上向分层充填采矿法

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。

世上无难事，只要肯攀登上向分层充填采矿法的特点及方案上向分层充填法是自下而上分层回采，每分层先采出矿石，而后填入充填料，以支撑采空区两帮和作为工作平台。

该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工作，需有效地控制顶板；可以用任何充填材料进行充填。

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。

除点柱式外，矿石的损失率、贫化率低，是一种适应范围广的充填采矿法。

据国外85 个充填法矿山统计，上向分层充填法采出的矿石量占充填采矿法总产量的38.3%；该法在我国充填法中占60%以上。

上向分层充填法按分层倾角，可分为水平分层充填法与倾斜分层充填法。

目前国内外应用较为普遍的是上向水平分层充填法。

倾斜分层充填法仅在使用干式充填材料的某些矿山中采用。

图1 为连续回采的倾斜分层充填法。

倾斜分层的优点在于出矿和充填可以借自重完成。

图1 倾斜分层采矿法a-充填阶段;b-落矿阶段;1-自行矿车;2-垫板;3-无轨装运设备上向水平分层充填法按采场结构、工作面形态和工艺特点，分为沿走向、垂直走向和点柱上向分层充填法三个基本方案。

[next] （1）沿走向上向分层充填采矿法。

该方案结构特点是：沿矿体走向一定的长度或整个矿体的走向长作一个采场，可以实现回采工作的平行作业，以便充分发挥设备效率，提高矿石回收率。

它适用于厚度在10～15m 以下的矿体。

采场宽为矿体厚度，采场长100～300m，最长达800m。

图2 为红透山铜矿沿走向上向水平分层充填法。

图2 红透山铜矿沿走向（长采场）上向分层充填法1-风井;2-脱水井;3-溜矿井;4-提升井;5-斜坡道;6-充填隔墙;7-排水管;8-脱水塔;9-崩落矿柱;10-上向炮。

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。

IV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2m。

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凿岩采用YT-28型凿岩机凿岩，炮孔深度2.3m,布孔见炮孔布置图。

向上式水平分层充填采矿法的优化向上式水平分层充填采矿法是一种常用的地下采矿方法，具有适应性强、安全性高等优点。

然而，这种方法在实际应用中仍存在一些问题，如充填质量不稳定、采矿效率低等。

为了提高采矿效率和安全性，本文提出了一系列优化方案。

向上式水平分层充填采矿法是一种采矿方法，将矿体自下而上分层回采，每一层回采后，用充填料充填采空区，以控制顶板垮落和支撑围岩。

然而，这种方法在实际应用中存在一些问题，如充填质量不稳定、采矿效率低等，这些问题制约了向上式水平分层充填采矿法的进一步发展。

为了解决上述问题，本文提出了以下优化方案：采用高浓度充填料充填采空区，可以提高充填体的稳定性，减少顶板垮落和围岩变形。

同时，采用压力控制技术，确保充填料能够充分充满采空区，避免出现空洞和离层。

在回采过程中，加强矿柱的支撑，防止采空区顶板垮落和围岩变形。

可以采用加固材料对矿柱进行加固，提高矿柱的承载能力。

采用先进的回采工艺，如综合机械化回采、遥控回采等，提高回采效率，减少回采成本，同时确保回采安全。

加强现场管理工作，确保各项优化措施得到有效实施。

采用现代化的监控手段，对采场进行实时监测，及时发现和解决问题。

通过上述优化措施的实施，向上式水平分层充填采矿法可以获得以下优势：采用先进的回采工艺和技术手段，可以提高采矿效率，减少回采时间，提高产量和产值。

采用高浓度充填料充填采空区，可以确保充填质量，有效控制顶板垮落和围岩变形，提高了矿山安全生产水平。

通过加强现场管理和监控手段，可以及时发现和解决问题，改善作业环境，提高工作效率和员工满意度。

通过优化回采工艺和加强矿柱支撑等措施，可以降低采矿成本，提高矿山经济效益。

向上式水平分层充填采矿法是一种常用的地下采矿方法，在实践中存在一些问题，如充填质量不稳定、采矿效率低等。

为了解决这些问题，本文提出了优化方案，包括提高充填质量、强化矿柱支撑、改进回采工艺和加强现场管理。

这些优化措施可以提高采矿效率和安全性，改善作业环境，降低采矿成本，具有重要的实践意义和推广价值。

世上无难事，只要肯攀登
上向水平分层干式充填采矿法矿块构成要素
（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沿走向布置当矿石与围岩比较稳固的条件下，矿体厚度又不超过1015 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。

（3）阶段高度
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。

（4）矿房的水平暴露面积。

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。