充填采矿法课件

2020 2 27 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 2020 2 27 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 2020 2 27 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 4 第一节概述 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 2020 2 27 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 6 第二节上向水平分层充填采矿法 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 7 矿块结构和参数 如图所示 矿块的布置 根据矿体厚度而定 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 8 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 采准和切割工作 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 掘进运输巷道或穿脉巷道 与矿体厚度有关 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 2020 2 27 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 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 2020 2 27 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 11 胶结充填法的优点 顺路行人天井不要滤水 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 12 3 适用条件 地表不允许陷落或岩层不允许移动 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 充填成本高 充填系统复杂 矿柱回采困难 效率较低 劳动强度大 上向水平分层充填采矿法 2020 2 27 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 第三节下向分层充填采矿法 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 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 2020 2 27 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 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 15 采准和切割工作 掘进运输巷道 在下盘接触带或下盘岩石中布置 行人通风天井 在矿块两侧布置 溜矿井 在矿块中间布置 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 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 2020 2 27 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 2020 2 27 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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 18 3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 2020 2 27 矿物资源工程专业主干课程 19 第四节矿柱回采 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 2020 2 27 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 2020 2 27 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 2020 2 27 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 2020 2 27 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