10.1充填采矿方法概念及基本特征
充填采矿法
按充填料和输送方式分为：
干式充填法 水力充填法 胶结充填法
充填采矿法在我国的使用
50年代：干式充填法 64年 凡口铅锌矿开始使用胶结充填法 70年代后水砂充填和胶结充填技术引进和发展。 充填机械化程度增高，能力增大，成本降低。 使用范围：78年有色金属矿山 9.8％ 84年全国 13.7％ 其中：有色18％ 黄金40％ 低浓度胶结充填、高浓度胶结充填技术发展很 快
是水平或缓倾斜薄矿体，在顶板不允许崩落 的复杂条件下的唯一可用的采矿法。 回采率高94％，贫化率低7％， 采矿工效低：4t/工班 坑木消耗大：19.2立米／kt
§3上向水平分层充填采矿法
概述：将矿块划分成矿房矿柱，分两步骤回 采，第一步骤采矿房、第二步骤回采矿柱。 回采矿房时，自下向上水平分层进行，采一 层充一层，充填方法可用： 干式 水力 胶结 充填体的作用：维护两帮围岩，采矿工作台
开采缓倾斜极薄矿脉，也可用此法。但充填空区的岩石需辅助 大量体力劳动。 评价：是开采极薄的贵重金属矿的好方法，由于混采溜矿法。 问题：1. 一般铺设垫板质量达不到要求，矿石损失较大（715%）； 2.矿脉很薄，崩矿时带下废石，贫化率高（15-20%）。 改进：1. 研制适合窄工作面条件下做业的小型机械设备； 2.研究有效的铺垫材料和工艺。 第七节 方框支架充填采矿法 在矿体厚度较大（中厚以上），矿石和围岩极不稳固，矿体形 态及其复杂（厚度，倾角和形状变化很大），矿石贵重等 条件下，方框支架充填采矿法，还是一种有效的采矿方法。 特点：系统的用方框支架配合充填支护采空区。每次回采的矿 石等于方框支架大小的分间，每分间矿石采出后立即架设 方框并把它楔紧，然后进行充填（一般为干式充填），如 图17-15。
回采。对于深部矿体（500-1000米或更大）或地压较大的矿体， 充填前在底板浦钢轨或圆木，底梁上铺金属网，使钢绳与上层 的底梁连接，使充填体呈钢筋混凝土结构。
IV Chapter 17 充填采矿法
4
§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
一、水力充填方案
1、 结构与参数
阶段高：30~60m，矿体赋存稳定，厚度和倾角变化小， 或矿体倾角大时则可采用较大的阶段高度。
沿走向，矿体厚度≯10~15m，矿房长度30-60m
矿块布置
垂直走向，矿体厚超过10~15m，矿房长度50m以内，宽度8-10m.
10
图7-4
11
1717-2 上向水平分层充填采矿
目前国外采用 充填采矿法的 非煤矿山，广 泛采用无轨自 行设备进行机 械化开采。为 了通行无轨自 行设备，应在 矿体下盘开掘 斜坡道，通过 联络巷通往各 分层。
12
§17-2 上向水平分层充填采矿 17法
二、胶结充填方案
水力充填工艺复杂（需砌筑溜矿井和人行滤水井，浇筑混 凝土隔墙及铺设混凝土底板等），水沟和水仓清理工作量 大，充填体的压缩沉降问题等均未很好解决，因而不能根 本防止岩石移动。 胶结充填其矿块结构、采准、切割及回采工作等与水力充 填相似，但由于材料及工艺不同，具有下列特点： 1、胶结充填成本高，矿房应取较小尺寸，使形成的充填体 能保证回采的安全即可。而矿柱取较大尺寸，并用水力充 填开采。 2、上、下阶段间矿块对正布置，使矿柱和充填体受力比较 均匀。
3、回采工作 自拉底水平向上逐层进行，回采工作过程按落矿、 出矿、充填准备、充填和铺设分层底板等工序。 落矿 浅孔落矿，分层高度一般为2~3m。当矿石 2~3m 和围岩都很稳固时，分层高度可加大到4~6m 。崩 矿从充填天井开始 。 出矿 崩落的矿石用电耙、装运机或铲运机出矿。 矿石出完后，清理底板上的粉矿。
6
5
图17-1 上向水平分层水力充填采矿法（矿块垂直矿体走向） 1—顶柱；2—充填天井；3—矿石堆；4—行人滤水井； 5—矿石溜井；6—钢筋混凝土底板；7—行人滤水井通道；8—上盘运输巷； 9—穿脉巷道；10—充填体；11—下盘运输巷；12—混凝土隔墙
充填采矿法
充填采矿法求助编辑百科名片充填采矿法属人工支护采矿法。
在矿房或矿块中，随着回采工作面的推进，向采空区送入充填材料，以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动，并在形成的充填体上或在其保护下进行回采。
本法适用于开采围岩不稳固的高品位、稀缺、贵重矿石的矿体；地表不允许陷落，开采条件复杂，如水体、铁路干线、主要建筑物下面的矿体和有自燃火灾危险的矿体等；也是深部开采时控制地压的有效措施。
充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低。
编辑本段分类根据所用充填材料和输送方式不同，充填采矿法可分三组：①干式充填法，充填材料为专用露天采石场采出的碎石、露天矿剥离或地下矿采掘的废石等。
经破碎，用机械、人工或风力输送至采场。
②水力充填法，充填材料为砂、碎石、选厂尾砂或炉渣等。
用管道借水力输送至采场。
③胶结充填法，充填材料为水泥等胶凝材料和砂石、炉渣或尾砂等配制的浆状胶结物料，凝固后有一定强度，用管道借水力或机械输送至采场。
干式充填法应用最早，它的生产效率低，劳动强度大，采矿成本高。
至20世纪50年代，已逐渐为其他高效率采矿方法所取代。
由于开采深度增加，环境保护要求严格，又急需降低稀缺高价矿石的损失和贫化，各国都加强了对充填新工艺的研究。
50～60年代水力充填和胶结充填新工艺投入生产，克服了干式充填的一系列缺点，使充填采矿法的应用比例逐年增加。
20世纪70年代，广泛采用自行无轨设备和斜坡道采准布置，用梯段工作面长采场或包括几个矿块的盘区回采。
在回采工艺方面应用上向高分层崩矿，锚杆和金属网支护顶板（见巷道与硐室支护），低价高强度胶结充填材料等新技术，使充填采矿法得到进一步完善。
水力和胶结充填法尚存在工艺复杂，渗滤废水和细泥污染井下环境，充填成本较高等问题，尚需进一步研究改进。
根据采场结构，回采方向和回采工艺，充填采矿法又可分为上向分层充填法、下向分层充填法、壁式充填法、削壁充填法和方框支架充填法。
充填采矿法
优缺点
1、充填采矿法的优点主要如下 （1）采、切工程量小，灵活性大； （2）矿石损失、贫化小； （3）能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落； （4）对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采； （5）可以防止矿床开采的内因火灾。 2、充填采矿法的缺点主要如下 （1）回采工艺和充填工艺复杂； （2）充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低； （3）充填料的开采，加工、输送及其他一系列消耗使矿石成本较高。开采运输与堆积充填料这些工作所需要 的费用占采矿成本的40—50%；
简述
中国在西周末年已使用支架充填采矿法，并且一直到20世纪50年代以前，还大量使用干式充填采矿法。60年 代干式充填采矿法逐渐被其他高效率采矿法所代替。70年代逐步使用尾砂充填和胶结充填技术。以及自行式无轨 采掘设备，大力发展水砂充填采矿法和胶结充填采矿法，从而使充填采矿法的矿石产量比重逐渐增大。1990年有 色金属地下矿山采用充填采矿法采出的矿石比重为16.92%。其他国家金属矿山采用充填采矿法采出的矿石比重也 在增大。
充填目的
充填的目的是： (1)支护岩层，控制采场地压活动； (2)防止地表沉陷，保护地表地物； (3)提供继续向上回采的工作平台（类似于留矿法功能）； (4)改善矿柱受力状态（由单轴受压变为三轴受压），保证最大限度地回收矿产资源； (5)保证安全回采有内闪火灾危险的高硫矿床； (6)控制深井开采岩爆，降低深部地温； (7)保证露天、地下联合开采时生产的安全； (8)处理同体废料，保护环境。
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分类
根据采用的充填料和输送方式以及矿体回采方向和充填方式不同，充填采矿法分为上向分层（或进路）充填 法、下向分层（或进路）充填法和嗣后充填采矿法。
12充填采矿法
第十二章充填采矿法§1 充填采矿法概述一、充填采矿法特点：凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。
充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。
矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。
矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。
依此循环，直到到全矿房采完为上。
一采一充或两采一充。
二、充填采矿法的发展情况充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿，发展到现在的机械化作业的充填采矿法。
（1）国内情况充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现在又兴盛起来。
目前仍然有日益增加的趋势。
全国约有20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计数字。
[参考资料] ①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。
②③国Array内使用充填法的历史情况1）解放时期——我国仅有少数几个冶金矿山采用干式充填采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过。
2）大跃进期间——各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。
3）1964年——我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。
4）1965年——我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的试验。
后来其他矿又进行了胶结充填法试验。
5）1966年——湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。
1969年投产，用到现在，对防止内因火灾取得了较好效果。
6）1967年——黄沙坪铝锌矿采用了干式充填采矿法，同年铜矿也曾试验采用充填法。
7）从1967年以后，相继有：托里络矿、柏坊铜矿、红透山硐矿，凤凰山铜矿，铜录山铜矿等矿山采用了充填法。
到目前为止，全国约有20多个冶金矿山全部或部分地采用了充填采矿法。
金属矿山开采和主要开拓方式
金属矿山开采和主要开拓方式1、充填采矿法特点：凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。
充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。
矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。
矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。
依此循环，直到到全矿房采完为上。
一采一充或两采一充。
2、充填采矿法的适用条件（1）开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属。
（2）赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床，如：①水文地质条件、矿体形状比较复杂；②矿体埋藏较深而且地压较大；③矿石或围岩有自燃发火的危险；④地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护；⑤露天和地下同时进行开采。
（3）适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法，也可以用来开采矿石不稳固的矿体。
（4）适用于开采急倾斜矿体因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料，并且可以减少充填不到的空间及充填料接顶的面积。
但是，如果能采用水力或风力充填的话，也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中。
3、充填的目的：（1）进行地压管理利用形成的充填体进行地压管理，用的控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作面而创造方便条件和安全条件，保护地表建筑物，缓和大面积地压活动，恢复安全生产。
（2）杜绝内因火灾有些矿山用这种方法来预防有自燃性的矿床（内因火灾或其他灾害）。
[参考]如我国湘潭锰矿，矿体的直接顶板为叶片状黑色页岩，崩落后在有水和空气的条件下，经30～50天后发生自燃。
采用充填法后，杜绝了内因火灾。
（3）为回采矿柱创造了条件矿房采完以后空场能否及时进行充填，将直接导致矿柱能否进行回采，由此将直接影响矿山三级矿量的平衡和均衡生产。
如我国凡口铅锌矿，用水平分层充填法回采了两侧均为水泥尾砂、胶结充填体的矿柱。
）（4）为深部、水下开采创造条件。
用于深部开采，水下采矿以及预防冲击性地压。
第十七章充填采矿法课件
充填采矿法的适用范围
适用于开采深部、高 应力、高地温等复杂 条件下的矿体。
适用于需要保护地面 建筑、水体、铁路等 设施的矿山。
适用于围岩不稳固、 地压难以控制的矿山。
02
充填采法的基本原理
充填材料的选择与特性
充填材料选择
根据矿体条件、采矿工艺要求及 经济因素，选择适当的充填材料， 如尾砂、废石、混凝土等。
管理难度大
充填采矿法需要严格的过程控 制和质量管理，对企业的管理 水平提出了更高的要求。
技术要求高
该方法需要专业的技术人员和 熟练的操作工人，技术难度较大。
改进与发展方向
提高充填质量
通过改进充填材料和工艺，提高充填 体的强度和稳定性，从而提高采矿安 全性和生产效率。
降低成本
通过优化设计和工艺流程，降低充填 采矿法的成本，提高经济效益。
德兴铜矿
采用分段空场嗣后充填采矿法，将矿体划分为分段，采用空 场法回采，嗣后进行胶结充填，降低矿石损失率。
非金属矿山充填采矿法应用实例
福建某石材矿
采用水平分层充填采矿法，对大理石 矿体进行分层回采，控制地压活动， 提高资源回收率。
安徽某石墨矿
采用分段空场嗣后充填采矿法，将石 墨矿体划分为分段，采用空场法回采， 嗣后进行胶结充填，降低矿石损失率。
减少地面塌陷等环境问题，保护生态 环境。
降低采矿成本，提高经济效益。
充填采矿法的历史与发展
01
02
03
早期充填采矿法
采用自然分级尾砂充填， 主要用于铁矿开采。
中期充填采矿法
采用水泥、水砂等材料进 行人工制备充填料，应用 范围逐渐扩大。
现代充填采矿法
采用高浓度或膏体充填料， 实现全尾砂和低质矿石的 高效利用，提高采矿效率。
充填采矿法
第十二章充填采矿法§1 充填采矿法概述一、充填采矿法特点：凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。
充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。
矿柱回采可用填法，也可以考虑用其他方法。
矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。
依此循环，直到到全矿房采完为上。
一采一充或两采一充。
二、充填采矿法的发展情况充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿，发展到现在的机械化作业的充填采矿法。
（1）国内情况充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现在又兴盛起来。
目前仍然有日益增加的趋势。
全国约有20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计数字。
[参考资料] ①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。
②③国内使用充填法的历史情况1）解放时期——我国仅有少数几个冶金矿山采用干式充填采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过。
2）大跃进期间——各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。
3）1964年——我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。
4）1965年——我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的试验。
后来其他矿又进行了胶结充填法试验。
5）1966年——湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。
1969年投产，用到现在，对防止内因火灾取得了较好效果。
6）1967年——黄沙坪铝锌矿采用了干式充填采矿法，同年铜矿也曾试验采用充填法。
7）从1967年以后，相继有：托里络矿、柏坊铜矿、红透山硐矿，凤凰山铜矿，铜录山铜矿等矿山采用了充填法。
到目前为止，全国约有20多个冶金矿山全部或部分地采用了充填采矿法。
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二、充填采矿法适用条件
u 优点： l 可以实现废石不出井充填， l 选矿尾砂用于井下充填，可减少废石和尾砂地面堆 放压力，降低废石场和尾矿库容积以及维护费用； l 作业安全，矿石损失率低；
四、充填采矿方法案例
凡口铅锌矿普通上向分层充填法
四、充填采矿方法案例
川脉
四分段
出
矿
三分段
溜
井
二分段
川脉
II
一分段
I
D3tb
矿界
a
天井
D3tb
炮孔 脱水井
矿体 充填体 底柱
I
II
溜井 川脉
脱水井
矿石线界 采场界线
6m
8m
8m
II-II
凡口铅盘锌区分矿层机充填械采化矿法浅示孔意上图 向图分6 层充填法
u 根据矿床开采技术条件和所采用的回采方案的不同，充 填料可以分次或一次充入采空区，前者称为分层充填， 后者称为嗣后充填或事后充填。
一、充填采矿方法特征
l 支护岩层，控制采场地压活动； l 防止地表沉陷，保护地表地物； l 提供继续向上回采的工作平台； l 改善矿柱受力状态（由单轴受压变为三轴受压），
主要 内容
1 充填采矿法特征 2 充填采矿法适用条件 3 充填采矿方法类型
一、充填采矿方法特征
u 在回采过程中，按照回采工艺的要求，用充填料回填采 空区以控制采场地压，支撑围岩，减少、延缓和阻止采 后空区围岩的破坏和移动的作用，并在形成的充填体上 或在其保护下进行回采作业的采矿方法叫充填采矿法；
川脉
天 边界 a
上向炮孔
井 充填体 底柱
a
川脉
I-I
四、充填采矿方法案例
9
10 III
II
11
12 13
III 4
100m 14
15
II I--I
150m
12
10 7
I 11
3
1
6
5
2
4
I II--II
15 14
15
8
1-分斜坡道 2- 分段联络道 3-分段道 4-溜井 5-溜井联络道
9
6- 分层联络道 7- 分层道 8-下盘贫矿 9- 回风充填小井
10
7
10-川 脉 回 风 充 填 道
11- 1150水平穿脉 12- 下盘沿脉回风充填道
6 3
5
4
2
13- 1150水平沿脉运输巷道 14- 1000水平运输巷道 15- 1000水平上、下盘沿脉运输巷道
1 III--III
金川公司龙首矿下向分层充填采矿法
四、充填采矿方法案例
新桥硫铁矿嗣后充填采矿法
u 缺点：工艺复杂，成本较高。 u 适用条件：围岩不允许崩落以及矿石品位高、矿床价值
大填采矿方法类型
l 单层充填采矿法 ； l 上向分层充填采矿法 ：上向水平分层充填采矿法、上向
进路分层充填采矿法； l 下向水平分层充填采矿法； l 削壁充填法； l 嗣后充填采矿法。
谢谢
40m
川脉
天
a
井
硐室
充填体
底柱 a
川脉
I-I
四、充填采矿方法案例
40m
主巷
川脉
主巷 II
川脉
四分段 三分段
二分段 一分段
a
D3tb
F3
I
天
井
脱 水 井
I
矿石界线
上向炮孔
D3tb
凿岩硐室 充填体
底柱
II
8m
主 巷
溜井 川脉
I I- I I
脱水井
矿石界线 采场边界
8m
凡口铅锌矿机械化中深孔上向分层充填法