| 9充填采礦法
制作：陳國山
9.1單層充填法
9.1.1單層壁式充填法
9.1.1.1適用條件
1礦石和圍巖（頂板）穩固性較差
2礦體傾角＜30°
3礦體厚度＜2米
1 -注砂管；2 -上部脈內平巷，3 -半截門子，4 -幫門子，
5 -工作面沉淀池，6 -切割巷道，7-溜礦井，8 -鋼絲繩，9 -砂簾子，
10 -木板釘條，11 -橫撐，12 -泄水方向，13 -充填區，14 -空頂區
9.1.1.2結構
1頂底柱:無工程
2間柱:無間柱
3礦房內：上山 回采最出的工作面
切割巷道 行人 通風 卸水 出礦
9.1.1.3采準切割工作
1階段運輸巷:下盤脈外單一沿脈布置
2行人、溜礦井: 雙格溜井 一格溜礦 一格行人通風
3切割巷道: 脈內沿脈布置
4上 山:從切割巷道掘進
5上部脈內平巷：回風 行人 下放充填料
9.1.1.4回采充填工作
1落礦:沿走向全面推進一次采全厚回采,以切割平巷為自由面,以上山為工作面,打水平平行淺孔。
2 爆破：逆傾向以寬1.2m 的小斷面推進
2運搬:采用人力或電耙,將礦石運搬進溜井，兩步耙礦
3支柱: 支柱須緊跟工作面，落礦后立即支護。最大懸頂距為4.8m ，充填步距2.4m ，控頂距2.4m , 支柱間距0.7-0.9m，排距為1.2m。
通風后進入采場注意頂板安全撬毛工作,
4 充填準備：清理待充場地，建濾水密閉結構，架設充填管道具體是架設幫門子，堵頭門子，半截門子
5 充填：采用水砂充填，逆傾斜分段進行，先自下而上分段拆除立柱，再分段進行充填。注意接頂
9.1.1.6實例
1 -傾斜礦體，2 -充填體，3 -采區巷道，4 -回采分條，5 -切割巷道；
6 -運輸巷道， 7-小型礦柱
9.1.2單層削壁充填法
9.1.1適用條件
1礦石和圍巖具有一定的穩固性
2礦體傾角＞55°
3礦體厚度＜2米
9.1.2結構
1頂柱:無工程(先進天井)
2間柱:無間柱
3底柱:順路井 行人 通風 出礦
9.1.3采準切割工作
1階段運輸巷:脈內單一沿脈布置
2行人、溜礦井:兩個行人井,兩個溜礦井
3先進天井:從拉底掘進到上個階段
4拉底空間:分為留底柱和人工假底
5打水泥底板:厚度0.4-0.5米,四井鎖口,為底柱回采作準備
也可用人工假底,
人工假底的形成：
底板混凝土的澆注及鎖口
9.1.4回采充填工作
1落礦:自下而上分層回采,以先進天井為自由面,以拉底空間為工作面,打上向垂直平行淺孔。礦石,圍巖分別爆破.
2運搬:采用人力或電耙,將礦石運搬進溜井
3充填:提高溜井和行人井,蓋好行人井,爆破圍巖,通風后進入采場,平場,撬毛,鋪設墊板,準備爆破礦石.
溜井提高方法有：混凝土澆注 硬木橫撐 鐵筒接高
4采幅:礦石1米K=2圍巖1米
采幅=礦+巖=K×巖
9.1.5評價
優:采切工藝簡單,充填工藝簡單,損失貧化小
缺:安全性差,加強管理
9.2上向分層充填法
9.2.1干式充填法
1適用條件:礦巖不太穩固，傾角＞55°， 厚度＜8-10米
1 -階段運輸平巷，2 -回風巷道；3 -充填天井：4 -放礦溜井，5 -人行通風天井， 6 -聯絡道，7 -隔墻，8 -墊板，9 -電耙絞車，10 -頂柱，11-底柱，12 -充填料，13 -崩下礦石，
14 -炮孔
2結構:
頂柱：無工程
間柱：天井 天井聯絡道
底柱：人工假底或布置階段運輸巷，溜井
3結構參數:階段高50-60米,
頂柱2-3米
礦塊長40-50米,間柱4-6米
礦塊寬＜8-10米,底柱4-6米
4采準切割工作:
階段運輸巷,天井及聯絡道,充填天井(先進天井)
兩個溜井(1/4處),拉底巷道及拉底空間,底板澆筑
5回采充填工藝
自下而上分層回采
鑿巖爆破,通風撬毛,出礦(人力電耙)
接高溜井,(雙模板)
下放充填料,
鋪平充填料(人力電耙)
打水泥墊板,水泥隔墻(單模板)
9.2.2水力充填法
1適用條件:圍巖不穩,礦石稍具穩固性,傾角＞55°厚度10-20米,貴重礦石
2結構：沿走向布置，垂直走向布置
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-人行天井聯絡道，8 -沿脈巷道,9-穿脈巷道，10 -充填體，11 -脈外巷道
3參數：礦房寬度6-8米，
礦柱（間柱）寬8-10米，
頂柱3-4米底柱5-7米，
階段高50-60米
4采準切割工作
階段運輸巷：上下盤沿脈加川脈
礦房內：充填井（先進天井）一個，拉底巷道，拉底空間，水泥底板
底柱內：溜井2個，行人脫水井兩個
5回采充填：自下而上分層回采，
鑿巖爆破：上向平行淺孔
通風，撬毛：由近而遠撬頂
出礦：電耙 鏟運機
提高溜井及濾水井：混凝土濾水井 （方形 圓形）
打隔墻(單模板)，水力充填，墊板：白灰 橡膠 混凝土
9.2.3膠結充填法
1礦塊布置：垂直走向布置，
2礦塊參數：礦房4-6米，礦柱10-12米，不留頂底柱，階段高50-60米
3采準切割：單一沿脈加川脈,人工假底，形成拉底空間
預留行人井一個，溜礦井2個，上掘充填井一個
4回采充填：自下而上分層回采
鑿巖、爆破、通風、撬毛、出礦、接井（單模板）充填
9.2.4應用實例
1.薄礦體雙傾干式充填方案
2.單傾斜干充充填方案
3. 鏟運機出礦膠結充填方案
4.鏟運機出礦水砂充填方案
5.龍首鎳礦
6.點柱充填法
9．3下向分層充填法
9.3.1下向水平分層充填法
9.3.1.1適用條件
1．礦巖均不穩固
2．急傾斜厚礦體
3．高品位貴重礦石
9.3.1.2結構及參數
布置脈內階段運輸巷，向上施工溜礦井（中心）和行人通風天井（兩側），階段高度30-50米，礦塊長度30-50米，礦塊寬為礦體厚度，不留礦柱采用水砂法充填
1 -鋼筋混凝土假頂，2 -尾砂充填體；3 -充填天井，4 -礦塊天井，
5 -礦石溜井， 6 -階段運輸平巷，7 -分層切割平巷，8 -回采進路
9.3.1.3采準切割工作
采準工作：階段運輸巷，礦塊天井、溜井
切割工作：切割平巷及模巷
階段運輸巷布置在下盤脈內或脈外，天井布置在礦塊兩端，溜井位于中央。
9.3.1.4回采工作：自上而下分層回采，每一分層可以按進路式或分區壁式回采，進路方向與切割平巷垂直，上下分層的進路交錯布置，進路高度2-2.5米,寬度2.4-3米,進路采用淺孔落礦,電耙或鏟運機出路.
9.3.1.5充填工作
1.充填準備：清理采場底板碎礦，澆灌鋼筋混凝土底板，釘隔離層、構筑脫水砂門等鋪設鋼筋混凝土底板，鋼筋混凝土底板的厚度一般為0.25-0.3m 。
釘筑隔離層是將準備充填的進路或分區與未采的進路或分區隔開，以防止旁側的充填料坍塌。
1 -鋼筋混凝土底板，2 -金屬網，( a ）金屬網隔離層，
3 -竹席，4 -板條（b）竹席隔離層
充填前需在待充進路（或待充分區）與分層切割平巷的相交部位砌筑脫永砂門
(a）磚砌脫水砂門，(b）預制混凝土構件脫水砂門l23 -條木， 4-麻布，5-條木；6 -混凝土墻，7 -混凝土磚；8 -紅磚，9 -充填管，10 -泄水管
2.充填工作
采用由遠而近的后退式充填，
3.充填分層巷道
在分層巷道底板上鋪設鋼筋混凝土底板，構筑脫水砂門。對分層巷道進行充填。
9.3.1.6實例
9.3.2下向傾斜分層充填采礦法
9.3.2.1適應條件
礦石 圍巖不穩固 高品位礦石
9.3.2.2構成要素
階段高30m 。由于礦體厚大，礦塊垂直走向布置。充填天井的一側布置回采進路時，礦塊長25 m，兩側布置進路時長50m 。
9.3.2.3采準切割
在礦體近下盤處掘進沿脈運輸巷道9 。沿走向每隔50m 在礦塊中開溜礦井，并用厚度為4.5-6mm 的鋼板全焊接護壁、鋼板后充填混凝土。掘進充填天井5 通穿脈充填平巷2 。上部分層開采后，充填井在膠結充填料中順路形成，每分層垂直礦體走向掘進分層橫巷7 ，規格為2.5×2.5m ，作為初始切割巷道。
9.3.2.4回采工作
分層高度為2.5m 。分層傾角視充填料的流動角而定，用細砂膠結充填為3°-5° ，用粗骨料膠結充填為8°-10°。分層用進路回采，隨采隨充。回采進路垂直分層橫巷布置，可以間隔回采，也可以依次回采。回采進路多為六角形，回采進路規格為2.5×（3-4）m。相鄰兩條進路共用一下充填小井，充填小井與穿脈充填平巷2 聯通。使用氣腿式鑿巖機淺孔落礦，30kw 電耙出礦。礦石經回采進路6 、分層橫巷7、溜井8 落至沿脈運輸巷道9 ，用振動放礦機裝車運出。因為上分層的充填料是膠結體，且鋪了金屬網。所以，回采進路不需再進行支護。充填過程：如下
9.3.2.5充填工作
進路底板礦石清理干凈后，在進路與分層橫巷的結合部作木板隔墻，并用立柱加固，再釘上章袋，塑料編織布等濾水材料后開始充填。充填料經過沿脈充填平巷3 、穿脈充填平巷2 、充填小井進入待充進路，充填料的輸送全用電耙。建濾水隔墻的目的是濾出充填前后清洗耙道而進入進路的多余水。每個進路的充填必須一次連續完成，不能多次充填，不然難以保證質量。最末的進路與分層橫巷同時充填。
9.3.2.6評價
1）下向分層充填采礦法的開采，是在整體混凝土人工假頂下進行的，所以回采工作安全；
2）下向分層充填采礦法的礦石損失、貧化指標比任何采礦方法都低；
3）回采進路的方向、數量、規格均可根據礦床的條件變化而調整，因此該法較靈活、可靠；
4）開采礦巖極不穩固的礦體時，可使地表巖移達到最小。傾斜分層方案，由于充填料的接頂效果好，可以最大限度地保護地表及巖體；
5）該法均為單步驟回采，不留礦柱，省去了回采礦柱的麻煩。
下向分層充填采礦法缺點。
1）下向分層充填采礦法是所有采礦方法中工序最復雜的采礦方法之一；
2）礦塊生產能力低，采礦強度低，采礦工勞動生產率低；
3）成本高。
9.4其它充填采礦法
9.4.1分段充填法
1 -沿脈運輸巷道；2 -穿脈運輸巷道；3 -分段巷道；4 -礦體，5 -充填體, 6-沿脈回風巷道，7 -穿脈回風巷道，8 -通風充填井
（1）適用條件
要求礦巖中等穩固,圍巖不穩固,采用充填法要求,礦石品位高,礦石具有品位價值貴重等特點.
（2）結構
在礦塊內形成沿脈加川脈或者環形階段運輸形式,在礦體內或者下盤圍巖內開掘行人井,溜井及分段巷道,分段高度10-12米.
（3）采準切割
階段運輸巷根據礦體厚度設計或環形或者沿脈加川脈,上掘行人通風天井,5-6個進路,掘進一個,垂直進路方向掘進分段巷道,將進路連通.根據設計的尺寸掘進進路,間距大約10-12米,在進路盡頭采用中深扇形炮孔形成切割槽.
（4）回采充填工作
回采時采用扇形中深孔分段回采,即將階段劃分為10-12米的分段,整個分段一次性回采,采用鏟運機出礦,鏟運機將礦石鏟運到溜井.
充填分段一次性充填,一般采用膠結充填.
（5）評價:
損失貧化小,生產產量高,安全可靠,成本高
9.4.2分采充填法（見削壁充填法）
9.4.3階段充填法
（1）階段充填法的本質
階段充填法是將礦塊劃分成礦房與礦柱,礦房的尺寸比礦柱還小,礦房的回采是采用空場法的方式,用空場片采完礦房后,將采后的空間用充填料一次性充填,充填的目的,不同于處理空區,而是要支撐上下盤圍巖,為回采礦柱創造條件.
（2）階段充填法的方案:
1.分段法回采礦房事后充填
2.階段法回采礦房事后充填
3.VCR法回采礦房事后充填
4.留礦法回采礦房事后充填
5.房柱法回采礦房事后充填
（3）充填工作
1.一次充填量大,充填前將礦房與其主井巷封閉
2.充填采用膠強充填
3.充填前檢查封閉情況和濾水情況;
4.充填采用分期分段充填,一般5-7米,濾清后放水
5.充填后要長時間養護.
（4）評價
1.回采效率高
2.充填量大,效率高;
3.回采與充填互不影響;
4.封閉濾水工作量大
9.4.4方框支柱充填采礦法
9.4.4.1全面回采方案
礦塊沿礦體走向布置，礦塊面積較大，在礦塊全斷面上用方框拉底回采。礦體沿走向較長時，可每15 - 20m 劃分一個采區，由下而上逐臺開采；采場內一般先采靠近上盤的礦石，待全面控制了上盤后，再開采靠近下盤的礦石。
9.4.4.2豎分條回采方案
1 -充填天井；2 -盤木溜礦井，3 -底柱，4 -沿脈運輸平巷，5 -回風平巷，
6 -方框內人行道，7 -木板溜礦井；8 -未充填方框；9 -已充填方框，
10 -穿脈平巷，11 -豎分條
9.4.4.3短礦塊回采方案
短礦塊回采方案的特點是把礦體在水平面上劃分為（4 - 6 ) ×（4-6）格方框。短礦塊之間一般采用對角式開采順序、相鄰礦塊間的超高應大于4- 6 臺方框。每個短礦塊也應有獨立的運礦、人行、通風、充填等系統。若充填天井難以掘進，支護材料、充填料也可從相鄰短礦塊運來。
9.5充填理論
9.5.1充填料的要求
1.就地取材,來源豐富,價格便宜.
2.具有一定的強度和化學穩定性
3.脫水速度快,無毒,干火災
4.不含有用成份,容易輸送.
9.5.2充填料的性質
1.化學性質
2.強度
3.沉縮率
4.適水性
9.5.3充填體的作用
1.支撐上下盤圍巖,防止片幫和冒落
2.改變礦柱受力狀態,提高礦柱承載能力
3,作為回采工作臺
4.防止火災的發生
9.5.4充填料的輸送的性質
1.兩相流:固體物料和液體物料的混合物
2.砂漿重率:單位體積砂漿的重量.
3.砂漿濃度:固體物料占充填料總重量的百分數
4.砂漿粘性:吸附水的性質
5.管道阻力:靠近管壁阻力大.
6.充填倍線:充填管線長度與垂直高度的比值.
9.5.5常用設備
水力旋流器,攪拌機,砂漿泵,噴射機,射流制漿槍
9.5.6充填系統
1.干式充填系統
來源地 破碎 地面運 下井 井下運 充填井 采場
2.水力充填
來源地 破碎 地面運 砂倉 水力制漿 下井(管內) 井下運 采場充填 脫水 排水
3膠結充填
水泥倉 計量
水 計量 制漿機 砂漿機
砂倉 計量
碎石倉 計量 運輸 攪拌
運輸 充填
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