充填采礦法課件

9充填采礦法

製作：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礦石和圍岩（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 -工作麵沉澱池，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 回采最出的工作麵

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:沿走向全麵推進一次采全厚回采,以切割平巷為自由麵,以上山為工作麵,打水平平行淺孔。

2 爆破：逆傾向以寬1.2m 的小斷麵推進

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: 支柱須緊跟工作麵，落礦後立即支護。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。

通風後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礦石和圍岩具有一定的穩固性

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,以先進天井為自由麵,以拉底空間為工作麵,打上向垂直平行淺孔。礦石,圍岩分別爆破.

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,爆破圍岩,通風後進入采場,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圍岩1米

采幅=礦+岩=K×岩

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幹式充填法

1適用條件:礦岩不太穩固，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 -隔牆，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,底板澆築

5回采充填工藝

自下而上分層回采

鑿岩爆破,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,水泥隔牆(單模板)

9.2.2水力充填法

1適用條件:圍岩不穩,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，

鑿岩爆破：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）

打隔牆(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

鑿岩、爆破、通風、撬毛、出礦、接井（單模板）充填

9.2.4應用實例

1.薄礦體雙傾幹式充填方案

2.單傾斜幹充充填方案

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．礦岩均不穩固

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，溜井位於中央。

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、構築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 。

釘築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築脫永砂門

(a）磚砌脫水砂門，(b）預製混凝土構件脫水砂門l23 -條木， 4-麻布，5-條木；6 -混凝土牆，7 -混凝土磚；8 -紅磚，9 -充填管，10 -泄水管

2.充填工作

采用由遠而近的後退式充填，

3.充填分層巷道

在分層巷道底板上鋪設鋼筋混凝土底板，構築脫水砂門。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 圍岩不穩固 高品位礦石

9.3.2.2構成要素

階段高30m 。由於礦體厚大，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，並用厚度為4.5-6mm 的鋼板全焊接護壁、鋼板後充填混凝土。掘進充填天井5 通穿脈充填平巷2 。上部分層開采後，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。使用氣腿式鑿岩機淺孔落礦，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

進路底板礦石清理幹淨後，在進路與分層橫巷的結合部作木板隔牆，並用立柱加固，再釘上章袋，塑料編織布等濾水材料後開始充填。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。建濾水隔牆的目的是濾出充填前後清洗耙道而進入進路的多餘水。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）開采礦岩極不穩固的礦體時，可使地表岩移達到最小。傾斜分層方案，由於充填料的接頂效果好，可以最大限度地保護地表及岩體；

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複雜的采礦方法之一；

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

要求礦岩中等穩固,圍岩不穩固,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岩內開掘行人井,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,用空場片采完礦房後,將采後的空間用充填料一次性充填,充填的目的,不同於處理空區,而是要支撐上下盤圍岩,為回采礦柱創造條件.

（2）階段充填法的方案:

1.分段法回采礦房事後充填

2.階段法回采礦房事後充填

3.VCR法回采礦房事後充填

4.留礦法回采礦房事後充填

5.房柱法回采礦房事後充填

（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,濾清後放水

5.充填後要長時間養護.

（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全麵回采方案

礦塊沿礦體走向布置，礦塊麵積較大，在礦塊全斷麵上用方框拉底回采。礦體沿走向較長時，可每15 - 20m 劃分一個采區，由下而上逐台開采；采場內一般先采靠近上盤的礦石，待全麵控製了上盤後，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麵上劃分為（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於4- 6 台方框。每個短礦塊也應有獨立的運礦、人行、通風、充填等係統。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,幹火災

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.支撐上下盤圍岩,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,作為回采工作台

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,射流製漿槍

9.5.6充填係統

1.幹式充填係統

來源地 破碎 地麵運 下井 井下運 充填井 采場

2.水力充填

來源地 破碎 地麵運 砂倉 水力製漿 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 製漿機 砂漿機

砂倉 計量

碎石倉 計量 運輸 攪拌



運輸 充填