【采矿课件】ch7充填采矿法

2019/8/15矿物资源工程专业主干课程1第七章充填采矿法第一节第二节第三节第四节矿柱回采下向分层充填采矿法上向水平分层充填采矿法概述2019/8/15矿物资源工程专业主干课程2本章基本要求◆1、掌握充填采矿法的概念及特点；◆2、掌握上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；◆4、了解矿柱回采的方法的主要工艺。◆3、了解单层充填采矿法、分采充填采矿法及水力充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；2019/8/15矿物资源工程专业主干课程3重点难点上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结充填采矿法的主要工艺；2019/8/15矿物资源工程专业主干课程4一、充填采矿法特点随回采工作面的推进，逐步用充填料充填空区进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作创造安全和方便条件。概述2019/8/15矿物资源工程专业主干课程5二、充填采矿法的分类1．按矿块结构和回采工作面推进方向，可分为：◆单层充填采矿法;◆上向分层充填采矿法;◆下向分层充填采矿法;◆分采充填采矿法。2．按所采用的充填料和输送方法不同，可分为：◆干式充填法：充填料充填采空区；◆水力充填法：胶结性物料充填采空区。概述2019/8/15矿物资源工程专业主干课程6上向水平分层充填采矿法的特点：1、将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。2、回采矿房时，自下向上水平分层进行，随工作面推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。3、充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。4、崩落的矿石用机械方法将矿石运至溜井中。5、矿房回采到最上分层时，进行接顶充填。上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程7⒈矿块结构和参数：如图所示。①矿块的布置：根据矿体厚度而定。②阶段高度主要与矿体赋存状态有关。一、水力充填法方案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—下盘运输巷道上向水平分层水力充填采矿法上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程8③间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的回采方法。⒉采准和切割工作③掘进拉底巷道，形成拉底空间：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，再向上挑顶，形成拉底空间，之后可浇灌钢筋混凝土底板。①掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。②掘进溜矿井、顺路人行天井（兼作滤水井）和充填天井：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。上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程9※用浅孔崩矿，回采分层高为2～3m。用上向孔和水平孔两次崩矿，形成的采空区可高达7～8m※用电耙或装运机、铲运机出矿。※清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌溜矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。⒊回采工作4.水力充填方案的缺点：（1）回采工艺较为复杂；（2）泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量较大；（3）回采矿柱安全性较差；（4）充填体的压缩沉降质量较差。上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程10二、胶结充填法如图所示。胶结充填法的矿块布置、采准、切割和回采等，与水力充填法基本相同，区别仅在于顺路行人天井不要按滤水条件构筑，溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。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—充填天井上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程11※胶结充填法的优点：①顺路行人天井不要滤水；②溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。※胶结充填接顶问题。常用的接顶方法有人工接顶和砂浆加压接顶。上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程123.适用条件：①地表不允许陷落或岩层不允许移动；②矿体厚度薄至中厚。三、上向水平分层充填采矿法的评价1.优点：矿石损失贫化小；可使用无轨设备。2.缺点：①充填成本高；②充填系统复杂；③矿柱回采困难；④效率较低，劳动强度大。上向水平分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程13特点：矿块一步骤回采；从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作，是在上一分层人工假顶的保护下进行。1—人工假顶2—尾砂充填体；3—矿块天井；4—分层切割平巷；5—溜矿井；6—运输巷道；7—分层采矿巷道下层分层水力充填采矿法充填方法为水力充填和胶结充填，但不能用干式充填。下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程14一、下向分层水力充填采矿法下层分层水力充填采矿法1—人工假顶；2—尾砂充填体；3—矿块天井；4—分层切割平巷；5—溜矿井；6—运输巷道；7—分层采矿巷道⒈矿块结构和参数矿块结构如图所示：阶段高度为30～50m，矿块长度为30～50m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和间柱。下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程15⒉采准和切割工作①掘进运输巷道：在下盘接触带或下盘岩石中布置。②行人通风天井：在矿块两侧布置。③溜矿井：在矿块中间布置。④切割巷道：每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进。随回采分层的下降，行人天井逐渐为建筑在充填中的混凝土天井所代替，而溜矿井从上往下逐层消失。⒊回采工作：回采分层高度，一般为2～2.5～3m，回采巷道的宽度为2～3m。用浅孔落矿，电耙出矿。下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程16充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层及构筑脱水砂门等。如图所示。若下砂方向与泄水方相反，可采用由远而近的后退式充填。整个分层巷道充填结束后，再在切割巷道底板上，铺设钢筋混凝土底板和构筑脱水砂门，然后充填。1—木塞；2—竹筒；3—脱水砂门；4—矿块天井；5—尾砂充填体；6—充填管；7—混凝土墙8—人行材料天井；9—钢筋混凝土底板；10—软胶管；11—楠竹4充填工作下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程17它与下向分层水力充填法的区别，仅在于充填料不同，只需在回采巷道两端的构筑混凝土模板。矿块结构，采准及回采工艺，与前者基本相同。下向分层胶充填采矿法1—巷道回采；2—进行充填的巷道；3—分层运输巷道；4—分层充填巷道；5—矿石溜井；6—充填管路；7—斜坡道二、下向分层胶结充填采矿法下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程183缺点：生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率不高。三、下向分层充填采矿法的评价1适用条件：◆矿山开采条件复杂，如矿岩很不稳固、地表不允许陷落、上覆岩层不允许移动等。◆矿石价值较大。2优点：◆矿石损失很小（3～5%）。◆矿块结构简单。下向分层充填采矿法2019/8/15矿物资源工程专业主干课程19分两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法）中，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺序。一般情况下，采完矿房后，应当及时回采矿柱。矿柱回采方法的选择，主要是根据矿房充填状况及围岩或地表是否允许崩落而定。※间柱回采条件：松散充填料充填矿房（干式和水力充填）；胶结充填矿房或在矿房两侧砌筑混凝土隔墙。※顶、底柱回采条件比较复杂。矿柱回采2019/8/15矿物资源工程专业主干课程20矿房内的充填料形成一定强度的整体。此时，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；◆房柱法。一、胶结充填矿房的间柱回采※当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或留矿法随后充填回采间柱，如图所示。矿柱回采2019/8/15矿物资源工程专业主干课程21上向水平分层充填法回采间柱1—运输巷道；2—穿脉巷道；3—充填天井；4—人行泄水井；5—放矿漏斗；6—溜矿井留矿法回采间柱1—天井；2—采下矿石；3—漏斗；4—运输巷道；5—充填体；6—电耙巷道；7—溜矿井矿柱回采2019/8/15矿物资源工程专业主干课程22※在顶板稳固的缓倾斜或倾斜矿体中，当矿房胶结充填体形成后，可用房柱法回采矿柱，如图所示。房柱法回采矿柱1—运输巷道；2—溜矿井；3—切割巷道；4—电耙硐室；5—切割上山；6—回风巷道；7—阶段回风巷道；8—胶结充填体矿柱回采2019/8/15矿物资源工程专业主干课程23※当矿石和围岩不稳固或胶结充填体强度不高，应采用下向分层充填法回采间柱，如图所示。下向分层充填法回采间柱1—间柱的充填体；2—矿房的充填体；3—运输巷道；4—脉外天井；5—穿脉巷道；6—充填天井矿柱回采2019/8/15矿物资源工程专业主干课程24在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填法回采间柱，须在其两侧留1～2m矿石，以防矿房中的松散充填料流入间柱工作面。如地表允许崩落，矿石价值又不高，可用分段崩落法回采间柱。二、松散充填矿房的间柱回采方法矿柱回采