金属矿床地下开采第十一章 充填采矿法青岛理工大学 原丕业二OO九年八月1随回采工作面的推进，逐步用充填料充 填采空区的的采矿方法，叫充填采矿法。目 的是利用充填体进行地压管理，以控制围岩 崩落和地表下沉，并为回采工作面创造安全 和方便。 可分为： 单层充填采矿法 上向分层充填采矿法 下向充填采矿法 分采充填采矿法 211.1 单层充填采矿法适用条件 适用于水平微倾斜和缓倾斜薄矿体中，用 矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向，一次 按矿体全厚回采，随工作面的推进，有计划地 用水力或胶结充填采空区，以控制顶板崩落（ 地表不允许崩落）。壁式充填法3 1 1 钢绳；钢绳；2 -2 -注砂管，注砂管，3 -3 -上部脉内平巷，上部脉内平巷，4 -4 -半截门子，半截门子，5 5 矿石溜井及人行通矿石溜井及人行通 风井，风井，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-半圆木，半圆木，16-16-脉外巷道脉外巷道 4结构 顶底柱:无工程 间柱:无间柱 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 结构参数：矿块斜长3040m, 沿走向长度6080m，控顶距 2.4m, 充填距2.4m,悬顶距 4.8m511.1 单层充填采矿法采准切割工程 阶段运输巷:下盘脉外单一沿脉布置 行人、溜矿井: 双格溜井 一格溜矿 一 格行人通风（沿走向每隔1520m掘一条） 切割巷道: 脉内沿脉布置 上山:从切割巷道掘进 上部脉内平巷：回风 行人 下放充填料611.1 单层充填采矿法回采充填工作 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。 爆破：逆倾向以宽1.2m 的小断面推进 运搬:采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井，两步 耙矿 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, 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 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 711.1 单层充填采矿法评价：当开采水平或缓倾斜薄矿体时，在顶板岩层 不允许崩落的条件下，单层充填法是唯一可用的采 矿方法，回收率高，贫化率低，但是采矿工效低， 坑木消耗大。811.2 上向水平分层充填采矿法一般将矿块分为矿房和矿柱，第一步骤回采 矿房，第二步骤回采矿柱。回采矿房时，自下向上分层进行，随工作面 向上推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的空 间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台 。崩落的矿石落在充填体表面上，用机械方法将矿 石运至溜井中。矿房采到最上面分层时，进行接顶 充填，矿柱在矿房采完后再进行回采，回采矿房的 充填方法可用干式充填，水力充填和胶结充填。911.2 上向水平分层充填采矿法适用条件：矿岩不太稳固，倾角55， 厚度8-10米 干式充填方案1011.2 上向水平分层充填采矿法结构及参数 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 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1111.2 上向水平分层充填采矿法采准切割工作: 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1211.2 上向水平分层充填采矿法回采充填工艺 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 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)1311.2 上向水平分层充填采矿法适用条件： 围岩不稳，矿石允许一定的暴露面 积，倾角55，贵重矿石 结构：结构： 沿走向布置：矿体厚度不超过沿走向布置：矿体厚度不超过10151015mm 垂直走向布置：矿体厚度超过垂直走向布置：矿体厚度超过10151015mm 水力充填方案14 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1511.2 上向水平分层充填采矿法 参数： 矿房宽度：8-10米 矿房长度：沿走向布置 3060m 100m 垂直走向布置50m 矿柱（间柱）宽6-8米， 顶柱3-4米底柱5-7米， 阶段高30-60米 有时为了减小矿石损失，用混凝土假巷代 替底柱。采场内需设置溜矿井和漏水井。161711.2 上向水平分层充填采矿法 采准切割工作采准切割工作 阶段运输巷：上下盘沿脉加川脉阶段运输巷：上下盘沿脉加川脉 矿房内：充填井（先进天井）一个，拉底矿房内：充填井（先进天井）一个，拉底 巷道，拉底空间，水泥底板巷道，拉底空间，水泥底板 底柱内：溜井底柱内：溜井2 2个，行人脱水井两个个，行人脱水井两个1811.2 上向水平分层充填采矿法回采充填：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 ）19打隔墙(单模板)，水力充填， 垫板：白灰 橡胶 混凝土 2011.2 上向水平分层充填采矿法矿块布置： 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 胶结充填方案211 -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22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 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23上向水平分层充填法的评价优点：矿石损失贫化小，但效率低，劳动强度大 。应用水力充填和胶结充填技术，以及回采工作面 使用无轨设备，使普通充填法提高到新的水平，进 入高效率采矿方法，使用范围不断扩大。缺点：充填成本高，充填系统复杂，阶段间矿柱 回采困难。2411.2 上向水平分层充填采矿法倾斜分层充填法 变形应用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 2526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 2711.2 上向水平分层充填采矿法 龙首镍矿28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 -充填炉 碴，9 -胶结铺面， 10-充填天井2911.3 下向分层充填采矿法下向充填采矿法，用于开采矿石很不稳 固或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高 或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。 其实质是：从上往下分层回采和逐层充 填，每一分层的回采工作，是在上一层人工 假顶的保护下进行的。3011.3 下向分层充填采矿法适用条件 适用于复杂的矿山开采条件 矿岩均不稳固 地表和上覆岩层需要保护 急倾斜厚矿体 高品位贵重矿石 下向分层水力充填采矿法31 下向分层水力充填采矿法 结构及参数结构及参数 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），阶段高度人通风天井（两侧），阶段高度30-5030-50米，矿块长度米，矿块长度30-30- 5050米，矿块宽为矿体厚度，不留矿柱采用水砂法充填米，矿块宽为矿体厚度，不留矿柱采用水砂法充填 1 -1 -钢筋混凝钢筋混凝 土假顶，土假顶，2 -2 -尾尾 砂充填体；砂充填体；3 -3 - 充填天井，充填天井，4 -4 - 矿块天井，矿块天井， 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 -分层切分层切 割平巷，割平巷，8 -8 -回回 采进路采进路32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。33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 或铲运机出路.34 充填工作 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。35 1 -钢筋混凝土底板，2 -金属网，( a ）金属网隔离层， 3 -竹席，4 -板条（b）竹席隔离层36充填前需在待充进路（或待充分区）与分层切割平巷 的相交部位砌筑脱水砂门( (a a）砖砌脱水砂门，砖砌脱水砂门，( (b b）预制混凝土构件脱水砂门预制混凝土构件脱水砂门l23 -l23 -条木，条木， 4- 4-麻布，麻布， 5-5-条木；条木；6 -6 -混凝土墙，混凝土墙，7 -7 -混凝土砖；混凝土砖；8 -8 -红砖，红砖，9 -9 -充填管，充填管，10 -10 -泄水管泄水管37充填工作 采用由远而近的后退式充填， 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。3839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4011.3 下向分层充填采矿法下向倾斜分层充填采矿法矿块构成要素 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25 m，两侧布置进路时长50m 。411 -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 42下向倾斜分层充填采矿法采准切割 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2.52.5m ，作为初始切割巷道。43下向倾斜分层充填采矿法回