；高进路；高进路 (44)m (44)m2 2；六角开断面上顶宽；六角开断面上顶宽3m3m，下底宽，下底宽 3m 3m，腰宽，腰宽5m5m；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 7-7-出矿电耙绞车出矿电耙绞车；8-8-分层巷道；分层巷道；9-9-下盘溜井；下盘溜井；10-10-分层道出矿电分层道出矿电耙绞车；耙绞车；11-11-充填天井；充填天井；12-12-充填小井；充填小井；13-13-充填耙道；充填耙道；14-14-扩帮炮扩帮炮孔；孔；15-15-充填平巷；充填平巷；16-16-充填用人行材料井；充填用人行材料井；17-17-电耙；电耙；18-18-压顶炮压顶炮孔；孔；1919、20-20-上下盘阶段平巷；上下盘阶段平巷；21-21-横巷；横巷；22-22-切割平巷切割平巷图图6-156-15下向分层进路充填法下向分层进路充填法1-1-横巷；横巷；2 2、4-4-下盘人行天下盘人行天井；井；3-3-回采进路；回采进路；5-5-第四分第四分层道；层道；6-6-上盘通风天井；上盘通风天井；图图6-166-16下向分层进路充填法下向分层进路充填法1-1-阶段平巷阶段平巷;2-;2-横巷横巷;3-;3-切割切割平巷平巷;4-;4-回采进路回采进路;5-;5-充填平充填平巷巷;6-;6-溜井溜井;7-;7-充填天井充填天井;8-;8-斜坡道斜坡道;9-;9-通风沟通风沟;10-;10-充填充填管道管道;11-;11-隔墙隔墙;12-;12-铲运机铲运机;13-;13-凿岩台车凿岩台车4 4）采准切割工作）采准切割工作（1 1）采准布置方式）采准布置方式第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 脉内采准脉内采准:适于矿体比围岩稳固的中小急倾斜矿体；适于矿体比围岩稳固的中小急倾斜矿体；脉外采准脉外采准:适于厚大矿体，围岩比矿体稳固的情况；适于厚大矿体，围岩比矿体稳固的情况；联合采准联合采准:在脉外采准的基础上，为缩短运矿距离，在脉外采准的基础上，为缩短运矿距离，增设脉内溜井，以提高采场出矿效率。增设脉内溜井，以提高采场出矿效率。（2 2）采准工程）采准工程(图图6-156-15)第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 上下盘沿运输平巷上下盘沿运输平巷1919、2020穿脉穿脉2121天井天井充填横巷充填横巷1313上盘天井通风行人上盘天井通风行人下盘天井出矿下盘天井出矿天天井井上上段段顺顺路路架架设设，通风、行人、上料通风、行人、上料 主充填平巷主充填平巷1515（3 3）切割工程）切割工程(图图6-156-15)第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 分层横巷分层横巷8 8切割平巷切割平巷2222充填小井充填小井1212砼耙道坡度为砼耙道坡度为55，以提高耙运效率。，以提高耙运效率。5 5）回采工作）回采工作（1 1）分层回采顺序）分层回采顺序(图图6-156-15)：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 第第一一层层为为预预备备层层，各各进进路路间间隔隔回回采采，先先采采单单数数进进路路(2m(2m高高3m3m宽宽)；待待单单数数进进路路回回采采结结束束，平平整整各各进进路路和和分分层层道道底底板板，安安装装吊吊挂挂锚锚杆杆，撤撤出出全全部部设设务务，封封闭闭溜溜井井，架架设设顺顺路天井模板，充填已采进路和分层道；路天井模板，充填已采进路和分层道；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 第第二二层层进进入入正正常常生生产产，先先在在第第一一分分层层道道下下面面从从下下盘盘溜溜井井至至上上盘盘天天井井掘掘进进一一2m2.5m2m2.5m的的分分层层道道，而而后后回回采双数进路，其断面采双数进路，其断面4m4m4m4m，进路坡度，进路坡度8-108-10。（2 2）进路回采方式：）进路回采方式：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 进进路路回回采采第第一一步步是是掘掘进进切切割割平平巷巷2222(2m2m)(2m2m)至至进进路路尽尽头头，再再上上掘掘一一直直径径0.8m0.8m的的充充填填小小井井1212，与与上上水水平平的充填横巷的充填横巷1 1贯通，形成回采通风系统；贯通，形成回采通风系统；进进路路回回采采包包括括崩崩矿矿、通通风风、出出矿矿、进进路路支支护护、铺铺设设假顶和充填；假顶和充填；（3 3）回采循环：）回采循环：第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 崩崩矿矿：YT-25YT-25型型凿凿岩岩机机，2 2岩岩石石炸炸药药，浅浅孔孔扩扩帮帮将将切割巷道挑顶至切割巷道挑顶至4m4m4m4m；通风：通风：通风时间达通风时间达40min40min；出出矿矿：28Kw28Kw的的电电耙耙1717将将进进路路中中的的矿矿石石耙耙运运至至分分层层集集矿矿道道，再再用用分分层层道道中中的的30Kw30Kw的的主主电电耙耙1010转转运运至至下下盘盘溜井；国外多用小型铲运机与运矿卡车出矿；溜井；国外多用小型铲运机与运矿卡车出矿；第六章第六章 充填采矿法充填采矿法 6.4 6.4 下向分层充填采矿法下向分层充填采矿法 支护