上向分层充填采矿法.ppt

1、上向分层充填采矿法,典型方案： 1、上向倾斜分层干式充填法； 2、常规设备上向水平分层充填法； -上向水平分层水砂充填法； -上向水平分层胶结充填法； 3、机械化上向水平分层充填法； -沿走向长采场上向水平分层充填法； -盘区式上向水平分层充填法；,上向分层充填采矿法,特点：工作面自下而上水平分层回采，各分层以采矿、出矿、充填形式循环作业。充填体维护上下盘围岩，并作为继续上采的工作平台。分层回采，分层充填，崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运到溜井中。矿房回采到最上面分层时，进行接顶充填。 优点：-回采方案较多，灵活性强； -结构简单，采切工作简单，采切比小； -不容易形成超采或欠

2、挖，可实现选别回采，矿石损失、贫化率低； -对矿体形态变化的适应性强；-机械化程度高，采场生产能力大。 缺点：-人员直接在暴露的顶板下作业，安全性较差；要求严格的顶板管理和维护。 适用条件：-开采矿石中等稳固以上，围岩稳固性不限； -急倾斜中厚至极厚矿体。,-1 上向倾斜分层干式充填法,特点：工作面呈倾斜式布置，便于采场内矿石和干式充填料的运输。可布置成单倾或双倾形式。充填料自充填天井溜放至倾斜工作面，经重力和电耙铺设，在充填料上铺设垫板进行落矿，崩落的矿石经重力和电耙进入溜矿井，由底部漏斗闸门装车运出。 优点：-工艺简单；-所需充填设备少、投资少。 缺点：-劳动强度大；-生产效率低； -劳动

3、条件差；-充填料不平整。 适用条件：-矿体厚度不大； -只能采用干式充填料进行充填回采。,-1 上向倾斜分层干式充填法,见图1-1,图1-1,-2 常规设备上向水平分层充填法,特点：将矿块划分成规则的矿房和矿柱，第一步用水砂充填或胶结充填回采矿房，待若干矿房或全阶段矿房采完后，第二步回采矿柱。自下而上分层回采矿房，崩落的矿石落在充填体上，采用电耙运至溜矿井放出。矿房采至最上一个分层时，进行接顶充填。充填体的强度、压缩沉降率、接顶好坏是选用本充填法的关键。,2-1 上向水平分层水砂充填法,1、矿块结构和参数 当矿体厚度小于10-15m时，矿房长轴沿走向布置，矿房长度30-60m；当矿体厚度大于1

4、0-15m时，矿房垂直走向布置（图2-1），此时，矿房长度一般控制在50m以内，矿房宽度8-10m，间柱宽6-8m，顶柱厚4-5m，底柱高5m，阶段高30-60m.为减小矿石的损失，可采用砼底柱取代矿石底柱。,2-1 上向水平分层水砂充填法,上向水平分层水砂充填法（图2-1）,图2-1 上向水平分层水砂充填采矿法 1-顶柱；2-充填天井；3-矿石堆，4-人行滤水井，5-放矿溜井，6-主副钢筋， 7-人行滤水井通道，8-上盘运输巷道，9-穿脉巷道，10-充填体，11-下盘运输巷道,2-1 上向水平分层水砂充填法,2、采准和切割工作： 在薄和中厚矿体中，掘进脉内运输巷道；在厚矿体中，掘进脉外沿脉巷

5、道和穿脉巷道，或上、下盘沿脉巷道和穿脉巷道，构成环形运输。 在每个矿房中至少布置两个溜矿井，一个顺路人行天井（兼作滤水井）和一个充填天井。溜矿井用混凝土浇灌而成，内径1.5m，壁厚300mm。人行滤水井用预制钢筋混凝土构件砌筑。充填天井内设充填管路和人行梯子等，是矿房的安全出口，其倾角为80-90。 在底柱上部掘进拉底巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，形成拉底空间，再加上挑顶2.5-3m，并将崩下的矿石经溜矿井放出，形成4.5-5m高的拉底空间后，即可浇灌钢筋混凝土底板。底板厚0.8-1.2m，配置双层钢筋。,2-1 上向水平分层水砂充填法,3、回采工作：（见图2-2） 用浅孔凿岩爆破落矿，

6、回采分层高为2-3m。崩落的矿石经电耙耙至溜矿井放出，然后清理底板上的矿粉，并进行充填。充填前要浇灌好溜矿井、砌筑好人行滤水井，并在间柱两侧浇灌0.5-0.8m厚的混凝土隔墙。充填料中的水经滤水井流出采场，充填料沉积压实后形成密实充填体。 混凝土隔墙的作用，主要是为第二步回采间柱创造良好的回采条件，以保证作业安全和减少矿石损失与贫化。 为防止崩落的矿粉渗入充填料以及为出矿创造良好的条件，在每层充填体的表面铺设0.15-0.2m厚的混凝土底板。1天后即可在其上凿岩，2-3天后即可进行落矿。,2-1 上向水平分层水砂充填法,3、回采工作之图2-2,图2-2 回采过程示意 a-凿岩；b-爆破落矿；c

7、-出矿；d-充填准备；e，f-铺保护层,2-2 上向水平分层胶结充填法,胶结充填的缘由：由于水砂充填回采工艺复杂，充填体的强度较低，压缩沉降率大，矿柱回采的安全性较差等，为简化回采工艺，改善矿柱的回采条件，更好地保护上覆岩层和地表，发展了胶结充填。 特点：矿块采准、切割，矿块回采等方面，与水砂充填基本相同。区别仅在于顺路人行井不需按滤水条件构筑，溜矿井和人行井在充填时只需立模板就可形成。（见图2-3）,2-2 上向水平分层胶结充填法,上向水平分层胶结充填采矿法（图2-3）,图2-3 上向水平分层胶结充填采矿法 1-运输巷道；2-穿脉巷道； 3-胶结充填体，4-溜矿井， 5-行人天井，6-充填天

8、井,2-2 上向水平分层胶结充填法,参数：由于胶结充填的成本高，第一步回采矿房时应取较小的尺寸；但要求所形成的人工矿柱必须保证第二步矿柱回采的安全。 接顶：为了更好地维护上覆岩层和地表，胶结充填最上一个分层空间时，必须做好接顶工作。通常采用砂浆加压法接顶，即将砂浆沿管路压入接顶空间，将其填满。,3 机械化上向水平分层充填法,缘由：为了适应凿岩台车、铲运机等无轨自行设备的高效率和运行的灵活性，上向分层充填法在采场结构、采准布置等方面发生了较大的变化。 主要特征：沿走向布置采场时，采场的长度增大；垂直走向布置采场时，采用盘区式回采单元，即将若干采场组合成一个大的回采单元。要求开掘采场斜坡道，以便自

9、行设备进入各个分层。,3-1 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。,3-1 沿走向长采场上向水平分层充填法,图3-1 机械化上向分层充填法 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

10、-尾砂草袋隔墙；8-混凝土垫层；9-充填管,3-1 沿走向长采场上向水平分层充填法,图3-2,图3-2,3-1 沿走向长采场上向水平分层充填法,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2.6-3m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。,3-2 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