12第十二章充填采矿法

1、第十二章充填采矿法§ 1充填采矿法概述一、充填采矿法特点：凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿 法。充填米矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回米，先米矿房，后米矿柱。 矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。依此循环，直到到全矿房采完为上。一采一充或两采一充。二、充填采矿法的发展情况充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久， 古代就用采掘的废石留在采 空区的办法来采矿，发展到现在的机械化作业的充填采矿法。(1) 国内情况充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的， 有起有落，开始应

2、用的比较 多，后来减少了，现在又兴盛起来。目前仍然有日益增加的趋势。全国约有 20 多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计数字。参考资料我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅 锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。黑色金属矿有色金属矿1955年统计54.8%38.0%1963 年0.7%0.7%1970 年6%7%国内使用充填法的历史情况1) 解放时期一一我国仅有少数几个冶金矿山采用干式充填采矿法、水砂, 胶结充填法还没有用过2) 大跃进期间一一各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原 来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。3)

3、 1964年一一我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。4) 1965年一一我国某矿山南矿因为采空区的面积过大，发生地压活动，故 开始了尾砂充填空区的试验。后来其他矿又进行了胶结充填法试验。5) 1966年一一湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。1969 年投产，用到现在，对防止内因火灾取得了较好效果。6) 1967年一一黄沙坪铝锌矿采用了干式充填采矿法，同年铜矿也曾试验采 用充填法。7) 从1967年以后，相继有：托里络矿、柏坊铜矿、红透山硐矿，凤凰山铜矿，铜录山铜矿等矿山采用了充填法。到目前为止，全国约有20多个冶金矿山全部或部分地采用了充填采矿法。(2) 国外充填采矿法发展情况目

4、前，充填采矿法在国外金属矿山已获得日益广泛的应用，其所占比重正在持续上升。例如，加拿大、美国、日本、瑞典、苏联、西德等。1970年一分层充填法比重为22.2%;1973年一分层充填法比重为29.1%1974年一用充填法采出的矿石为 2500万吨。深入充填料中的水泥约价值1000万元； 又如美国。1971年一使用充填法的金属矿山数为 38个。其中用充填料回填空区的矿山有：25个。1971年美国脉状矿日产矿石量为1200万吨以上的有色矿山，只有 6个， 而除一个用留矿法开采外，其余均用充填法开采。 日本充填法使用比例。1956年占 24.5%，1967 年占 35.2%,1970年占 39.0%。

5、 瑞典情况一在45个矿山中，有13个矿山采用分层充填法开采。 苏联一1965年使用充填法开采的矿石量为14.9%。1975年使用充填法开采的矿石量为 38.0%。 其他国家如澳大利亚、西德、印度、英国、奥地利等国家也都广泛地应用 充填采矿法开采有色、稀有金属矿体。三、充填的目的（一）进行地压管理利用形成的充填体进行地压管理，用的控制围岩崩落和地表下沉，并为回采 工作面而创造方便条件和安全条件， 保护地表建筑物，缓和大面积地压活动，恢 复安全生产。（二）杜绝内因火灾有些矿山用这种方法来预防有自燃性的矿床（内因火灾或其他灾害）。参考如我国湘潭锰矿，矿体的直接顶板为叶片状黑色页岩，崩落后在有水和空

6、气的条件下，经3050天后发生自燃。采用充填法后，杜绝了内因火灾。（三）为回采矿柱创造了条件矿房采完以后空场能否及时进行充填， 将直接导致矿柱能否进行回采，由此 将直接影响矿山三级矿量的平衡和均衡生产。 如我国凡口铅锌矿，用水平分层充 填法回采了两侧均为水泥尾砂、胶结充填体的矿柱。）（四）为深部、水下开采创造条件。用于深部开采，水下采矿以及预防冲击性地压。四、充填材料及其充填料的输送方法。（一）充填材料来源 地表堆积的废石；掘进坑边的废石；选矿厂的尾砂；冶炼厂的炉渣； 戈毕集料；从地表属门采石等。（二）充填材料的输送方法可以通过矿车或其他机械运输，也可用风力、水力输送。目前水力输送应 用比较广

7、泛。五、充填采矿法分类（一）按充填料的性能和充填工艺特点分类：胶结充填可分为：非胶结充填干式充填r水砂充填（二）按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分类：上向分层充填采矿法；下向分层充填采矿法；壁式充填采矿法；削壁 充填法；支架充填法。六、充填采矿法的适用条件（一）开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率； 或开采稀贵金属。（二）赋存条件和开采技术条件比较复杂的矿床，如： 水文地质条件、矿体形状比较复杂； 矿体埋藏较深而且地压较大； 矿石或围岩有自燃发火的危险； 地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护； 露天和地下同时进行开采。（三）适用于矿石稳固，围岩不

8、稳固的矿床 如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法， 也可以用来开采矿石不稳固的矿体。（四）适用于开采急倾斜矿体因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料， 并且可以减少充填不到的空间及充 填料接顶的面积。但是，如果能采用水力或风力充填的话， 也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中。七、充填采矿法与其他采矿方法比较的优缺点：（一）充填采矿法的优点：（1）采、 切工程量小，灵活性大；（2）矿石损失、贫化小；（3）能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落；（4）对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采；（5）可以防止矿床开采的内因火灾；（二）缺点：（1）回采工艺和充填工艺复杂。（2）充填和采矿互相影响

9、，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产 效率和生产能力都比较低；（3）充填料的开采，加工、输送及其他一系列消耗使矿石成本较高。开采 运输与堆积充填料这些工作所需要的费用占采矿成本的 40 50%。（4）劳动强度大；§ 2 干式充填采矿法一、干式充填采矿法的特点和适用条件（一）特点：（1）将矿块划分为矿房和矿柱，先采房，后采柱，两步骤回采。矿房是自 下而上分层回采， 随着回采工作面的向上推进， 逐层充填采空区的维护上、 下盘 围岩，同时为继续上采创造作业条件。（2）干式充填采矿法多用废石作为充填料，充填料利用主充填井下放到井 下，再用其他运输送到工作面进行采场充填工作。（3）矿房回

10、采到最后一个分层后，要进行接顶充填。（4）矿柱回采工作是在采完一批矿房以后或采完一个阶段后进行。（二）适用条件（1）适用开采品位高，价值高的矿石； （采矿体厚度小于 4 米的）；（2）适用于开采矿石稳固，而围岩不稳固的急倾斜薄到中厚的矿体；矿体 太厚时，充填工作量大，输送充填料和在矿房中铺平充填料的工作太繁重。（3）缺乏水力充填的廉价材料；（4）矿山开采中自然涌水量大，不宜采用水力充填法开采；（5）缺乏水源地区的矿山，用水力充填法供应不上水。（三）干式充填法分类：按工作面形式不同，可分为三类，即：（一）上向水平分层干式充填法； （黄沙坪铝矿用及红化沟金矿用）（二）倾斜分层干式充填法；（三）削毕

11、充填采矿法。 （红花沟金矿用） 二、干式充填采矿法典型方案（上向水平分层干式充填采矿法） （一）上向水平分层干式充填采矿法特点：属于干式充填法的一种， 与干式充填法总的特点基本相同。 它也是两步骤回 采，向下而上分层回采。 随着工作面以向上推进， 逐层充填采空区， 用以支撑上、 下盘围岩并造成不断上采的作业条件。当矿房采到最后一个分层后， 要进行接顶充填。 矿房采完后， 再有计划地回 采矿柱。（二）矿块构成要素（1）矿块布置方式 矿块布置方式分为沿走向和切走向两种。 沿走向布置一一当矿石与围岩比较稳固的条件下，矿体厚度又不超过 1015米时，采用沿走向布置。 矿块切走向布置-矿体厚度1015米

12、时，用切走向布置。 （由所给尺寸可看出， 此数值比空场法要小。 因为围岩不稳固， 允许暴露的面积小，因而以 10 15 米为界）。（2）矿房长度 矿房的长一般宜控制在 50米以内。如果矿体厚度超过 50米，则在矿体的 垂直走向方向上布置两排矿房，在两排矿房之间留沿走向的纵向矿柱。 <干式充填采矿法典型方案 >1- 沿脉平巷 2-人行天井 3-联络道4- 充填天井 5-溜矿井1- 阶段运输平巷； 8-底板；2- 回风巷道； 9- 电耙胶车；3- 充填天井； 10- 顶柱；4- 放矿溜井 11-底柱5- 人行通风天井 12-充填料6- 联络道（间距46m） 13-崩下矿石7- 隔墙；

13、14-炮孔（3）阶段高度 阶段高度一般为 30 60米（常用的是 3545 米） 阶段高度过大，在生产中会产生一些困难，如：当矿体厚度不大，而矿 体倾角变化大时，会引起架设流矿井的困难；当矿体很厚，出矿量很多时，溜井 下部磨损大， 维护困难。（钢溜井可通过 1015 万吨矿石， 予制混凝土溜井一般 达不到 10 万吨矿石）。参数阶段高度大，则回采速度慢，当回采上部分层时，矿石的稳固性降低。 对于阶段高度的取值方法： 当矿体倾角比较大， 倾角和厚度变化不大， 矿 体、轮廓规则时，采用较大的阶段高度；当矿床勘探类型越高时，阶段高度可 以取的越小。（4）矿房的水平暴露面积矿房的水平暴露面积， 主要取

14、决于矿石的稳固性。 当矿石稳固时， 水平暴 露面积多在300500M2之间；当矿石很稳固时，可达到 8001200M2或更大， （个别矿山达到 2000M2）。（5）矿柱尺寸1）间柱宽度：间距宽度取决于间柱的回采方法和矿岩的稳固性以及矿体厚 度。用充填法回采间柱时，可留 710米。 当矿石和围岩不太稳固且地压较大时，则应取较大的尺寸。间柱留的过小， 受的压力大，不易回采矿柱；间柱留的过大，则又形成较大的采空区。当矿体很薄时（ 34米的薄矿脉），也可以不留间柱，此时采用在矿房之间 浇灌混凝土隔墙的办法；2）顶柱厚度当上部运输巷道需要保护时，则应当根据矿石的稳固性和矿房的大小， 保留35米厚的顶柱

15、。不留顶柱可以简化回采步骤，因而可以减小矿石的损失 和贫化，但需要建造人工假巷。3）底柱高度对于充填采矿法，因为采准巷道布置简单，在底柱中的巷道很少，并且不在 其中进行二次破碎。故矿石底柱的稳固性破坏较小，因而底柱高度可以小一些。当矿房位于主要运输平巷之上时，必须要留底柱。一般在运输平巷上部只留 2-3米高的底柱。（即从运输水平底板算起总计高 4-5米）。（三）采准工作采准工作包括有：沿脉和穿脉平巷，天井、联络道，放矿溜井以及充填井。（1）沿脉平巷和穿脉平巷为了便于探矿和采矿，一般靠近矿体下盘或上盘边界掘进。沿脉运输平巷多用于中厚以下矿体的回采中。当矿体很厚，矿房垂直走向布置时，为了布置溜井方

16、便，相邻矿块采矿互不产影响等，通常采用穿脉运输平巷）< 当矿房和间柱沿走向的长度比较大时，则矿房和间柱分别开凿独立的运输穿 脉巷道。相反，则运输穿脉巷道可开在矿房和间柱的交界外，共享一条巷道。运输巷道的断面一般为2.1 >2.5米，（依运输设备定断面）。（2）在一个矿房中至少应当有两个天井（一个是人行天井，另一个是定填 天井）。1）人行天井-人行天井一般布置在间柱宽度的中央靠下盘处。天井间柱通过联络道与矿房联通。如此布置，对天井的维护、探清矿体边界和以后回采间柱都很有利。人行天井断面为（1.5m2.0m） >2.5米2或2&米2,其倾角应大于60° 以便回采

17、矿柱时可以改作充填井。矿体两边的人行通风天井，一般可以采用顺路天井。优点是可以减少掘 进工作量。同时能适应矿体形态的变化。顺路天井的断面一般为1.5 >.5米2。2）充填井 - 充填井一般布置在矿房中央靠上盘的地方，以减少充填料的运 搬距离。另外在定位时，应考虑到充填井与溜矿井、人行井之间的相互位置，做 到既便于工作， 而又确保矿房中工作的安全。 充填井的上部出口与上部平巷或短 横巷相通，以便倾倒充填料。充填井的倾角应当保持在60°以上，以便充填料和混凝土能靠自重顺利地溜下充填井断面 - 应当满足运送充填料， 运送材料以及设备等的需要， 因而井的 断面应当大一些。（3）放矿溜井

18、1）在一个矿房中应设两个放矿溜井， 以便于当一个溜井发生堵塞或破坏时， 另一个溜井还能继续生产。 （当矿房很小时，有时只留一个溜矿井） 。2）溜井的位置 - 溜井应设在矿石运搬距离最短的地方，同时使用的运搬机 械不同，应有所区别。3）流矿井断面-通常为园形断面，内径为1.5 X.8米2,它是由矿石的块度 及出矿量大小确定的。4）溜井砌筑 - 溜井可用混凝土浇灌或予制混凝土砖砌筑成，或者用钢板焊 接成园筒（如焦家金矿、红花沟金矿都用钢板）5）溜矿井的倾角应当大于 60° 溜井的下口与平巷或横巷相通，并设有放矿闸门。（4）联络道：自拉底水平的底板起，在天井中每隔 46米，垂高布置一条联络

19、道，使之 与矿房相通。两个天井的联络道， 在垂直位置错开布置较好， 以免充填时两个天井中的联 络边同时被堵死。联络道要和天井掘进同时完成。联络道断面为1.5 >21.8鬼米2。（四）切割工作1 ）对于干式充填采矿法，切割工作只有一个拉底工作。在拉底之前，先在拉 底水平掘进一条拉底巷道， 它是先由人行天井第一条联络道掘进一条短巷， 与溜 矿进一相通，然后利用溜矿井出矿，同时把拉底巷道（在矿房中）掘进完毕。拉底水平位于运输巷道上部 2-3米处，拉底巷道断面为 1.8>2.02>2m2。在拉底巷边的基础上， 向矿房两边扩大至矿 房边界。在拉底区的底 板上要浇灌一层厚 0.30.5米

20、钢筋混凝土 作为下阶段回采的保 护层。（即第二种拉底方法-留底柱拉底方法）（2）拉底的方法可分为无底柱拉底方法和有底柱拉底方法两种：1）无底柱拉底方法：（人工底柱）无底柱拉底方法适用于开采贵重金属的5（i）不留底柱拉底溥矿脉。 拉底方法是-从运输平巷开始，在矿房范 围内，将平巷开帮，扩大到矿房边界，再往 上挑顶，使总高度达到56米。将矿石运 出后，在底层铺0.3米厚的钢筋混凝土底板， 在此底板上人工浇注运输平巷，其他空间用 充填料充填满，再浇0.2米厚的底板即可。（ii ）留底柱拉底2）留底柱的拉底万法 在运输巷道顶上留有 2-3米左 右的矿石底柱，在底柱上拉底， 妈先从井中的联络边掘进一条

21、切割巷道（短巷）和放矿溜井连 通，以利于用溜井出矿。禾I用切 割巷道拉底，在拉底巷道的基础 上，扩帮形成高为22.5米的 拉底空间。然后在上面浇注一层0.30.5米厚的钢筋混凝土底 板。上述两种拉底方法，各有自己的优缺点。 无底柱拉底方法的优点是：可以免除回采底柱的困难，可以提高矿石回收率。 缺点是：工作繁重，劳动量大，效率低。留底柱拉底方法的优点是：效率高，拉底时对巷道的运输工作影响较小。 缺点是：回采底柱的损失比较大。（五）回采工作 回采工作一般是按分层进行的， 每采完一层， 就充填一层， 使工作空间始终 2.02.2米左右的高度。这样每采充一次便形成一个工作循环。每一分层的回采 作业是相

22、同的。每一个工作循环包括：薄矿、撬毛、运搬矿石、充填、浇注混凝土隔墙和底 板，加高溜矿开和顺路天井等。由此可见，缩短一个回采循环时间，即可提高充 填法技术经济效果。（1）薄矿的分层高度 - 目前国内主要用浅孔崩矿，分层高度少为 1.52.0 米。如果用中深孔崩矿。则分层可达 4- 5 米，或可采用两次以致多次浅孔崩矿， 逐步形成。加大分层高度有优点，也有不足。1）优点：可减少辅助作业量，（如清场、浇注工作，吊迁设备等）可提高劳动生产率和采矿程度，降低采矿成本。2）缺点：撬毛工作困难：因采空区的空间高达 6-7米，工人观察，检查 顶板困难。处理浮石也难，故安全性差。 岩用中深孔薄矿， 则必然增加

23、大块， 增加了破大块工作量， 影响电耙出矿 效率。且污染空气。 若用人工浇注隔墙时，则因为隔墙高度增大，造成浇注工作劳动强度大， 困难显著增加。在条件许可情况下，可以采用高分层回采。采用高分层的必要条件和应采取的措施是：a）矿石和上盘围岩很稳固；b）有自行式升降台，可随时检查顶板和处理浮石；c）有输送混凝土浇注隔墙的机械设备；d）使用高效率的凿岩设备，加大炮孔密度，减少大块率。（2）凿岩爆破工作凿岩方式有两种：利用上向式凿岩机打上向孔；打水平孔。一般多用上向孔，孔深1.62.0米，孔间距0.81.2米。前后排炮孔错开布置，以充填井为自由面崩矿，每分层分为2-3 次爆破。打上向孔，可以集中把眼打

24、定，然后一次爆破，也可分次爆破。放炮后，集 中出矿，适合用电耙出矿。打水平孔时，只能随打随崩矿，适用于装矿机出矿。打水平孔崩矿、顶板比 较平整，撬碴工作量小，有利于顶板管理，安全性比较好。对于充填法， 采场内一般不分梯度凿岩， 因那样充填工作不利。 但可以先 爆破一半，之后充填这一半，而另一半，可进行凿岩，打完眼爆破，出矿后再充 填。也即两半部分交替进行作业。3）矿石运搬 目前国内充填法矿石运搬主要用电耙和装运机两种设备，它们各有优缺点。 电耙子的优点是： 坚固耐用，操作简单，维修费低，运搬能力大，（一台 28KW 电耙，平均生产能力可达 120150吨/台）用电耙在采场内既可出矿，又可用来

25、耙平混凝土料，也可用来铺平充填料，效率高。缺点是：靠边处矿石耙不干净，要人工辅助清理，要经常移动滑轮。需要有高强度的混凝土底板，否则会增加矿石的损失贫化。装运机的优点是：运输灵活，能比较干净的把矿房内的矿石装运出石。 缺点是：不能耙平充填料，也不能用来铺设混凝土。（4）混凝土浇灌工作干式填法的混凝土浇注工作有三项浇注底板。 隔墙及放矿流井。 有时 也要浇注人工假底和顺路天井。1 ）浇注底板为了提高矿石回收率和改进作业条件， 要在充填料上（每一分层回采完以后）面铺一层厚为 810cm 的混凝土，人工浇注混凝土时，效率低，劳动强度大。另一种方法是把搅拌好的混凝土从充填井下放， 倒入采场中， 然后用

26、电耙 子耙（耙斗翻过来放着）再辅助少量人力劳动即可完成。一个300500米2的矿房，且一个班时间可以铺完混凝土底板。对混凝土底板强度要求一般要求在落矿之前轴向抗压，强度不小20kg/cm2，且应在铺设后2 3个班内达到此强度。参考内容 ：铺设混凝土底板的三种方法：（实际是混凝土制备输送采场的办法） 。 用喷浆机喷射混凝土方法实质是将干的胶结构料通过直径为50mm的胶结管导入喷咀，在喷咀处加水向外喷射的方法。 管道自流输送浇注法这种方法实质上是在上水平将混凝土料通过直径 100150mm 的管道自流到矿房，导入软胶管进行浇注软胶管进行浇注。 混凝土搅拌机法一一它是把搅拌好的混凝土，经压气罐沿管道

27、输送到矿 房进行浇注。2）浇注混凝土隔墙。 （有的矿山叫护壁） 隔墙的作用是将间柱和充填料分开， 为以后回采间柱创造条件， 以 降低矿石损失和贫化。 隔墙的厚度各个矿山不一，一般为 0.52.0米之间。参考：隔墙的厚度到底多厚为合适？目前尚无可靠的计算方法和充分的实践经 验。矿山用的隔墙薄者为 0.50.6米，厚者达1.52.0米。经过几个矿山局部揭 示的情况来判断，只要分层的隔墙浇注在同一垂直面上， 且混凝土的质量比较好， 且用充填法回采间柱，则隔墙的厚度有 1.0米已够，可保证质量要求。目前多数矿山是先充填矿房， 而后砌筑隔墙的办法。 即首先用混凝土予制件 做好隔墙的模板， 之后进行充填工

28、作， 当进行到一个分层还差 0.2米时停止充填， 改为进行浇注混凝土底板工作， 在此同时把混凝土入隔墙内， 使底板和隔墙同时 完成。这样工作效率比较高。（5）充填工作。1）充填的主要目的是利用充填料支撑两盘围岩和作为工人作业的工作 台。每采完一层后要进行充填， 否则采完下的空区高度加高一层， 对采矿作业不 方便，且不安全。2） 充填工艺一一矿房情况后，完成一部准备工作后，（如浇注隔墙，加高溜 矿井及顺路天井等），之后从充填井向矿房下放充填料，待充填量达到设计要求 的高度时停止，扒平表面，然后铺一层混凝土底板。至此，充填工作结束，又可开始下一次新的循环。3）干式充填所用的材料多用废石，即井下掘进

29、的废石，或开辟专用的采石场掘进废石对充填料块度要求：块度不要太大，一般不超过 300350m m,以及运送上 的困难。要求充填料中含硫不应太高，以及含黄沙量应少，其他含粘结性的物质应少。三、干式充填系统金属矿山在使用干式充填时，多数是矿井上部就近设备采石场，采下的岩石 用留井下进行充填，在可能的条件下，尽量利用自重运输。干式充填系统如下方 图所示。|充填料的开采-加工破碎|地表运输|主充填井|坑下水平运输|平场充填天井|闫平场内运搬、铺平实际生产中，当开采深度不大，且地表采石条件方便时，可采用多充填井下 料。这种可以减少，坑内水平运输工作。当采用主充填井下料方式时，为了不与运矿系统互相干扰，充

30、填井多布置在 矿体上盘，力求形成单独充填运输系统。当充填工作量较大时，还应放设专门的 水平巷道来运送充填料。四、干式充填采矿法实例（黄砂、坪铝锌矿实例）（一）矿床自然条件：该矿属于高温到中温的热崩矿床。矿体多产生在火成岩与石灰岩接触带附 近的断裂带或破碎带中，形状极不规则，厚度变化在0.530米之间，平均810米。倾角由缓倾斜到是倾斜，一般为 50°80°，分枝复合现象较普遍。绝 大多数矿体，矿石和围岩都比较稳定。矿石品位很高，但变化较大，含硫量达 20%,崩下的矿石有粘结性。（二）该矿使用的采矿方法一直用干式充填法开采。矿块结构子典型方案相似。阶可高 36米，顶柱 厚34

31、米，府柱高5米（因为品位高，有时不留底柱，间柱宽 78米，矿房沿 走向布置时，矿块长3060米。切走向布置时，矿房宽1012米。矿房的水平 暴露面积一般控制在500m2内。采准、切割工作，回采工艺与典型方案相同。据1972年统计的平均技术经济指标为：平均采矿强度：3.62吨/日米2,采切比：7m/千吨；矿房平均生产能力：44.2吨/日；损失率：3%;电耙平均出矿能力：50吨/台班；贫化率：20%;工作面工人工效：6.5吨/I班；平矿直接成本：8.5元/吨。五、倾斜分层充填法般工艺与典型方案同，只是工作面不是水平，而是倾斜的呈或倾:235六、削毕充填采矿法58-y35BSram匸匚匚匚匚LJL

32、Enur-lm这样有利于耙矿。（角度一般倾斜45°12°，角度过大不安全）倾斜分层充填法）（一）削毕充填法是干式充填法的一种。块石隔墙,当开采厚度很小的极落矿脉时，因为矿脉厚度很小，采下矿脉之后的采空区 也很小，工人不能在其中工作。如果将围岩一块采下来，贝険化过大，增加运输 和加工费用，在经济上不合理。其实质是在工作面中，将矿石和围岩分别开采， 矿石运搬出来，而废石则留在矿房中作为充填料。在这种情况下，可以运用分采 充填法或叫削毕充填采矿法。）削毕充填采矿法的特点：这种方法是在阶段中工作面连续推进。矿块天井多 为川之路天井。因为矿体很薄，故不留间柱，有时留很小的底柱，但也有

33、时不留 底柱，而是架设人工底柱（木梁的或是混凝土的）。回采时先采矿石，后采岩石在落矿之前，要在充填料上铺好垫层，（胶皮带或草袋子，铺钢板等铺1520 合分厚的混凝土），将矿石用 1.0 米深的炮眼崩下来后，用人工或用电耙出矿， 然后再崩落围岩充填采空区， 形成人员可以工作的最小空间， 如此循环作业， 将 一个矿块采完为止。（二）矿块构成要素：（1）阶段高度：（2）天井间距：一般小于 3045米；一般为 50米，采用尺寸不大的采区其主要原因是：在极落矿脉中有用成份一般分布不均匀，矿体沿走向和沿倾斜常常有膨大缩小的情况，采区尺寸不大，则有利于在采准时更好的探清矿脉情况。（3）一般不留顶柱、底柱和间

34、柱，底柱多用人工底柱（木结构的或混凝土 的）（4）采矿中矿石留于间距约 10 米左右（用人工运搬时间距小， 若用电耙运 搬间距可增大）。（三）采准工作（1）掘进运输平巷（2）掘进人行通风天井（3）这种采矿方法一般采容区宽度不大，如果是开采贵重金属，则一般不 留平巷顶部的矿柱，而是加强运输平巷的支护。（四）切割工作：对于削毕充填法、 切割工作主要是拉底工作， 通常在掘进运输平巷时， 即同 时进行拉底工作（五）回采工作这种方法的回采工作是向上而上水平分层进行回采。 先采矿石，还是先采围岩，应当根据具体情况而定。如果围岩比矿石较固， 矿石易于采掘，矿体有足够的厚度，矿石易于脱邦，以后有用成份易于震落

35、，此 时可先开采矿石后开采围岩，反之先采用围岩，后采矿石。 （总之，若矿石围岩 软，则在分层上超前崩矿，反之情况时，则先崩围岩） 。当先采矿石时， 则将矿石崩落在产生铺好的热层上， 按照这种工作循环， 重 复工作。如果是先采围岩， 则应将充填所用的崩落下来的围岩加以平整， 铺好垫 层，然后再崩落矿石。（1）凿岩工作：用上向式凿岩机打浅眼，炮眼间距一般为 0.30.6米，炮眼深度一般为1.2 米。炮眼多布置在矿脉中间。一个炮眼所担负的面积为0.10.25米2。回采分层 高度一般为 1.0米。当矿脉厚度很小时，最好用小直径炮眼（ 30毫米左右），这样可以将炮眼之 间的距离缩短一些，这样有利于减少，

36、矿石损失和节省人工。 （虽然炮眼数目增 加了，可是凿岩速度随着炮眼直径的减小而加大了） 。（2）装药爆破工作： 炮眼打完之后，即可进行装药爆破工作。一般用人工装药包的办法装药。 在崩矿之前， 先要在采场内的充填料上铺设好垫层。 垫层的种类很多， 可用 下面铺一层草袋、 麻袋或油布之后再铺一层木板； 有的铺钢板。 前面的方法垫层 易损坏，复用次数少，且易出矿，同时也不利于采矿内矿石运搬，不便于电耙耙 矿。选择的垫层应当是材料可就地取材、廉价，坚固耐用，复用次数多，便于运 搬。铺钢板就具有这些优点。 目前有的矿山采用运输皮带作为垫层材料， 经实践 证明，效果良好，这种皮带经久耐用，复用次数多，使用

37、方便。如果开采贵重金 属且品位高，为了提高回收率，比较有效的方法是在充填料上的铺设一层 10 15 公分厚的混凝土。（3）采场通风工作： 这种方法晃利用全矿的总负压， 新鲜空气自运输平巷， 经采区天井进入工作 面，清洗工作面，由另一天井进入通风平巷中。4）平场运搬工作崩落下来的矿石， 可以人工运搬， 也可以用机械运搬， 如型电耙子为了减轻工 人体力劳动尽量采用小型机械运搬。这样也可以提高采场运搬效率。(5) 崩落围岩工作：当采矿中的矿石运搬完毕之后， 拆除垫层 (混凝土底板除斜) 在围岩中打眼 装药并起爆， 爆破后崩下的岩石填入采空区。 如果崩下的岩石过多， 则可通过高 先在下部砌筑的废石放矿

38、漏口放出多余的矿石， 用的调节充填层高度。 然后加充 填工作面进行平整。当铺设垫层后，即可进行下一个工作循环。(6) 注意安全不论是崩落矿石还是岩石， 都应当注意生产安全所。 要随时注意检查顶板稳 固性，及时撬除浮石。(六) 削毕充填法的适用条件及评价一适用条件(1) 矿脉埋定要素稳定；(2) 矿岩接触面明显，矿脉易与围岩分离，矿脉规则；(3)矿脉厚度小于0.30.4米；( 4)矿石的运输和加工费用很高；( 5 )围岩不含有用成份；( 6)选厂能力小；( 7)采用小直径错头和小直径药包；( 8)采空区需要支护。 ；( 9)矿石可能是稳固和较固性较低的；( 10)对于极贵重的矿石，采用消毕充填法

39、是合适的；二主要优点：( 1)采出矿石贫化率低；( 2)当垫板材料选择的适当，且铺设的严密时，矿石损失率小。( 3)能利用分采所得到的废石的运输和加工费用，提高了有用组份的回收 率。( 4)因为矿石品位高， 故一吨精矿所需的矿砂， 所以选矿的基建投资也少。 三主要缺点：1)工作组织复杂；（2）劳动生产率低；（3）凿岩工作量大，爆药消耗量多；（4）要铺设严密的垫层；（5）单位矿石成本高。对于削毕充填采矿法， 过去有些矿山进行过试验， 成为削毕充填法效果不好， 不如用留矿法。 实际上这不是削毕填法的下， 而是因为回采工艺的事。 比如所用 的钻头直径太大， 垫层铺设的不严密， 垫层材料选择的不当，

40、矿石留子的构造不 合理等，同时某些矿山所选择的采区的地质条件也不合乎要求。四关于最小工作厚度：应用削毕充填法时， 采区的宽度有很大意义， 因为矿脉的宽度不够， 必须崩 落一部分围岩来满足最低限度的工作宽度。而崩落围岩又属于非生产性的工作， 因而应当想尽一切办法来缩小这部分工作。 实践证明， 对于急倾斜矿脉， 工作而 宽度有0.80.9米工人即可顺利的进行工作，所以工作面宽度超过0.80.9米是 不合适的。对于缓倾斜矿脉最小工作宽度可取1.01.2米。（七）应用削毕充填法实例： 内蒙红花沟金矿使用削毕充填法，取得了良好效果。一 红花沟金矿 400 矿块地质条件： 围岩为混合花岗岩和角内斜长片底岩

41、，矿体为黄金矿，平均品位为 14.46克 /吨，平均脉幅厚为 0.52米，窄处为 0.30.5米，局部有大于 0.8米以上的。二采矿方法选择该矿采用水平分层干式充填采矿法， 而在脉宽 0.30.5米处则采用削毕充填 法开采。三采场构成要素：矿块长 45米，阶段高 34.5，底柱高 4.0米，回采分层高度为 0.60.8米。采准切割工作（1 ）因为有的地方需要下充填料，故在采场中设计有一个充填井（断面（1.8 X.8 米）。（2） 利用沿脉坑道做运输坑道。（2.0 X.5）（3） 在矿块的一端设一个人行通风天井（断面），在另一端设顺路天井作人 行通风井。(4) 采场中布置有四个漏斗(规格 1.5

42、 X.5米)(5) 开有沿脉切割巷道(规格1.8 )2.0米)五回采工作采场工作完毕后， 在采场拉底空间中， 向下而上按水平分层进行回采， 回 采过程中充填料驻外填采空区， 窄脉幅的地方用削下的围岩作充填料。 脉幅略宽 的地方从充填井下充填料充填。 充填完毕后加以平整。 并严密地铺好垫层 (胶带 和草袋配合用)。随着采矿工作面的推进，随时加高金属矿留的(可用钢板焊接 成园筒)。凿岩用 7655 型凿岩机，打上向倾斜炮孔。当矿石稳固，落矿的炮孔角度 稍大些，( 60°左右)，当矿石不稳固时，落矿的炮孔角度可稍小些( 30°左右)。 炮孔间距0.40.8米，炮眼深度应与回采分层

43、高度相适应。 崩落围岩时，炮孔间 距略大一些为0.51.0米。参政：( 1)使用消毕充填法的国家有：东德、罗马尼亚、克斯洛伐克，使用较 广泛，而苏联采用的少。七、对干式充填采矿法的评价干式填法对于支撑围岩、 控制地压是一种比较有效的办法之一。 它适用于中 小型矿山进行采矿。但干式充填不是十分理想的方法。(一) 干式充填法的优点：( 1)适用范围比较广泛，不仅开采木及落矿脉可用，且也可用来开采落矿 脉，中厚矿脉。( 2)工艺比较简单，容易掌握，也不需要很多配套设备，投次少。( 3 )对充填料种类组成要求不严，故充填料来源较广。( 4)当开采相落矿时，采掘围岩量已够充填空区， (削些充填)无需建专

44、门 的充填系统。( 5)巷道不受泥水污染，不支付其他额外费用(与水力、胶结充填法比)( 6 )可直接利用井下掘进的废石充填空区。(二) 主要缺点：( 1)充填作业不足连续、故效率低，延续时间长，不便于形成自动化作业2)充填体不够致密，沉降系数较大( 10 25%)接顶差（3）井下废石消耗量大，一般都要掘进专门巷道输运充填料。否则常与运 矿互相干扰。运转这些充填料，又耗费不少，人工。（4）在采矿中粉尘大，污染井下空气，卫生条件差。（5）劳动条件差，劳动强度大，效率低。（6）充填面不易平整，铺设垫板也比较困难。（7）充填成本高，每1米3的充填费用约为1215元。（三）改进方向：（1）干式充填体的收

45、缩率较大，接顶较差。应综合研究减少，收缩率的措 施。以及接顶新工艺。（ 2）在电耙出矿以后，清场工作量仍然和完成，延续时间长。应研究有关 的机械设备（小型的灵活） 。（3）对于干式充填法的矿山压力缺乏深入研究，采矿方法的参数多凭经验 决定，有必要进一步研究。（4）应研究适合于缓倾斜， 极落矿脉分层充填法特点的小型充填机械设备。参政内容：八、关于充填体的作用所分析：（一）对此所有两种看法，一种认为充填万能，不论任何复杂条件下，只要进 行充填，全部均可解决，另一种认为充填工艺复杂，且无法解决接顶事，因而控 制不了固冉塌落，充填作用不大。（二）根据国内外长期生产实践证明， 充填可以有效地控制围岩大面

46、积、 塌落， 且对提高间柱的稳定性起到了很好作用。充填可以适当增大矿房尺寸或可适用于开采深度较大的矿体。（三）综合分析：认为充填的作用在于减少，围岩和矿柱中的应力值，增加稳 固性。但是不能改变，其受力性质。充填可以减缓和控制岩层移动，从而减少对 生产的人力安全的危害作用。但不能制止岩层移动。§ 3 水力充填采矿法一、水力充填法概况近年来，水力充填采矿法在我国地下金属矿山使用的越来越多， 是逐渐增加 的趋向，这是因为充填工艺的不断改进而促进发展的。（一）水力充填采矿法的特点 它是将适当的充填料与水混合成浓度均匀的砂浆， 利用自然压头或泵压， 通 过管边或与管边相接的钻孔， 把充填料输送

47、到需要充填的回采工作面。 充填料经 过脱水之后，即形成充填体， 而脱同的水则由池水顺路天井流入巷道水沟和沉淀 池，最后进入水仓并排至坑外。水边充填采矿法与干式充填采矿法在结构上基本相同， 只是在充填系统上不 同，充填材料，及充填工艺没。水力充填采矿法也把矿块分成；两步骤回采（先 采房、后采柱）。矿房向下而上或自上而下分层回采，分层水力充填；矿柱也用 同类方法回采。（二）水力充填法在我国使用情况 我们采用充填法本来比较早，但采用水力充填法却很晚，直到 60 年才发展 起来，而水力充填法用金属矿山开采就更略一些。水力充填法是由干式充填变来的。当时发现选厂的尾矿，对人们造成危害， 冶炼出来炉碴，也成

48、了灾害。如何处理？当时人们就用这些东西来为人类服务， 就把这些有害之物卷入地下， 为了增加充填体的程度， 人们对充填料又进行了一 定的加工配制。当然，随着科学技术的向前发展，尾砂、炉碴也将会逐渐变。为更有用的东 西，如用冶炼炉碴制优质的水质，用于足设置中。（三）水力充填采矿法分类：可分为三类：（1）上向分层水砂充填采矿法；（2）下向分层水砂充填采矿法；（3）毕式水砂充填采矿法；（四）我国使用水力充填法的矿山：（1）铜录铜矿采用点柱上向水平分层尾砂充填法；（2）红透山铜矿采用上向分层尾砂充填法；（3）黄沙、坪铝锌矿采用下向分层尾砂充填法；（4）金川首矿采用下向分层尾砂充填法； 二、水力充填采矿法

49、典型方案。 （指上向水平分层水砂充填法）下面的铜录山铜矿使用的上向分层水砂充填法为例说明。（一）铜录山铜矿的矿床地条件：该矿为多金属发生矿床，是以铜铁为主的的卡岩型厚矿体，平均厚度40米，最大厚度100余米，矿体倾角50°75°。矿石比较稳固，上、下盘围 岩均有破碎带，故均不太稳固。矿床位于湖畔，有些矿体的深部延深到湖底下部, 地表不允许陷落，矿石品位高，属多金属富矿床。812345961171顶柱2充填井3崩下的矿石4人行脱水井5放矿留井6主付钢筋7人行滤水天井通边 8沿脉巷道9穿脉巷道10充填体11脉外平巷（二）矿块构成要素(1) 矿块布置：因为矿体厚度大，上、下敌国围

50、岩的稳固性比较差，所以矿 块呈切走向布置；(2) 阶段高度一60米;T4-64充填井60° 70°充填料沿脉平巷15-20混凝土底板(0.10.15米厚)顶柱中的先进茎, 回采顶柱角间柱溜矿井矿房溜矿井(>1.5$ 2.0)人行脱水井(1.5 X1.51.8 X1.8)混凝土假底(0.81.0米厚)n充填井沿脉平巷穿脉平巷回采间柱用的天井回采间柱用的天井混凝土隔墙(0.8米宽)水砂、充填米矿法图(3) 矿块长度一矿块长=矿体厚(切走向布置)；(4) 矿房宽度一810米；(5) 矿柱尺寸一间柱宽=68米；底柱高度=57 米;顶柱宽度=45米(三) 采准工作(1) 阶段运

51、输平巷一一根据该矿具体情况，即将是岩矿床的矿体变化大， 设计要求的年产量也较大，为适应充填管路的合理性，因而采用了下盘脉外平巷, 上盘脉内平巷的双平巷环形采准系统。(典型方案图中是治脉平巷)。(2) 穿脉巷道每隔1520米开一条穿脉。穿脉布置在矿房与间柱高界处，矿房和间柱共享一条穿脉。这种布置形式比矿房间柱各布置一条穿脉节省了 米准工程量。(3) 流矿井一一根据矿房长度不同，一个矿房中至少应布置两个留矿井。(4) 充填井在矿房中间设一个充填井，断面 =2X 2米2,倾角80°90°，设管边，梯子，它属安全出口之一（5）人行脱水井一一一个矿房设一个顺路人行脱水井。它的结构要求

52、是： 应适应泄水要求。（四）切割工作切割工作主要是拉底工作。拉底分两步进行。首先在底柱中开掘的短天井 内，在穿脉平巷底板以上5米的地方，掘进拉底巷道，然后以拉底巷道为向由石， 把矿房内底部全部拉开（扩大至矿体边界）。形成2米的拉底空间，之后再进行 挑顶。挑顶高度为2.53.0米。此时把崩下的矿石全部运出（由底柱中已掘进好 的放矿流井放出）。最后形成4.55米的拉底空间。当整个拉底空间形成后，再 砌筑钢筋混凝土底板，底板厚度为0.81.2米。到此切割工作室完成，可进行正 式，回采工作了。. I钢筋混凝土底板（隔离层）结构图1-主钢筋 2、3-付钢筋（五）回采工作（1）回采分层高度一般为2米，基本

53、在1.83.0米之间，当矿石稳固 性，分层高度可以大一些。可以采用“两采一充”的循环办法。 （即采两分层充 填一次）。当采用“两采一充”时分层高可达 46米。（2）凿岩工作一一用01 45型打上向孔。苦用“两采一充”时则第二分层 用YT25型打水平孔。这样既增加了落矿高度，又保证了采矿规格和稳定性。（当矿石稳固时，一般打上向孔，反之打水平孔（如凤凰山铜矿所用）。（3）爆破工作一一每一分层的上向孔，分两次爆破。（4）出矿工作一一采矿中出矿可用 Z/Q14型装运机。（或用/Q12型， 或用电耙出矿），（如红速山铜矿用）5）清理工作出矿完毕， 清理和检查工作面， 之后才能进行充填工作（六）充填工作（

54、1）充填之前的准备工作包括：浇注放矿留井（或加高留井）；加高人行泄水井；架设隔墙 模板，并浇注混凝土隔墙体。充填前的全面检查工作。经检查后天矿，即可将 所需之充填管，流槽木板等物，由天井下放到采场，（天井上口 0.52.0吨的绞车就可满足要求）。1）浇注流矿井：流井内径一般 =1.52.0 米。多采用钢筋混凝土束体浇注方式形式。根据阶 段高度的不同， 井毕厚度取 0.51.0米。 （多用 0.40.5米厚），当阶段高度增加 时，毕厚还要协加可达 0.81.0米。（因此时流井通过的矿量大） 。有的矿山用钢板焊接成留井的早毕。一节一节刈接起来。 （如山东集家金矿 等）这种形式也很好。2）加高人行脱水天井人行脱水井一般采用方形断面，规格=1.5 >1.5米2的。它是用混凝土预帛件砌 成的顺路天井。铜录山铜矿的人行滤水井净断面 =1.8>1.8米 2，内毕由 3毫米的木模板构成， 砌混凝土预制块之间留 0.20.3米的间隙，在泄水孔处堵上草袋子。1泄水孔 2予制板铜录山矿浇水井示意图木板条方木垛盘3LJ LU稻草帘铁丝纱窗菱形孔钢板网方木器厂垛盘菱形孔钢板网麻布稻草帘铁丝纱