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第七章 充填采矿法 第一节 概述 随回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法,称为充填采矿法. 充填采矿法的基本特征：一般将矿块划分为矿房和矿柱，两步骤回采，矿房回采过程中，随着矿石的采出，用充填材料逐步充填采空区。 充填是这类采矿方法必不可少的工序之一。充填能有效地控制围岩变形、破坏和地表移动，为矿柱回采创造有利条件。充填采矿法矿石回收率高，贫化率低，但采矿成本高，因此多用于开采稀有、贵重矿石或高品位富矿，以及覆岩或地表不允许崩落的条件。 第一节 概述 §7-2 上向水平分层充填采矿法 基本特征 一般将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。 回采矿房时，自下而上水平分层进行，同时向上逐层充填，并留出继续上采的工作空间。 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。 §7-2 上向水平分层充填采矿法 一、水力充填方案 1、? 结构与参数 阶段高：30~60m，矿体赋存稳定，厚度和倾角变化小，或矿体倾角大时则可采用较大的阶段高度。 沿走向，矿体厚度≯10~15m，矿房长度30-60m 矿块布置 垂直走向，矿体厚超过10~15m，矿房长度50m以内，宽度8-10m. 间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的回采方法,一般为6~8m(充填法时) §7-2 上向水平分层充填采矿法 阶段运输巷如在脉内,矿房应留顶、底柱，顶柱厚4~5m，底柱高5m。 2、采准与切割 如图7-1所示，每个矿房至少布置两个矿石溜井、一个顺路行人滤水井和一个充填天井。矿石溜井用混凝土浇灌、混凝土预制件或用其他方法构筑；行人滤水井国内主要采用木垛或用混凝土浇灌；充填天井断面一般为2.0m?2.4m的矩形，倾角80-90?，内设充填管路和人行梯子等。 切割工作是在底柱上部标高掘拉底巷道，并以此巷为自由面扩大到矿房边界形成拉底空间后，再向上挑顶2.5~3m。将崩下的矿石经矿石溜井放出后，即可浇注钢筋混凝土底板作为充填体的基础，并为顶、底柱回采创造有利条件。 图7-2 图7-3 7-2 上向水平分层充填采矿法 3、回采工作 自拉底水平向上逐层进行，回采工作过程按落矿、出矿、充填准备、充填和铺设分层底板等工序。 落矿 浅孔落矿，分层高度一般为2~3m。当矿石和围岩都很稳固时，分层高度可加大到4~6m 。崩矿从充填天井开始 。 出矿 崩落的矿石用电耙、装运机或铲运机出矿。矿石出完后，清理底板上的粉矿。 图7-4 7-2 上向水平分层充填采矿 目前国外采用充填采矿法的非煤矿山，广泛采用无轨自行设备进行机械化开采。为了通行无轨自行设备，应在矿体下盘开掘斜坡道，通过联络巷通往各分层。 §7-2 上向水平分层充填采矿法 二、胶结充填方案 水力充填工艺复杂（需砌筑溜矿井和人行滤水井，浇筑混凝土隔墙及铺设混凝土底板等），水沟和水仓清理工作量大，充填体的压缩沉降问题等均未很好解决，因而不能根本防止岩石移动。 胶结充填其矿块结构、采准、切割及回采工作等与水力充填相似，但由于材料及工艺不同，具有下列特点： 1、胶结充填成本高，矿房应取较小尺寸，使形成的充填体能保证回采的安全即可。而矿柱取较大尺寸，并用水力充填开采。 2、上、下阶段间矿块对正布置，使矿柱和充填体受力比较均匀。 §7-2 上向水平分层充填采矿法 3、 行人天井可不考虑滤水问题。 4、 矿房回采前无需浇筑混凝土底板，回采过程中也不必构筑混凝土隔墙、钢筋混凝土底柱和铺设分层底板，从而使得回采工艺大为简化。 5、接顶 ? 人工接顶 砂浆加压接顶 §7-2 上向水平分层充填采矿法 三、评价与适用条件 优点：分层水平布置，不仅有利于工人作业和进行选别回采，还有利于采用高效率的无轨自行设备，使凿岩、装药、出矿和充填等实现机械化，从而提高矿块生产能力。 缺点：工艺复杂，特别是水力充填的工序多、劳动强度大、矿块生产能力较小而且成本较高，工人在裸露的顶板下作业不够安全等。 适用条件：矿石中等稳固以上、矿石价值高或地表需要保护的倾斜和急斜矿体。 7-3 下向分层充填采矿法 采用上向水平分层充填采矿法，人员在暴露的顶板下作业，安全难以保障。 基本特征：自上而下分层回采并逐层充填，每个分层的回采作业都是在上一分层人工假顶的保护下进行。不划分矿房和矿柱，整个矿块一步回采。 一、水力充填方案 1、? 结构和参数（图7-8） 矿块沿矿体走向布置，矿块内不留矿柱 阶段高30~50m 走向长度30~50m ，宽度等于矿体的水平厚度 7-3 下向分层充填采矿法 7-3 下向分层充填采矿法 2、采准与切割 采准 在矿体下盘围岩接触面处或在下盘围岩中开掘阶段运输巷6