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。

 （三）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——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>

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

（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

矿房的水平暴露面积，主要取决于矿石的稳固性。当矿石稳固时，水平暴露面积多在300～500M2之间；当矿石很稳固时，可达到800～1200 M2或更大， （个别矿山达到2000 M2）。

（5）矿柱尺寸

1）间柱宽度：间距宽度取决于间柱的回采方法和矿岩的稳固性以及矿体厚度。

用充填法回采间柱时，可留7～10米。

当矿石和围岩不太稳固且地压较大时，则应取较大的尺寸。间柱留的过小，受的压力大，不易回采矿柱；间柱留的过大，则又形成较大的采空区。

当矿体很薄时（3～4米的薄矿脉），也可以不留间柱，此时采用在矿房之间浇灌混凝土隔墙的办法；

2）顶柱厚度

当上部运输巷道需要保护时，则应当根据矿石的稳固性和矿房的大小，保留3～5米厚的顶柱。不留顶柱可以简化回采步骤，因而可以减小矿石的损失和贫化，但需要建造人工假巷。

3）底柱高度

对于充填采矿法，由于采准巷道布置简单，在底柱中的巷道很少，并且不在其中进行二次破碎。故矿石底柱的稳固性破坏较小，因而底柱高度可以小一些。

当矿房位于主要运输平巷之上时，必须要留底柱。一般在运输平巷上部只留2-3米高的底柱。（即从运输水平底板算起总计高4-5米）。

（三）采准工作

采准工作包括有：沿脉和穿脉平巷，天井、联络道，放矿溜井以及充填井。

（1）沿脉平巷和穿脉平巷

为了便于探矿和采矿，一般靠近矿体下盘或上盘边界掘进。

沿脉运输平巷多用于中厚以下矿体的回采中。当矿体很厚，矿房垂直走向布置时，为了布置溜井方便，相邻矿块采矿互不产影响等，通常采用穿脉运输平巷）。

当矿房和间柱沿走向的长度比较大时，则矿房和间柱分别开凿独立的运输穿脉巷道。相反，则运输穿脉巷道可开在矿房和间柱的交界外，共用一条巷道。

运输巷道的断面一般为2.1×2.5米，（依运输设备定断面）。

（2）在一个矿房中至少应当有两个天井（一个是人行天井，另一个是定填天井）。

1） 人行天井--人行天井一般布置在间柱宽度的中央靠下盘处。

很有利。

人行天井断面为(1.5m～2.0m) ×2.5米2或2×2米2，其倾角应大于60°，以便回采矿柱时可以改作充填井。

矿体两边的人行通风天井，一般可以采用顺路天井。优点是可以减少掘进工作量。同时能适应矿体形态的变化。

顺路天井的断面一般为1.5×1.5米2。

2）充填井--充填井一般布置在矿房中央靠上盘的地方，以减少充填料的运搬距离。另外在定位时，应考虑到充填井与溜矿井、人行井之间的相互位置，做到既便于工作，而又确保矿房中工作的安全。充填井的上部出口与上部平巷或短横巷相通，以便倾倒充填料。充填井的倾角应当保持在60°以上，以便充填料和混凝土能靠自重顺利地溜下

充填井断面--应当满足运送充填料，运送材料以及设备等的需要，因而井的断面应当大一些。

（3）放矿溜井

1）在一个矿房中应设两个放矿溜井，以便于当一个溜井发生堵塞或破坏时，另一个溜井还能继续生产。（当矿房很小时，有时只留一个溜矿井）。

2）溜井的位置--溜井应设在矿石运搬距离最短的地方，同时使用的运搬机械不同，应有所区别。

3）流矿井断面--通常为园形断面，内径为1.5×1.8米2，它是由矿石的块度及出矿量大小确定的。

4）溜井砌筑--溜井可用混凝土浇灌或予制混凝土砖砌筑成，或者用钢板焊接成园筒（如焦家金矿、红花沟金矿都用钢板）

5）溜矿井的倾角应当大于60°   

溜井的下口与平巷或横巷相通，并设有放矿闸门。

（4）联络道：

自拉底水平的底板起，在天井中每隔4～6米，垂高布置一条联络道，使之与矿房相通。

两个天井的联络道，在垂直位置错开布置较好，以免充填时两个天井中的联络边同时被堵死。

联络道要和天井掘进同时完成。

联络道断面为1.5×2～1.8×2米2。

（四）切割工作

1）对于干式充填采矿法，切割工作只有一个拉底工作。在拉底之前，先在拉底水平掘进一条拉底巷道，它是先由人行天井第一条联络道掘进一条短巷，与溜矿进一相通，然后利用溜矿井出矿，同时把拉底巷道（在矿房中）掘进完毕。

拉底水平位于运输巷道上部2-3米处，拉底巷道断面为1.8×2.0～2×2m2。

在拉底巷边的基础上，向矿房两边扩大至矿房边界。在拉底区的底板上要浇灌一层厚0.3～0.5米钢筋混凝土作为下阶段回采的保护层。

（2）拉底的方法可分为无底柱拉底方法和有底柱拉底方法两种：

1）无底柱拉底方法：（人工底柱）

上述两种拉底方法，各有自己的优缺点。

无底柱拉底方法的优点是：可以免除回采底柱的困难，可以提高矿石回收率。

缺点是：工作繁重，劳动量大，效率低。

留底柱拉底方法的优点是：效率高，拉底时对巷道的运输工作影响较小。

缺点是：回采底柱的损失比较大。

（五）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；

d）使用高效率的凿岩设备，加大炮孔密度，减少大块率。

（2）凿岩爆破工作

凿岩方式有两种：① 利用上向式凿岩机打上向孔；②打水平孔。

一般多用上向孔，孔深1.6～2.0米，孔间距0.8～1.2米。

前后排炮孔错开布置，以充填井为自由面崩矿，每分层分为2-3次爆破。

打上向孔，可以集中把眼打定，然后一次爆破，也可分次爆破。放炮后，集中出矿，适合用电耙出矿。

打水平孔时，只能随打随崩矿，适用于装矿机出矿。打水平孔崩矿、顶板比较平整，撬碴工作量小，有利于顶板管理，安全性比较好。

※对于充填法，采场内一般不分梯度凿岩，因那样充填工作不利。但可以先爆破一半，之后充填这一半，而另一半，可进行凿岩，打完眼爆破，出矿后再充填。也即两半部分交替进行作业。

3）矿石运搬

目前国内充填法矿石运搬主要用电耙和装运机两种设备，它们各有优缺点。

电耙子的优点是：坚固耐用，操作简单，维修费低，运搬能力大， （一台28KW电耙，平均生产能力可达120—150吨/台）用电耙在采场内既可出矿，又可用来耙平混凝土料，也可用来铺平充填料，效率高。

缺点是：靠边处矿石耙不干净，要人工辅助清理，要经常移动滑轮。需要有高强度的混凝土底板，否则会增加矿石的损失贫化。

装运机的优点是：运输灵活，能比较干净的把矿房内的矿石装运出石。

缺点是：不能耙平充填料，也不能用来铺设混凝土。

（4）混凝土浇灌工作

干式填法的混凝土浇注工作有三项——浇注底板。隔墙及放矿流井。有时也要浇注人工假底和顺路天井。

1）浇注底板

为了提高矿石回收率和改进作业条件，要在充填料上（每一分层回采完以后）面铺一层厚为8～250px的混凝土，人工浇注混凝土时，效率低，劳动强度大。

另一种方法是把搅拌好的混凝土从充填井下放，倒入采场中，然后用电耙子耙（耙斗翻过来放着）再辅助少量人力劳动即可完成。

一个300～500米²的矿房，且一个班时间可以铺完混凝土底板。

对混凝土底板强度要求——一般要求在落矿之前轴向抗压，强度不小  20kg/cm²，且应在铺设后2—3个班内达到此强度。