充填采矿法简介
第十二章充填采矿法
§ 1充填采矿法概述
一、 充填采矿法特点：
凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。
充填米矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回米，先米矿房，后米矿柱。矿柱回米可用填法， 也可以考虑用其他方法。
矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。依此循环， 直到到全矿房采完为上。一采一充或两采一充。 二、 充填采矿法的发展情况
充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿， 发展到现在的机械化作业的充填采矿法。
(1) 国内情况
充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现 在又兴盛起来。目前仍然有日益增加的趋势。全国约有 20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计
数字。
［参考资料］①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄 沙坪铅锌矿
等都使用充填采矿法。②
2) 大跃进期间一一各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法 的矿山，改
用了其他方法，故充填法比重急剧下降。
3) 1964年一一我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。
4) 1965年一一我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的 试验。后
来其他矿又进行了胶结充填法试验。
5) 1966年一一湘潭锰矿第一期扩建设计，采用 3水砂充填壁式采矿法。1969年投产，用到现在, 对防止内
采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过
③国内使用充填
法的历史情况
1)解放时期一一
我国仅有少数几个冶 金矿山采用干式充填
因火灾取得了较好效果
6）1967年一一黄沙坪铝锌矿采用了干式充填采矿法，同年铜矿也曾试验采用充填法。
7）从1967年以后，相继有：托里络矿、柏坊铜矿、红透山硐矿，凤凰山铜矿，铜录山铜矿等矿
山采用了充填法。到目前为止，全国约有20多个冶金矿山全部或部分地采用了充填采矿法。
（2）国外充填采矿法发展情况
目前，充填采矿法在国外金属矿山已获得日益广泛的应用，其所占比重正在持续上升。例如，加拿大、美国、日本、瑞典、苏联、西德等。
①①1970年一分层充填法比重为22.2%;
1973年一分层充填法比重为29.1%
1974年一用充填法采出的矿石为2500万吨。
深入充填料中的水泥约价值1000万元；
②又如美国。
1971年一使用充填法的金属矿山数为38个。
其中用充填料回填空区的矿山有：25个。
1971年美国脉状矿日产矿石量为1200万吨以上的有色矿山，只有6个，而除一个用留矿法开采外，其余均用充填法开采。
③日本充填法使用比例。
1956 年占24.5%，1967年占35.2 %,1970年占39.0%。
④瑞典情况一在45个矿山中，有13个矿山采用分层充填法开采。
⑤苏联一1965年使用充填法开采的矿石量为14.9%。
1975年使用充填法开采的矿石量为38.0%。
⑥其他国家如澳大利亚、西德、印度、英国、奥地利等国家也都广泛地应用充填采矿法开采有色、稀有金属矿体。
三、充填的目的
（一）进行地压管理
利用形成的充填体进行地压管理，用的控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作面而创造方便条件和安全条件，保护地表建筑物，缓和大面积地压活动，恢复安全生产。
（二）杜绝内因火灾
有些矿山用这种方法来预防有自燃性的矿床（内因火灾或其他灾害）。
［参考］如我国湘潭锰矿，矿体的直接顶板为叶片状黑色页岩，崩落后在有水和空气的条件下，经30?50天后发生自燃。采用充填法后，杜绝了内因火灾。
（三）为回采矿柱创造了条件
矿房采完以后空场能否及时进行充填，将直接导致矿柱能否进行回采，由此将直接影响矿山三级
矿量的平衡和均衡生产。如我国凡口铅锌矿，用水平分层充填法回采了两侧均为水泥尾砂、胶结充填体的矿柱。）（四）为深部、水下开采创造条件。
用于深部开采，水下采矿以及预防冲击性地压。
四、充填材料及其充填料的输送方法。
（一）充填材料来源
①地表堆积的废石；②掘进坑边的废石；③选矿厂的尾砂；④冶炼厂的炉渣；⑤戈毕集料；⑥从地表属门采石等。
（二）充填材料的输送方法
可以通过矿车或其他机械运输，也可用风力、水力输送。目前水力输送应用比较广泛。
五、充填采矿法分类
（一）按充填料的性能和充填工艺特点分类：
r胶结充填
可分为：V
-非胶结充填「干式充填
_水砂充填
（二）按矿块回采工作面的推进方向和回采工艺特点分类：
① 上向分层充填采矿法；② 下向分层充填采矿法；③壁式充填采矿法；④削壁充填法；⑤ 支
架充填法。
六、充填采矿法的适用条件
（一）开采品位较高的富矿，并且要求有比较高的回采率和比较低的贫化率；或开采稀贵金属。
（二）赋有条件件和开采技术条件比较复杂的矿床，如：
①水文地质条件、矿体形状比较复杂；
②矿体埋藏较深而且地压较大；
③矿石或围岩有自燃发火的危险；
④地表或围岩不允许有大面积沉陷或剧烈移动而需要特殊保护；
⑤露天和地下同时进行开采。
（三）适用于矿石稳固，围岩不稳固的矿床
如果能采用特殊的支护方法或下向分层充填法，也可以用来开采矿石不稳固的矿体。
（四）适用于开采急倾斜矿体
因为急倾斜矿体便于向采场输送充填料，并且可以减少充填不到的空间及充填料接顶的面积。
但是，如果能采用水力或风力充填的话，也可以用于缓倾斜薄矿脉的开采中。
七、充填采矿法与其他采矿方法比较的优缺点：
（一）充填采矿法的优点：
（1）采、切工程量小，灵活性大；
（2）矿石损失、贫化小；
（3）能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落；
（4）对于薄矿脉或多品种矿石可以进行选别回采；
（5）可以防止矿床开采的内因火灾；
（二）缺点：
（1）回采工艺和充填工艺复杂。
（2）充填和采矿互相影响，如果回采作业机械化所不能妥善解决，则生产效率和生产能力都比较低；
（3）充填料的开采，加工、输送及其他一系列消耗使矿石成本较高。开采运输与堆积充填料这些工作所需要的费用占采矿成本的40—50%。
（4）劳动强度大；
§ 2 干式充填采矿法
一、干式充填采矿法的特点和适用条件
（一）特点：
（1）将矿块划分为矿房和矿柱，先采房，后采柱，两步骤回采。矿房是自下而上分层回采，随着回采工作面的向上推进，逐层充填采空区的维护上、下盘围岩，同时为继续上采创造作业条件。
（2）干式充填采矿法多用废石作为充填料，充填料利用主充填井下放到井下，再用其他运输送到工作面进行采场充填工作。
（3）矿房回采到最后一个分层后，要进行接顶充填。
（4）矿柱回采工作是在采完一批矿房以后或采完一个阶段后进行。
（二）适用条件
（1）适用开采品位高，价值高的矿石；（采矿体厚度小于4 米的）；
（2）适用于开采矿石稳固，而围岩不稳固的急倾斜薄到中厚的矿体；矿体太厚时，充填工作量大，输送充填料和在矿房中铺平充填料的工作太繁重。
（3）缺乏水力充填的廉价材料；
（4）矿山开采中自然涌水量大，不宜采用水力充填法开采；
（5）缺乏水源地区的矿山，用水力充填法供应不上水。
（二）干式充填法分类：
按工作面形式不同，可分为三类，即：
（一）上向水平分层干式充填法；（黄沙坪铝矿用及红化沟金矿用）
（二）倾斜分层干式充填法；
（三）削毕充填采矿法。（红花沟金矿用）
二、干式充填采矿法典型方案（上向水平分层干式充填采矿法）
（一）上向水平分层干式充填采矿法特点：
属于干式充填法的一种，与干式充填法总的特点基本相同。它也是两步骤回采，向下而上分层回采。随着工作面以向上推进，逐层充填采空区，用以支撑上、下盘围岩并造成不断上采的作业条件。
当矿房采到最后一个分层后，要进行接顶充填。矿房采完后，再有计划地回采矿柱。
（二）矿块构成要素
（1）矿块布置方式
矿块布置方式分为沿走向和切走向两种。
①沿走向布置一一当矿石与围岩比较稳固的条件下，矿体厚度又不超过10—15米时，采用沿
走向布置。
②矿块切走向布置--矿体厚度〉10?15米时，用切走向布置。
（由所给尺寸可看出，此数值比空场法要小。因为围岩不稳固，允许暴露的面积小，因而以10?15米为界）。
（2）矿房长度
矿房的长一般宜控制在50米以内。如果矿体厚度超过50米，则在矿体的垂直走向方向上布置两排矿房，在两排矿房之间留沿走向的纵向矿柱。
＜干式充填采矿法典型方案＞
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隔墙
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隔墙
① 阶段高度一般为30?60米（常用的是35?45米）
② 阶段高度过大，在生产中会产生一些困难，如：当矿体厚度不大，而矿体倾角变化大时，会
引起架设流矿井的困难；当矿体很厚，出矿量很多时，溜井下部磨损大，维护困难。（钢溜井可通过10?
15万吨矿石，予制混凝土溜井一般达不到 10万吨矿石）。
［参数］阶段高度大，则回采速度慢，当回采上部分层时，矿石的稳固性降低。
对于阶段高度的取值方法：① 当矿体倾角比较大，倾角和厚度变化不大，矿体、轮廓规则时，采 用较大的阶段高度；② 当矿床勘探类型越高时，阶段高度可以取的越小。
1-沿脉平巷 4-充填天井
2-人行天井 5-溜矿井
3-联络道
30 ?
60
O
o c*^f°- o
2
拉底巷道2X 2米
溜井倾角760°
m
1- 阶段运输平巷； 8-底板； 2- 回风巷道；
9-电耙胶车; 3- 充填天井； 10-顶柱； 4- 放矿溜井 11-底柱 5- 人行通风天井
12 -充填料 6- 联络道（间距4?6m ） 13-崩下矿石 7- 隔墙；
14-炮孔