ch7充填采矿法.ppt

2020/10/26,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,2020/10/26,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；,,,2020/10/26,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；,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,7,⒈矿块结构和参数如图所示。①矿块的布置根据矿体厚度而定。②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,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,8,,,,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,③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。,①掘进运输巷道或穿脉巷道与矿体厚度有关。,②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,2020/10/26,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。,,,⒊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,2020/10/26,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,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,11,,,,,※胶结充填法的优点①顺路行人天井不要滤水；②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,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,12,3.适用条件①地表不允许陷落或岩层不允许移动；②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①充填成本高；②充填系统复杂；③矿柱回采困难；④效率较低，劳动强度大。,上向水平分层充填采矿法,2020/10/26,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,2020/10/26,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,⒈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,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,15,,,,,,⒉采准和切割工作①掘进运输巷道在下盘接触带或下盘岩石中布置。②行人通风天井在矿块两侧布置。③溜矿井在矿块中间布置。④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。,⒊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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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,2020/10/26,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运输巷道；4脉外天井；5穿脉巷道；6充填天井,矿柱回采,2020/10/26,矿物资源工程专业主干课程,24,,,在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填法回采间柱，须在其两侧留1～2m矿石，以防矿房中的松散充填料流入间柱工作面。如地表允许崩落，矿石价值又不高，可用分段崩落法回采间柱。,,,二、松散充填矿房的间柱回采方法,矿柱回采,