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充填采矿法分为哪几种

发布时间:2025年09月10日 浏览量:58

矿山充填开采法根据矿块结构、回采工作面和充填体的相互关系以及回采顺序,可以分为以下几种主要方法。

其核心分类原则是:究竟是一步骤回采(整个矿房一次采完再充填),还是两步骤回采(先采矿房,充填后再采矿柱)。

以下是详细的分类:

一、两步骤回采的充填法

这是最经典和常见的充填采矿法,适用于矿体和围岩中等稳固以上的条件。它将矿块划分为矿房和矿柱,分两步回采。

  1. 上向分层充填法

    • 进路式:将分层划分为较小的进路,一条一条地采充,安全性好,适用于不够稳固的矿岩。

    • 全面式:整个分层全面回采,效率高,适用于很稳固的矿岩。

    • 过程:自下而上地分层回采(每层约3-4米)。每采完一层,立即进行充填,并在充填体之上构筑人工假顶,作为下一分层的回采工作平台。可分为:

    • 特点:安全性高,贫化损失率低,适应性强,但生产效率相对较低,成本较高。

  2. 下向分层充填法

    • 过程:自上而下地分层回采和充填。每一层的回采工作都是在上一分层形成的人工假顶(由高强度的胶结充填体构成) 保护下进行。

    • 特点:用于开采矿岩极不稳固、地表不允许塌陷的特殊贵重矿体。安全性极高,但工艺复杂、成本高昂、生产效率低。

  3. 留矿充填法

    • 过程:此方法是传统留矿法的改进。在采场内用留矿法自下而上回采,矿石并非全部放出,而是用机械将部分矿石运出后,用充填体置换采场内的矿石,最后再将存留的矿石全部放出。

    • 特点:利用了留矿法无需人工支护作业面的优点,又通过充填体控制了地压,减少了矿石的贫化损失。但工艺比较复杂。

  4. 方框支架充填法

    • 过程:在极不稳固的矿岩中,用方框木支架支护采空区,然后用干式充填材料填满方框。

    • 特点:劳动强度大、效率极低、成本非常高,是古老的方法。现在仅在处理特殊复杂地质条件的边角矿体时极少使用。

  5. 削壁充填法

    • 过程:主要用于开采极薄的脉状矿体。由于矿脉太薄,无法作业,需要分别回采部分围岩来扩大工作空间。先采下的矿石运出,然后将爆下的围岩充填到采空区作为工作平台。

    • 特点:专门用于极薄矿脉,生产效率低,但可以极大地降低贫化率,保护资源。

二、一步骤回采的充填法(嗣后充填)

这种方法不划分矿房和矿柱,将整个盘区或矿块作为一个回采单元,一步骤全部采完,然后进行一次性充填(嗣后充填)。

  1. 阶段空场嗣后充填法

    • 过程:类似阶段空场法,将矿块划分为矿房(或盘区),用深孔大量崩矿,矿石全部放出后,形成巨大的空区,然后一次性用充填材料(通常是胶结充填体)将这个空区充满。

    • 特点:生产效率高,成本相对较低,是大型矿山开采厚大矿体的主流高效方法。但对矿体稳固性要求较高。

  2. VCR法(垂直深孔球状药包后退式采矿法)

    • 过程:是阶段空场嗣后充填法的一种特殊形式。在矿房顶部凿岩硐室内钻凿大直径深孔,使用球状药包,自上而下分层崩矿。矿石全部出完后,进行嗣后充填。

    • 特点:爆破效果好,作业安全,生产效率高。

总结对比

方法回采步骤回采方向适用条件主要特点
上向分层充填法两步骤自下而上矿岩中等稳固适应性强,安全性好,效率较低
下向分层充填法两步骤自上而下矿岩极不稳固安全性极高,成本高,效率低
阶段空场嗣后充填法一步骤阶段整体回采矿岩稳固至中等稳固的厚大矿体生产效率高,成本较低
VCR法一步骤自上而下崩矿矿岩稳固的厚大矿体爆破效率高,作业安全
削壁充填法两步骤自下而上极薄脉状矿体贫化率低,资源回收率高,效率极低

核心演变趋势:现代大规模采矿的趋势是优先采用一步骤的嗣后充填法(如阶段空场嗣后充填),因为它效率最高、成本相对较低。只有当矿岩条件不允许时,才会采用工艺更复杂、成本更高的两步骤分层充填法。