上向分层充填采矿法的特点及方案

基本特征及适用条件1采场结构参数2采准切割工程3回采工艺4主要内容u将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱；u矿房自下而上分层回采，依次分层充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件，矿房回采到最后一个分层时，进行接顶充填；u在采完若干矿房或全阶段矿房后，再进行回采矿柱；u回采空间和范围可以控制，人员设备在暴露的顶板下作业，需有效地控制顶板；u目前上向水平分层充填采矿法占我国充填法的60%。

适用条件u矿体上下盘岩石中等稳固或稳固性稍差；u矿石中等稳固或中等稳固以上的急倾斜中厚至极厚矿体及 多层矿体；u能适应形态不规则、分支复合变化大的矿体。

1-采区斜坡道2-采场联络道3-充填天井4-放矿溜井5-滤水井 6-尾砂7-隔墙 8-砼垫层9-充填管10-废石堆垫斜坡道图10-6a 红透山铜矿机械化上向水平分层充填法1—底盘阶段运输平巷2—装矿穿脉3—斜坡道4—溜矿井5—分段平巷6—卸矿横巷7—采场联络道8—充填回风天井9—泄水管10—充填体11—充填挡墙12—斜坡道入口图10-6b 垂直走向布置机械化上向水平分层充填法(新桥硫铁矿)1-分段巷道2-斜坡道3-溜矿井4-采场联络道5-通风排水平巷6-点柱7-阶段运输平巷8-顶柱9—通风滤水井10—间柱图10-6c 点柱式上向水平分层回采充填法（三山岛）典型方案u采准工程：以图10-6b为例，包括运输平巷1、装矿穿脉2、斜坡道3、溜矿井4、分段运输平巷5、卸矿横巷6、采场联络道7、充填回风井8、泄水井管；u切割工作：从联络道掘进拉底巷道，然后沿矿体全厚切开，铺设钢筋砼层；典型方案1—底盘阶段运输平巷2—装矿穿脉3—斜坡道4—溜矿井5—分段平巷6—卸矿横巷7—采场联络道8—充填回风天井9—泄水管10—充填体11—充填挡墙12—斜坡道入口图10-6b 垂直走向布置机械化上向分层充填法(新桥硫铁矿)典型方案u 以图10-6b为例，分层崩矿回采，可以用浅孔或中深孔；u每层作业循环相同：崩矿、通风、护顶、出矿、充填准备、充填、浇砼底板等；u 最后进行充填接顶。

世上无难事，只要肯攀登上向分层充填采矿法的采准及回采工艺（1）采准。

脉内采准系统：通常从脉外运输巷道掘进穿脉巷道，自穿脉巷道上掘脉内中央天井，将运输水平与上阶段通风巷道相通，作为运送人员、材料、设备和通风的通道；大型长采场中，在中央天井两翼设置通风井；自运输巷道布置两条以上顺路溜矿井和顺路人行滤水井。

对于走向很长而规则的薄矿体，可布置脉内斜坡道，它是在回采过程中形成的。

在两步回采的厚矿体，往往共用顺路溜矿井和人行滤水井以及回风天井，从而降低了采准费用。

脉外采准系统：在采用无轨设备的上向分层充填法中，有脉外斜坡道或脉外设备井的采准系统。

该斜坡道自阶段巷道掘进，或从地表下掘，供人员、材料和设备进入盘区或采场，斜坡道经各分段巷道、分层联络道与回采工作面沟通。

斜坡道坡度为10～15%，少数为20%，弯道半径15～20m；分段巷道之间高度8～15m，分层高3～4m。

顺路脱水井和通风井布置在脉内。

采用电耙出矿，溜矿井间距受耙运距离限制，一般为30m 左右；采用无轨自行设备出矿时，溜井间距达80～120m。

溜井布置在充填体内或脉外，金川二矿区和凡口矿用ф1.5m和ф2.0m天井钻机钻进溜井。

顺路溜矿井支护结构有木框、混凝土预制构件、混凝土和钢溜井等。

木框支护木材消耗多，使用寿命短；混凝土预制构件人工架设劳动强度大；浇灌混凝土和钢溜井支护应用广泛，直径一般为1.6～2.0m，可放出矿量10～15 万吨。

随着无轨设备的广泛应用和阶段高度的增加，采用脉外溜井较多，溜井直径2.0～2.4m，布置在矿体下盘较稳固的围岩中，矿石通过量20～30 万吨。

（2）人工底柱及切割工作。

采用上向分层充填法的矿山一般矿石品位较高，为提高矿石回收率，减少底柱损失，及为下阶段回采顶柱创造条件，可采用人工底柱。

人工底柱有尾砂胶结假底（亦铺设一层金属网或钢绳）、混凝土假底和钢筋混凝土假底几种形式。

通常将底柱。

一、采矿方法分类二、充填采矿法三、刘塘坊铁矿北部区域采矿：（一）矿体特点初步资料：中钢集团安徽刘塘坊铁矿，设计生产能力原矿150万吨/年，矿石总储量4280万吨，其中低贫矿石量（333类）210.5万吨。

地层属上太古界吴集组，主要是片麻岩类岩石，以强混合岩化斜长片麻岩、含石榴石黑云斜长片麻岩为主，其次还有黑云角闪片岩，长英质变粒岩。

地层产状平缓略向东倾，构造平台与构造斜坡联合形成膝状弯曲，形成膝状挠曲构造。

刘塘坊矿床共发现大小铁矿体24 个，编号3～26。

其中3 #赋矿层位最低。

其中3 #矿体规模最大，为主矿体，12 号次之，4 #规模第三，其它为小矿体。

目前井巷揭露及井下钻探显示：矿体厚度较薄，多在3至6米，个别段厚度在20米以下，多为平行矿体，矿体受断层影响较大，连续性较差，受剧烈地质构造矿影响，部分接近矿体围岩破碎。

矿体倾角8°至30°，多在10°至20°左右，局部矿体离层，个别矿层挤压为粉状，对全矿采切施工、回采工作造成很大困难。

目前可采矿量偏少。

（二）采矿方法变化：2012年5月北部区域采矿合同签订后，根据-400m水平北部区域矿体特点，结合业主生产计划需要，-400m水平矿体7#至9#穿脉3#确定了分段中孔凿岩分段出矿分段房柱法，布置见下图：与此同时，-500m水平1#穿至4穿3#矿体也是分段房柱法回采，布置类似。

2012年9月开始采准施工，10月开始中孔凿岩，11月中旬开始中孔爆破，回采中，因矿体情况变化与原资料出入较大，矿岩控制不是太理想，后期采场顶盘破碎整体性较差，顶盘围岩垮落严重，采场内塌落围岩压矿石现象严重，后期实测采场顶板塌落多大9米以上，且无法控制。

随着后期各处沿脉及钻探显示，全矿已探明的矿体多为缓倾薄矿体，多在10至20度之间，且连续性较差，分段房柱法不适用。

2013年初，针对以上情况，全矿尚未回采地段及分段房柱法首分段以外的矿体采矿方法均调整为上向分层充填采矿法，具体来说应为脉外采准布置的点柱上向水平分层房柱法，具体布置：99709（三）点柱上分层充填回采方案脉外采准、溜井布置方案，采场沿走向布置，3#矿体按照原3#、4#、5#、6#穿脉划分采场，首分段高度为12.5米，其上各分段高度均为15米，矿体下盘水平距离60米左右布置-500~-400m斜坡道一条，各分段在矿体下盘50米左右布置脉外巷一条，脉外巷与斜坡道由分段联巷沟通，每个采场通过采场联络巷（±15%）与各自采场已形成的空区相通，作为人员、设备运行及出矿通道，溜井布置在下盘穿脉内，溜井上口在各自分段脉外巷附近，这样采场矿石通过汽车经采场联络巷、脉外巷、溜井联巷倒入溜井进入-500m运输系统。

上向进路充填采矿法说明上向进路充填采矿法是一种自下而上，以巷道掘进的方式进行回采，在进路掘至设计位置后并进行充填的采矿方法。

它是在每一水平分层布置若干条进路，按间隔或逐条进路的顺序回采，整个分层各条进路回采充填后，再回采上分层进路。

因在原岩下作业，要求矿岩较稳固，在巷道拉开后，顶板不会垮塌。

上向分层进路全尾砂胶结充填采矿法，对整个采场而言，以分层方式由下向上逐层回采，每分层划分成若干进路。

以进路为单位回采与充填，各进路间隔回采，采后胶结充填，待一期进路充填养护足够时间之后，再回采二期进路。

整个分层各采场进路回采充填后，再回采上分层进路。

该法的主要优点：（1）适应性强，对形态复杂和产状变化大的矿体，能有效进行回采。

（2）回采进路顶板暴露面积较小，一般只需锚杆或金属锚网护顶，就能保证回采作业的安全。

（3）回采工作可同时在多条进路内进行，实现凿岩、爆破、支护、出矿和充填等工序平行交替作业，提高了无轨自行设备的效率和采场生产能力。

（4）矿石回采损失率和贫化率低，资源回收率高。

（5）由于每条进路回采后，都及时进行了充填，有效地控制了顶板暴露面积与暴露时间。

该法的主要缺点：（1）采场为独头巷道型通风，通风效果相对较差。

（2）进路充填需进行接顶，充填工作复杂。

（3）进路胶结充填，采矿成本较高。

（4）采场采用浅孔凿岩爆破，采场生产能力不高。

3号岩体1830中段:采场布置与结构参数：中段高度为60m，采场宽为矿体水平厚度，长为矿体走向长度，分层高度3m。

进路沿矿体走向布置，长为矿体走向长度，宽为3~4m采准切割：根据现有工程布置和矿岩稳固性采准工程布置在矿体侧翼。

主要的采切工程有：1830水平有轨运输巷，溜井、人行措施井，溜井联络巷，人行井联络巷，分层联络巷，73线通风上山（充填回风井）。

其中溜井口通过锚杆焊接钢轨做为挡板，充填前采用钢筋混凝土封堵，封堵长度大于2 m。

回采工艺：回采顺序为自下而上逐层进行。

分层联络巷垂直矿体走向布置在矿体侧翼，分层联络巷规格为3mx2.6m （宽x高）,进路垂直分层联络巷布置，进路规格为3~4mx3m （断面为9~12m2）, 进路回采为隔一采一。

充填法采矿方法摘要：一、充填法采矿方法简介二、充填法采矿方法的主要类型及特点1.膏体充填采矿法2.固体充填采矿法3.废石充填采矿法三、充填法采矿方法的优缺点1.优点2.缺点四、我国充填法采矿方法的应用及前景五、结论与建议正文：充填法采矿方法是一种环保、高效的矿产资源开采方式。

在过去的几十年里，随着我国经济的快速发展，矿产资源需求不断增加，传统的采矿方法已经难以满足现代社会对环保、高效的要求。

因此，充填法采矿方法在我国得到了越来越广泛的应用。

充填法采矿方法主要包括膏体充填采矿法、固体充填采矿法和废石充填采矿法。

膏体充填采矿法是将尾矿、水泥、石灰等原料混合后，通过管道输送至采空区进行充填。

这种方法具有充填体强度高、抗渗性能好、环境污染小等优点。

但缺点是投资较高，对输送设备要求较高。

固体充填采矿法是将废石或尾矿经过处理后，制成一定规格的固体充填料，用输送设备输送至采空区。

这种方法具有投资较低、设备简单等优点。

但缺点是充填体强度较低，对采矿环境的适应性差。

废石充填采矿法是将开采出的废石进行处理，达到一定要求后，用于充填采空区。

这种方法具有投资较低、环保性能好等优点。

但缺点是充填体强度较低，对采矿环境的适应性差。

总的来说，充填法采矿方法具有很多优点，如减少土地破坏、降低环境污染、提高资源利用率等。

但同时，各种方法也存在一定的缺点，需要在实际应用中根据具体情况选择合适的方法。

在我国，充填法采矿方法已成功应用于金属矿山、非金属矿山等领域。

随着科技的不断进步和环保意识的加强，我国充填法采矿方法的应用将更加广泛。

此外，政府也在大力支持矿山绿色开发，为充填法采矿方法的发展提供了良好的政策环境。

结论：充填法采矿方法是一种具有广阔前景的采矿技术。

在我国，随着环保政策的加强和科技进步，充填法采矿方法将得到更广泛的应用。

为此，建议相关企业和研究机构加大研发投入，不断提高充填法采矿技术的可操作性和实用性，为我国矿产资源开发贡献力量。

上向水平分层充填法是国内外应用最广泛的充填采矿法之一，其特征是：将矿块划分为矿房、矿柱，先采矿房，后采矿柱。

矿房自下而上分层(水平分层或倾斜分层)回采，每回采一个或若干个分层后，及时进行充填以维护上下盘围岩，并创造不断上采的作业条件；矿柱按合理的回采顺序用充填法或其它合适的方法开采。

由于该方法具有采切、回采工程布置灵活，适应性强等特点，在经济合理的前提下，适用于任何倾角、任何厚度的顶板及围岩稳固的矿体。

如果矿岩稳固性稍差，可以将分层开采、充填改为分层进路开采、充填(称为上向进路充填法)。

图5-40为新桥硫铁矿缓倾斜中厚矿体(平均倾角12°，真厚度23m)机械化上向水平分层充填法示意图。

(1)采场布置根据矿体的厚度，采区可沿矿体走向和垂直矿体走向布置，薪桥硫铁矿矿体水平厚度较大，采用垂直走向布置。

采场划分矿房、矿柱，两者交替布置，先用上向水平分层胶结充填法回采矿柱，待充填体达到强度要求后，再用上向水平分层非胶结充填法回采矿房。

为在保证第二步矿房回采安全的同时，降低充填成本，矿房、矿柱宽度分别为14m和10m(因胶结充填成本大大高于非胶结充填，因此，矿柱尺寸小有利于降低充填成本)。

(2)采准、切割在矿体下盘掘进两条沿脉平巷10，每隔4～5个采场施工一条穿脉平巷9，连通运输平巷，形成环形运输系统。

采用下盘脉外采准有如下优点：①采准工程受采空区影响较小，便于维护和应用；②采场经脉外采场联络道、分段平巷与主斜坡道相通，无轨设备可在全矿调度使用，可充分发挥无轨设备效率高、移动灵活的优势，而且维修方便；③若采用顺路溜井，虽可缩短出矿运距，但因矿体倾角缓，一条溜井不能担负矿块全高的出矿任务，且溜井架设困难。

采用脉外溜井可以克服以上矛盾；④主要采准工程布置在下盘脉外，可以实现无底柱开采，提高资源回收率。

从阶段平巷在问柱中掘进横巷。

图5-40主要采准、切割工程布置分述如下：①斜坡道斜坡道是凿岩台车和铲运机在不同分层问实现自由快速移动的重要通道，因需要布设必要的管线电缆，且要考虑行人需要，因此，斜坡道应有一定规格要求，坡度应满足无轨设备最大爬坡能力要求。

上向分层充填采矿法实际运用的综合分析摘要：上向水平分层充填采矿法对损失贫化指标较小、灵活性大，可根据矿石及岩石性质调整采准和回采方式，对高品位或贵金属资源的回收有更大的指导意义。

关键词：上向水平分层；充填采矿按矿块结构和回采工作面推进方向，充填采矿法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和分采充填采矿法。

如果根据所采用的充填料和输出方法不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法三种。

本文重点阐述上向分层胶结充填采矿法的构成要素及具体实际应用。

一、方法概述上向水平分层充填采矿法是自下而上分层回采，每分层采出矿石后充入充填体，用于支撑采空区边帮和作为工作平台。

该采矿方法为工作面循环作业，凿岩爆破、出矿、充填和护顶完成一个循环后，进行下一分层的循环。

回采空间和范围可以控制，人员、设备在暴露的顶板下作业，需有效控制顶板，可用诸多充填材料进行充填。

该方法一般适用于矿石稳固、围岩不稳固的倾斜和急倾斜矿体，能适应形态不规则、分枝复合变化大的矿体。

除点柱式回采外，矿石损失、贫化率较低，是一种适应范围较广的充填采矿法。

据国外矿山统计，使用此方法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%，在我国充填法中占60%以上，也是国内外普遍使用的一种采矿方法。

用很少。

二、矿块的构成要素2.1结构和参数矿体厚度不超过lO～15m时，矿房的长度沿走向布置；超过15m时，矿房垂直走向布置。

矿房沿走向布置的长度一般为30-60m，有时达100m或更大。

垂直走向布置矿房的长度一般控制在50m以内，此时矿房宽度为8～10m。

阶段高度一般为30-60m，如果矿体倾角大，倾角和厚度变化小，矿体形态规整，则可采用较大的阶段高度。

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。

用充填法回采间柱时，其宽度为6～8m，矿岩稳固性较差时取大值，阶段运输巷道布置在脉内时，一般需留顶柱和底柱。

顶柱厚4～5m，底柱高5m，为减少矿石损失和贫化，或回采高品位矿石及贵金属，也有用混凝土假巷，以代替矿石矿柱。

充填采矿法及安全要求充填采矿法（填矿法）是一种采矿技术，在矿山开采过程中使用填充物填充开采后的空洞，以加固地下结构并提高矿山稳定性。

本文将详细介绍充填采矿法的原理、方法以及相关的安全要求。

一、充填采矿法的原理和方法充填采矿法是通过填充物填充采空区，形成稳定的岩层支撑结构，避免采空区塌陷和地面沉陷，同时提高矿山回收率。

充填物可以是矿石尾矿、水泥、煤矸石等，根据填充物的不同，分为干充填和湿充填两种方法。

1. 干充填法干充填法是将矿石尾矿等干燥的填充物通过管道输送到采空区，分层堆积，形成稳定的填充体。

其优点是操作简便，适用于较大的采空区，但需要保持填充区域的通风和水分控制，以防止填充物坍塌。

2. 湿充填法湿充填法是将矿石尾矿等与水混合成泥浆状的填充物通过管道输送到采空区。

湿充填具有较好的稳定性和流动性，在填充过程中可实现自流充填，减少了人工作业量，适用于小规模和复杂的采空区。

二、充填采矿法的安全要求充填采矿法的安全要求主要包括以下几个方面：1. 稳定性要求充填体的稳定性是充填采矿法的核心要求。

充填体应能够稳定支撑住地表和地下的岩层和设备。

为此，需要密度合理、力学性能适宜的填充材料，并采取适当的加固措施，如加强围岩支护、设置横向和纵向的支撑结构等。

2. 水资源保护要求充填采矿法会产生大量的废水，为保护水资源，需要在充填过程中采取措施，如设置回收水系统、严格控制水泥比例、进行废水处理等，以减少对地下水和地表水的污染。

3. 环境保护要求充填采矿法需要合理利用和处置采空区的岩石和矿石尾矿等废弃物。

在填充前，需要进行废弃物的分类、分选和处理，将有用的物质回收利用，减少对环境的影响。

4. 安全生产要求充填采矿作业需要严格按照相关的安全制度和操作规程进行。

需要进行人员岗前培训，确保操作人员能够熟悉操作规程和应急措施，并依法佩戴个人防护用具，遵守安全操作规程，确保人员的安全。

5. 定期检查和监测要求充填采矿作业结束后，需要定期对充填区进行检查和监测，以评估充填体的稳定性以及环境的变化情况。

世上无难事，只要肯攀登
上向水平分层干式充填采矿法回采工作
回采工作一般是按分层进行的，每采完一层，就充填一层，使工作空间始终2.0～2.2 米左右的高度。

这样每采充一次便形成一个工作循环。

每一分层的回采作业是相同的。

每一个工作循环包括：薄矿、撬毛、运搬矿石、充填、浇注混凝土隔墙和底板，加高溜矿开和顺路天井等。

由此可见，缩短一个回采循环时间，即可提高充填法技术经济效果。

（1）薄矿的分层高度--目前国内主要用浅孔崩矿，分层高度少为1.5～2.0 米。

如果用中深孔崩矿。

则分层可达4-5 米，或可采用两次以致多次浅孔崩矿，逐步形成。

加大分层高度有优点，也有不足。

1）优点：①可减少辅助作业量，（如清场、浇注工作，吊迁设备等）
②可提高劳动生产率和采矿程度，降低采矿成本。

2）缺点：①撬毛工作困难：因采空区的空间高达6-7 米，工人观察，检查顶板困难。

处理浮石也难，故安全性差。

②岩用中深孔薄矿，则必然增加大块，增加了破大块工作量，影响电耙出矿效率。

且污染空气。

③若用人工浇注隔墙时，则由于隔墙高度增大，造成浇注工作劳动强度大，困难显著增加。

在条件许可情况下，可以采用高分层回采。

采用高分层的必要条件和应采取的措施是：
a）矿石和上盘围岩很稳固；
b）有自行式升降台，可随时检查顶板和处理浮石；
c）有输送混凝土浇注隔墙的机械设备；。