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文档简介

1、充填采矿法,定义:随着工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时用支架和充填料相配合,叫做支架充填采矿法。 充填采矿区为目的:(1)地压管理;(2)预防自燃; 充填采矿法的分类: 按照矿块结构和工作面推进方向:单层充填法、上向分层充填法、下向分层充填法、分采充填法 根据充填料的种类和输出方式:干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法;,1,第十章 空场采矿法,概述 特点: 将矿房划分成矿房和矿柱,采场以敞空形式存在,依靠矿柱本身的稳定性来维持稳定。,2,阶段高度:3050m,根据矿床勘探程度、矿岩固情况、矿体倾角 矿块长度:4060m 矿柱尺寸: 薄矿脉:间柱宽26m,顶柱厚2

2、3m,底柱高46m; 中厚以上:间柱宽812m,顶柱厚36m,底柱高810m;,留矿采矿法,3,第十一章崩落采矿法,崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法,即随着崩落矿石,强制(或自然)崩落围岩充填采空区,以控制和管理地压。 分类: 单层崩落法、分层崩落法:用浅孔落矿,崩量大,在矿石回采期间,工作面需要支护,工艺复杂,生产能力低,损失贫化小; 分段崩落法和阶段崩落法:主要用于深孔和中深孔落矿,生产能力大,损失贫化大;,4,无底柱分段崩落法,基本特征:是分段下部没有底部结构,分段的凿岩、崩矿和出矿都在回采巷道中进行。因此,大大简化了采场结构,可使用无轨自行设备创造了有利条件。,5,第二节

3、 单层充填采矿法,适用条件:缓倾斜薄矿体 特点: 用矿块倾斜全长的壁式回采面,沿走向方向、依次按照矿体全厚度回采; 随着工作面的推进,有计划地充填采空区; 也称为壁式充填法 具体实例 湖南湘潭锰矿:缓倾斜薄矿体、矿石稳固、易自燃;顶板岩石不稳固,上部为含水层,不允许崩落,底版稳固;,6,1、矿块结构参数,斜长:3040m;沿走向长:6080m;控顶距:2.4m;充填距:2.4 m; 悬顶距:4.8m;,7,采准与切割,阶段运输巷道:在底板岩石中; 切割平巷:在矿体内,作为崩矿自由面;,行人、通风和排水; 切割上山:布置在矿体边界上; 溜井:每隔1520m,联通切割平巷和脉外运输巷道;,8,浅孔

4、落矿(1m左右),用ZJP-13型电耙运搬; 边出矿边架木棚,当工作面沿走向推进1.8米,充填2.4m; 充填前的准备工作:清理场地,架设充填管道,打砂门子(包括帮门子、堵头门子、半截门子)和挂砂帘子等。 沿走向一次推进2.4m。水力充填是逆倾斜由下而上间断进行,分段拆除支柱和充填体。 采用胶结充填时,一般用采矿巷道回采矿石,其矿壁起模板的作用;,回采,9,缓倾斜薄矿体,在顶板岩层不允许崩落的条件下,这是唯一可用的采矿方法; 回采率高(94%左右),贫化率低(7%左右),但采矿效率低,坑木消耗大;,评价,10,第三节 上向水平分层充填采矿法,基本描述 将矿块划分成矿房和矿柱,第一步回采矿房,第

5、二步回采矿柱; 回采矿房时,自下而上分层进行,随着工作面的推进逐渐充填采空区; 充填体维护两帮,作为上采的平台。崩落的矿石在充填体上,用机械方法将其搬运到溜井; 矿房回采到最上面分层时,进行接顶充填; 矿柱在采完若干个矿房或全部阶段后,再回采; 采用的充填类型:水力充填、胶结充填;,11,一、水力充填(矿块结构参数),矿房的长和宽 沿走向布置:长3060m; 垂直走向布置:长50m以内,宽度为810m; 阶段高度:3060m; 间柱:68m;顶柱厚45m,底柱高5m,可用混凝土假顶;,12,采准和切割,运输巷道(在脉内或脉外); 两个溜井:至少2个; 顺路人行天井(兼做滤水井),用钢筋混凝土构

6、件砌筑; 充填天井:2m 2.4m,内设充填管路和人行梯子,是矿房的安全出口; 在底柱上部掘进拉底巷道,以次为自由面扩大到整个矿房边界,形成拉底空间,再向上挑顶2.53m,将崩落的矿石经溜井放出,浇灌钢筋混凝土底板。,13,14,回采工作,浅孔落矿,分层高度为23m。当矿石和围岩稳固时可以增加分层高度; 用电耙出矿,有有用铲运机等设备出矿的; 清理底板上的矿粉,浇灌溜井、砌筑人工滤水井和混凝土隔墙; 充填:用选矿厂或冶炼厂的炉渣,用管道水力输送到工作面; 在每层充填体的表面还要铺设0.150.2m厚的混凝土底版。,15,二、胶结充填(矿块结构参数),由于水力充填的回采工艺复杂,从采场排除的泥水

7、污染巷道,水沟和水仓的清理工作量大等问题,人们提出了胶结充填法 采准、切割和回采与水力充填的方案基本相同,区别: 顺路人行天井不需要按滤水条件构筑,溜矿井和行人天井在充填时只要立模板就可以形成 不必要构筑隔墙、铺设分层底板和构筑人工底柱; 需要解决的问题:胶结充填体接顶问题,常用的方法有人工接顶和砂浆加压接顶。,16,评价,利用水力充填和胶结充填技术可以提高机械化水平,从而提高效率; 胶结充填克服了水力充填的问题,仍存在以下问题: 充填成本高; 充填系统复杂; 阶段间柱回采困难;,17,第四节 上向倾斜分层充填采矿法,用倾斜分层(倾角近40度)回采,矿石和充填料靠自重运输; 只能用于干式充填;

8、 以矿块回采,充填料从充填溜井溜至倾斜的工作面,自重铺撒; 铺设垫板后进行落矿,矿石也靠自重溜入溜井; 回采的三个阶段: 回采三角形底部,以形成倾斜工作面; 进行正常倾斜工作面的回采; 采出三角形的顶部矿石;,18,19,连续回采倾斜分层充填采矿法,回采过程: 先掘进一个切割天井,形成倾斜的工作面,沿走向推进; 崩落的矿石靠自重溜下,用自行设备运出; 充填料从回风水平用自行设备运到倾斜面,靠自重溜放;,评价: 随着上向水平分层充填法的机械化程度的提高,利用重力运搬矿石和充填料的优越性越来不突出; 使用条件要求严格(矿体形态规整,中厚以上,倾角大于6070)不能用于水力和胶结充填;,20,第五节

9、 下向分层充填采矿法,适用条件:矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、矿石品位很高或价值很高的有色或稀有金属矿体。 特点: (1) 从上往下分层回采和逐层充填,每一分层的回采是在上一个分层人工假顶的保护下进行; (2) 回采分层为水平或与水平成410度(胶结充填)或1015度(水力充填)倾斜; (3) 按照充填材料可以划分为水力充填和胶结充填两类,均以矿块式一个步骤回采。不能用于干式充填。,21,一、水力充填,矿块结构和参数:阶段高度:3050m;矿块长度:3050m;矿块厚度:矿体水平厚度 采准和切割: 运输巷道:下盘接触线和围岩中; 天井:布置在矿块两侧的下盘接触带; 矿块中部掘进溜井; 回

10、采每一个分层前,先沿下盘接触带掘进切割巷道。当矿体不规则是可布置在矿体的中间;,22,一、水力充填,回采工作:分类:巷道回采(采矿巷道垂直或斜交切割巷道,且采取间隔回采)和分区臂式回采(将每一个分层按会才顺序划分成区段,以臂式工作面沿区段全长推进); 如果上下分层矿体长度和厚度相同,用臂式工作面回采比较合理;反之用巷道回采;,23,充填前要进行的工作: 清理底板、铺设钢筋混凝土底板、钉隔离层及构筑脱水砂门;,24,充填工作,25,与水力充填的区别:充填料不同,从而取消了钢筋混凝土底板和隔离层,只需要在回采巷道两端构筑混凝土模板,大大简化了充填工艺。,二、胶结充填,26,下向分层胶结充填法的应用

11、实例,27,下向分层胶结充填法的评价,适用条件:复杂的矿山开采条件,如围岩很不稳固,围岩与矿石很不稳固及地表和上覆岩层需保护等。 结构和工艺复杂,在特殊条件(例如矿石价值很贵重)下使用矿石很贵重; 矿石的损失贫化小,一个步骤回采,简化了结构,采用自行设备进行凿岩和装矿时,经济指标可以提高。,28,第六节 分采充填采矿法,当矿脉厚度小于0.3-0.4米时,为了回采矿石,必须要回采围岩,使采空区达到允许的工作最小厚度(0.90.9m)。采下的矿石运出采场,采掘的围岩冲天采空区,为继续上采创造条件。,29,第七节 方框支架充填采矿法,适用条件:矿体厚度较大(中厚以上),矿石和围岩极不稳固,矿体形态极其复杂(厚度、倾角和形状变化很大),矿石贵重; 特点:采用方框支架配合充填支护采空区,每次回采的矿石等于方框支架大小的分间,每分间矿石采出后,立即架设方框并把它楔紧,然后进行充填。,30,第八节 矿柱回采,一、胶结充填矿房的间柱回采 当矿房内的充填料形成一定强度的整体时间,间柱的回采方法有:上向水平分层充填法、下向分层充填法、留矿法和房柱法; 当矿岩较稳固时,可用上向水平分层充填法和留矿法随后充填回

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