一、什么是矿井充填

充填是采用充填类采矿法矿山的一个主要生产工序。矿山充填是一个复杂的系统工程，涉及充填材料选择、充填混合料配比优化、充填料浆制备及输送、采场充填工艺、充填质量保证等各个环节，每一个环节出现问题，都会造成严重后果，不仅破坏矿山正常生产，恶化矿山经济效益，造成资源浪费，而且可能产生重大安全事故，影响矿山可持续发展。

二、矿井充填工艺有哪些

根据所采用的充填料和充填料输送方式的不同，充填工艺分为干式充填、水砂充填和胶结充填3大类。

1）干式充填

中国早在20世纪50年代就采用了以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺，废石干式充填法曾在50年代初期成为中国主要的采矿方法之一，如1955年有色金属地下开采矿山中该方法应用比例高达54.8%。干式充填是将掘进废石等干充填料利用运输设备运至待充填地点进行充填的工艺，因其效率低、生产能力小和劳动强度大，已不能满足“三强”（强采、强出、强充）采矿生产的需要。因而，自1956年开始，国内干式充填法所占的比重逐年下降，到1963年在有色矿山的产量仅占0.7%，处于被淘汰的地位。

2）水砂充填

水砂充填是将充填骨料加水制成质量浓度较低的砂浆，利用管道、溜槽、钻孔等自流输送到待充填地点进行充填的工艺。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体，充入采空区后，充填料留在采空区，水渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。我国的水砂充填工艺是从20世纪60年代开始采用的，1965年在锡矿山南矿为了控制大面积地压活动，首次采用了尾砂水力充填工艺，有效地减缓了地表下沉。

3）胶结充填

干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴，由于非胶结充填体无自立能力，难以满足采矿工艺高回采率和低贫化率的需要，20世纪60~70年代，中国开始开发和应用胶结充填技术。胶结充填是将胶凝材料（一般为水泥）、骨料、水混合形成浓度较高的浆体，通过钻孔或管道，自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后，成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体，充入采空区后，除一部分参与水泥水化反应之外，多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去，沿巷道水沟流入水仓，通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。

三、矿山工作面充填工艺

矿山工作面充填工艺

1）充填准备

所有需要充填的采场，充填前的准备工作包括：

（1）延长脱滤水装置；

（2）构筑与采场联络道间的密闭墙；

（3）接通采场充填管路；

（4）检查地表充填制备站与充填采场之间的通讯系统；

（5）检查充填线路。

2）充填工作

所有充填准备工作完成后，即可进行采场充填，采场充填应做到：

（1）根据地表充填料浆制备站充填材料储备情况，确定能连续充填的时间，进而确定每次连续充填的地点与高度；

（2）充填开始时，先下清水进行引流，待采场充填管道出口见到清水后，再开启充填固料输送装置，搅拌形成浆体，进行正式充填；

（3）为提高充填体质量，减少采场泄水量，应尽量提高充填料浆浓度；

（4）充填结束时，在停止固料添加的同时，加大供水量进行洗管，待采场充填管道出口见不到固料颗粒后，停止供水，结束充填工作；

（5）胶结充填时，要待充填体养护一定时间，达到作业要求时，方可进行下一分层的回采作业。

四、矿井充填料浆制备与输送系统

充填料浆一般在地面充填制备站制备，然后通过输送系统输送到待充地点进行充填。充填料浆制备与输送系统一般包括充填物料储存与输送系统、充填料浆搅拌系统、充填料浆输送系统和充填过程控制系统4部分组成。

充填材料的输送方法

水力输送。在地面充填制备站，经过充填管路利用倍线自重输送或用泵将水砂充填或胶结充填材料送往井下采场进行充填。    

风力输送。一般是在井下设置充填站，制备胶结充填或干式充填材料，再通过管路，用压气输入采场进行充填。

机械充填。干式充填材料经常是通过充填井下井，再转运到采场，通过电耙或抛掷机进行充填。充填用混凝土或通过地表搅拌，经垂直管路下井或在井下设制备站制备，然后送到采场，再用电耙或抛掷机充填。

目前国内外均是以水力充填为主。无论是风力充填还是机械充填，均有辅助的输送充填料下井问题，环节多，工艺较复杂。但风力充填机和抛掷机充填有充填密度大、接顶好的优点。在某些采矿方法，如上向及下向进路充填法中，可充分显示出其优越性。

除充填采矿法外，空场采矿法的采空区亦常用水力充填或干式自重充填等工艺进行嗣后充填。用水力充填采空区时，对脱水速度要求不严，允许在一定时间内将水脱出，对充填体含水量要求亦不严格，但必须设置脱水设施，防止充填体长期处于饱和或准饱和状态。

 图1为某矿山分级尾砂胶结充填制备与输送系统工艺流程图。

1）充填物料储存与输送系统

为解决矿山充填的不均衡性，充填制备站必须备有2~3d充填需要的骨料量，充填固料一般储存在砂仓中，砂仓分为卧式砂仓和立式砂仓两大类，卧式砂仓一般根据地形，或挖方或填方进行构筑，用于储存干物料；立式砂仓可建于地面，亦可建于地下，一般用于储存湿物料，如尾砂等。卧式砂仓建设的灵活性较大，只要能满足生产需要就行；而立式圆形砂仓建设的原则是高度为直径的2倍以上。图1中尾砂、砂石均采用立式砂仓形式。