8第八章矿柱回采与采空区处理

1、1第八章第八章 矿柱回采与采空区处理矿柱回采与采空区处理第一节第一节 概述概述第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法第三节第三节 采空区处理方法采空区处理方法2 两步骤回采的采矿方法两步骤回采的采矿方法 空场采矿法空场采矿法和和部分充填采矿法部分充填采矿法 回采矿房以后，要按照正常的开采顺序回采矿房以后，要按照正常的开采顺序回采矿柱回采矿柱顶柱、底柱和间柱顶柱、底柱和间柱，空场采矿，空场采矿法矿房回采形成的法矿房回采形成的采空区采空区，生产过程中要，生产过程中要有有计划地进行处理计划地进行处理。第一节第一节 概述概述3（一）矿柱回采的重要性（一）矿柱回采的重要性 首先，首先，与煤炭相比，与煤炭

2、相比，非煤矿产价值一般较高，而资非煤矿产价值一般较高，而资源较少源较少； 其次，其次，采矿方法所留矿柱量大。采矿方法所留矿柱量大。 以缓倾斜单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法为例，以缓倾斜单一薄及中厚煤层走向长壁采煤法为例， 采采区煤柱一般只占采区煤炭储量的区煤柱一般只占采区煤炭储量的1015。开采近距离煤。开采近距离煤层群和厚煤层时，采区上山布置在最下一层煤或其底板岩层层群和厚煤层时，采区上山布置在最下一层煤或其底板岩层中，工作面跨上山开采，区段采用无煤柱护巷，采区煤柱所中，工作面跨上山开采，区段采用无煤柱护巷，采区煤柱所占比重则更小。占比重则更小。 开采开采非煤矿床非煤矿床则不然，采矿方法所留

3、则不然，采矿方法所留矿柱占矿块储矿柱占矿块储量的比重较大量的比重较大，缓倾斜和倾斜矿体为，缓倾斜和倾斜矿体为1525，急倾急倾斜厚矿体可高达斜厚矿体可高达4060。 据凡口铅锌矿的统计资料，该矿历年生产阶段的矿据凡口铅锌矿的统计资料，该矿历年生产阶段的矿房矿量只占房矿量只占42，矿柱矿量占，矿柱矿量占58。第一节第一节 概述概述4（二）矿柱回采的特殊性（二）矿柱回采的特殊性 （1）地压管理方面）地压管理方面 矿柱整体性能受到不同程度的削弱，使矿柱的稳固矿柱整体性能受到不同程度的削弱，使矿柱的稳固性降低。性降低。 例如，当间柱两侧是未处理的采空区时，则矿柱往往例如，当间柱两侧是未处理的采空区时，

4、则矿柱往往是应力集中的部位，如果在间柱底部再一拉底，则间柱是应力集中的部位，如果在间柱底部再一拉底，则间柱就过于四面悬空状态，就有可能因应力集中而产生破坏就过于四面悬空状态，就有可能因应力集中而产生破坏或垮落。或垮落。 （2）落矿方面）落矿方面 矿柱的自由面比较多，落矿的方向及顺序比较难于控矿柱的自由面比较多，落矿的方向及顺序比较难于控制。矿柱的边界不平直，炮孔布置不均匀（束孔），落制。矿柱的边界不平直，炮孔布置不均匀（束孔），落矿质量差，矿石大块多。矿质量差，矿石大块多。 第一节第一节 概述概述5（二）矿柱回采的特殊性（二）矿柱回采的特殊性（3）放矿方面）放矿方面 倾角为倾角为5570时，用

5、时，用空场法空场法回采矿房，自重放矿，而回采矿房，自重放矿，而用用崩落法崩落法回采矿柱时，是在上部有覆盖岩石条件下放矿，同回采矿柱时，是在上部有覆盖岩石条件下放矿，同样倾角，放矿效果差。矿石在下盘损失。样倾角，放矿效果差。矿石在下盘损失。 （4）通风方面）通风方面 通风条件较差。通风条件较差。 设计时，必须统一考虑它们的设计时，必须统一考虑它们的地压管理、结构尺寸、采地压管理、结构尺寸、采矿巷道、通风系统、回采工艺以及矿块的生产能力和技术经矿巷道、通风系统、回采工艺以及矿块的生产能力和技术经济指标济指标。生产时要统筹安排。生产时要统筹安排。 第一节第一节 概述概述6（三）影响矿柱回采方法选择的

6、因素（三）影响矿柱回采方法选择的因素 矿房采空区的状态（充填与否）、 地压显现情况、 矿柱倾角的大小、 矿柱的形态、 矿量及矿石价值等。（四）矿柱回采的时间（四）矿柱回采的时间 矿柱的回采可以和下一阶段的矿房回采同时进行。矿柱的回采速度和矿房的回采速度适应。第一节第一节 概述概述7第一节第一节 概述概述（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则 (1) (1) 统一性原则。统一性原则。 矿房回采、矿柱回采与采空区处理方案应在矿块开采设计即采矿方法设计时统一考虑，包括矿块结构参数矿块结构参数、采准工程布置采准工程布置和回采工艺回采工艺等。8第一节第一节

7、概述概述（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则 (2) (2) 正常采序原则。正常采序原则。 矿柱回采与采空区处理应按照正常的开采顺序，以不破坏正常的生产系统不破坏正常的生产系统为前提，在矿房回采以后有计划地及时进行。一般，当阶段运输巷(作为下阶段的回风巷)布置在下盘脉外，回采矿柱不致破坏正常的运输和通风等生产系统时，矿柱回采可以与矿房回采在同一阶段内进行。否则，矿柱回采应滞后一个阶段进行，即下阶段回采矿房，上阶段回采矿柱。矿柱与矿房同阶段回采时，为了减轻爆破影响，矿柱回采应滞后矿房回采一定距离。合理的滞后值，要根据矿岩稳固性，所采用的采矿方法、矿

8、柱回采与采空区处理方法等因素确定。9第一节第一节 概述概述（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则（五）矿柱回采与采空区处理应遵循一定的原则 (3) (3) 时间性原则。时间性原则。 矿柱回采以后，将进一步引起围岩变形、破坏，甚宜完全失稳，从而影响矿井安全与正常生产。因此，矿柱回采与采空区处理在时间上应同时进行。为了叙述方便，下面将分别介绍矿柱回采方法与采空区处理方法。10 矿柱回采可以用矿柱回采可以用空场法、崩落法或充填法空场法、崩落法或充填法，主，主要取决于要取决于矿柱的回采条件矿柱的回采条件，包括：，包括： 已采矿房的存在状态；已采矿房的存在状态； 矿岩稳固性；矿岩稳固性； 矿体厚度与

9、倾角；矿体厚度与倾角； 矿石品位及价值；矿石品位及价值； 地表允许塌陷的可能性地表允许塌陷的可能性等。等。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法11 已采矿房的存在状态有已采矿房的存在状态有敞空和充填敞空和充填两种。两种。敞空状态敞空状态的矿房是指用空场采矿法采完以后没有的矿房是指用空场采矿法采完以后没有进行充填的矿房。进行充填的矿房。充填状态充填状态的矿房包括：的矿房包括： (1) (1) 用充填采矿法回采的矿房；用充填采矿法回采的矿房； (2) (2) 虽用空场采矿法回采，但采完以后又用充填虽用空场采矿法回采，但采完以后又用充填材料充填的矿房。材料充填的矿房。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱

10、回采方法12 出于某种需要，如开采稀有、贵重金属、非金属出于某种需要，如开采稀有、贵重金属、非金属矿石或高品位富矿，条件适合用空场采矿法，但矿石或高品位富矿，条件适合用空场采矿法，但为了为了提高回收率提高回收率，需要，需要给矿柱回采创造有利条件给矿柱回采创造有利条件，故在用，故在用空场采矿法回采矿房以后，又空场采矿法回采矿房以后，又用充填材料对矿房进行用充填材料对矿房进行一次性充填一次性充填。 与充填采矿法不同，这种充填是在矿房采完以后与充填采矿法不同，这种充填是在矿房采完以后一次完成的，它不是回采工艺的一道必不可少的工序。一次完成的，它不是回采工艺的一道必不可少的工序。因此，为了区别起见，因

11、此，为了区别起见，对空场采矿法采完的矿房进行对空场采矿法采完的矿房进行一次性充填称为一次性充填称为“嗣后充填嗣后充填”。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法13一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 矿房呈敞空状态时，视矿岩稳固性、矿体规模、倾角矿房呈敞空状态时，视矿岩稳固性、矿体规模、倾角与厚度以及地表允许塌陷的可能性不同，可以采用与厚度以及地表允许塌陷的可能性不同，可以采用空场法空场法或或崩落法崩落法回采矿柱。回采矿柱。 一般，开一般，开采矿岩稳固的水平和缓倾斜薄及中厚矿体或采矿岩稳固的水平和缓倾斜薄及中厚矿体或者规模不大的倾斜、急倾斜盲矿体者规模不大的倾斜、急倾斜盲矿体时，若地表

12、允许塌陷，时，若地表允许塌陷，可用可用回采矿柱。回采矿柱。 开采开采规模较大的倾斜、急倾斜连续矿体规模较大的倾斜、急倾斜连续矿体时，若地表允许时，若地表允许塌陷，可用塌陷，可用回采矿柱。回采矿柱。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法14一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （一）全面采矿法的矿柱回采（一）全面采矿法的矿柱回采 第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法15一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （一）全面采矿法的矿柱回采（一）全面采矿法的矿柱回采 全面采矿法用于全面采矿法用于开采水平和缓倾斜矿体开采水平和缓倾斜矿体。由于矿。由于矿体倾角小，在矿房敞空的条件下回采矿柱

13、比较困难，体倾角小，在矿房敞空的条件下回采矿柱比较困难，安全性差，故一般不回收。由于全面采矿法所留矿柱安全性差，故一般不回收。由于全面采矿法所留矿柱一般为夹石或贫矿不准备回采。因此，矿房回采过程一般为夹石或贫矿不准备回采。因此，矿房回采过程中应中应尽量利用矿体中的无矿段、夹石或贫矿作为矿柱尽量利用矿体中的无矿段、夹石或贫矿作为矿柱，以减少矿石损失。以减少矿石损失。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法16一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （一）全面采矿法的矿柱回采（一）全面采矿法的矿柱回采 开采稀有、贵重金属、非金属矿石和高品位富矿开采稀有、贵重金属、非金属矿石和高品位富矿时，为了

14、充分回收矿产资源，应尽可能时，为了充分回收矿产资源，应尽可能不留矿柱不留矿柱，用，用人工支柱（如木垛、混凝土垛和废石垛等）代替人工支柱（如木垛、混凝土垛和废石垛等）代替。 有时，若地表不需要保护，也可以很据顶板稳固有时，若地表不需要保护，也可以很据顶板稳固性、矿石品位及其分布情况等因素性、矿石品位及其分布情况等因素选择性地回采一部选择性地回采一部分矿柱分矿柱。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法17一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （二）房柱采矿法的矿柱回采（二）房柱采矿法的矿柱回采第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法18一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （二）房柱

15、采矿法的矿柱回采（二）房柱采矿法的矿柱回采 房柱采矿法的矿柱回采条件与全面采矿法相同房柱采矿法的矿柱回采条件与全面采矿法相同（开采水平和缓倾斜矿体开采水平和缓倾斜矿体）。但是，）。但是，房柱采矿法留有房柱采矿法留有大量规则矿柱大量规则矿柱，矿柱矿量大，矿柱矿量大间断矿柱为矿块储量间断矿柱为矿块储量的的1520，连续矿柱达，连续矿柱达40，并且，所留矿柱不，并且，所留矿柱不可能全是夹石或贫矿，因此，应尽可能回收。可能全是夹石或贫矿，因此，应尽可能回收。 通常，在下列条件下不回采矿柱：通常，在下列条件下不回采矿柱：(1)矿石价值低，矿石价值低，地表又需要保护；地表又需要保护；(2)所留矿柱多为无矿

16、带，夹石或贫所留矿柱多为无矿带，夹石或贫矿；矿；(3)回采矿柱安全上难以保证回采矿柱安全上难以保证。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法19一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （二）房柱采矿法的矿柱回采（二）房柱采矿法的矿柱回采 需要回采矿柱时，可以用需要回采矿柱时，可以用抽柱法抽柱法，替柱法替柱法或或削柱削柱法法，选择性地回采一部分。回采的部位和数量取决于，选择性地回采一部分。回采的部位和数量取决于矿柱和顶板的稳固性、矿石价值、品位与分布，以及矿柱和顶板的稳固性、矿石价值、品位与分布，以及地表是否需要保护等因素。地表是否需要保护等因素。 抽柱法抽柱法是选择性地间隔回采一部分间断矿

17、柱。间是选择性地间隔回采一部分间断矿柱。间隔大小视顶板稳固性而定，可采一留一、采一留二、隔大小视顶板稳固性而定，可采一留一、采一留二、采二留一，此法适用于采二留一，此法适用于矿石品位分布均匀、地压不大矿石品位分布均匀、地压不大的条件。的条件。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法20一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （二）房柱采矿法的矿柱回采（二）房柱采矿法的矿柱回采 替柱法替柱法是用人工支柱替换矿柱，适用于是用人工支柱替换矿柱，适用于矿石价值矿石价值高、品位分布不均匀高、品位分布不均匀的条件。的条件。为了安全起见，应先在为了安全起见，应先在拟回采的矿柱附近架设木垛或混凝土垛等人工

18、支柱，拟回采的矿柱附近架设木垛或混凝土垛等人工支柱，然后回采矿柱。然后回采矿柱。 削柱法削柱法是将连续矿柱回采后成为间断矿柱，或者是将连续矿柱回采后成为间断矿柱，或者将尺寸较大的间断矿柱回采后成为尺寸较小的矿柱。将尺寸较大的间断矿柱回采后成为尺寸较小的矿柱。 通常，三种方法往往同时采用。通常，三种方法往往同时采用。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法21一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （三）留矿采矿法的矿柱回采（三）留矿采矿法的矿柱回采第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法22一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （三）留矿采矿法的矿柱回采（三）留矿采矿法的矿柱回采 留

19、矿采矿法用于开采留矿采矿法用于开采急倾斜矿体急倾斜矿体，除极薄矿脉以，除极薄矿脉以外，一般外，一般留有顶柱、底柱和间柱留有顶柱、底柱和间柱。若地表允许塌陷，。若地表允许塌陷，所留矿柱一般用崩落法回采。所留矿柱一般用崩落法回采。回采矿柱时，为了确保运输回采矿柱时，为了确保运输和通风安全可靠，并使顶、和通风安全可靠，并使顶、底柱便于回采，本阶段的底底柱便于回采，本阶段的底柱一般暂时不采，留到下阶柱一般暂时不采，留到下阶段与其顶柱一起回采。段与其顶柱一起回采。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法普通留矿法普通留矿法23一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （三）留矿采矿法的矿柱回采（三）留

20、矿采矿法的矿柱回采 留矿采矿法的矿柱回采留矿采矿法的矿柱回采不需要再掘进任何采准巷不需要再掘进任何采准巷道道。(上阶段上阶段)底柱和底柱和(本阶段本阶段)顶柱的回采直接从顶柱的回采直接从阶段回阶段回风巷凿岩风巷凿岩(回采顶柱的炮孔也可以在留矿堆上钻凿回采顶柱的炮孔也可以在留矿堆上钻凿)，间，间柱的回采在柱的回采在联络道凿岩联络道凿岩。为了使矿柱回采安全起见，。为了使矿柱回采安全起见，上述炮孔均应在矿房大量放矿上述炮孔均应在矿房大量放矿(最终放矿最终放矿)以前凿完。待放出以前凿完。待放出矿房中的全部矿石以后，再爆矿房中的全部矿石以后，再爆破矿柱，从破矿柱，从矿块底部结构矿块底部结构放出放出崩落的

21、矿柱矿石。崩落的矿柱矿石。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法24一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （三）留矿采矿法的矿柱回采（三）留矿采矿法的矿柱回采 随着顶、底柱被爆破，上阶段随着顶、底柱被爆破，上阶段(处理采空区处理采空区)崩落的崩落的覆盖废石层将随即下放到本阶段，故覆盖废石层将随即下放到本阶段，故采下的矿柱矿石是采下的矿柱矿石是从覆盖废石层下放出的从覆盖废石层下放出的。因此，用崩落法回采矿柱时，。因此，用崩落法回采矿柱时，矿石损失与贫化较大，可达矿石损失与贫化较大，可达4060。为了降低矿柱。为了降低矿柱回采的矿石损失与贫化，在进行矿块开采设计时，应尽回采的矿石损失与贫化

22、，在进行矿块开采设计时，应尽可能增大矿房矿量，减少矿柱矿量。可能增大矿房矿量，减少矿柱矿量。 此外，回采矿柱时，应采用合理的爆破顺序此外，回采矿柱时，应采用合理的爆破顺序先先爆破间柱，后爆破顶、底柱爆破间柱，后爆破顶、底柱。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法25一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采（四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法图5-19 分段凿岩阶段矿房法（沿走向布置）1阶段运输巷；2阶段回风巷；3天井；4电耙巷道；5分段凿岩巷道；6矿石溜井；7漏斗；8切割天井；9联络道；10拉底巷道26一、敞空矿房的矿

23、柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采（四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采 分段凿岩阶段矿房法用于开采分段凿岩阶段矿房法用于开采急倾斜厚矿体急倾斜厚矿体，若地表，若地表允许塌陷，所留矿柱用允许塌陷，所留矿柱用崩落法崩落法回采。回采。 分段凿岩阶段矿房法的不同矿柱回采方案，主要是回分段凿岩阶段矿房法的不同矿柱回采方案，主要是回采顶、底柱的炮孔布置不同，因而为回采矿柱需要增加的采顶、底柱的炮孔布置不同，因而为回采矿柱需要增加的采准工程也不同。采准工程也不同。 同留矿采矿法的矿柱回采一样，同留矿采矿法的矿柱回采一样，分段凿岩阶段矿房法分段凿岩阶段矿房法的顶、底柱爆破以后，上阶

24、段崩落的覆盖废石层将随即转的顶、底柱爆破以后，上阶段崩落的覆盖废石层将随即转放到本阶段放到本阶段，因而，因而采下的矿柱矿石只能从覆盖废石层下放采下的矿柱矿石只能从覆盖废石层下放出出，造成较大的，造成较大的矿石损失与贫化矿石损失与贫化。要降低矿石损失与贫化，。要降低矿石损失与贫化，同样应通过矿块结构参数的合理设计和正确确定顶柱、底同样应通过矿块结构参数的合理设计和正确确定顶柱、底柱与间柱的爆破顺序来实现。柱与间柱的爆破顺序来实现。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法27一、敞空矿房的矿柱回采一、敞空矿房的矿柱回采 （四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采（四）分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采第二节第二节

25、 矿柱回采方法矿柱回采方法图图8-2 8-2 分段凿岩阶段分段凿岩阶段矿房法的矿柱回采矿房法的矿柱回采11分段凿岩巷道；分段凿岩巷道；22顶底柱回采凿岩巷顶底柱回采凿岩巷道道; ;33电耙道；电耙道；44垂直扇形中深孔；垂直扇形中深孔；55垂直深孔；垂直深孔；66水平深孔；水平深孔；28二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 充填矿房的矿柱回采，可以用充填法、空场法或崩落法，充填矿房的矿柱回采，可以用充填法、空场法或崩落法，与与充填材料种类充填材料种类(干式、水砂或胶结充填料干式、水砂或胶结充填料)、矿岩稳固性矿岩稳固性、矿体矿体倾角与厚度倾角与厚度、矿石价值与品位矿石价值与品位以及以及

26、地表是否允许塌陷地表是否允许塌陷等因素有等因素有关。关。充填状态矿房比敞空状态矿房的矿柱回采条件好充填状态矿房比敞空状态矿房的矿柱回采条件好;胶结充填矿房比松散料胶结充填矿房比松散料(废石、水砂废石、水砂)充填矿房的矿柱回采条件好充填矿房的矿柱回采条件好;充填类型的矿房，顶、底柱和间柱回采的难易程度也不同。充填类型的矿房，顶、底柱和间柱回采的难易程度也不同。 由于顶底柱由于顶底柱(主要是底柱主要是底柱)被大量出矿巷道切割，不仅回采困被大量出矿巷道切割，不仅回采困难，而且安全性差，因此，目前回采顶底柱的有效方法还不多。难，而且安全性差，因此，目前回采顶底柱的有效方法还不多。主要有：主要有：胶结充

27、填矿房的间柱回采胶结充填矿房的间柱回采、松散充填矿房的间柱回采松散充填矿房的间柱回采、顶底柱回采顶底柱回采。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法29二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （一）胶结充填矿房的间柱回采（一）胶结充填矿房的间柱回采 除用除用胶结充填法胶结充填法回采的矿房外，采用回采的矿房外，采用水力充填法回采但在水力充填法回采但在两侧砌筑了混凝土隔两侧砌筑了混凝土隔墙墙的矿房（如上向水的矿房（如上向水平分层水力充填采矿平分层水力充填采矿法回采的矿房，见图法回采的矿房，见图7-1），也可视为胶结），也可视为胶结充填矿房处理。充填矿房处理。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方

28、法30二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （一）胶结充填矿房的间柱回采（一）胶结充填矿房的间柱回采 胶结充填矿房的间柱回采，视胶结充填矿房的间柱回采，视矿岩稳固性矿岩稳固性、矿体倾角矿体倾角及及矿石价值矿石价值等条件不同，等条件不同， 可以采用可以采用房柱法、留矿法和阶段矿房法房柱法、留矿法和阶段矿房法等空场法；等空场法； 与与上向水平分层和下向水平分层上向水平分层和下向水平分层等充填法。等充填法。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法31二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （一）胶结充填（一）胶结充填矿房的间柱回采矿房的间柱回采第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法 开采

29、矿岩较稳固开采矿岩较稳固的急倾斜矿体，如的急倾斜矿体，如矿石价值高，可用矿石价值高，可用上向水平分层充填上向水平分层充填法回采间柱（图法回采间柱（图8-3）；）；32二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （一）胶结充填（一）胶结充填矿房的间柱回采矿房的间柱回采第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法 若矿岩稳固，且若矿岩稳固，且其他条件也适合时，其他条件也适合时，可用留矿法回采间可用留矿法回采间柱柱（图（图8-4）。）。33二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （一）胶结充填矿房的间柱回采（一）胶结充填矿房的间柱回采 矿房采用胶结充填采矿法回采，多数是因为矿石价值矿房采用胶结充填

30、采矿法回采，多数是因为矿石价值或品位高，因此或品位高，因此应选用矿石损失与贫化小的方法回采间柱应选用矿石损失与贫化小的方法回采间柱; 有时，矿房采用胶结充填是出于保护地表的需要。因有时，矿房采用胶结充填是出于保护地表的需要。因此，此，应采用胶结充填回采间柱应采用胶结充填回采间柱，否则可采用水力充填法。，否则可采用水力充填法。 用水力充填法回采间柱时，其用水力充填法回采间柱时，其底部高底部高5-6m范围内应胶范围内应胶结充填结充填，以便，以便为下阶段回采顶底柱创造条件为下阶段回采顶底柱创造条件，若条件适合，若条件适合用空场法回采胶结充填矿房的间柱时，回采间柱形成的采用空场法回采胶结充填矿房的间柱

31、时，回采间柱形成的采空区一般采用空区一般采用水力或干式嗣后一次充填水力或干式嗣后一次充填。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法34二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （二）松散充填矿房的间柱回采（二）松散充填矿房的间柱回采 松散充填矿房的形成有两种情况：松散充填矿房的形成有两种情况： (1) 用干式或水力充填采矿法回采矿房；用干式或水力充填采矿法回采矿房； (2) 用空场法回采矿房并用干式或水砂充填料嗣后一次充填。用空场法回采矿房并用干式或水砂充填料嗣后一次充填。 松散充填矿房的间柱回采，可以采用充填法或崩落法，松散充填矿房的间柱回采，可以采用充填法或崩落法，根据矿石价值和地表是否

32、允许塌陷确定。根据矿石价值和地表是否允许塌陷确定。 (1)若地表允许塌陷，矿石价值又不高，可用崩落法回采间柱，若地表允许塌陷，矿石价值又不高，可用崩落法回采间柱，否则，应采用充填法回采间柱；否则，应采用充填法回采间柱； (2)当条件适合，用充填法回采间柱时，为了防止矿房中的松当条件适合，用充填法回采间柱时，为了防止矿房中的松散充填料坍塌、涌入间柱回采工作面，应在间柱两侧留散充填料坍塌、涌入间柱回采工作面，应在间柱两侧留12m矿矿石矿柱石矿柱 。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法35二、充填矿房的矿柱回采二、充填矿房的矿柱回采 （三）顶底柱回采（三）顶底柱回采 充填矿房的顶底柱回采方法，除了

33、与充填矿房的顶底柱回采方法，除了与矿岩稳固性矿岩稳固性、矿石价矿石价值值及及地表允许塌陷的可能性地表允许塌陷的可能性等因素有关外，还等因素有关外，还与上阶段矿房与与上阶段矿房与间柱回采的充填方式有关间柱回采的充填方式有关。 一般说来，上阶段矿房和间柱回采的充填方式以一般说来，上阶段矿房和间柱回采的充填方式以胶结充填胶结充填与水力充填并浇注钢筋混凝土假底与水力充填并浇注钢筋混凝土假底最为普遍，顶底柱上面是松最为普遍，顶底柱上面是松散充填料的情况很少见。散充填料的情况很少见。 视上述条件不同，可以用视上述条件不同，可以用充填法、崩落法或空场法充填法、崩落法或空场法回采充回采充填矿房的顶底柱，但以填

34、矿房的顶底柱，但以充填法用得最多充填法用得最多。在胶结充填体或钢筋。在胶结充填体或钢筋混凝土假底下回采顶底柱，回采方法主要取决于地表允许塌陷混凝土假底下回采顶底柱，回采方法主要取决于地表允许塌陷的可能性。若地表不允许塌陷，采用上向水平分层充填法回采的可能性。若地表不允许塌陷，采用上向水平分层充填法回采本阶段顶柱，然后用无底柱分段崩落法回采上阶段底柱。本阶段顶柱，然后用无底柱分段崩落法回采上阶段底柱。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法36 上面介绍了两步骤回采的采矿方法上面介绍了两步骤回采的采矿方法 空场采矿法和部分充空场采矿法和部分充填采矿法的矿柱回采。一般地说，除填采矿法的矿柱回采。一般

35、地说，除胶结充填矿房以外胶结充填矿房以外，其他条其他条件（敞空状态与松散充填）件（敞空状态与松散充填）矿房的矿柱回采矿房的矿柱回采都比用同类采矿方法都比用同类采矿方法回采矿房回采矿房的技术经济指标差的技术经济指标差。对于两步骤回采的采矿方法，对于两步骤回采的采矿方法，尽量增大矿房矿量，减少矿柱矿尽量增大矿房矿量，减少矿柱矿量，有利于提高非煤矿山的技术经济效果量，有利于提高非煤矿山的技术经济效果。应力求简化采矿方法结构。就矿柱回采而言应力求简化采矿方法结构。就矿柱回采而言，结构越复杂，矿，结构越复杂，矿柱回采就越困难，技术经济指标也越差柱回采就越困难，技术经济指标也越差。简化采矿方法结构是非。简

36、化采矿方法结构是非煤矿床地下开采总的发展方向，因此，它的意义远远不止于矿柱煤矿床地下开采总的发展方向，因此，它的意义远远不止于矿柱回采，而更主要的是地下采矿的机械化和自动化。回采，而更主要的是地下采矿的机械化和自动化。 正因为如此，正因为如此，采矿方法结构的简化采矿方法结构的简化才不是一件简单的、轻而才不是一件简单的、轻而易举的事，它需要并且必将推动采矿工艺进行相应的改进。易举的事，它需要并且必将推动采矿工艺进行相应的改进。第二节第二节 矿柱回采方法矿柱回采方法37 处理采空区的必要性处理采空区的必要性 随着矿石的采出和采空区的形成，岩体的原始应力岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布状态受

37、到破坏，应力重新分布，一些部位的应力集中，另一些部位的应力降低；在邻近空场的岩体内产生压力压力支撑带支撑带。 次生应力场次生应力场对采空区稳固性影响的可能性： 岩石位移趋于结束，采空区稳固，需监测； 如果集中应力超过矿石或围岩的极限强度时，岩石位移量超过安全限度，导致顶板下沉、底板隆起、侧帮突起、岩石剥裂等现象，严重时岩层整体移动，顶板大面积冒落，地表大范围开裂，下沉和塌降，即出现大规模的地压活动。在顶板大面积冒落时，产生强烈的空气冲击波。 第三节第三节 采空区处理方法采空区处理方法38影响采空区地压活动的因素影响采空区地压活动的因素 采空区的大小和形态 原岩应力和开采深度 构造弱面、裂隙的分

38、布情况 时间因素 岩石的物理力学性质和稳固性 矿柱回采情况 岩石的含水性 落矿方式 相邻采空区的处理方法和质量第三节第三节 采空区处理方法采空区处理方法39 采空区处理有崩落围岩、充填和封闭等多种方法，视矿体规模大小、矿石价值与品位高低以及地表是否允许塌陷等因素决定。一、崩落围岩法一、崩落围岩法 1.在矿房采完以后，在回采矿柱的同时崩落围岩充填在回采矿柱的同时崩落围岩充填采空区采空区，以达到控制地压的目的； 2.崩落围岩处理采空区，并不要求崩落的围岩将采空区完全充填满，只需要形成一定厚度的缓冲岩石垫层形成一定厚度的缓冲岩石垫层即可。这样，即使围岩突然大面积冒落，由于有岩石垫层的缓冲作用，从而可

39、以防止机械冲击和冲击气浪破坏井下设施与防止机械冲击和冲击气浪破坏井下设施与造成人员伤亡造成人员伤亡。第三节第三节 采空区处理方法采空区处理方法40一、崩落围岩法一、崩落围岩法 1）基本条件：基本条件：围岩和地表允许陷落。 2）崩落围岩与矿柱回采两次作业一般应当同时进行。崩落围岩的工程（硐室、炮孔等）必须在矿柱回采前完成），爆破时先崩落矿柱，接着崩落围岩。（延时）。 3）崩落的岩石在回采阶段上部形成垫层，用以保护生产工作的安全进行。 缓冲岩石垫层的厚度，目前生产矿山主要根据采空采空区大小、围岩冒落规模，构成垫层的岩石块度、压实程区大小、围岩冒落规模，构成垫层的岩石块度、压实程度以及底柱强度度以及底柱强度等因素凭经验确定。 一般应大于矿体的厚度（一般不小于20-30m）。第三节第三节 采空区处理方法采空区处理方法414）对于急倾斜厚和极厚的矿体，除了要