第七章充填采礦法

第一節第二節第三節第四節礦柱回采

下向分層充填采礦法上向水平分層充填采礦法概述6/30/20251礦物資源工程專業主干課程本章基本要求◆1、掌握充填采礦法的概念及特點；

◆2、掌握上向水平分層膠結充填采礦法、下向水平膠結充填采礦法的特點、適用條件及主要工藝；◆4、了解礦柱回采的方法的主要工藝。

◆3、了解單層充填采礦法、分采充填采礦法及水力充填采礦法的特點、適用條件及主要工藝；

6/30/20252礦物資源工程專業主干課程重點難點上向水平分層膠結充填采礦法、下向水平膠結充填采礦法的特點、適用條件及主要工藝；上向水平分層膠結充填采礦法、下向水平膠結充填采礦法的主要工藝；6/30/20253礦物資源工程專業主干課程第一節概述一、充填采礦法特點隨回采工作面的推進，逐步用充填料充填空區進行地壓管理，以控制圍巖崩落和地表下沉，并為回采工作創造安全和方便條件。

概述6/30/20254礦物資源工程專業主干課程二、充填采礦法的分類1．按礦塊結構和回采工作面推進方向，可分為：

◆

單層充填采礦法;

◆上向分層充填采礦法;

◆下向分層充填采礦法;

◆分采充填采礦法。

2．按所采用的充填料和輸送方法不同，可分為：

◆干式充填法：充填料充填采空區；

◆水力充填法：膠結性物料充填采空區。概述6/30/20255礦物資源工程專業主干課程第二節上向水平分層充填采礦法上向水平分層充填采礦法的特點：1、將礦塊劃分為礦房和礦柱，先采礦房，后采礦柱。2、回采礦房時，自下向上水平分層進行，隨工作面推進，逐層充填采空區，并留出繼續上采的工作空間。3、充填體維護兩幫圍巖，并作為上采的工作平臺。4、崩落的礦石用機械方法將礦石運至溜井中。5、礦房回采到最上分層時，進行接頂充填。上向水平分層充填采礦法6/30/20256礦物資源工程專業主干課程⒈礦塊結構和參數：如圖所示。①礦塊的布置：根據礦體厚度而定。②階段高度主要與礦體賦存狀態有關。一、水力充填法方案1—頂柱；2—充填天井3—礦石堆；4—人行濾水井；5—放礦溜井；6—主副鋼筋；7—人行濾水井通道；8—上盤運輸巷道；9—穿脈巷道；10—充填體；11—下盤運輸巷道上向水平分層水力充填采礦法上向水平分層充填采礦法6/30/20257礦物資源工程專業主干課程③間柱的寬度取決于礦石和圍巖的穩固性以及間柱的回采方法。⒉采準和切割工作

③掘進拉底巷道，形成拉底空間：在底柱上部掘進拉底巷道，并以此為自由面擴大至礦房邊界，再向上挑頂，形成拉底空間，之后可澆灌鋼筋混凝土底板。①掘進運輸巷道或穿脈巷道：與礦體厚度有關。②掘進溜礦井、順路人行天井（兼作濾水井）和充填天井：在每個礦房中至少布置兩個溜礦井、一個順路人行天井（兼作濾水井）和一個充填天井。上向水平分層充填采礦法6/30/20258礦物資源工程專業主干課程※用淺孔崩礦，回采分層高為2～3m。用上向孔和水平孔兩次崩礦，形成的采空區可高達7～8m※用電耙或裝運機、鏟運機出礦。※清理底板上的礦粉，然后進行充填。充填前要澆灌溜礦井，砌筑（或澆灌）人行天井。⒊回采工作

4.水力充填方案的缺點：（1）回采工藝較為復雜；（2）泥水污染巷道，水溝和水倉清理工作量較大；（3）回采礦柱安全性較差；（4）充填體的壓縮沉降質量較差。上向水平分層充填采礦法6/30/20259礦物資源工程專業主干課程二、膠結充填法如圖所示。膠結充填法的礦塊布置、采準、切割和回采等，與水力充填法基本相同，區別僅在于順路行人天井不要按濾水條件構筑，溜礦井和行人天井在充填時只需立模板就可形成。1—運輸巷道；2—穿脈巷道；3—膠結充填體；4—溜礦井；5—行人天井；6—充填天井上向水平分層充填采礦法6/30/202510礦物資源工程專業主干課程※膠結充填法的優點：①順路行人天井不要濾水；②溜礦井和行人天井在充填時只需立模板就可形成。※膠結充填接頂問題。常用的接頂方法有人工接頂和砂漿加壓接頂。上向水平分層充填采礦法6/30/202511礦物資源工程專業主干課程3.適用條件：①地表不允許陷落或巖層不允許移動；②礦體厚度薄至中厚。

三、上向水平分層充填采礦法的評價1.優點：礦石損失貧化小；可使用無軌設備。2.缺點：①充填成本高；②充填系統復雜；③礦柱回采困難；④效率較低，勞動強度大。上向水平分層充填采礦法6/30/202512礦物資源工程專業主干課程特點：礦塊一步驟回采；從上往下分層回采和逐層充填，每一分層的回采工作，是在上一分層人工假頂的保護下進行。

第三節下向分層充填采礦法1—人工假頂2—尾砂充填體；3—礦塊天井；4—分層切割平巷；5—溜礦井；6—運輸巷道；7—分層采礦巷道

下層分層水力充填采礦法充填方法為水力充填和膠結充填，但不能用干式充填。

下向分層充填采礦法6/30/202513礦物資源工程專業主干課程一、下向分層水力充填采礦法下層分層水力充填采礦法

1—人工假頂；2—尾砂充填體；3—礦塊天井；

4—分層切割平巷；5—溜礦井；6—運輸巷道；

7—分層采礦巷道⒈礦塊結構和參數

礦塊結構如圖所示：階段高度為30～50m，礦塊長度為30～50m，寬度等于礦體的水平厚度；不留頂柱、底柱和間柱。下向分層充填采礦法6/30/202514礦物資源工程專業主干課程⒉采準和切割工作①掘進運輸巷道：在下盤接觸帶或下盤巖石中布置。②行人通風天井：在礦塊兩側布置。③溜礦井：在礦塊中間布置。④切割巷道：每一分層回采前，先沿下盤接觸帶掘進。隨回采分層的下降，行人天井逐漸為建筑在充填中的混凝土天井所代替，而溜礦井從上往下逐層消失。⒊回采工作：回采分層高度，一般為2～2.5～3m，回采巷道的寬度為2～3m。用淺孔落礦，電耙出礦。

下向分層充填采礦法6/30/202515礦物資源工程專業主干課程充填前應清理底板，鋪設鋼筋混凝土底板，釘隔離層及構筑脫水砂門等。如圖所示。若下砂方向與泄水方相反，可采用由遠而近的后退式充填。整個分層巷道充填結束后，再在切割巷道底板上，鋪設鋼筋混凝土底板和構筑脫水砂門，然后充填。1—木塞；2—竹筒；3—脫水砂門；4—礦塊天井；5—尾砂充填體；6—充填管；7—混凝土墻8—人行材料天井；9—鋼筋混凝土底板；10—軟膠管；11—楠竹

4充填工作下向分層充填采礦法6/30/202516礦物資源工程專業主干課程它與下向分層水力充填法的區別，僅在于充填料不同，只需在回采巷道兩端的構筑混凝土模板。礦塊結構，采準及回采工藝，與前者基本相同。

下向分層膠充填采礦法1—巷道回采；2—進行充填的巷道；3—分層運輸巷道；4—分層充填巷道；5—礦石溜井；6—充填管路；7—斜坡道二、下向分層膠結充填采礦法下向分層充填采礦法6/30/202517礦物資源工程專業主干課程3缺點：生產能力較低，采礦工作面工人的勞動生產率不高。

三、下向分層充填采礦法的評價1適用條件：◆礦山開采條件復雜，如礦巖很不穩固、地表不允許陷落、上覆巖層不允許移動等。

◆礦石價值較大。2優點：◆礦石損失很小（3～5%）。◆礦塊結構簡單。下向分層充填采礦法6/30/202518礦物資源工程專業主干課程第四節礦柱回采分兩步驟回采的充填法（主要是上向分層充填法）中，必須統一考慮礦房和礦柱的回采方法及回采順序。一般情況下，采完礦房后，應當及時回采礦柱。

礦柱回采方法的選擇，主要是根據礦房充填狀況及圍巖或地表是否允許崩落而定。※間柱回采條件：松散充填料充填礦房（干式和水力充填）；膠結充填礦房或在礦房兩側砌筑混凝土隔墻。

※頂、底柱回采條件比較復雜。礦柱回采6/30/202519礦物資源工程專業主干課程

礦房內的充填料形成一定強度的整體。此時，間柱的回采方法有：◆上向水平分層充填法；◆下向分層充填法；◆留礦法；◆房柱法。

一、膠結充填礦房的間柱回采※當礦巖較穩固時，用上向水平分層充填法或留礦法隨后充填回采間柱，如圖所示。礦柱回采6/30/202520礦物資源工程專業主干課程上向水平分層充填法回采間柱1—運輸巷道；2—穿脈巷道；3—充填天井；4—人行泄水井；5—放礦漏斗；6—溜礦井

留礦法回采間柱1—天井；2—采下礦石；3—漏斗；4—運輸巷道；5—充填體；6—電耙巷道；7—溜礦井

礦柱回采6/30/202521礦物資源工程專業主干課程

※在頂板穩固的緩傾斜或傾斜礦體中，當礦房膠結充填體形成后，可用房柱法回采礦柱，如圖所示。

房柱法回采礦柱1—運輸巷道；2—溜礦井；3—切割巷道；4—電耙硐室；5—切割上山；6—回風巷道；7—階段回風巷道；8—膠結充填體

礦柱回采6/30/202522礦物資源工程專業主干課程

※當礦石和圍巖不穩固或膠結充填體強度不高，應采用下向分層充填法回采間柱，如圖所示。

下向分層充填法回采間柱1—間柱的充填體；2—礦房的充填體；3—運輸巷道；4—脈外天井；5—穿脈巷道；6—充填