充填理论与工艺.doc

昆明理工大学 课程：充填理论与工艺 上向水平分层充填采矿法研究与应用现状 学 院: 国土资源工程学院 学 号: 20152201126 姓 名: 周 红 套 老 师： 乔 登 攀 专业 班级: 矿业工程5班 前言 2 1上向水平分层充填采矿法研究的目的和意义 2 2 上向水平分层充填采矿法研究现状 3 2-1 沿走向长采场上向水平分层充填法 3 2-2 盘区式上向水平分层充填法 4 2-3 机械化上向水平分层充填法 4 2-4 上向水平分层胶结充填法 5 2-5 上向水平分层水砂充填法 5 3 上向水平分层充填采矿法在某矿山的应用 7 4 上向水平分层充填采矿法需要解决的问题 11 5 上向水平分层充填采矿法展望 12 6 总结 13 前言 上向水平分层充填采矿法是充填采矿法中的一种[1]，这种方法是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。其目的主要是为了利用所形成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉[9]，并为回采工作创造安全和方便的条件，还可以预防自然性矿石的内燃火灾。上向水平分层充填采矿法按其采场结构、工作面形态和工艺特点分三个基本方案[5]。该采矿方法是自下而上分层回采，每分层采出矿石后充入充填体，用于支撑采空区边帮和作为工作平台。 　　上向水平分层充填采矿法为工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环。回采空间和范围可以控制，人员、设备在暴露的顶板下作业，需有效控制顶板，可用诸多充填材料进行充填。 上向水平分层充填采矿法适用于矿石品位高、价值高的贵金属和稀有金属矿体以及矿体上下盘岩石中等稳固或稳固性稍差，矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极厚能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体和多层矿体的开采[3]。除点柱式回采外，矿石损失、贫化率较低，是一种适应范围较广的充填采矿法。据国外矿山统计，使用此方法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%，在我国充填法中占60%以上，也是国内外普遍使用的一种采矿方法。 1上向水平分层充填采矿法研究的目的和意义 (1)进行地压管理[2]。利用形成的充填体进行地压管理，控制围岩崩落和地表或上部中段的下沉及位移[14]，缓和了大面积的地压活动，为回采工作面创造更方便、安全的条件。为深部开采打基础、创条件，用于深部开采，预防冲击性地压。为回收三柱创造有利条件，有些矿山还可预防自然性矿床，杜绝内因火灾。 (2)使尾砂的排放有了去处，可有效地保护矿区及周边生态环境，和为打造绿色、环保矿山打下了良好的基础。 (3)以扩大矿房尺寸，减少矿柱矿量所占的比重，提高了回采率，降低贫化率指标和采掘比。充分利用有限的矿产资源，降低矿山资源的消耗速度，延长了矿山的服务年限。 (4)在原良好技术经济指标不变的情况下，有些技术经济指标提高下，使其发挥新的作用。提高了矿床开采全过程的技术经济指标。 2 上向水平分层充填采矿法研究现状 2-1 沿走向长采场上向水平分层充填法 参数：当矿体厚度小于10-15m时，沿走向布置采场，采场长度为100-300m，最长可达800m，采场宽度为矿体厚度，阶段高 60-80m，底柱高6m。（如图3-1） 采准工艺：沿矿体走向，在下盘或上盘围岩中开掘螺旋式或折返式斜坡道，斜坡道在垂直高度方向上间隔3-4个分层高度开出口中，采用指状分层联络道进入各分层采场。（图3-2）每个采场布置一个充填井，一个溜矿井，两个滤水井。 图3-1采场布置示意图 1-采区斜坡道；2-分层联络道；3-充填天井；4-溜矿井；5-滤水井；6-尾砂； 7-尾砂草袋隔墙；8-混凝土垫层；9-充填管 图3-2 回采转层示意图 1-指状分层联络道 2-斜坡道 回采及充填：分层高度3-4m，采用凿岩台车钻凿上向炮孔或水平炮孔落矿，铲运机将崩落矿石转运至溜矿井。整个分层采完后，进行水砂充填，当充填到距顶板2.63m时，改用尾砂胶结铺面，其厚度为0.3-0.5m要求胶结充填体单轴抗压强度达1.1-5.0MPa，以有利于铲运机和凿岩台车的运行，提高出矿、凿岩效率，而且减小采下矿石的损失和贫化。 2-2 盘区式上向水平分层充填法 特点：当矿体厚度大于10-15m时，采场垂直于矿体走向布置，用联络道将若干采场连通成为一个大的回采单元，即盘区，以便同一台自行设备能同时服务于盘区内的各个采场。 采准：一般采用脉外采准，（图3-3）在 矿体下盘围岩中开掘折返式斜坡道，斜坡道通过分层巷道、分层联络道与采场连通， 作为人员、设备、材料和通风的主要通道。 图3-3 盘区式上向分层充填法布置示意图 1-斜坡道；2-脉外溜矿井；3-分段巷道；4-分层联络巷；5-脉内溜矿井 6-顺路