采矿学地采15 补充内容 阶段嗣后充填采矿法

1、采矿学采矿学 【目的要求【目的要求】 了解充填采矿法的发展现状；了解充填采矿法的发展现状； 了解大直径深孔爆破、阶段出矿、阶段充填采矿方法的适用了解大直径深孔爆破、阶段出矿、阶段充填采矿方法的适用 条件、矿块结构参数、回采工艺条件、矿块结构参数、回采工艺 。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 一、充填采矿法发展现状一、充填采矿法发展现状 20世纪世纪8090年代以来，随着采矿工业的发展，原充填工艺年代以来，随着采矿工业的发展，原充填工艺 已经不能满足回采工艺和进一步降低采矿成本或环境保护的需要，已经不能满足回采工

2、艺和进一步降低采矿成本或环境保护的需要， 因而发展了高浓度充填技术、膏体充填、废石胶结充填和全尾砂因而发展了高浓度充填技术、膏体充填、废石胶结充填和全尾砂 胶结充填技术。胶结充填技术。 这些充填技术分别在凡口铅锌矿、张马屯铁矿、湘西金矿、这些充填技术分别在凡口铅锌矿、张马屯铁矿、湘西金矿、 大厂铜坑锡矿、丰山铜矿和铜绿山铜矿等矿山投产应用。现代充大厂铜坑锡矿、丰山铜矿和铜绿山铜矿等矿山投产应用。现代充 填采矿技术已将低效率的充填工艺改造成为大规模高效率的先进填采矿技术已将低效率的充填工艺改造成为大规模高效率的先进 的采矿工艺。的采矿工艺。 充填采矿法在国外发展的特点：各工序实现机械化和设备大充

3、填采矿法在国外发展的特点：各工序实现机械化和设备大 型化，主要表现在落矿、支护和出矿等方面。型化，主要表现在落矿、支护和出矿等方面。 l在回采工艺方法上，从提高分层分段高度直至发展大孔落在回采工艺方法上，从提高分层分段高度直至发展大孔落 矿，阶段全高嗣后充填技术有较大发展；矿，阶段全高嗣后充填技术有较大发展； l改进采场结构参数，实现盘区机械化充填；改进采场结构参数，实现盘区机械化充填； l充填系统实现了微机控制的半自动化、自动化；充填系统实现了微机控制的半自动化、自动化； l采用全尾砂胶结膏体泵送充填新工艺，从而使充填采矿法采用全尾砂胶结膏体泵送充填新工艺，从而使充填采矿法 进入高效采矿的先

4、列。进入高效采矿的先列。 河北矿业集团司家营铁矿南采区南矿段设计采用大直径深孔河北矿业集团司家营铁矿南采区南矿段设计采用大直径深孔 爆破、阶段出矿、阶段充填采矿方法进行开采。爆破、阶段出矿、阶段充填采矿方法进行开采。 本讲以此为例对高效采矿方法进行讲解。本讲以此为例对高效采矿方法进行讲解。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 二、矿山简介二、矿山简介 司家营铁矿为司家营铁矿为“鞍山式鞍山式”大型沉积变质铁矿床，南区划分大型沉积变质铁矿床，南区划分 为司家营南和大贾庄两个矿段，共为司家营南和大贾庄两个矿段，共6个矿体。南区一期开采范围个矿体。南区一期开采范围 内，主要矿体为

5、南矿段内，主要矿体为南矿段、号矿体和大贾庄矿段号矿体和大贾庄矿段、 号矿体，以南矿段号矿体，以南矿段号矿体规模最大，占全矿床储量的号矿体规模最大，占全矿床储量的71.43%。 南矿段南矿段号矿体形态及产状较稳定，矿体走向近南北，平号矿体形态及产状较稳定，矿体走向近南北，平 均水平厚度均水平厚度207m（包括夹石），倾角（包括夹石），倾角4050，属极厚大倾，属极厚大倾 斜矿体。矿体的矿石品位比较均匀，在控制范围内品位变化幅斜矿体。矿体的矿石品位比较均匀，在控制范围内品位变化幅 度不大，矿体内含多层夹石。度不大，矿体内含多层夹石。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 矿床为

6、第四系覆盖之下的隐伏矿体，地表仅见少许露头。第矿床为第四系覆盖之下的隐伏矿体，地表仅见少许露头。第 四系厚度一般四系厚度一般60m130m，由北向南有变厚趋势。矿体围岩主要，由北向南有变厚趋势。矿体围岩主要 为成分比较简单、变质较浅的变粒岩、片岩和经受不同程度混合为成分比较简单、变质较浅的变粒岩、片岩和经受不同程度混合 岩化作用而形成的混合岩、含铁石英岩等。岩化作用而形成的混合岩、含铁石英岩等。 南区处于滦河冲积扇及滦河河漫滩阶地上，地面标高南区处于滦河冲积扇及滦河河漫滩阶地上，地面标高15m 20m，矿区内村庄较多。铁矿床隐伏于第四系之下，第四系厚度，矿区内村庄较多。铁矿床隐伏于第四系之下，

7、第四系厚度 100120m。矿区地下水丰富，绝大部分赋存于第四系地层中。矿区地下水丰富，绝大部分赋存于第四系地层中。 地下开采方式采用充填采矿方法、采用自下而上的开采顺序地下开采方式采用充填采矿方法、采用自下而上的开采顺序 等有效措施，可减小地下开采对第四系和地表的影响，解决困扰等有效措施，可减小地下开采对第四系和地表的影响，解决困扰 南区开发的难题。南区开发的难题。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 三、矿块结构参数三、矿块结构参数 盘区沿矿体走向布置，长盘区沿矿体走向布置，长120 m，宽为矿体水平厚；阶段高

8、度，宽为矿体水平厚；阶段高度 100m，间柱宽度，间柱宽度20 m。 盘区内矿块沿走向布置，矿块长度盘区内矿块沿走向布置，矿块长度50 m，宽度，宽度25 m，高度，高度100 m， 每个盘区沿矿体走向方向上布置每个盘区沿矿体走向方向上布置2个矿块，垂直矿体走向方向布置矿个矿块，垂直矿体走向方向布置矿 块数根据矿体厚度确定。块数根据矿体厚度确定。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 2-23-3 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 1-13-3 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 2-21-1 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内

9、容：阶段嗣后充填采矿法 四、采准切割工作四、采准切割工作 主要采切工程：主要采切工程： 出矿巷道、装矿进路、堑沟拉底巷、凿岩硐室、凿岩硐室联出矿巷道、装矿进路、堑沟拉底巷、凿岩硐室、凿岩硐室联 络道、通风天井、溜井等。络道、通风天井、溜井等。 l通风天井通风天井 脉外布置，上下盘各布置一条，沿走向间距脉外布置，上下盘各布置一条，沿走向间距120m，倾角，倾角46。 下盘通风天井由出矿水平至回风水平，长度下盘通风天井由出矿水平至回风水平，长度82m；上盘通风天井；上盘通风天井 由运输水平至凿岩水平，长度由运输水平至凿岩水平，长度136m。 l矿石溜井矿石溜井 布置在间柱中，长度布置在间柱中，长度

10、25m，沿穿脉运输巷布置，间距约，沿穿脉运输巷布置，间距约 100m，下盘矿石回收溜井长度，下盘矿石回收溜井长度100m。 l出矿水平沿脉巷出矿水平沿脉巷 脉外布置，距矿体脉外布置，距矿体20m。穿脉巷沿走向间距。穿脉巷沿走向间距120m。出矿水平。出矿水平 沿脉巷与采区斜坡道相通。沿脉巷与采区斜坡道相通。 l出矿巷道出矿巷道 沿走向布置，四个矿块共用一条出矿巷道，出矿巷道间距沿走向布置，四个矿块共用一条出矿巷道，出矿巷道间距 50m，从出矿巷道施工装矿进路。，从出矿巷道施工装矿进路。 l凿岩中段凿岩中段 即为上个中段的出矿水平，盘区凿岩水平穿脉巷、凿岩硐室即为上个中段的出矿水平，盘区凿岩水平

11、穿脉巷、凿岩硐室 等布置在上中段出矿水平底部结构下方。等布置在上中段出矿水平底部结构下方。 凿岩水平穿脉巷沿走向间距凿岩水平穿脉巷沿走向间距120m，由沿脉巷施工，从穿脉巷，由沿脉巷施工，从穿脉巷 中开掘凿岩硐室联络道，从联络道中施工凿岩硐室。中开掘凿岩硐室联络道，从联络道中施工凿岩硐室。 凿岩硐室宽凿岩硐室宽25m，长，长50m，高，高4.5m，矿体不稳固时，在凿岩，矿体不稳固时，在凿岩 硐室内留条形或点式矿柱，矿柱宽度硐室内留条形或点式矿柱，矿柱宽度3m ，喷锚网加固支护。，喷锚网加固支护。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶

12、段嗣后充填采矿法 l堑沟拉底巷堑沟拉底巷 在装矿进路端部开掘堑沟拉底巷，在堑沟拉底巷中采用中深在装矿进路端部开掘堑沟拉底巷，在堑沟拉底巷中采用中深 孔钻机穿凿倾斜排面扇形孔形成切割槽，由切割槽侧向崩矿形成孔钻机穿凿倾斜排面扇形孔形成切割槽，由切割槽侧向崩矿形成 堑沟。堑沟。 l下盘矿回收巷下盘矿回收巷 由辅助斜坡道联络道中施工下盘矿回收巷，通过下盘矿回收由辅助斜坡道联络道中施工下盘矿回收巷，通过下盘矿回收 巷再施工下盘三角矿的装矿进路和堑沟拉底巷等底部结构。巷再施工下盘三角矿的装矿进路和堑沟拉底巷等底部结构。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 五、主要采切设备五、主要采

13、切设备 l天井和溜井施工天井和溜井施工 选用选用PGD-4型爬罐配型爬罐配YSP45型凿岩机凿岩，型凿岩机凿岩，QZJ-100B型潜孔型潜孔 钻钻凿深孔，辅助天井溜井施工，人工装药，乳化炸药爆破，非钻钻凿深孔，辅助天井溜井施工，人工装药，乳化炸药爆破，非 电导爆系统起爆。电导爆系统起爆。 l无轨水平平巷掘进无轨水平平巷掘进 选用选用Boomer281D18型单臂掘进台车凿岩。凿岩硐室采用型单臂掘进台车凿岩。凿岩硐室采用 Boomer282D18型双臂掘进台车凿岩，型双臂掘进台车凿岩，BCJ型型5t井下乳化炸药装药井下乳化炸药装药 车装药，非电导爆系统起爆；车装药，非电导爆系统起爆；TORO30

14、1型型3m3柴油铲运机配柴油铲运机配 MT2010型载重型载重20t坑内卡车出碴。坑内卡车出碴。 部分小断面巷道采用部分小断面巷道采用7655型浅孔凿岩机凿岩。采用型浅孔凿岩机凿岩。采用Sandvik DS310锚杆台车、锚杆台车、Scamec2000撬毛台车和撬毛台车和spraymec1050WPC喷浆喷浆 台车（或台车（或PZ-5A型砼喷机）进行巷道维护。型砼喷机）进行巷道维护。 l运输水平平巷掘进运输水平平巷掘进 选用选用7655型浅孔凿岩机凿岩，人工装药，非电导爆系统起爆，型浅孔凿岩机凿岩，人工装药，非电导爆系统起爆， ZL30电动装岩机配电动装岩机配2m曲轨侧卸式矿车出碴，人工撬顶、

15、安装锚曲轨侧卸式矿车出碴，人工撬顶、安装锚 杆，杆，PZ-5A型砼喷机进行巷道维护型砼喷机进行巷道维护 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 六、回采工作六、回采工作 1、凿岩、凿岩 标准矿块底部集矿堑沟选用标准矿块底部集矿堑沟选用Simba1354型液压凿岩台车凿上型液压凿岩台车凿上 向扇形中深孔，炮孔直径向扇形中深孔，炮孔直径76 mm，炮孔排距，炮孔排距1.5 m 2 m，孔底距，孔底距 3 m 4 m。每次爆破。每次爆破12排炮孔，在堑沟拉底巷中采用倾斜排面排炮孔，在堑沟拉底巷中采用倾斜排面 炮孔爆破形成爆破

16、空间，集矿堑沟形成后，采用大孔径深孔凿岩。炮孔爆破形成爆破空间，集矿堑沟形成后，采用大孔径深孔凿岩。 深孔凿岩在凿岩硐室中进行。深孔凿岩在凿岩硐室中进行。Simba364型高风压潜孔钻机穿型高风压潜孔钻机穿 凿垂直或倾斜深孔，炮孔直径凿垂直或倾斜深孔，炮孔直径165 mm，孔深，孔深71m，炮孔间距和，炮孔间距和 排距排距3.5 m。潜孔钻机一次钻凿完一个采场的全部炮孔，然后分次。潜孔钻机一次钻凿完一个采场的全部炮孔，然后分次 装药爆破。装药爆破。 【注【注】 矿房高度小于矿房高度小于50m50m 的上下盘三角矿采用的上下盘三角矿采用 中深孔分段凿岩，铲中深孔分段凿岩，铲 运机出矿，嗣后充填运

17、机出矿，嗣后充填 的回采工艺。回采分的回采工艺。回采分4 4 步，矿块间隔布置，步，矿块间隔布置， 前前3 3步回采回采顺序为步回采回采顺序为 回采回采充填充填养护养护 下一步回采，直至回下一步回采，直至回 采完第采完第4 4步矿块并进行步矿块并进行 充填。充填。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 上盘三角矿块标准矿块下盘三角矿块 1 2 1正视图；2俯视图 盘区内矿块分布示意图 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 2、装药、装药 炮孔装药前进行测孔，然后采用胶皮垫混凝土塞子法堵孔。炮孔装药前进行测孔，然后采用胶皮垫混凝土塞子法堵孔。 BCJ型型5

18、t井下乳化炸药装药车装药，炸药采用现场混装乳化炸药，井下乳化炸药装药车装药，炸药采用现场混装乳化炸药， 非电起爆系统双路起爆。非电起爆系统双路起爆。 采场端部采用采场端部采用VCR法形成切割天井，以切割天井和拉底层为法形成切割天井，以切割天井和拉底层为 自由面倒梯段侧向崩矿形成切割槽，以切割槽和拉底层为自由面自由面倒梯段侧向崩矿形成切割槽，以切割槽和拉底层为自由面 倒梯段侧向崩矿。倒梯段侧向崩矿。 回采落矿采用柱装药包形式进行爆破，药包长度一般回采落矿采用柱装药包形式进行爆破，药包长度一般12 m 17 m，孔内多层药包及孔间均采用毫秒微差起爆，先爆中心炮孔，孔内多层药包及孔间均采用毫秒微差起

19、爆，先爆中心炮孔， 后爆边角炮孔，每层爆破高度后爆边角炮孔，每层爆破高度12 m17 m（药包长度）。（药包长度）。 破顶爆破时，将凿岩硐室内矿柱通过浅眼爆破一同崩落。破顶爆破时，将凿岩硐室内矿柱通过浅眼爆破一同崩落。 补充内容：阶段嗣后充填采矿法补充内容：阶段嗣后充填采矿法 3、出矿、出矿 每次爆破后，出崩下矿石量的每次爆破后，出崩下矿石量的1/3，剩余矿石留在采场支撑，剩余矿石留在采场支撑 围岩。当矿块矿石全部爆破后，高强度大量出矿，出空后立即进围岩。当矿块矿石全部爆破后，高强度大量出矿，出空后立即进 行充填。行充填。 出矿采用出矿采用Sandvik LH625E型型10 m3电动和电动和Sandvik LH621型型9 m3柴油铲运机出矿。柴油铲运机出矿。 每台铲运机负担每台铲运机负担4