采礦學(xué)I第十七章.ppt

1、第十七章 充填采礦法,第一節(jié) 概述,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,第八節(jié) 礦柱回采,第一節(jié) 概述,1、充填采礦法 隨回采工作面的推進，逐步用充填料充填采空區(qū)的采礦方法，稱充填采礦法。,2、充填采空區(qū)的目的 利用充填體進行地壓管理，以控制圍巖崩落和地表下沉； 并為回采工作創(chuàng)造安全和方便條件； 還可預(yù)防有自燃性礦石的內(nèi)因火災(zāi)。,第一節(jié) 概述,3、充填采礦法的分類,充填采礦法,單層充填法,上向分層充填法,下向分層充填法,分采充填法（削壁充填法）,干式充填法,水力充填法,膠結(jié)充填法,第一節(jié) 概 述,4、充填采礦法的發(fā)展,20世紀50年代：干式充填法 弓長嶺鐵礦、七道溝鐵礦

2、應(yīng)用廢石和黃土充填的上向分層充填采場；銅陵有色金屬公司銅官山銅礦也是應(yīng)用黃土充填上向分層充填采場。,20世紀60年代：膠結(jié)充填技術(shù)在金屬礦山的應(yīng)用 1959年加拿大鷹橋鎳礦開始在上向分層充填采場內(nèi)試驗用水泥尾沙槳取代充填料上的鋪板做工作底板。1960年加拿大國際鎳公司開始試驗用波蘭特水泥固結(jié)水砂充填料的技術(shù)，并于1962年在Frood礦投入生產(chǎn)應(yīng)用。 在此以后的60年代世界各國掀起了試驗研究膠結(jié)充填技術(shù)的浪潮。,第一節(jié) 概述,1/3,20世紀50年代我國充填法比重（干式）,22.37%,我國1997年有色金屬地下礦山充填法比重,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,一、概述,1、特點： 將礦塊劃分成

3、礦房礦柱，分兩步驟回采，第一步驟采礦房、第二步驟回采礦柱?；夭傻V房時，自下向上水平分層進行，采一層充一層，并留出繼續(xù)回采的工作空間。充填體維護兩幫圍巖，并作為上采的工作平臺。崩落的礦石落在充填體上，用機械方法將礦石送至溜井。礦房回采到最上分層時，進行接頂充填。,2、充填方式,干式（前應(yīng)用很少）,水力,膠結(jié),充填方式,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,1、礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)： 厚10-15m時， 垂直走向布置，礦 房長度50m 階段高：30-60m 間柱：6-8m，取 決于礦巖穩(wěn)固性以 及間柱的回采方法。 頂?shù)字喉斨?-5 m、底柱5m(可用混凝 土代替),二、水力充填方案,第三節(jié) 上向水平分層充填采

4、礦法,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人行濾水井通道； 8上盤運輸巷道； 9穿脈巷道； 10充填體； 11下盤運輸巷道, 采準和切割工作,掘進運輸巷道或穿脈巷道：與礦體厚度有關(guān)。,掘進溜礦井、順路人行天井（兼作濾水井）和充填天井：在每個礦房中至少布置兩個溜礦井、一個順路人行天井（兼作濾水井）和一個充填天井。,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,掘進拉底巷道，形成拉底空間：在底柱上部掘進拉底巷道，并以此為自由面擴大至礦房邊界，形成拉底空間，再向上挑頂，崩下礦石經(jīng)溜井放出，之后可澆灌鋼筋混凝土底板。,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,用淺孔崩礦，回采分層高為

5、23m。用上向孔和水平孔兩次崩礦，形成的采空區(qū)可高達78m,用電耙或裝運機、鏟運機出礦。 清理底板上的礦粉，然后進行充填。充填前要澆灌溜礦井，砌筑（或澆灌）人行天井。, 回采工作,4.水力充填方案的缺點： （1）回采工藝較為復(fù)雜； （2）泥水污染巷道，水溝和水倉清理工作量較大； （3）回采礦柱安全性較差； （4）充填體的壓縮沉降質(zhì)量較差。,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,三、膠結(jié)充填方案,膠結(jié)充填法的礦塊布置、采準、切割和回采等，與水力充填法基本相同，區(qū)別僅在于順路行人天井不要按濾水條件構(gòu)筑，溜礦井和行人天井在充填時只需立模板就可形成。,1運輸巷道； 2穿脈巷道； 3膠結(jié)充填體；4溜礦井； 5

6、行人天井； 6充填天井,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,膠結(jié)充填法的優(yōu)點： 順路行人天井不要濾水； 溜礦井和行人天井在充填時只需立模板就可形成。 膠結(jié)充填接頂問題。 常用的接頂方法有人工接頂和砂漿加壓接頂。,第三節(jié) 上向水平分層充填采礦法,四、上向水平分層充填采礦法評價,優(yōu)點： 礦石損失貧化?。?回采工作使用無軌自行設(shè)備，使普通充填采礦法提高到新的水平(機械化充填采礦法)，進入高效率采礦方法行列，使用范圍不斷擴大，而且有進一步發(fā)展的趨勢。,缺點： 成本高：水砂15-25（采礦成本） 膠結(jié)35-50（采礦成本） 充填系統(tǒng)復(fù)雜 階段間礦柱回采困難,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,下向分層充填采礦法，用

7、于開采礦石很不穩(wěn)固或礦石和圍巖均很不穩(wěn)固，礦石品位很高或價值很高的有色金屬或稀有金屬礦體。 這種采礦方法的實質(zhì)是：從上往下分層回采和逐層充填，每一分層的回采工作，是在上一分層人工假頂?shù)谋Ｗo下進行。 下向分層充填法按充填材料可劃分為水力充填和膠結(jié)充填兩種方案，但不能用干式充填。兩種方案均用礦塊式一個步驟回采。,概述,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,1、下向分層水力充填法,下向分層水力充填采礦法,1人工假頂 2尾砂充填體； 3礦塊天井； 4分層切割平巷； 5溜礦井； 6運輸巷道； 7分層采礦巷道,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,礦塊結(jié)構(gòu)和參數(shù) 礦塊結(jié)構(gòu)：階段高度為3050m，礦塊長度為3050m，寬度等于

8、礦體的水平厚度；不留頂柱、底柱和間柱。,下向分層水力充填采礦法,1人工假頂 2尾砂充填體； 3礦塊天井； 4分層切割平巷； 5溜礦井； 6運輸巷道； 7分層采礦巷道,第五節(jié) 下向分層充填采礦法, 采準和切割工作 掘進運輸巷道：在下盤接觸帶或下盤巖石中布置。 行人通風天井：在礦塊兩側(cè)布置。 溜礦井：在礦塊中間布置。 切割巷道：每一分層回采前，先沿下盤接觸帶掘進。隨回采分層的下降，行人天井逐漸為建筑在充填中的混凝土天井所代替，而溜礦井從上往下逐層消失。, 回采工作： 回采分層高度，一般為22.53m，回采巷道的寬度為23m。用淺孔落礦，電耙出礦。,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,4、充填工作 充填前應(yīng)

9、:清理底板，鋪設(shè)鋼筋混凝土底板，釘隔離層及構(gòu)筑脫水砂門等 。如圖所示。 若下砂方向與泄水方相反，可采用由遠而近的后退式充填。整個分層巷道充填結(jié)束后，再在切割巷道底板上，鋪設(shè)鋼筋混凝土底板和構(gòu)筑脫水砂門，然后充填。,1木塞；2竹筒；3脫水砂門；4礦塊天井；5尾砂充填體；6充填管； 7混凝土墻8人行材料天井；9鋼筋混凝土底板；10軟膠管；11楠竹,它與下向分層水力充填法的區(qū)別，僅在于充填料不同，只需在回采巷道兩端的構(gòu)筑混凝土模板。礦塊結(jié)構(gòu)，采準及回采工藝，與前者基本相同。,二、下向分層膠結(jié)充填采礦法,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,下向分層膠充填采礦法 1巷道回采；2進行充填的巷道；3分層運輸巷道；

10、4分層充填巷道；5礦石溜井；6充填管路；7斜坡道,3缺點： 生產(chǎn)能力較低，采礦工作面工人的勞動生產(chǎn)率不高。,三、下向分層充填采礦法的評價,1適用條件： 礦山開采條件復(fù)雜，如礦巖很不穩(wěn)固、地表不允許陷落、上覆巖層不允許移動等。 礦石價值較大。,2優(yōu)點： 礦石損失很小（35%） 。 礦塊結(jié)構(gòu)簡單。,第五節(jié) 下向分層充填采礦法,第八節(jié) 礦柱回采,分兩步驟回采的充填法（主要是上向分層充填法）中，必須統(tǒng)一考慮礦房和礦柱的回采方法及回采順序。一般情況下，采完礦房后，應(yīng)當及時回采礦柱。 礦柱回采方法的選擇，主要是根據(jù)礦房充填狀況及圍巖或地表是否允許崩落而定。,間柱回采條件：松散充填料充填礦房（干式和水力充填

11、）；膠結(jié)充填礦房或在礦房兩側(cè)砌筑混凝土隔墻。 頂、底柱回采條件比較復(fù)雜。,第八節(jié) 礦柱回采,一、膠結(jié)充填礦房的間柱回采,礦房內(nèi)的充填料形成一定強度的整體。此時，間柱的回采方法有： 上向水平分層充填法； 下向分層充填法； 留礦法； 房柱法。,當?shù)V巖較穩(wěn)固時，用上向水平分層充填法或留礦法隨后充填回采間柱，如圖所示。,上向水平分層充填法回采間柱 1運輸巷道；2穿脈巷道；3充填天井； 4人行泄水井；5放礦漏斗；6溜礦井,留礦法回采間柱 1天井；2采下礦石；3漏斗；4運輸巷道；5充填體；6電耙巷道；7溜礦井,第八節(jié) 礦柱回采, 在頂板穩(wěn)固的緩傾斜或傾斜礦體中，當?shù)V房膠結(jié)充填體形成后，可用房柱法回采礦柱，如圖所示。,房柱法回采礦柱 1運輸巷道；2溜礦井；3切割巷道；4電耙硐室；5切割上山；6回風巷道； 7階段回風巷道；8膠結(jié)充填體,第八節(jié) 礦柱回采,第八節(jié) 礦柱回采,當?shù)V石和圍巖不穩(wěn)固或膠結(jié)充填體強度不高，應(yīng)采用下向分層充填法回采間柱，如圖所示。,下向分層充填法回采間柱 1間柱