第二篇-采矿方法——充填法.ppt

1、第二部分：采矿方法，第5章空场采矿方法，第6章充填采矿方法，第7章崩落采矿方法，第8章地下矿山无轨采矿设备，第9章采矿方法选择和单体设计，基本内容，第6章充填采矿方法，6.1概述，6.2单层充填采矿方法，6.4向下分层充填采矿方法，6.5后续充填采矿方法，6.6充填技术，6.3向上分层充填采矿方法，6.1概述， 1)基本特征：在开采过程中，根据开采工艺的要求，用充填材料充填采空区的开采方法称为充填采矿法； 充填体起到控制采场地压、支护围岩、减少、延缓和防止采后采空区围岩破坏和移动的作用；它能有效地回收矿柱，处理废料，保护环境。2)使用条件：围岩不坍塌，矿石品位高，矿床价值大。3)应用：20世纪

2、30年代有色金属矿约占50%，60年代占4.3%。黄金矿山占31%；在20世纪80年代，加拿大占35-40%，而日本占43%。第6章，充填采矿法，6.1概述，4)优点：支撑岩层和控制采场地压活动；防止地表下沉和保护地表特征；为连续上行开采提供工作平台(类似于收缩法的功能)；改善矿柱的应力状态(从单轴压缩到三轴压缩)，确保矿产资源的最大回收；第六章，充填采矿法，在6.1中进行了总结，以确保内部有火灾危险的高硫矿床的安全开采；深井开采控制冲击地压，降低深部低温；保证露天和地下联合开采的安全生产；处理固体废物，保护环境。第6章，充填采矿法，6.1概述，5)典型方案：第6章，充填采矿法，6.1概述，单

3、层充填采矿法，向下分层充填采矿法，后续充填采矿法，向上分层充填采矿法，1)基本特征：矿块开采根据矿体全厚推进，顶板下开采空间运行；工作面推进一定距离后，除保持连续开采所需的工作空间外，其余空区用隔墙封闭，空区进行充填处理，控制地压。第6章，充填采矿法，6.2单层充填采矿法，2)适用条件：矿石及围岩(顶板)稳定性差；矿体倾角30；矿体厚2米。3)结构(图6-1):顶柱和底柱：无工程；列间：无列；在矿房内：上山作为首采面；切割巷道用于行人、通风、排水和矿石开采。第六章充填采矿法，6.2单层充填采矿法，图6-1单层充填采矿法1-注砂管；2-填充管；3-上部脉内漂移；4-半扇门；五滑雷；6-切割巷道；

4、7-帮忙开门；8插头门；9-半扇门；10-木梁；11-木条；12列；13-砂门；14光束；15-半圆木；14-矿脉外巷道，4)精确切割：分段运输巷道：沿矿脉下盘矿脉外单一布置；人行斜道：双斜道、斜道和斜道中的行人通风；切割巷道：在矿脉中沿矿脉布置；上山：从切割道开车；上部脉内漂移：返回行人下部填充材料。第六章充填采矿法，6.2单层充填采矿法，第六章充填采矿法，6.2单层充填采矿法，5)采矿与充填工作：钻探：沿走向全面推进全厚开采，以切眼巷道为自由面，以山体为工作面，浅孔取水；爆破：以1.2米的宽度逆倾斜小断面推进；放矿：用人力或电动耙将矿石运入溜槽，分两步耙矿；支柱：支柱必须紧跟工作面，落矿后

5、立即支撑；最大吊顶距离为4.8m，填充步距为2.4m，控制吊顶距离为2.4m，立柱间距为0.7-0.9m，排距为1.2m:何苗苗：通风后进入采场，注意顶板毛毛的安全工作，准备充填：清理采空区第6章，充填采矿法，6.2单层充填采矿法，6.2单层充填采矿法，6)评价：该方法适用于顶板岩石不稳定、不允许坍塌的微倾斜和缓倾斜薄矿脉；矿石回收率高，贫化率低；采矿工艺复杂，矿块生产能力低，采矿效率低，采矿成本高。1)基本特征(图6-2):一般来说，矿块分为室和柱，先有室后有柱；自下而上分层开采，充填以保持上下壁的围岩，并创造连续开采的工作条件，当开采到最后一层时，在顶部充填；在开采几个矿房或整个阶段后，矿

6、柱将被再次开采；目前，这种方法占我国充填法的60%。第6章，充填采矿法，6.3上向分层充填采矿法，图6-2，分层充填采矿法，2)主要技术：该方法为工作面循环作业，钻爆、放矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一个分层循环；开采空间和范围可控，人员和设备在裸露顶板下工作，需要有效控制；任何填充材料都可以用于填充。第6章，充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，3)适用条件：一般适用于矿石稳定、围岩不稳定的倾斜和急倾斜矿体；能适应形状不规则、分枝复合变化大的矿体；矿体损失率和贫化率低，是一种适用范围广的充填采矿法。第六章充填采矿法，6.3上向分层充填采矿法，4)基本方案：6充填采矿法，6.3上向分层充

7、填采矿法，沿走向布置采场，沿垂直走向布置采场，点柱上向分层，1)沿走向在井田上向分层充填法：当矿体厚度小于10-15m时，沿走向布置矿块，矿房长度为30-60m。长采场可以实现采矿作业的平行作业，充分发挥准备效率，提高矿石回收率。第六章充填采矿法，6.3上行分层充填采矿法，图6-3上行分层干式充填采矿法一级运输巷道沿走向布置图；2-回风巷道；3.填满庭院；4-放矿和过矿；5-行人通风天井；6-接触道路；7-隔墙；8-基板；9-电动耙绞车；10顶支柱；11-底部立柱；12-填充材料；13-矿石崩落；14-炮孔，图6-4红透山铜矿1-采区斜坡道水砂机械化上行分层充填法；2-采场连接道路；3.填满庭

8、院；4-放矿和过矿；5-过滤井；6-尾矿；7-隔墙；8-混凝土垫层；9-填充管；10-矸石堆积坡道，(2)采场垂直方向布置：当矿体厚度大于10-15m时，沿矿体方向划分矿房和矿柱，采场沿矿体方向垂直布置(图6-5a，b)；第一步是返回矿房，用胶结充填材料充填，第二步是开采中间矿柱；该方案适用于厚及特厚高品位矿床，矿石损失贫化小，可采用无轨铲运机开采(图6-6和图7)。第六章充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，图6-5a块体向上分层水力充填法垂直布置图1-顶柱；2-填充天井；3-矿石堆；4-行人过滤井；5-放矿和通过；6-主钢筋和辅助钢筋；7-人行天井交叉口；8-沿矿脉的道路；9-跨矿脉巷道；

9、10-填充体；11-矿脉外巷道，图6-5b:矿块1-下盘脂肪外巷道垂直布置的向上分层胶结充填法；2-矿石装载横巷；3-胶结充填体；4-通过；5-人行露台；6-充填回风井，图6-6凡口铅锌矿机械化上行分层充填法，图6-7新桥硫铁矿机械化上行分层充填法，(3)点柱上行分层充填法：用于回收岩石稳定、品位低的连续厚大倾斜矿体(图6-8、9)；采场可垂直布置或沿走向布置，块与块之间有4-6m的临时带状矿柱，有规则或不规则的点状矿柱，第六章充填采矿法，6.3上向分层充填采矿法，图6-8点柱上向分层采矿法，1-分段巷道布置在离脉溜井的斜坡上；2-坡道；三滑矿；4-采场连接道路；5-通风和排水巷道；六点柱；7

10、级运输漂移；8-顶柱，图6-9点柱上行分层开采立体图，5)结构参数：布置方式：垂直方向和顺向；矿房水平面积：300-500 m2；第6章，充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，矿石和岩石的稳定性，阶段生产能力，可分配的矿块数量，使用的设备，阶段高度：一般为30-60米；第6章充填采矿法，第6.3章上向分层充填采矿法，勘探类型，天井的开挖和维护，溜井的矿石通过量，矿柱尺寸：第6章充填采矿法，第6.3章上向分层充填采矿法，矿柱尺寸取决于矿石和岩石的稳定性，当矿柱采用充填采矿法开采时，取7-10m；薄矿脉可不留支柱，在矿房之间浇筑混凝土隔墙；为减少损失和贫化，可修建人工底柱和假巷道，运输巷道顶板只留

11、2-3m厚的底柱；上部巷道需要保护，留顶柱3-5m。(6)采矿工作：(1)采矿布局：脉内采矿系统：开采陡缓倾斜薄矿体；联合开采精度：开采厚大矿体，采用脉外巷道与单头交叉巷道相结合或圆形开采精度；斜巷：使用无轨设备时，采用下盘斜巷或服务提升井斜巷作为主要采矿方法。第六章为充填采矿法，第六章为上向分层充填采矿法。(2)回采巷道：包括沿脉巷道、天井、充填井、溜井、分段巷道等。第六章充填采矿法，6.3上向分层充填采矿法，运输巷道：为方便探矿和放矿，沿脉单采巷道的可靠矿体沿脉推进，断面为2 . 12 . 5 m2；人行通风井：一个矿块至少需要两个人行通风井；人行过滤井：沿道路架设，内有人行梯，外有水过滤

12、材料，水过滤面积200m2(图6-10)。图6-10行人过滤井，第6章充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，充填井：用于回风、降低充填材料或行人；一、矿石溜井：沿道路设置脉内矿石溜井，可与人行井和过滤井共用，每个矿房应设置两个矿石溜井；刮板卸料时，断面为2m，刮板卸料时，断面为2-2.5m:道次可采用钢筋混凝土预制件或钢道次(图6-11)。采用大型放矿设备时，考虑在矿脉外布置溜矿；分段巷道：机械化斜坡开采的一种方式，沿走向布置，服务于上、中、下水平。(a)，图6-11吊索矿井结构图a-预制混凝土吊索矿井图；B-钢溜井图，(b)，7)切割工作：从连接道路上掘进拉底巷道与溜井连通，然后沿矿体全厚切

13、割并铺设钢筋混凝土层；从运输平巷或穿矿脉完全打开后，顶至6m高；现浇混凝土巷道形成底柱：钢筋网300300毫米，主筋12毫米，辅助筋8毫米，设置间距为0.3-0.7米的双层钢筋(图6-12)。第六章充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，图6-12钢筋混凝土楼板结构图1主筋；2对钢筋，8)开采作业：分层开采，分层间距保持在2-2.2m；每层的作业周期相同：崩矿、通风、护顶、放矿、充填准备、充填、浇筑混凝土底板等。最后，进行填充和打顶。第6章，充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，塌陷：可采用向上钻孔或水平钻孔；中国常用01-43、01-45和YSP-45钻机钻孔，钻孔深

14、度为43-45毫米，1.6-2米，间距为0.8-1.2米；国外广泛使用凿岩台车，深度为3-5m；每一层填筑准备：包括沿道路架设天井、斜道等。采场充填管道的延伸、混凝土充填隔墙的砌筑等。第6章，充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，充填：干式充填时，充填料由矿车运至充填天井卸载，充填料自行滑入采场，用电动耙或铲运机整平；水力充填时，应用清水冲洗疏浚管道10-15分钟，然后充填材料应比人行过滤井和卡瓦井口低50-100毫米，以避免充填材料从井口溢出和流砂。第6章，充填采矿法，6.3向上分层充填采矿法，浇筑混凝土底板：充填水渗入采场后，先平整充填场地，然后铺设0.15-0.3m厚的混凝土底板，减少无

15、轨设备的轮胎磨损，提高放矿效率；减少细矿石损失和矿石贫化。第六章，充填采矿法，6.3上向分层充填采矿法，充填与打顶：在矿房全部开采完毕后，进行打顶充填；填料采用多区域、多时间加压输送，即在顶层子区域修建隔墙，先填1-2遍。填充料下沉收缩后，用砂浆泵泵送，迫使填充料灌入顶层缝隙，以提高顶层的密实度。新桥硫铁矿的充填实践证明，当充填接顶率达到50%时，能够很好地控制顶板矿压，从而突破了过分强调100%充填接顶的传统观念。9)发展方向：第6章充填采矿法，6.3上行分层充填采矿法，(1)简化工序，缩短分层开采周期，提高能力，提高分层开采高度；采用尾矿胶结充填技术。(2)简化矿块开采步骤，加强无轨机械化

16、开采，建造高强度人工底柱或人工钢筋混凝土隔墙，开发良好的混凝土施工机械；长采区机械化上向分层充填法结合锚固技术，确保采场安全。第六章是充填采矿法，第六章是上向分层充填采矿法。(3)大力采用先进技术，应用合理的开采方案：采用盘区机械化上向分层充填法开采厚富矿体，精确开采矿脉外的斜坡道，实现平行钻采充填，有利于设备、材料和人员的运输，方便设备维护，改善工作条件；寻找来源丰富、符合技术要求的充填材料，研究制备简单、运输方便、易于自动控制的充填系统，缩短充填时间，提高开采强度；6.3上行分层充填采矿法，第六章充填采矿法，实现采矿、装载、运输和服务工作的综合机械化；利用先进的测试仪器，在实验室模拟和现场观测填料的性能和作用，提出合理的填料尺寸。10)方案评价：第6章充填采矿法，6.3上行分层充填采矿法，(1)适用条件适用于高品位、高价值的贵金属和稀有金属矿体的开采；矿体的上、下围岩中等稳定或稍不稳定；急倾斜中厚至特厚矿体和含