下向水平分层充填采矿法(上)
采矿方法的分类及其适用条件
采矿方法的分类及其适用条件
[导读]根据回采时地压的管理方法不同，将金属非金属地下矿山的采矿方法划分为三大类，即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。
根据回采时地压的管理方法不同，将金属非金属地下矿山的采矿方法划分为三大类，即空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法。
一、空场采矿法将矿块划分为矿房和矿柱，分两步回采，即先采矿房后采矿柱，以围岩本身的强度及矿柱来支撑采空区的顶板。
因此，矿体和围岩稳固是其应用的基本条件。
二、充填采矿法分两步回采，第一步回采时，随回采工作面的推进，用充填材料填充采空区，防止矿岩冒落。
因此，不论矿岩是否稳固，均可以采用。
三、崩落采矿法为一步回采，随回采工作面的推进，同时崩落围岩并充满采空区，达到控制和管理地压的目的。
围岩不稳固也可以采用。
不同的采矿方法除满足其基本条件外，还依据矿体的产状和开采技术条件，派生出各种不同的采矿方法，详见表1。
此外，溶浸采矿法在金属矿山，如铀矿、金矿和铜矿有比较广泛的应用，在锌、锡和镍矿中也有应用。
金属非金属地下矿山采矿方法对比表
金属非金属地下矿山采矿方法对比表（一）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（二）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（三）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（四）
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金属非金属地下矿山采矿方法对比表（五）
金属非金属地下矿山采矿方法类比表（六）
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金属非金属地下矿山采矿方法类比表（七）
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根据矿岩稳固性、矿体厚度和倾角，可能采用的采矿方法
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2、按矿体厚度分类：a、极薄——厚度在0.8m以下；b、薄——厚度在0.8~5m；c、中厚——5~15m；d、厚——15~50m；e、极厚——厚度大于50m2以上。
3、矿岩的稳固性分五级：⑴极不稳固：掘进巷道或采矿时，不允许有暴露面积，否则可能产生片帮或冒落现象。
⑵不稳固：不支护的允许暴露面积在50m2以
⑶中等稳固：不支护的允许暴露面积为50～200m2。
⑷稳固：不支护的允许暴露面积为200～800m2。
⑸极稳固：不支护的允许暴露面积在800m2以上。
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采矿工程中充填技术的应用
采矿工程中充填技术的应用摘要：随着现代化建设的快速发展，人们对矿产资源的需求量日益增大，我国已进入矿产资源消耗的高峰期，而采矿行业将面临深部开采，同时也将面临地压冲击、地表下沉、塌陷等地质灾害和生态环境等问题；人们越来越认识到加强矿山环保建设和矿产资源综合利用的重要性。
因此，企业通过不断的创新来提高矿产开采的质量和效率。
为了进一步促进企业的可持续发展，企业必须重视生产过程中的资源浪费问题并加以改善。
为了解决这一工作中的问题，充填采矿技术在地下开采中得到了充分的运用。
关键词：采矿工程；充填；技术1 充填采矿技术1.1充填采矿法充填采矿法是随着回采工作面的推进，逐步利用充填材料充填采空区的一种采矿方法。
有时还用支架与充填材料想配合，以维护采空区，称支架充填采矿法。
充填采矿法主要是利用所形成的充填体，进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作创造便利条件。
有时还用来预防自燃性矿石的内因火灾。
1.2充填采矿技术在现代矿产体系中，充填采矿技术主要分为两大部分，分别为采矿和充填。
采矿主要是研究各类矿石在不同赋存条件下，在安全生产的前提下，尽量选用生产效率高，经济效益好的方法进行回采。
充填主要解决的是开采过程中的地压问题，最主要形式是利用充填材料将采空区进行填充，以便于进一步降低矿采对于山体生态环境的破坏。
在实际应用充填采矿技术的过程中，可以有效保护地表环境与地层环境，及时回收矿产资源，特别是以先进技术与设备和相关材料为基础的充填采矿法能够适用于各种复杂环境，促进采矿水平的不断增强，在开采贵重金属和稀有金属时也能够得到良好的效果。
2 充填采矿技术在矿山开采中的优势2.1 降排增效选厂排放的尾砂，经过浓缩后泵送至井下充填制备站的砂仓内，添加化学试剂沉降后形成砂浆，最后添加水泥搅拌制成充填材料。
用于充填采空区，解决了尾砂排放的难题，降低环境污染的同时也节省了充填材料，使得采矿业绿色环保。
2.2 地表下沉控制优秀传统开采技术中的应力分布混乱，所以也严重削弱了山体结构的稳定性。
下向分层进路胶结充填采矿法技术标准
下向分层进路胶结充填采矿法技术标准金川集团有限公司发布Q/YSJC-GY04-2010前言本标准是对Q/YSJC-GY04-2007的修订。
本标准与Q/YSJC-GY04-2007相比主要变化如下：——在分段与分层划分中，增加了“分层垂直高3m”。
——在采场构成要素表1中增加以下内容：——增加六角形进路高为6m采矿时工作面炮孔的布置图。
——在吊挂桁架长度中增加了3.7m和4.5m两种规格。
本标准由金川集团有限公司提出。
本标准由金川集团有限公司科技开发部归口。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责起草。
本标准由金川集团有限公司技术标准委员会矿山专业组起草。
本标准主要起草人：于晓霞郭慧高陈宗林李惠民高锋林秀英吴亚辉文有道。
本标准由金川集团有限公司科技开发部负责解释。
本标准所代替的历次版本发布情况为：——Q/JR-U02-1989，Q/JR-U11-1989，Q/YSJC-GY03-2004，Q/YSJC-GY04-2004，Q/YSJC-GY04-2007。
I下向分层进路胶结充填采矿法技术标准1 范围本标准规定了下向分层进路胶结充填采矿法操作技术要求，检验规则。
本标准适用于下向分层进路胶结充填采矿法。
2 规范性引用文件下列文件中的条款在本标准中的引用而构成本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB16423-2006 《金属非金属矿山安全规程》GB6722-2003《爆破安全规程》Q/YSJC-GY02《高浓度细砂管道自流输送胶结充填技术标准》3 术语3.1胶结充填采矿法随着回采工作面的推进，用水泥等胶凝材料与砂石、炉渣或选矿尾砂等配制成浆状物，通过管道利用自然重力或机械动力将其输送至采场充填采空区，以控制采场地压的采矿方法。
下向分层充填法
中进路断面参数的优化
矿柱的破坏机理
人工回采工艺参数
研究结论
图1进路隔二采一时的剖面下向分层进路式胶结充填采矿法，分层巷、进路断面尺寸为：3.5m×3.5m，充填 道断面尺寸为：3.0m×3.5m。为回采安全，隔二采一，如图1《进路隔二采一时的剖面所示。充填分为假底和接 顶，分两次充填。假底灰砂比(m)为1:4，充填体强度不低于4MPa，接顶灰砂比(m)为1:8，强度不低于2MPa。进 路底板需铺设钢筋，主筋直径为12mm，度1000mm×1500mm；副筋直径为6.5mm，度300mm×500mm。盘区在回采过 程中，第一分层进路断面设计为2.0m×2.0m，第二分层进路断面为2.5m×2.5m，第三分层直到盘区回采完毕进路 断面均为3.5m×3.5m。为了回采安全，每一分层均为隔二采一，矿柱宽度是两条进路的宽度。由于采动的影响， 矿柱受地压作用，有时会出现边帮劈裂、滑落。在实际生产中，由于岩石较破碎或充填体的质量达不到设计要求， 将导致矿柱的稳固性差，甚至出现片帮，威胁井下工人的安全，为此研究矿柱的破坏机理和稳固性是十分必要的。
下向分层充填法回采分层水平或与水平成40～100°或100～150°倾角。倾斜分层主要是为了充填直接顶， 同时也有利于矿石运搬，但凿岩和支护作业不如水平分层方便。
相关
随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法叫充填采矿法。有时还用支架与充填料相配合， 以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所形成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并 为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防有自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向充填 采矿法又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和分采充填采矿法。按采用的充填 料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法、胶结充填采矿法。
10.8下向水平分层充填法 (1)
基本特征及适用条件1采场结构参数2主要内容采准切割工程3回采工艺4下向分层充填法模型一、基本特征及适用条件u从上往下顺序分层进路回采和逐层进路充填，每分层的回采工作是在上一分层人工假顶的保护下进行；u回采分层为水平分层(胶结充填) 或 倾斜分层(水力充填)；u倾斜分层主要是为了充填接顶，同时也有利于矿石运搬，但凿岩与支护作业不如水平分层方便；u用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固、矿石品位或价值很高的有色金属或稀有金属矿。
壁式下向分层充填：以壁式工作面沿区段全长推进，自上而下回采分层(图10-8a)；进路下向分层充填：将矿块划分为若干分层，从充填体假顶暴露面积小的进路工作面，自上而下回采每一分层(图10-8b)。
1-钢筋混凝土假顶2-尾砂充填体3-人行天井4-分层切割平巷5-矿石溜井6-阶段运输平巷7-壁式工作面图10-8a 壁式下向分层充填图10-8b 金川公司龙首矿下向进路充填采矿法方案图11121391014154150m 100m 9102546378112111241415155361071-分斜坡道 2- 分段联络道 3-分段道 4-溜井 5-溜井联络道 6- 分层联络道 7- 分层道 8-下盘贫矿 9- 回风充填小井10-川脉回风充填道 11- 1150水平穿脉 12- 下盘沿脉回风充填道 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II IIII--IIIII IIIIII--IIII I I--Iu阶段高度：30m-80m；u进路方向：矿体厚度小于15~30m时沿走向布置，大于15~30m垂直 走向布置；u进路长度：电耙出矿时，25-50m(图10-8a)；无轨设备出矿时，100-300m (图10-8b)；u进路尺寸：普通进路(2×2)m2-(3×3)m2；高进路(4×4)m2；六角形断面（金川）。
充填采矿法
三、进路上向分层充填法
在矿石稳固性较差，不允许有较大的顶板暴露面积时，从矿石顶板暴露面 积小的进路工作面，自下而上回采每一分层。 （１）结构参数 当矿体厚度小于１５～３０m时，矿块沿走向布置，否则垂直走向布 置．矿块高５０～６０m，长５０～１５０m，宽小于２０～３０m；分层高 ３～４m，进路４～５m。 （２）采切工作 采准工程包括阶段运输平巷、采准斜坡道、分段联络道、分段平巷、溜 井、充填天井、滤水井、分层联络道等。有的矿山采用设备斜井与各分段联 系，在设备井中安装１２kg／m型钢轨，用５慢速绞车升降铲运机及其他设备， 在斜井一侧设置人行踏步和各种管线。 切割工作主要是掘进分层联络道和拉底平巷等。 （３）回采工作 沿矿体走向布置进路时，一般由下盘向上盘方向回采。若上盘岩石不稳 固，用胶结充填时，有可以自上盘向下盘方向回采。这时，最后１～２条进 路回采时，可以继续使用胶结充填，也可以使用非胶结料充填，以节约充填 成本。 用浅孔崩矿，孔深２～３m，用装运机或铲运机出矿。对不稳固的顶板进 行锚杆护顶或金属网锚杆联合护顶。
5 、回采 长壁工作面沿走向一次推进2.4m，沿倾向每次的崩矿量根据 顶板允许的暴露面积决定，一般为2m 左右。用浅孔凿岩，孔 深1m左右。崩下的矿石，用2JP-13型电耙运搬；先将矿石运 搬到切割平巷，再到矿石溜井。
由于顶板易于冒落，要求边出矿，边架木棚，上铺背板和竹帘。当 工作面沿走向推进4.8m时，应充填2.4m。充填前应作好准备工作，包括清 理场地，架设充填管道，等。 水力充填是逆倾斜由下而上间断进行，即由下向上分段拆除支柱和充 填。每一分段的长度和拆除支柱的数量，根据顶板稳固的情况而定。 采用胶结充填时，一般用采矿巷道回采矿石，其矿壁起模板的作用。
2011-4-28
采矿课件ch7充填采矿法.ppt
◆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；
◆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；
◆4、了解矿柱回采的方法的主要工艺。
2024/9/30
矿物资源工程专业主干课程
1
上向水平分层水力充填采矿法
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
矿物资源工程专业主干课程
6
③ 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
2024/9/30
矿物资源工程专业主干课程
7
⒊ 回采工作
※用浅孔崩矿，回采分层高为2～3m。用上向孔和水平
上 向
孔两次崩矿，形成的采空区可高达7～8m
水 ※用电耙或装运机、铲运机出矿。
平 ※清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌溜
分 层
矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。
充 4.水力充填方案的缺点：
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；
矿 ◆下向分层充填法； 柱 回 ◆留矿法； 采 ◆房柱法。
※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。
2024/9/30
矿物资源工程专业主干课程
19
矿 柱 回 采
2024/9/30
上向水平分层充填法回采间柱
下 向 分
陷落、上覆岩层不允许移动等。 ◆矿石价值较大。
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1-人工假底 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
图17-8 下向分层水力充填采矿法
17.5 下向水平分层充填采矿法
一、水力充填方案
矿块结构参数 阶段高度：30～50m； 矿块长度：30～50m; 矿块厚度：矿体水平厚度
采准和切割 运输巷道：下盘接触线和围岩中； 天井：布置在矿块两侧的下盘接触带； 矿块中部掘进溜井； 回采每一个分层前，先沿下盘接触带掘
进切割巷道。当矿体不规则是可布置在矿 体的中间；
17.5 下向水平层充填采矿法
下向水平分层充填采矿法
下向水平分层充填采矿法特征
从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采是在上一个分层人工假顶的保护下 进行； 回采分层为水平或与水平成4～10度(胶结充填)或10～15度(水力充填)倾斜； 按照充填材料可以划分为水力充填和胶结充填两类，均以矿块式一个步骤回采。 不能用于干式充填。