第9章_充填采礦法

1、第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填法上向傾斜分層充填法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第一節(jié)第一節(jié) 充填采礦方法概況充填采礦方法概況1.1 1.1 基本概念基本概念 充填采礦法：充填采礦法：隨著回采工作面的推進，逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法稱為。 充填采空區(qū)的目的：充填采空區(qū)的目的：利用充填體進行地壓管理地壓管理，以控制圍控制圍巖崩落巖崩落和地表下沉、地表下沉、用來預(yù)防有自燃性礦石的內(nèi)燃火災(zāi)、保預(yù)防有自燃性礦石的內(nèi)燃火災(zāi)、保

2、護礦區(qū)環(huán)境、多回收礦產(chǎn)資源護礦區(qū)環(huán)境、多回收礦產(chǎn)資源。1.2 充填采礦法充填采礦法分類分類 按礦塊結(jié)構(gòu)和回采工作面推進方向，分為按礦塊結(jié)構(gòu)和回采工作面推進方向，分為: : 按充填按充填料和料和輸送方式不同輸送方式不同，分為，分為: : 1.3 1.3 充填采礦方法發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢充填采礦方法發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 充填采礦法是地下開采中礦石損失與貧化最低的采礦方法。隨著礦產(chǎn)資源的逐漸減少，一些價格不高的礦產(chǎn)開采也開始使用充填法開采，取得了不錯的經(jīng)濟效益。 隨著、等技術(shù)的應(yīng)用，全尾砂充填材料的廣泛使用，逐步降低了采礦成本，實現(xiàn)高效安全文明開采成為可能。 有鑒于此，使充填采礦法在相對低價值礦種的開采中也具有

3、廣闊的應(yīng)用前景。（1 1）礦山充填技術(shù)發(fā)展簡史）礦山充填技術(shù)發(fā)展簡史 礦山充填技術(shù)的發(fā)展，在國外有近70年歷史，在我國也有近60年歷史，充填技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了四個階段。 第一階段：第一階段：在20世紀(jì)40年代以前，以處理廢棄物為目的，將礦山廢料送入井下采空區(qū)廢石干式充填。如澳大利亞的塔斯馬尼亞芒特萊爾礦和北萊爾礦在20世紀(jì)初進行的廢石干式充填。 廢石干式充填采礦法曾在50年代初期成為我國主要的采礦方法之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，1955年在有色金屬礦床地下開采中占38.2%，在黑色金屬礦床地下開采中竟達到了54.8%。但廢石干式充填因其效率低、生產(chǎn)能力小、環(huán)境條件差和勞動強度大，滿足不了采礦工業(yè)發(fā)展的需要

4、。 第二階段：第二階段：20世紀(jì)40-50年代，澳大利亞和加拿大等國，開發(fā)應(yīng)用了水砂充填技術(shù)。從此真正開始將礦山充填納入采礦計劃，成為采礦系統(tǒng)的一個組成部分。同時，對充填料及其充填工藝開展了系統(tǒng)的研究。 這一階段主要是借助水力將尾砂充入井下采空區(qū)，其充填料的輸送濃度較低，一般在60%70%左右，需要在采場大量脫水。因而，須對尾砂中的細泥部分進行脫除，以控制滲透速度，并確定了以100mm/h的滲透速度作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第三階段：第三階段：20世紀(jì)6070年代，開始應(yīng)用尾砂膠結(jié)充填技術(shù)。 由于非膠結(jié)充填體無自立能力，難以滿足采礦工藝高回采率和低貧化率的需要，因而在水砂充填工藝得以發(fā)展并推廣應(yīng)用后，開

5、始發(fā)展采用膠結(jié)充填技術(shù)。 如澳大利亞的芒特艾薩礦，于60年代采用尾砂膠結(jié)充填工藝回采底柱，其水泥（膠凝材料）添加量為12%。 隨著膠結(jié)充填技術(shù)的發(fā)展，在這一階段已開始深入研究充填料的性質(zhì)、充填料與圍巖的相互作用、充填體的穩(wěn)定性和礦山充填膠凝材料。 第四階段：第四階段：20世紀(jì)8090年代，隨著采礦工業(yè)的發(fā)展，原充填工藝已不能滿足開采工藝的要求和進一步降低采礦成本或環(huán)境保護的需要。因而發(fā)展了高濃度充填、膏體充填、廢石膠結(jié)充填和全尾砂膠結(jié)充填等新技術(shù)。（2 2）充填技術(shù)的主要新成就）充填技術(shù)的主要新成就 一、充填材料一、充填材料 在充填材料方面所取得的突出成就是利用工業(yè)廢料替代水泥作為膠凝劑，例如

6、，用爐渣、粉煤灰部分取代水泥。最新的充填材料是完全取代水泥膠結(jié)劑的替代材料，有：赤泥膠結(jié)料赤泥膠結(jié)料、高水固化膠結(jié)劑高水固化膠結(jié)劑和礦渣膠結(jié)料礦渣膠結(jié)料等。 A A 赤泥膠結(jié)充填料赤泥膠結(jié)充填料 赤泥膠結(jié)充填料是利用赤泥的活性，開發(fā)出的一種低成本和性能優(yōu)良的膠結(jié)材料。 B B 高水固化膠結(jié)充填材料高水固化膠結(jié)充填材料 高水固化材料是一種膠凝材料，由鋁水泥、石灰、石膏、速凝劑、解凝劑、懸浮劑等成分組成，一般加入尾砂作為填料。 C C 礦渣膠結(jié)充填材料礦渣膠結(jié)充填材料 利用礦渣作為充填材料。近年開發(fā)的鐵渣膠結(jié)料可以完全取代水泥作為膠結(jié)料，且與尾砂的膠結(jié)效果優(yōu)于水泥。鐵渣的主要礦物組分為硅酸鈣和鋁酸

7、鈣等。添加石灰等活性激化劑并磨粉至水泥細度后，即可加工成礦山充填膠結(jié)料。 二、充填工藝新成就二、充填工藝新成就 充填工藝新成就主要包括：高濃度全尾砂膠結(jié)充填工藝、廢石膠結(jié)充填工藝和膏體泵送充填工藝等。 A A 高濃度全尾砂膠結(jié)充填高濃度全尾砂膠結(jié)充填 全尾砂膠結(jié)充填是以沒有進行分級脫泥的全粒尾砂作為充填集料充入井下采空區(qū)的一種充填方式。高濃度全尾砂充填則是在結(jié)構(gòu)流狀態(tài)下，進行輸送和采場充填的全尾砂充填方式。高濃度充填料在采場只有少量泌水。 B B 廢石膠結(jié)充填廢石膠結(jié)充填 以礦山掘進廢石或破碎廢石作為充填集料，以水泥漿或砂漿作為膠結(jié)介質(zhì)，經(jīng)自淋混合后充入采空區(qū)的工藝與技術(shù)。其特點是在礦山內(nèi)部充

8、分利用礦山固體廢料，可以實現(xiàn)礦山廢石減量排放和井下掘進廢石零排放。 C C 膏體泵送膠結(jié)充填膏體泵送膠結(jié)充填 膏體充填料是一種充填到采場后不析水的物料集合體。充填物料被制備成膏體狀稠料，借助正壓排量泵輸送到井下采空區(qū)。 為了制備成可泵送特性好的稠料，物料配合有比較嚴(yán)格的要為了制備成可泵送特性好的稠料，物料配合有比較嚴(yán)格的要求。求。 A A 充填體力學(xué)作用機理充填體力學(xué)作用機理 (1)充填體主要起限制采場圍巖的變形和位移作用，但它不能改變圍巖及未采礦柱內(nèi)的應(yīng)力場分布； (2)對礦柱提供水平壓力，改善礦柱的受力狀態(tài)，從而提高礦柱的承載強度，同時充填體也可以防止礦柱的剝落和坍塌； (3)降低能量釋放

9、速度，提高地下結(jié)構(gòu)抵抗動載荷的能力，控制巖爆或地下礦山結(jié)構(gòu)發(fā)生突然破壞。 B B 膠結(jié)充填體強度確定方法膠結(jié)充填體強度確定方法 膠結(jié)充填體強度是配合充填料、評價充填作用效果的重要指標(biāo)，并且對充填成本的影響十分顯著。常用的方法有：工程類比法、經(jīng)驗公式法、物理模擬法、數(shù)學(xué)力學(xué)模型法、有限元法等數(shù)值分析法、概率統(tǒng)計分析法、實驗室試驗分析法等。 C C 充填體與圍巖體的相互作用與監(jiān)測充填體與圍巖體的相互作用與監(jiān)測 充填體與圍巖體之間的相互作用十分復(fù)雜且難以模擬。因此，國內(nèi)外金屬礦山很重視對充填體的現(xiàn)場監(jiān)測，其結(jié)果對提高充填體的質(zhì)量和充填體的穩(wěn)定性具有指導(dǎo)作用。采用的監(jiān)測儀器有：壓力盒、應(yīng)力計、應(yīng)變計、

10、收斂計和聲發(fā)射儀等。第二節(jié)第二節(jié) 單層充填采礦法（單層充填采礦法（壁式充填采礦法） 在階段內(nèi)用上山劃分礦塊，礦塊的回采是以整個階段斜長作為壁式回采工作面，沿走向推進，一次按礦體全厚回采，隨著工作面的推進，有計劃地用水砂或膠結(jié)料充填采空區(qū)。由于采用壁式工作面回采，所以也叫壁式充填采礦法。1 1、礦塊布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)、礦塊布置及結(jié)構(gòu)參數(shù) 礦塊沿走向布置，長度為6080，工作面斜長為3040。工作面視頂板的穩(wěn)固性留23的控頂距，充填距與控頂距相等。懸頂距為控頂距的2倍。礦塊間不留礦柱，可連續(xù)推進回采。2 2、采準(zhǔn)切割工作、采準(zhǔn)切割工作 采準(zhǔn)巷道一般布置在脈內(nèi)，當(dāng)?shù)V石不夠穩(wěn)固和底板不平整時，將階段運輸平

11、巷布置在脈外距底板810處。在礦體內(nèi)布置切割平巷作為崩礦自由面，并用來行人、通風(fēng)和排水等。沿走向在切割平巷中每隔1520掘進礦石溜井，與脈外運輸平巷相通。3 3、回采工作、回采工作 回采工作面沿走向一次推進23，用淺眼落礦，眼深約1左右。用電耙（或鏟運機）運搬礦石至切割平巷，再運至礦石溜井。頂板支護采用木棚，邊采礦邊支護。4 4、充填工作、充填工作 當(dāng)工作面推進兩次后，應(yīng)充填工作面的一次推進量。充填準(zhǔn)備工作包括清理場地，架設(shè)充填管道，釘砂門子和掛砂簾子等。砂門子分幫門子、堵頭門子和半截門子等，主要作用是濾水和攔截充填料，使充填料堆積在預(yù)定充填地點。水力充填是逆傾斜由下而上間斷進行，即分段拆除支

12、柱和充填。每一分段的長度應(yīng)根據(jù)頂板穩(wěn)固性而定。采用膠結(jié)充填時，一般用采礦巷道回采礦石，礦壁起模板作用。5、評價、評價 單層充填法是開采頂板巖層不允許崩落的水平或緩傾斜薄礦體唯一可用的采礦方法，礦石回采率較高，貧化率較低，但采礦工效較低，坑木消耗量大。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填法上向傾斜分層充填法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第三節(jié)第三節(jié) 上向水平分層充填法上向水平分層充填法 一般將礦塊劃分為礦房和礦柱，第一步回采礦房，

13、第二步回采礦柱?；夭傻V房時，自下而上水平分層進行，隨工作面向上推進，逐步充填采空區(qū)，并留出繼續(xù)上采的工作空間。充填體維護兩幫圍巖，并作為上采的工作平臺。崩落的礦石落在充填體的表面上，用機械方法將礦石運至溜井中。礦房回采至最上分層時，進行接頂充填。礦柱則在采完若干礦房或全階段采完后，再進行回采。 回采礦房的充填方法，可用干式充填干式充填、水力充填水力充填或膠結(jié)充膠結(jié)充填填。一、水力充填（一、水力充填（上向水平分層充填法上向水平分層充填法） 1 1、礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)、礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)礦塊結(jié)構(gòu)：礦塊結(jié)構(gòu)： 礦體厚度1015m時，礦房垂直走向布置，長度一般控制在50m以內(nèi)，礦房寬度為810m； 階段高度一

14、般為3060m。如果礦體傾角大，傾角和厚度變化較小，礦體形態(tài)規(guī)整，則可采用較大的階段高度。間柱寬度：間柱寬度：取決于礦石和圍巖的穩(wěn)固性以及間柱的回采方法，用充填法回采間柱時，其寬度為68m，礦巖穩(wěn)固性較差時取大值。頂柱和底柱：頂柱和底柱：階段運輸巷道布置在脈內(nèi)時，一般需留頂柱和底柱，頂柱厚45m，底柱高5m。為減少礦石損失和貧化，也有用混凝土假巷，以代替礦石礦柱。2 2、采準(zhǔn)和切割工作、采準(zhǔn)和切割工作 運輸巷道：運輸巷道：在薄和中厚礦體中，掘進脈內(nèi)運輸巷道；在厚礦體中，掘進脈外沿脈巷道和穿脈巷道，或上、下盤沿脈巷道和穿脈巷道。天井：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

15、水井)和一個充填天井。溜礦井用混凝土澆灌，壁厚300mm，圓形內(nèi)徑為1.5m。人行濾水井用預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件砌筑，或澆灌混凝土(預(yù)留泄水小孔)。充填天井?dāng)嗝鏋?m2.4m，內(nèi)設(shè)充填管路和人行梯子等，是礦房的安全出口，其傾角為8090。拉底：拉底：在底柱上面掘進拉底巷道，并以此為自由面擴大至礦房邊界，形成拉底空間，再向上挑頂2.53m，并將崩下的礦石經(jīng)溜礦井放出，形成4.55m高的拉底空間后，即可澆灌鋼筋混凝土底板。底板厚0.81.2m，配備雙層鋼筋，間距700mm。 3 3、回采工作、回采工作 落礦：落礦：用淺孔落礦，分層高為23m。當(dāng)?shù)V石和圍巖很穩(wěn)固時，可以增加分層高度。出礦：出礦：一般用電

16、耙出礦，或使用裝運機或鏟運機裝運礦石。礦石出完后，清理底板上的粉礦，然后進行充填。充填前準(zhǔn)備：充填前準(zhǔn)備：澆灌溜礦井、砌筑(或澆灌)人行濾水井、澆灌混凝土隔墻等工作。先用預(yù)制的混凝土磚(規(guī)格為300mm200mm500mm)砌筑隔墻的外層，然后澆灌0.5m厚的混凝土，形成隔墻的內(nèi)層，其總厚度為0.8m?；炷粮魤Φ淖饔茫饕菫榈诙襟E回采間柱創(chuàng)造良好的回采條件，以保證作業(yè)安全和減少礦石損失與貧化。充填：充填：使用選礦廠脫泥尾砂或冶煉廠的爐渣，沿直徑100mm的管道水力輸送到工作面，充填采空區(qū)。充填料中的水滲透后經(jīng)濾水井流出采場，充填料沉積在采場內(nèi)，形成較密實的充填體。 為防止崩落的礦粉滲入充

17、填料以及為出礦創(chuàng)造良好的條件，在每層充填體的表面鋪設(shè)0.150.2m厚的混凝土底板。1天后即可在其上鑿巖，23天后即可進行落礦或行走自行設(shè)備。二、膠結(jié)充填二、膠結(jié)充填（上向水平分層充填法上向水平分層充填法） 由于水力充填回采工藝較為復(fù)雜(需砌筑溜礦井和人行濾水井、構(gòu)筑混凝土隔墻、鋪設(shè)混凝土底板等)，從采場排出的泥水污染巷道，水溝和水倉清理工作量大，以及回采礦柱的安全和充填體的壓縮沉降問題等，均未得到很好解決，因而不能根本防止巖石移動。 為了簡化回采工藝，防止井下污染和減少清理工作量，較好地保護地表及上覆巖層，近年來國內(nèi)外金屬礦山推廣應(yīng)用膠結(jié)充填采礦法。 膠結(jié)充填方案的礦塊采準(zhǔn)、切割和回采等與水

18、力充填方案基本相同，區(qū)別僅在于順路行人天井不需要按濾水條件構(gòu)筑，溜礦井和行人天井在充填時只需立模板就可形成，因為膠結(jié)充填不必構(gòu)筑隔墻、鋪設(shè)分層底板和砌筑人工底柱。 由于膠結(jié)充填成本很高，第一步回采應(yīng)取較小尺寸，但所形成的人工礦柱必須保證第二步回采的安全；第二步可以采用水力充填回采，故可選取較大的尺寸。接頂工作接頂工作人工接頂：人工接頂：就是將最上部一個充填分層，分為1.5m寬的分條，逐條澆注。澆注前先立1m多高的模板，隨充填體的加高逐漸加高模板。當(dāng)充填體距頂板0.5m時，用石塊或混凝土磚加砂漿砌筑接頂，使殘余空間完全充滿。這種方法接頂可靠，但勞動強度大，效率低，木材消耗也大。砂漿加壓接頂：砂漿

19、加壓接頂：用液壓泵將砂漿沿管路壓入接頂空間，使接頂空間填滿。在充填前必須做好接頂空間的封閉，包括堵塞頂板和圍巖中的裂縫，以防砂漿流失。體積較大的空間(大于30100m3)，如有打垂直鉆孔的條件，可采用垂直管道加壓接頂；反之，則采用水平管道加壓接頂。三、評價三、評價 充填采礦法最突出的優(yōu)點是礦石損失貧化小。 回采工作使用無軌自行設(shè)備，使普通充填采礦法提高到機械化充填采礦法的新水平，進入高效率采礦方法行列。 回采工作使用自行設(shè)備，要求開掘斜坡道，能使這些設(shè)備進入回采分層，這就改變了過去充填法的采準(zhǔn)方式，增大了沿走向布置的礦塊長度(達150200m或更大)；或采用垂直走向布置礦房和礦柱的采區(qū)開采形式

20、，使采場結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變化。膠結(jié)充填存在以下問題：(1)充填成本高；(2)充填系統(tǒng)復(fù)雜；(3)階段間礦柱回采困難。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填法上向傾斜分層充填法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第四節(jié) 上向傾斜分層充填采礦法 此法與上向水平分層充填采礦法的區(qū)別是，用傾斜分層(傾角近40)回采，在采場內(nèi)礦石和充填料的運輸主要靠重力。這種采礦方法只能用于干式充填。 以礦塊回采，充填料自充填井溜至傾斜工作面，自重鋪撤。鋪設(shè)墊板后

21、進行落礦，崩落的礦石靠自重溜入溜礦井，經(jīng)漏口閘門裝入礦車。在礦塊內(nèi)，回采分為三個階段，首先回采三角形底部，以形成斜工作面，然后進行正常傾斜工作面的回采，最后采出三角形頂部礦石。 應(yīng)用自行設(shè)備后，傾斜分層充填采礦法改為沿全階段連續(xù)回采。最初只需掘進一個切割天井，形成傾斜工作面后，沿走向連續(xù)推進。崩下的礦石沿傾斜面自重溜下，用自行裝運設(shè)備運出。充填料從回風(fēng)水平用自行設(shè)備運至傾斜面靠自重溜下。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填法上向傾斜分層充填法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架

22、充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第五節(jié) 下向分層充填采礦法 下向分層充填采礦法用于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固、礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金屬礦體。采礦方法實質(zhì)：采礦方法實質(zhì)：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?shù)谋Ｗo下進行?；夭煞謱訛樗降幕蚺c水平成410(膠結(jié)充填)或1015 (水力充填)傾斜。傾斜分層主要是為了充填接頂，同時也有利于礦石運搬，但鑿巖與支護作業(yè)不如水平分層方便。按充填材料分為：按充填材料分為：水力充填和膠結(jié)充填兩種方案。一、水力充填一、水力充填（下向分層充填法）（下向分層充填法）1 1、礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù)、礦塊結(jié)構(gòu)

23、和參數(shù) 礦塊結(jié)構(gòu)：階段高度為3050m，礦塊長度為3050m，寬度等于礦體的水平厚度，不留頂柱、底柱和間柱。2 2、采準(zhǔn)和切割、采準(zhǔn)和切割 運輸巷道布置在下盤礦巖接觸處或下盤巖石中。天井布置在礦塊兩側(cè)的下盤接觸帶，礦塊中間布置一個溜礦井。隨回采分層的下降，行人天井逐漸為建筑在充填料中的混凝土天井所代替，而溜礦井從上往下逐層消失。 回采每一分層前，先沿下盤接觸帶掘進切割巷道。行人天井行人天井3 3、回采工作、回采工作 回采方式分為巷道式回采和分區(qū)壁式回采兩種。 當(dāng)?shù)V體厚度小于6m時，采用巷道式回采，采礦巷道垂直或斜交切割巷道，且采取間隔回采。見前頁圖。 分區(qū)壁式回采是對于礦體厚度較大時，將每一分

24、層按回采順序劃分為區(qū)段，以壁式工作面沿區(qū)段全長推進?；夭晒ぷ髅嬉粤锞疄橹行陌瓷刃尾贾?，每一分區(qū)的面積控制在100m2以內(nèi)。 如果上下分層礦體長度和厚度相同，用壁式工作面回采較為合理；反之，則用巷道回采?；夭煞謱痈叨纫话銥?2.53m，回采巷道的寬度為22.43m。用淺孔落礦，孔深1.62m。我國多用7kW或14kW電耙出礦，國外也有用裝運機或輸送機的。巷道多用木棚支護，間距0.81.2m。壁式工作面則用帶長梁的成排立柱支護，排距2m，間距0.8m。充填前工作充填前工作: :清理底板，鋪設(shè)鋼筋混凝土底板，釘隔離層及構(gòu)筑脫水砂門等。鋪設(shè)鋼筋混凝土底板：鋪設(shè)鋼筋混凝土底板：一般采用直徑1012mm的

25、主筋和直徑6mm的副筋，網(wǎng)度為200mm200mm250mm250mm。巷道回采時，主筋應(yīng)垂直巷道布置，其端部做成彎鉤，以便和相鄰巷道的主筋連成整體。采用水泥:砂:石為1:17:19的混凝土體積配比，達到100150標(biāo)號就足以保證下分層回采作業(yè)的安全。釘隔離層：釘隔離層：將準(zhǔn)備充填的巷道或分區(qū)與未采部分隔開，預(yù)防充填體的坍塌。每隔0.7m架一根立柱，柱上釘一層網(wǎng)度為20mm 20mm25mm25mm的鐵絲網(wǎng)，再釘一層草墊或粗麻布，在底板處留出200mm長的余量并彎向充填區(qū)，用水泥砂漿嚴(yán)密封住以防漏砂。脫水砂門：脫水砂門：一種設(shè)在切割巷道中靠待充填巷道或分區(qū)邊界上，用混凝土磚或紅磚砌筑的墻，墻中

26、埋設(shè)若干短竹筒或鋼管，一般每隔0.5m高設(shè)一排，每排23根。脫水砂門開始只砌1.21.5m高，隨充填料的加高逐步加砌直到接頂。若回采巷道長度大于50m，應(yīng)設(shè)兩道脫水砂門，以利于提高充填質(zhì)量。上述工作完成后，即可進行充填。充填管緊貼頂梁，于巷道中央并向上仰斜5架設(shè)，以利充填接頂，其出口距充填地點不宜大于5m。如巷道很長或分區(qū)很大，應(yīng)分段進行充填。若下砂方向與泄水方向相反，可采用由遠而近的后退式充填。整個分層巷道或分區(qū)充填結(jié)束后，再在切割巷道底板上鋪設(shè)鋼筋混凝土底板和構(gòu)筑脫水砂門，然后充填。切割巷道充填完畢，再作好閉層工作，即可進行下一層的切割、回采工作。二、膠結(jié)充填二、膠結(jié)充填（下向分層充填法）

27、（下向分層充填法） 膠結(jié)充填與下向水力充填的區(qū)別僅在于充填料的不同，從而取消了鋼筋混凝土底板和隔離層，只需在回采巷道兩端構(gòu)筑混凝土模板，大大簡化了回采工藝。礦塊結(jié)構(gòu)、采準(zhǔn)及回采工藝，與前述采礦法基本相同。 一般采用巷道回采，其高度為34m，寬度為3.54m甚至可達7m，主要取決于充填體的強度。巷道的傾斜度(410)應(yīng)略大于充填混合物的漫流角?；夭上锏篱g隔開采，逆傾斜掘進，便于運搬礦石；順傾斜充填，利于接頂。上下相鄰分層的回采巷道應(yīng)相互交錯布置，防止下部采空時上部膠結(jié)充填體脫落?；夭墒褂脺\孔落礦，自行裝運設(shè)備運搬礦石。從上分層充填巷道，沿管路將充填混合物送入充填巷道，以便將其充填至接頂為止。充填

28、盡可能連續(xù)進行，有利于獲得整體的充填體。在充填體的側(cè)部(相鄰回采巷道)經(jīng)56晝夜便可開始回采作業(yè)，而其下部(下一分層)至少要經(jīng)過兩周才能回采。對于深部礦體(5001000m甚至更大)或地壓較大的礦體，充填前應(yīng)在巷道底板上鋪設(shè)鋼軌或圓木，在其上面鋪設(shè)金屬網(wǎng)，并用鋼繩把底梁固定在上一分層的底梁上，充填后形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可增加充填體的強度。選擇合理的回采巷道斷面形狀對控制地壓意義重大。三、評價三、評價 下向分層充填采礦法適用于復(fù)雜的礦山開采條件，如圍巖很不穩(wěn)固、圍巖與礦石很不穩(wěn)固以及地表和上覆巖層需保護等。 下向分層水力充填法結(jié)構(gòu)和工藝較復(fù)雜，保護圍巖和地表的可靠性不如下向膠結(jié)充填方案。在特殊復(fù)

29、雜的條件下，礦石價值很貴重，采用下向膠結(jié)充填法應(yīng)該是合理的。它突出的優(yōu)點是礦石損失很小(3%5%)；一個步驟開采，簡化了結(jié)構(gòu)；采用自行設(shè)備進行鑿巖和裝運時，礦塊的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)可以達到較高的水平。隨著礦床開采深度的增加和地壓加大，下向分層膠結(jié)充填采礦法具有廣闊的應(yīng)用前景。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填法上向傾斜分層充填法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第六節(jié) 分采充填采礦法 當(dāng)?shù)V脈厚度小于0.30.4m時，若只采礦石，工人無法

30、在其中工作，必須分別回采礦石和圍巖，使其采空區(qū)達到允許工作的最小厚度(0.80.9m)。采下的礦石運出采場，而采掘的圍巖充填采空區(qū)，為繼續(xù)上采創(chuàng)造條件。這種采礦法稱為分采充填法(也叫削壁充填法)。 這種采礦法常用來開采急傾斜極薄礦脈，礦塊尺寸不大(段高3050m，天井間距5060m)，掘進采準(zhǔn)巷道便于更好地探清礦脈。運輸巷道一般切下盤巖石掘進。為了縮短運搬距離，常在礦塊中間設(shè)順路天井。 自下向上水平分層回采時，可根據(jù)具體條件決定先采礦石或先采圍巖。當(dāng)?shù)V石易于采掘，有用礦物又易被震落，則先采礦石；反之，先采圍巖(一般采下盤圍巖)。在落礦之前，應(yīng)鋪設(shè)墊板(木板、鐵板、廢運輸帶），以防粉礦落入充填料

31、中。采用小直徑炮孔，間隔裝藥，進行松動爆破。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上向傾斜分層充填采礦法上向傾斜分層充填采礦法下向分層充填法下向分層充填法分采充填采礦法分采充填采礦法方框支架充填采礦法方框支架充填采礦法礦柱回采礦柱回采第七節(jié) 方框支架充填采礦法 過去多采用橫撐支柱或木棚支架采礦法開采薄礦脈，但由于坑木消耗很大、工藝復(fù)雜、效率很低，目前我國已很少應(yīng)用，而被其它采礦法所取代。在礦體厚度較大(中厚以上)，礦石和圍巖極不穩(wěn)固，礦體形態(tài)極其復(fù)雜(厚度、傾角和形狀變化很大)，礦石貴重等條件下，支架充填采礦法還是一種有效

32、的采礦方法。 這種采礦法系統(tǒng)是采用方框支架配合充填支護采空區(qū)。每次回采的礦石等于方框支架大小的分間，每分間礦石采出后立即架設(shè)方框并把它楔緊，然后進行充填(一般為干式充填)?；夭晒ぷ骺梢詮碾A段水平底板開始，或者從頂板開始，留底柱情況很少見。第一分層回采時方框要架設(shè)在地梁上(2個方框的長度)，在其上部鋪木板作為方框支架的基礎(chǔ)，為下階段回采創(chuàng)造有利條件。溜礦井和行人天井均布置在方框支架中(間隔46個方框)，用木板與充填料隔開。最上一層方框進行落礦作業(yè)，第二層進行礦石運搬(一般為人力運搬)；在每一作業(yè)層方框在上鋪設(shè)木板作為工作臺。當(dāng)?shù)V體厚度大于12m時，垂直走向布置礦塊，以垂直分條或短礦塊進行回來。由于存在支架和充填勞動強度很大，勞動生產(chǎn)率很低，坑木消耗很大，不便實行機械化開采，回采成本很高等嚴(yán)重缺點，這種采礦法只在極其不利的礦山地質(zhì)條件下采用。第九章第九章 充填采礦方法充填采礦方法典型典型單層充填采礦法單層充填采礦法上向水平分層充填法上向水平分層充填法上