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单层充填采矿法 上向分层充填采矿法 下向充填采矿法 分采充填采矿法 第十四章 充填采矿法
第十四章 充填采矿法 第一节 概述： 随回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的的采矿方法，叫充填采矿法。目的是利用充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采工作面创造安全和方便。可分为： 单层充填采矿法 上向分层充填采矿法 下向充填采矿法 分采充填采矿法
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第二节 单层充填采矿法 使用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向，一次按矿体全厚回采，随工作面的推进，有计划地用水力或胶结充填采空区，以控制顶板崩落。如图。
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1. 结构参数：矿块斜长30~40m, 沿走向长度60~80m， 空顶距 2. 4m, 充填距2. 4m, 悬顶距 4
1.结构参数：矿块斜长30~40m, 沿走向长度60~80m， 空顶距 2.4m, 充填距2.4m, 悬顶距 4.8m， 矿块间不留矿柱， 2.采准和切割：矿体内布置切割平巷，上山和溜矿井、人行联巷，上山布置在矿块边界处 3.回采：每次沿工作面推进2.4m，沿倾斜工作面推进2m（根据顶板暴露面积而定），浅孔凿岩，电耙出矿。
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4.评价： 当开采水平或缓倾斜薄矿体时，在顶板岩层不允许崩落的条件下，单层充填法是唯一可用的采矿方法，回收率高，贫化率低，但是采矿工效低，坑木消耗大。
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第三节 上向水平分层充填采矿法 一般将矿块分为矿房和矿柱，第一步骤回采矿房，第二步骤回采矿柱。如图。 回采矿房时，自下向上分层进行，随工作面向上推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的空间。充填体维护两帮围岩，并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。矿房采到最上面分层时，进行接顶充填，矿柱在矿房采完后再进行回采，回采矿房的充填方法可用干式充填，水力充填和胶结充填。
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一·水力充填方案 1.矿块结构和参数：矿块结构和参数：当矿体厚不超过10~15m时，矿房的长轴沿走向布置，当矿体厚度超过15m，矿房垂直走向布置。 一般矿房长30~60m,有时达100m。 阶段高度30~60m。 间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳定性以及间柱的回采方法。用充填法回采矿柱时，其宽度为6~8m，矿岩稳固性差时取较大值， 顶柱4~5m,底柱5m。 有时为了减小矿石损失，用混凝土假巷代替矿柱。采场内需设置溜矿井和漏水井。如图。
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2.采准切割工作：充填天井， 人行滤水井，放矿溜井， 3.回采工作： 浅孔落矿， 水平压矿； 胶结充填底板， 隔墙。
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二·胶结充填方案的特点 如图。 胶结充填方案的矿块采准和回采等，与水力充填方案基本相同， 行人天井不要按滤水井条件构筑， 溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可以形成。 由于胶结充填成本很高， 第一步骤回采应取较小尺寸，但所形成的人工矿柱必须保证第二步骤回采的安全；第二步骤回采可用水力充填，故可选择较大的尺寸。胶结充填的接顶问题：人工接顶和注浆加压接顶。
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三·上向水平分层充填法的评价 优点：矿石损失贫化小，但效率底，劳动强度大。应用水力充填和胶结充填技术，以及回采工作面使用无轨设备，使普通充填法提高到新的水平，进入高效率采矿方法，使用范围不断扩大。 缺点：充填成本高，充填系统复杂，阶段间矿柱回采困难。
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四·上向倾斜分层充填采矿法 与上向水平分层充填法的区别是，用倾斜分层（倾角近40度）回采，在采场内矿石和充填料的运搬，主要靠重力。 这种采矿方法只适用于干式充填。 应用自行设备后，倾斜分层充填采矿法，改为沿全阶段连续回采，如图。 矿石用自行设备运出。充填料从回风水平用自行设备运至倾斜面靠自重溜下。 由于该方法用干式充填，适用条件严格。该方法逐渐被上向水平分层充填法所取代。
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第五节 下向分层充填采矿法 下向充填采矿法，用于开采矿石很不稳固或矿石和围岩均很不稳固，矿石品位很高或价值很高的有色金属或稀有金属矿体。 其实质是：从上往下分层回采和逐层充填，每一分层的回采工作，是在上一层人工假顶的保护下进行的。
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一·下向分层水力充填采矿法 1.矿块结构参数：如图，阶段高30~50m, 矿块长30~50m，宽度为矿体的水平厚度。不留顶柱，底柱和间柱。 2.采准和切割：运输巷道布置在下盘接触带，矿块中间布置一个溜矿井。随回采分层的下降，行人天井逐渐为建筑在充填料中的混凝土天井所取代，而溜矿井从上往下逐层消失。 3.回采工作：回采方式为巷道回采和分区壁式回采两种。
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分区壁式回采是将每一分层，按回采顺序划分为区段，以壁式工作面沿区段全长推进。回采工作面以溜井为中心按扇型布置，每一分区的面积控制在100m2以内。如图。
回采分层高度为2~2.5~3m，回采巷道的宽度为2~3m。用浅孔凿岩落矿。孔深1.6~2m。电铲或电耙出矿。充填前要做的工作：清理底板，铺设钢筋，钉隔墙，构筑脱水砂门等。混凝土底板强度达100~150号。如图17-10. 脱水沙门如图。上述工作完成后即可进行充填。
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二·下向分层胶结充填采矿法 它与下向分层水力充填采矿法的区别在于充填料不同。从而取消了钢筋混凝土底板和钉隔墙。只需在巷道两端构筑混凝土模板，简化回采工艺。该法一般用巷道回采。高3~4m,宽度3.5~4m~7m。主要取决于充填体强度和矿体稳固性。回采巷道间隔回采，上下相邻分层的回采巷道应互相交错布置。充填工作连续进行，使充填体完整，在5~7天可在相邻进路进行回采。浅孔落矿。电铲出矿。
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三·下向分层充填采矿法的评价 这种采矿法法适用于复杂的矿山开采条件，如围岩不稳，围岩和矿石都不稳固，以及地表不许崩落等。它代替分层崩落法可取得良好的经济效果。 下向分层水力充填法结构和工艺较复杂，保护围岩和地表的可靠性不如下向胶结充填方案。在矿石价值较高时应用下向分层胶结充填法。
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该方法优点：矿石损失小（3~5%）。 缺点：劳动生产率低，成本较高。 随着矿床开采深度增加，地压加大，下向分层胶结充填法具有广阔的应用前景。
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第六节 分采充填采矿法 当矿脉厚度小于0.3~0.4m，只采矿石，工人无法在其中工作，必须分别回采矿石和围岩，使其采空区达到允许的最小厚度(0.8~0.9m),采下的矿石运出采场，而采掘的围岩充填采空区，为继续上采创造条件。这种采矿法叫分采充填采矿法（也叫削壁充填法）。该采矿法常用于开采急倾斜极薄矿脉，如图。
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自下向上水平分层回采时，可根据具体条件决定先采矿石或先采围岩。当矿石易采，有用矿物又易被振落，则先采矿石；反之，先采围岩，一般采下盘围岩。采矿之前应铺垫板，以防止粉矿落入充填围岩中。如采掘的围岩量超过充填所需的用量，则需铺设矿石溜井和废石溜井。该方法损失不大（7~15%），贫化达15~50%。回采工艺复杂，效率低，劳动强度大，机械化程度低，它比混采留矿法优。
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第七节 方框支架充填采矿法 在矿体厚度较大（中厚以上），矿石和围岩极不稳固，矿体形态极其复杂（厚度，倾角和形态变化很大），矿石贵重等条件下，方框支架充填采矿大，还是一种有效的采矿法。回采工作可以从阶段水平底板开始，或者从顶板开始，由于存在支架和充填劳动强度大，劳动生产率低，坑木消耗很大，成本高，回采成本很高，这种采矿方法只用于极不利的矿山地质条件采用。
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第八节 矿柱回采 用两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法），矿房回采后，矿房已为充填料充满，就为回采矿柱创造了条件。在矿块单体设计时，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺序。一般采完矿房后应及时回采矿柱，否则，矿柱上的应力回增加，矿柱开采条件恶化。 间柱回采条件有以下几种
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一·胶结充填矿房的间柱回采 1.用上向水平分层充填法， 2.用下向水平分层充填法， 3.用留矿法和房柱法，
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二·松散充填矿房间柱回采 在矿房用水砂充填法回采，或者用空场法回采后，随后充填。 用充填法回采间柱，须在其两侧留1~2m矿石，以防止矿房中的松散充填料流入间柱工作面。 如地表允许崩落，矿石价值不高，可用有底柱分段崩落法回采间柱。如图。
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三·顶底柱回采 如在回采上分层矿房和矿柱时构筑了人工假底，则在其下部回采顶底柱时，只需控制好顶板暴露面积。 （1）用上向水平分层充填法就可以顺利完成回采工作。当上覆岩层不允许崩落时，应力求接顶密实。 （2）上覆岩层允许崩落时，用无底柱分段崩落法回采上阶段底柱，如图。
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四·小结 近年来，采用了高效率的采装设备，充填工作实现了管路化，自动化，并广泛适用选厂尾砂做充填料，使充填采矿法变成了效率较高，成本较低，矿石回收率高，损失贫化小，作业安全的的采矿法。特别是对围岩和地表需保护，地压大，有自然危险，矿体形态复杂或贵重金属矿床，充填法的优越性更加突出。 目前正在大力推广适用膏体充填技术，使充填采矿法的应用前景更加广阔。
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无底柱分段崩落法回采顶柱
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