第九章充填采矿法.ppt

9充填采矿法,制作陈国山,,9.1单层充填法9.1.1单层壁式充填法9.1.1.1适用条件1矿石和围岩（顶板）稳固性较差2矿体倾角＜303矿体厚度＜2米1-注砂管；2-上部脉内平巷，3-半截门子，4-帮门子，5-工作面沉淀池，6-切割巷道，7-溜矿井，8-钢丝绳，9-砂帘子，10-木板钉条，11-横撑，12-泄水方向，13-充填区，14-空顶区,,9.1.1.2结构1顶底柱无工程2间柱无间柱3矿房内上山回采最出的工作面切割巷道行人通风卸水出矿9.1.1.3采准切割工作1阶段运输巷下盘脉外单一沿脉布置2行人、溜矿井双格溜井一格溜矿一格行人通风3切割巷道脉内沿脉布置4上山从切割巷道掘进5上部脉内平巷回风行人下放充填料9.1.1.4回采充填工作1落矿沿走向全面推进一次采全厚回采,以切割平巷为自由面,以上山为工作面,打水平平行浅孔。2爆破逆倾向以宽1.2m的小断面推进2运搬采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井，两步耙矿3支柱支柱须紧跟工作面，落矿后立即支护。最大悬顶距为4.8m，充填步距2.4m，控顶距2.4m,支柱间距0.7-0.9m，排距为1.2m。通风后进入采场注意顶板安全撬毛工作,4充填准备清理待充场地，建滤水密闭结构，架设充填管道具体是架设帮门子，堵头门子，半截门子5充填采用水砂充填，逆倾斜分段进行，先自下而上分段拆除立柱，再分段进行充填。注意接顶,,9.1.1.6实例1-倾斜矿体，2-充填体，3-采区巷道，4-回采分条，5-切割巷道；6-运输巷道，7-小型矿柱,,9.1.2单层削壁充填法9.1.1适用条件1矿石和围岩具有一定的稳固性2矿体倾角＞553矿体厚度＜2米,,9.1.2结构1顶柱无工程先进天井2间柱无间柱3底柱顺路井行人通风出矿9.1.3采准切割工作1阶段运输巷脉内单一沿脉布置2行人、溜矿井两个行人井,两个溜矿井3先进天井从拉底掘进到上个阶段4拉底空间分为留底柱和人工假底5打水泥底板厚度0.4-0.5米,四井锁口,为底柱回采作准备也可用人工假底,,a）不留底柱（b）留底柱,,人工假底的形成底板混凝土的浇注及锁口,1-钢架，2-混凝土,,9.1.4回采充填工作1落矿自下而上分层回采,以先进天井为自由面,以拉底空间为工作面,打上向垂直平行浅孔。矿石,围岩分别爆破.2运搬采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井3充填提高溜井和行人井,盖好行人井,爆破围岩,通风后进入采场,平场,撬毛,铺设垫板,准备爆破矿石.溜井提高方法有混凝土浇注硬木横撑铁筒接高4采幅矿石1米K2围岩1米采幅矿岩K岩9.1.5评价优采切工艺简单,充填工艺简单,损失贫化小缺安全性差,加强管理,,9.2上向分层充填法9.2.1干式充填法1适用条件矿岩不太稳固，倾角＞55，厚度＜8-10米1-阶段运输平巷，2-回风巷道；3-充填天井4-放矿溜井，5-人行通风天井，6-联络道，7-隔墙，8-垫板，9-电耙绞车，10-顶柱，11-底柱，12-充填料，13-崩下矿石，14-炮孔,,2结构顶柱无工程间柱天井天井联络道底柱人工假底或布置阶段运输巷，溜井3结构参数阶段高50-60米,顶柱2-3米矿块长40-50米,间柱4-6米矿块宽＜8-10米,底柱4-6米4采准切割工作阶段运输巷,天井及联络道,充填天井先进天井两个溜井1/4处,拉底巷道及拉底空间,底板浇筑5回采充填工艺自下而上分层回采凿岩爆破,通风撬毛,出矿人力电耙接高溜井,双模板下放充填料,铺平充填料人力电耙打水泥垫板,水泥隔墙单模板,,9.2.2水力充填法1适用条件围岩不稳,矿石稍具稳固性,倾角＞55厚度10-20米,贵重矿石2结构沿走向布置，垂直走向布置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-人行天井联络道，8-沿脉巷道,9-穿脉巷道，10-充填体，11-脉外巷道,,3参数矿房宽度6-8米，矿柱（间柱）宽8-10米，顶柱3-4米底柱5-7米，阶段高50-60米4采准切割工作阶段运输巷上下盘沿脉加川脉矿房内充填井（先进天井）一个，拉底巷道，拉底空间，水泥底板底柱内溜井2个，行人脱水井两个5回采充填自下而上分层回采，凿岩爆破上向平行浅孔通风，撬毛由近而远撬顶出矿电耙铲运机提高溜井及滤水井混凝土滤水井（方形圆形）打隔墙单模板，水力充填，垫板白灰橡胶混凝土,,9.2.3胶结充填法1矿块布置垂直走向布置，2矿块参数矿房4-6米，矿柱10-12米，不留顶底柱，阶段高50-60米,1-运输巷道，2-穿脉巷道，3-胶结充填体，4-溜矿井．5-人行井，6-充填天井,,3采准切割单一沿脉加川脉,人工假底，形成拉底空间预留行人井一个，溜矿井2个，上掘充填井一个4回采充填自下而上分层回采凿岩、爆破、通风、撬毛、出矿、接井（单模板）充填9.2.4应用实例1.薄矿体双倾干式充填方案,1-阶段运输平巷，2-漏斗；3-溜矿井，4-底柱，5-隔墙，6-充填天井，7-人行天井，8-穿脉巷道,,2.单倾斜干充充填方案,1-自行充填车，2-垫板，3-自行装运设备,,3.铲运机出矿胶结充填方案,1-阶段运输平巷，2-阶段通风平巷，3-充填天井，4-切割平巷，5-矿石溜井，6-斜坡道，7-顶柱，8-底柱，9-凿岩台车，10-铲运机,,4.铲运机出矿水砂充填方案,,5.龙首镍矿,1-充填井，2-顺路溜井，3-预留人行道，4-充填巷道，5-混凝土顶柱，6-已采矿房，7-未采矿柱，8-矿柱回采，9-电耙道，10-上盘脉内运输巷，11-混凝土底柱，12-电耙桐室，13-装车小漏斗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ一回采顺序,,6.点柱充填法,1-沿脉运输巷道，2-穿脉巷道，3-间柱，4-溜矿井，5-人行滤水井，6-点柱，7-钢筋混凝土底板，8-充填沪碴，9-胶结铺面，10-充填天井,,9．3下向分层充填法9.3.1下向水平分层充填法9.3.1.1适用条件1．矿岩均不稳固2．急倾斜厚矿体3．高品位贵重矿石9.3.1.2结构及参数布置脉内阶段运输巷，向上施工溜矿井（中心）和行人通风天井（两侧），阶段高度30-50米，矿块长度30-50米，矿块宽为矿体厚度，不留矿柱采用水砂法充填1-钢筋混凝土假顶，2-尾砂充填体；3-充填天井，4-矿块天井，5-矿石溜井，6-阶段运输平巷，7-分层切割平巷，8-回采进路,,9.3.1.3采准切割工作采准工作阶段运输巷，矿块天井、溜井切割工作切割平巷及模巷阶段运输巷布置在下盘脉内或脉外，天井布置在矿块两端，溜井位于中央。9.3.1.4回采工作自上而下分层回采，每一分层可以按进路式或分区壁式回采，进路方向与切割平巷垂直，上下分层的进路交错布置，进路高度2-2.5米,宽度2.4-3米,进路采用浅孔落矿,电耙或铲运机出路.9.3.1.5充填工作1.充填准备清理采场底板碎矿，浇灌钢筋混凝土底板，钉隔离层、构筑脱水砂门等铺设钢筋混凝土底板，钢筋混凝土底板的厚度一般为0.25-0.3m。钉筑隔离层是将准备充填的进路或分区与未采的进路或分区隔开，以防止旁侧的充填料坍塌。,,1-钢筋混凝土底板，2-金属网，a）金属网隔离层，3-竹席，4-板条（b）竹席隔离层,,充填前需在待充进路（或待充分区）与分层切割平巷的相交部位砌筑脱永砂门a）砖砌脱水砂门，b）预制混凝土构件脱水砂门l23-条木，4-麻布，5-条木；6-混凝土墙，7-混凝土砖；8-红砖，9-充填管，10-泄水管,,2.充填工作采用由远而近的后退式充填，3.充填分层巷道在分层巷道底板上铺设钢筋混凝土底板，构筑脱水砂门。对分层巷道进行充填。,,9.3.1.6实例,1-分层平巷，2-砂门，3-扇形进路14-砂帘子，5-人工假底，6-混凝土砖柱，7-顺路天井，8-溜井,,9.3.2下向倾斜分层充填采矿法9.3.2.1适应条件矿石围岩不稳固高品位矿石9.3.2.2构成要素阶段高30m。由于矿体厚大，矿块垂直走向布置。充填天井的一侧布置回采进路时，矿块长25m，两侧布置进路时长50m。,1-人行井，2-穿脉充填平巷，3-沿脉充填平巷；4-第三层充填巷道，5-充填井，6-回采进路，7-分层横巷，8-溜矿井，9-沿脉运输巷道,,9.3.2.3采准切割在矿体近下盘处掘进沿脉运输巷道9。沿走向每隔50m在矿块中开溜矿井，并用厚度为4.5-6mm的钢板全焊接护壁、钢板后充填混凝土。掘进充填天井5通穿脉充填平巷2。上部分层开采后，充填井在胶结充填料中顺路形成，每分层垂直矿体走向掘进分层横巷7，规格为2.52.5m，作为初始切割巷道。9.3.2.4回采工作分层高度为2.5m。分层倾角视充填料的流动角而定，用细砂胶结充填为3-5，用粗骨料胶结充填为8-10。分层用进路回采，随采随充。回采进路垂直分层横巷布置，可以间隔回采，也可以依次回采。回采进路多为六角形，回采进路规格为2.5（3-4）m。相邻两条进路共用一下充填小井，充填小井与穿脉充填平巷2联通。使用气腿式凿岩机浅孔落矿，30kw电耙出矿。矿石经回采进路6、分层横巷7、溜井8落至沿脉运输巷道9，用振动放矿机装车运出。因为上分层的充填料是胶结体，且铺了金属网。所以，回采进路不需再进行支护。充填过程如下,,9.3.2.5充填工作进路底板矿石清理干净后，在进路与分层横巷的结合部作木板隔墙，并用立柱加固，再钉上章袋，塑料编织布等滤水材料后开始充填。充填料经过沿脉充填平巷3、穿脉充填平巷2、充填小井进入待充进路，充填料的输送全用电耙。建滤水隔墙的目的是滤出充填前后清洗耙道而进入进路的多余水。每个进路的充填必须一次连续完成，不能多次充填，不然难以保证质量。最末的进路与分层横巷同时充填。9.3.2.6评价1）下向分层充填采矿法的开采，是在整体混凝土人工假顶下进行的，所以回采工作安全；2）下向分层充填采矿法的矿石损失、贫化指标比任何采矿方法都低；3）回采进路的方向、数量、规格均可根据矿床的条件变化而调整，因此该法较灵活、可靠；4）开采矿岩极不稳固的矿体时，可使地表岩移达到最小。倾斜分层方案，由于充填料的接顶效果好，可以最大限度地保护地表及岩体；5）该法均为单步骤回采，不留矿柱，省去了回采矿柱的麻烦。下向分层充填采矿法缺点。1）下向分层充填采矿法是所有采矿方法中工序最复杂的采矿方法之一；2）矿块生产能力低，采矿强度低，采矿工劳动生产率低；3）成本高。,,9.4其它充填采矿法9.4.1分段充填法1-沿脉运输巷道；2-穿脉运输巷道；3-分段巷道；4-矿体，5-充填体,6-沿脉回风巷道，7-穿脉回风巷道，8-通风充填井,,（1）适用条件要求矿岩中等稳固,围岩不稳固,采用充填法要求,矿石品位高,矿石具有品位价值贵重等特点.（2）结构在矿块内形成沿脉加川脉或者环形阶段运输形式,在矿体内或者下盘围岩内开掘行人井,溜井及分段巷道,分段高度10-12米.（3）采准切割阶段运输巷根据矿体厚度设计或环形或者沿脉加川脉,上掘行人通风天井,5-6个进路,掘进一个,垂直进路方向掘进分段巷道,将进路连通.根据设计的尺寸掘进进路,间距大约10-12米,在进路尽头采用中深扇形炮孔形成切割槽.（4）回采充填工作回采时采用扇形中深孔分段回采,即将阶段划分为10-12米的分段,整个分段一次性回采,采用铲运机出矿,铲运机将矿石铲运到溜井.充填分段一次性充填,一般采用胶结充填.（5）评价损失贫化小,生产产量高,安全可靠,成本高9.4.2分采充填法（见削壁充填法）9.4.3阶段充填法（1）阶段充填法的本质阶段充填法是将矿块划分成矿房与矿柱,矿房的尺寸比矿柱还小,矿房的回采是采用空场法的方式,用空场片采完矿房后,将采后的空间用充填料一次性充填,充填的目的,不同于处理空区,而是要支撑上下盘围岩,为回采矿柱创造条件.,,（2）阶段充填法的方案1.分段法回采矿房事后充填2.阶段法回采矿房事后充填3.VCR法回采矿房事后充填4.留矿法回采矿房事后充填5.房柱法回采矿房事后充填（3）充填工作1.一次充填量大,充填前将矿房与其主井巷封闭2.充填采用胶强充填3.充填前检查封闭情况和滤水情况;\4.充填采用分期分段充填,一般5-7米,滤清后放水5.充填后要长时间养护.（4）评价1.回采效率高2.充填量大,效率高;3.回采与充填互不影响;4.封闭滤水工作量大,,9.4.4方框支柱充填采矿法9.4.4.1全面回采方案矿块沿矿体走向布置，矿块面积较大，在矿块全断面上用方框拉底回采。矿体沿走向较长时，可每15-20m划分一个采区，由下而上逐台开采；采场内一般先采靠近上盘的矿石，待全面控制了上盘后，再开采靠近下盘的矿石。,,9.4.4.2竖分条回采方案1-充填天井；2-盘木溜矿井，3-底柱，4-沿脉运输平巷，5-回风平巷，6-方框内人行道，7-木板溜矿井；8-未充填方框；9-已充填方框，10-穿脉平巷，11-竖分条,,9.4.4.3短矿块回采方案短矿块回采方案的特点是把矿体在水平面上划分为（4-6（4-6）格方框。短矿块之间一般采用对角式开采顺序、相邻矿块间的超高应大于4-6台方框。每个短矿块也应有独立的运矿、人行、通风、充填等系统。若充填天井难以掘进，支护材料、充填料也可从相邻短矿块运来。,,9.5充填理论9.5.1充填料的要求1.就地取材,来源丰富,价格便宜.2.具有一定的强度和化学稳定性3.脱水速度快,无毒,干火灾4.不含有用成份,容易输送.9.5.2充填料的性质1.化学性质2.强度3.沉缩率4.适水性9.5.3充填体的作用1.支撑上下盘围岩,防止片帮和冒落2.改变矿柱受力状态,提高矿柱承载能力3,作为回采工作台4.防止火灾的发生9.5.4充填料的输送的性质1.两相流固体物料和液体物料的混合物2.砂浆重率单位体积砂浆的重量.3.砂浆浓度固体物料占充填料总重量的百分数4.砂浆粘性吸附水的性质5.管道阻力靠近管壁阻力大.6.充填倍线充填管线长度与垂直高度的比值.9.5.5常用设备水力旋流器,搅拌机,砂浆泵,喷射机,射流制浆枪,,9.5.6充填系统1.干式充填系统来源地破碎地面运下井井下运充填井采场2.水力充填来源地破碎地面运砂仓水力制浆下井管内井下运采场充填脱水排水3胶结充填水泥仓计量水计量制浆机砂浆机砂仓计量碎石仓计量运输搅拌运输充填,