地下采矿课件第九章充填采矿法.ppt

9 充填采矿法,9.1单层充填法9.1.1 单层壁式充填法适用条件 1 矿石和围岩（顶板）稳固性较差 2 矿体倾角30 3 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,结构顶底柱:无工程间柱:无间柱矿房内：上山 回采最出的工作面 切割巷道 行人 通风 卸水 出矿采准切割工作阶段运输巷:下盘脉外单一沿脉布置行人、溜矿井:双格溜井 一格溜矿 一格行人通风切割巷道:脉内沿脉布置上 山:从切割巷道掘进 上部脉内平巷：回风 行人 下放充填料 回采充填工作落矿: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。爆破：逆倾向以宽1.2m 的小断面推进运搬:采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井，两步耙矿支柱: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，排距为1.2m。通风后进入采场注意顶板安全撬毛工作,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。,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,单层削壁充填法9.1.2.1 适用条件矿石和围岩具有一定的稳固性矿体倾角55矿体厚度2米,结构顶柱:无工程(先进天井)间柱:无间柱底柱:顺路井 行人 通风 出矿采准切割工作阶段运输巷:脉内单一沿脉布置行人、溜矿井:两个行人井,两个溜矿井先进天井:从拉底掘进到上个阶段拉底空间:分为留底柱和人工假底打水泥底板:厚度米,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,回采充填工作落矿: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.运搬:采用人力或电耙,将矿石运搬进溜井充填: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 铁筒接高采幅:矿石1米K=2围岩1米采幅=矿+岩=K岩评价优: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),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,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 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、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下向分层充填法下向水平分层充填法适用条件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25 m，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,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。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.充填料的性质1.化学性质2.强度3.沉缩率4.适水性充填体的作用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.常用设备水力旋流器,搅拌机,砂浆泵,喷射机,射流制浆枪,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,