上向分层充填采矿法的特点及方案
10.6机械化上向水平分层充填法
基本特征及适用条件1采场结构参数2采准切割工程3回采工艺4主要内容u将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱；u矿房自下而上分层回采，依次分层充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件，矿房回采到最后一个分层时，进行接顶充填；u在采完若干矿房或全阶段矿房后，再进行回采矿柱；u回采空间和范围可以控制，人员设备在暴露的顶板下作业，需有效地控制顶板；u目前上向水平分层充填采矿法占我国充填法的60%。
适用条件u矿体上下盘岩石中等稳固或稳固性稍差；u矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极厚矿体及 多层矿体；u能适应形态不规则、分支复合变化大的矿体。
1-采区斜坡道2-采场联络道3-充填天井4-放矿溜井5-滤水井 6-尾砂7-隔墙 8-砼垫层9-充填管10-废石堆垫斜坡道图10-6a 红透山铜矿机械化上向水平分层充填法1—底盘阶段运输平巷2—装矿穿脉3—斜坡道4—溜矿井5—分段平巷6—卸矿横巷7—采场联络道8—充填回风天井9—泄水管10—充填体11—充填挡墙12—斜坡道入口图10-6b 垂直走向布置机械化上向水平分层充填法(新桥硫铁矿)1-分段巷道2-斜坡道3-溜矿井4-采场联络道5-通风排水平巷6-点柱7-阶段运输平巷8-顶柱9—通风滤水井10—间柱图10-6c 点柱式上向水平分层回采充填法（三山岛）典型方案u采准工程：以图10-6b为例，包括运输平巷1、装矿穿脉2、斜坡道3、溜矿井4、分段运输平巷5、卸矿横巷6、采场联络道7、充填回风井8、泄水井管；u切割工作：从联络道掘进拉底巷道，然后沿矿体全厚切开，铺设钢筋砼层；典型方案1—底盘阶段运输平巷2—装矿穿脉3—斜坡道4—溜矿井5—分段平巷6—卸矿横巷7—采场联络道8—充填回风天井9—泄水管10—充填体11—充填挡墙12—斜坡道入口图10-6b 垂直走向布置机械化上向分层充填法(新桥硫铁矿)典型方案u 以图10-6b为例，分层崩矿回采，可以用浅孔或中深孔；u每层作业循环相同：崩矿、通风、护顶、出矿、充填准备、充填、浇砼底板等；u 最后进行充填接顶。
充填采矿法
（二）下向分层充填法
（三）分采充填采矿法
适用条件及特点：极薄（0.3~0.4米以下）高品位和贵 适用条件及特点：极薄（0.3~0.4米以下）高品位和贵 重矿体，矿石和围岩分别回采，采下矿石运出后，开 掘围岩充填采空区，并为继续作业的平台。 结构参数：阶段高度30~50米，矿块长25~30米或 结构参数：阶段高度30~50米，矿块长25~30米或 50~60米。 50~60米。 采切： 采切：脉内阶段运输巷道，天井，溜井，拉底巷道， 漏斗。 回采： 回采：自下而上水平分层回采，松动爆破，电耙出矿， 崩落围岩，充填，铺设地板垫层和溜井。 优缺点评述： 优缺点评述：贫化率低，便于在采场内进行手选矿石 和地压管理，适应性广。但是生产能力低，回采工艺 复杂，采矿成本高，不易实现机械化。
充填采矿法
（一）上向分层充填法
适用条件及特点： 适用条件及特点：矿石价值高，中稳以上，地表需保护的倾 斜和急倾斜矿体。矿块划分为矿房矿柱，两步骤回采，矿 房划分水平分层，自下而上逐层回采，同时向上逐层充填 采空区。 结构参数：阶段高度30~60 30~60米，矿体厚度小于10~15 10~15米时， 结构参数：阶段高度30~60米，矿体厚度小于10~15米时， 矿块一般沿走向布置，矿房长30~60米，有时可达100米以 矿块一般沿走向布置，矿房长30~60米，有时可达100米以 上，矿块垂直走向布置时，矿房长度即矿体厚度，一般50 上，矿块垂直走向布置时，矿房长度即矿体厚度，一般50 米内，宽8~10米。矿房间柱6~8米，顶柱4~5米，底柱5 米内，宽8~10米。矿房间柱6~8米，顶柱4~5米，底柱5米。 采切： 采切：阶段运输巷，穿脉巷道，行人滤水井，溜井，拉底巷 道。 回采： 回采：自拉底水平向上逐层进行。浅孔落矿，电耙出矿，胶 结充填。
上向分层充填采矿法的采准及回采工艺
世上无难事，只要肯攀登上向分层充填采矿法的采准及回采工艺（1）采准。
脉内采准系统：通常从脉外运输巷道掘进穿脉巷道，自穿脉巷道上掘脉内中央天井，将运输水平与上阶段通风巷道相通，作为运送人员、材料、设备和通风的通道；大型长采场中，在中央天井两翼设置通风井；自运输巷道布置两条以上顺路溜矿井和顺路人行滤水井。
对于走向很长而规则的薄矿体，可布置脉内斜坡道，它是在回采过程中形成的。
在两步回采的厚矿体，往往共用顺路溜矿井和人行滤水井以及回风天井，从而降低了采准费用。
脉外采准系统：在采用无轨设备的上向分层充填法中，有脉外斜坡道或脉外设备井的采准系统。
该斜坡道自阶段巷道掘进，或从地表下掘，供人员、材料和设备进入盘区或采场，斜坡道经各分段巷道、分层联络道与回采工作面沟通。
斜坡道坡度为10～15%，少数为20%，弯道半径15～20m；分段巷道之间高度8～15m，分层高3～4m。
顺路脱水井和通风井布置在脉内。
采用电耙出矿，溜矿井间距受耙运距离限制，一般为30m 左右；采用无轨自行设备出矿时，溜井间距达80～120m。
溜井布置在充填体内或脉外，金川二矿区和凡口矿用ф1.5m和ф2.0m天井钻机钻进溜井。
顺路溜矿井支护结构有木框、混凝土预制构件、混凝土和钢溜井等。
木框支护木材消耗多，使用寿命短；混凝土预制构件人工架设劳动强度大；浇灌混凝土和钢溜井支护应用广泛，直径一般为1.6～2.0m，可放出矿量10～15 万吨。
随着无轨设备的广泛应用和阶段高度的增加，采用脉外溜井较多，溜井直径2.0～2.4m，布置在矿体下盘较稳固的围岩中，矿石通过量20～30 万吨。
（2）人工底柱及切割工作。
采用上向分层充填法的矿山一般矿石品位较高，为提高矿石回收率，减少底柱损失，及为下阶段回采顶柱创造条件，可采用人工底柱。
人工底柱有尾砂胶结假底（亦铺设一层金属网或钢绳）、混凝土假底和钢筋混凝土假底几种形式。
通常将底柱。
上向分层充填采矿法教学教材
§3 机械化上向水平分层充填法
缘由：为了适应凿岩台车、铲运机等无轨 自行设备的高效率和运行的灵活性，上向 分层充填法在采场结构、采准布置等方面 发生了较大的变化。
主要特征：沿走向布置采场时，采场的长 度增大；垂直走向布置采场时，采用盘区 式回采单元，即将若干采场组合成一个大 的回采单元。要求开掘采场斜坡道，以便 自行设备进入各个分层。
缺点：-劳动强度大；-生产效率低；
-劳动条件差；-充填料不平整。
适用条料进行充填回采。
§-1 上向倾斜分层干式充填法
见图1-1
图1-1
§-2 常规设备上向水平分层充填法
特点：将矿块划分成规则的矿房和矿柱， 第一步用水砂充填或胶结充填回采矿房， 待若干矿房或全阶段矿房采完后，第二 步回采矿柱。自下而上分层回采矿房， 崩落的矿石落在充填体上，采用电耙运 至溜矿井放出。矿房采至最上一个分层 时，进行接顶充填。充填体的强度、压 缩沉降率、接顶好坏是选用本充填法的 关键。
§3-1 沿走向长采场上向水平分层充填法
参数：当矿体厚度小于10-15m时，沿走向 布置采场，采场长度为100-300m，最长可 达800m，采场宽度为矿体厚度，阶段高 60-80m，底柱高6m。（如图3-1）
采准工艺：沿矿体走向，在下盘或上盘围 岩中开掘螺旋式或折返式斜坡道，斜坡道 在垂直高度方向上间隔3-4个分层高度开 出口中，采用指状分层联络道进入各分层 采场。（图3-2）每个采场布置一个充填 井，一个溜矿井，两个滤水井。
混凝土隔墙的作用，主要是为第二步回采间柱创造良好的 回采条件，以保证作业安全和减少矿石损失与贫化。
为防止崩落的矿粉渗入充填料以及为出矿创造良好的条件， 在每层充填体的表面铺设0.15-0.2m厚的混凝土底板。 1天后即可在其上凿岩，2-3天后即可进行落矿。
上向水平分层充填采矿法的优化研究
合理划分采场范围
根据矿山实际情况，选择合适的充填材料，提高充填效果。
选择合适的充填材料
通过对采矿工艺流程的改进和优化，降低采矿成本和劳动强度。
优化采矿工艺流程
采用现代测量和监测技术，对采场进行实时监测和控制，确保采场安全。
加强采场监测与控制
优化方案实施步骤
了解矿山的地质条件和矿体形态，为采场设计提供基础数据。
对采矿方法的能耗、材料消耗、安全性和环境保护等方面进行了全面的评估，并提出了相应的改进措施。
建议未来研究可以进一步拓展采矿方法的优化范围，加强设备研发和充填材料研究，并注重生产组织和环境保护等方面的综合研究，推动采矿工业的可持续发展。
研究不足与展望
虽然上向水平分层充填采矿法的优化取得了一定的成果，但在某些方面仍存在一些不足之处，例如设备投入、充填材料选择和生产组织等方面仍有改进空间。
充填材料
上向水平分层充填采矿法的工艺流程
凿岩爆破
在分层上凿岩爆破，形成待充填的空区。
划分分层
根据矿体厚度和采矿需求，将采空区划分为多个分层。
充填材料制备
将尾砂、废石等工业废料按照一定比例混合制备成充填材料。
充填夯实
对充填后的采空区进行夯实，确保充填体稳定。
充填输送
将制备好的充填材料通过管道输送到采空区。
发展方向与重点
THANKS
感谢观看
对矿山进行详细的地质勘察
设计采场布局方案
制定采矿工艺流程
实施采矿作业
根据矿山实际情况，设计合理的采场布局方案，包括采准、切割、充填等工程。
根据矿山实际情况，制定合理的采矿工艺流程，包括爆破、挖掘、运输、充填等环节。
按照设计的采场布局方案和采矿工艺流程，进行采矿作业。
上向分层充填采矿法
一、采矿方法分类二、充填采矿法三、刘塘坊铁矿北部区域采矿：（一）矿体特点初步资料：中钢集团安徽刘塘坊铁矿，设计生产能力原矿150万吨/年，矿石总储量4280万吨，其中低贫矿石量（333类）210.5万吨。
地层属上太古界吴集组，主要是片麻岩类岩石，以强混合岩化斜长片麻岩、含石榴石黑云斜长片麻岩为主，其次还有黑云角闪片岩，长英质变粒岩。
地层产状平缓略向东倾，构造平台与构造斜坡联合形成膝状弯曲，形成膝状挠曲构造。
刘塘坊矿床共发现大小铁矿体24 个，编号3～26。
其中3 #赋矿层位最低。
其中3 #矿体规模最大，为主矿体，12 号次之，4 #规模第三，其它为小矿体。
目前井巷揭露及井下钻探显示：矿体厚度较薄，多在3至6米，个别段厚度在20米以下，多为平行矿体，矿体受断层影响较大，连续性较差，受剧烈地质构造矿影响，部分接近矿体围岩破碎。
矿体倾角8°至30°，多在10°至20°左右，局部矿体离层，个别矿层挤压为粉状，对全矿采切施工、回采工作造成很大困难。
目前可采矿量偏少。
（二）采矿方法变化：2012年5月北部区域采矿合同签订后，根据-400m水平北部区域矿体特点，结合业主生产计划需要，-400m水平矿体7#至9#穿脉3#确定了分段中孔凿岩分段出矿分段房柱法，布置见下图：与此同时，-500m水平1#穿至4穿3#矿体也是分段房柱法回采，布置类似。
2012年9月开始采准施工，10月开始中孔凿岩，11月中旬开始中孔爆破，回采中，因矿体情况变化与原资料出入较大，矿岩控制不是太理想，后期采场顶盘破碎整体性较差，顶盘围岩垮落严重，采场内塌落围岩压矿石现象严重，后期实测采场顶板塌落多大9米以上，且无法控制。
随着后期各处沿脉及钻探显示，全矿已探明的矿体多为缓倾薄矿体，多在10至20度之间，且连续性较差，分段房柱法不适用。
2013年初，针对以上情况，全矿尚未回采地段及分段房柱法首分段以外的矿体采矿方法均调整为上向分层充填采矿法，具体来说应为脉外采准布置的点柱上向水平分层房柱法，具体布置：99709（三）点柱上分层充填回采方案脉外采准、溜井布置方案，采场沿走向布置，3#矿体按照原3#、4#、5#、6#穿脉划分采场，首分段高度为12.5米，其上各分段高度均为15米，矿体下盘水平距离60米左右布置-500~-400m斜坡道一条，各分段在矿体下盘50米左右布置脉外巷一条，脉外巷与斜坡道由分段联巷沟通，每个采场通过采场联络巷（±15%）与各自采场已形成的空区相通，作为人员、设备运行及出矿通道，溜井布置在下盘穿脉内，溜井上口在各自分段脉外巷附近，这样采场矿石通过汽车经采场联络巷、脉外巷、溜井联巷倒入溜井进入-500m运输系统。
上向分层进路胶结充填采矿法采矿
上向进路充填采矿法说明上向进路充填采矿法是一种自下而上，以巷道掘进的方式进行回采，在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。
它是在每一水平分层布置若干条进路，按间隔或逐条进路的顺序回采，整个分层各条进路回采充填后，再回采上分层进路。
因在原岩下作业，要求矿岩较稳固，在巷道拉开后，顶板不会垮塌。
上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法，对整个采场而言，以分层方式由下向上逐层回采，每分层划分成若干进路。
以进路为单位回采与充填，各进路间隔回采，采后胶结充填，待一期进路充填养护足够时间之后，再回采二期进路。
整个分层各采场进路回采充填后，再回采上分层进路。
该法的主要优点：（1）适应性强，对形态复杂和产状变化大的矿体，能有效进行回采。
（2）回采进路顶板暴露面积较小，一般只需锚杆或金属锚网护顶，就能保证回采作业的安全。
（3）回采工作可同时在多条进路内进行，实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业，提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。
（4）矿石回采损失率和贫化率低，资源回收率高。
（5）由于每条进路回采后，都及时进行了充填，有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。
该法的主要缺点：（1）采场为独头巷道型通风，通风效果相对较差。
（2）进路充填需进行接顶，充填工作复杂。
（3）进路胶结充填，采矿成本较高。
（4）采场采用浅孔凿岩爆破，采场生产能力不高。
3号岩体1830中段:采场布置与结构参数：中段高度为60m，采场宽为矿体水平厚度，长为矿体走向长度，分层高度3m。
进路沿矿体走向布置，长为矿体走向长度，宽为3~4m采准切割：根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。
主要的采切工程有：1830水平有轨运输巷，溜井、人行措施井，溜井联络巷，人行井联络巷，分层联络巷，73线通风上山（充填回风井）。
其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板，充填前采用钢筋混凝土封堵，封堵长度大于2 m。
回采工艺：回采顺序为自下而上逐层进行。
分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼，分层联络巷规格为3mx2.6m （宽x高）,进路垂直分层联络巷布置，进路规格为3~4mx3m （断面为9~12m2）, 进路回采为隔一采一。
充填法采矿方法
充填法采矿方法摘要：一、充填法采矿方法简介二、充填法采矿方法的主要类型及特点1.膏体充填采矿法2.固体充填采矿法3.废石充填采矿法三、充填法采矿方法的优缺点1.优点2.缺点四、我国充填法采矿方法的应用及前景五、结论与建议正文：充填法采矿方法是一种环保、高效的矿产资源开采方式。
在过去的几十年里，随着我国经济的快速发展，矿产资源需求不断增加，传统的采矿方法已经难以满足现代社会对环保、高效的要求。
因此，充填法采矿方法在我国得到了越来越广泛的应用。
充填法采矿方法主要包括膏体充填采矿法、固体充填采矿法和废石充填采矿法。
膏体充填采矿法是将尾矿、水泥、石灰等原料混合后，通过管道输送至采空区进行充填。
这种方法具有充填体强度高、抗渗性能好、环境污染小等优点。
但缺点是投资较高，对输送设备要求较高。
固体充填采矿法是将废石或尾矿经过处理后，制成一定规格的固体充填料，用输送设备输送至采空区。
这种方法具有投资较低、设备简单等优点。
但缺点是充填体强度较低，对采矿环境的适应性差。
废石充填采矿法是将开采出的废石进行处理，达到一定要求后，用于充填采空区。
这种方法具有投资较低、环保性能好等优点。
但缺点是充填体强度较低，对采矿环境的适应性差。
总的来说，充填法采矿方法具有很多优点，如减少土地破坏、降低环境污染、提高资源利用率等。
但同时，各种方法也存在一定的缺点，需要在实际应用中根据具体情况选择合适的方法。
在我国，充填法采矿方法已成功应用于金属矿山、非金属矿山等领域。
随着科技的不断进步和环保意识的加强，我国充填法采矿方法的应用将更加广泛。
此外，政府也在大力支持矿山绿色开发，为充填法采矿方法的发展提供了良好的政策环境。
结论：充填法采矿方法是一种具有广阔前景的采矿技术。
在我国，随着环保政策的加强和科技进步，充填法采矿方法将得到更广泛的应用。
为此，建议相关企业和研究机构加大研发投入，不断提高充填法采矿技术的可操作性和实用性，为我国矿产资源开发贡献力量。
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世上无难事，只要肯攀登
上向分层充填采矿法的特点及方案
上向分层充填法是自下而上分层回采，每分层先采出矿石，而后填入充填料，以支撑采空区两帮和作为工作平台。
该方法为工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环；回采空间和范围可以控制，人员、设备在暴露的顶板下工作，需有效地控制顶板；可以用任何充填材料进行充填。
该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体，能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。
除点柱式外，矿石的损失率、贫化率低，是一种适应范围广的充填采矿法。
据国外85 个充填法矿山统计，上向分层充填法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%；该法在我国充填法中占60%以上。
上向分层充填法按分层倾角，可分为水平分层充填法与倾斜分层充填法。
目前国内外应用较为普遍的是上向水平分层充填法。
倾斜分层充填法仅在使用干式充填材料的某些矿山中采用。
图1 为连续回采的倾斜分层充填法。
倾斜分层的优点在于出矿和充填可以借自重完成。
图1 倾斜分层采矿法a-充填阶段;b-落矿阶段;1-自行矿车;2-垫板;3-无轨装运设备上向水平分层充填法按采场结构、工作面形态和工艺特点，分为沿走向、垂直走向和点柱上向分层充填法三个基本方案。
[next] （1）沿走向上向分层充填采矿法。
该方案结构特点是：沿矿体走向一定的长度或整个矿体的走向长作一个采场，可以实现回采工作的平行作业，以便充分发挥设备效率，提高矿石回收率。
它适用于厚度在10～15m 以下的矿体。
采场宽为矿体厚度，采场长100～300m，最长达800m。
图2 为红透山铜矿沿走向上向水平分层充填法。
图2 红透山铜矿沿走向（长采场）上向分层充填法1-风井;2-脱水井;3-溜矿井;4-提升井;5-斜坡道;6-充填隔墙;7-排水管;8-脱水塔;9-崩落矿柱;10-上向炮。