充填採礦法

充填採礦法屬人工支護採礦法。在礦房或礦塊中，隨著回採工作面的推進，向採空區送入充填材料，以進行地壓管理、控制圍岩崩落和地表移動，並在形成的充填體上或在其保護下進行回採。本法適用於開採圍岩不穩固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體；地表不允許陷落，開採條件複雜，如水體、鐵路幹線、主要建築物下面的礦體和有自燃火災危險的礦體等；也是深部開採時控制地壓的有效措施。充填法的優點是適應性強，礦石回採率高，貧化率低，作業較安全，能利用工業廢料，保護地表等；缺點是工藝複雜，成本高，勞動生產率和礦塊生產能力都較低。

充填採礦法

正文

屬人工支護採礦法。在礦房或礦塊中，隨著回採工作面的推進，向採空區送入充填材料，以進行地壓管理、控制圍岩崩落和地表移動，並在形成的充填體上或在其保護下進行回採。本法適用於開採圍岩不穩固的高品位、稀缺、貴重礦石的礦體；地表不允許陷落，開採條件複雜，如水體、鐵路幹線、主要建築物下面的礦體和有自燃火災危險的礦體等；也是深部開採時控制地壓的有效措施。充填法的優點是適應性強，礦石回採率高，貧化率低，作業較安全，能利用工業廢料，保護地表等；缺點是工藝複雜，成本高，勞動生產率和礦塊生產能力都較低。
根據所用充填材料和輸送方式不同，充填採礦法可分三組：①乾式充填法，充填材料為專用露天採石場采出的碎石、露天礦剝離或地下礦採掘的廢石等。經破碎，用機械、人工或風力輸送至采場。②水力充填法，充填材料為砂、碎石、選廠尾砂或爐渣等。用管道借水力輸送至采場。③膠結充填法，充填材料為水泥等膠凝材料和砂石、爐渣或尾砂等配製的漿狀膠結物料，凝固後有一定強度，用管道借水力或機械輸送至采場。乾式充填法套用最早，它的生產效率低，勞動強度大，採礦成本高。至20世紀50年代，已逐漸為其他高效率採礦方法所取代。由於開採深度增加，環境保護要求嚴格，又急需降低稀缺高價礦石的損失和貧化，各國都加強了對充填新工藝的研究。50～60年代水力充填和膠結充填新工藝投入生產，克服了乾式充填的一系列缺點，使充填採礦法的套用比例逐年增加。中國有色金屬礦山各類充填採礦法歷年產量所占百分比見表。

充填採礦法

20世紀70年代，廣泛採用自行無軌設備和斜坡道采準布置，用梯段工作面長采場或包括幾個礦塊的盤區回採(圖1)。在回採工藝方面套用上向高分層崩礦，錨桿和金屬網支護頂板（見巷道與硐室支護），低價高強度膠結充填材料等新技術，使充填採礦法得到進一步完善。水力和膠結充填法尚存在工藝複雜，滲濾廢水和細泥污染井下環境，充填成本較高等問題，尚需進一步研究改進。根據采場結構，回採方向和回採工藝，充填採礦法又可分為上向分層充填法、下向分層充填法、壁式充填法、削壁充填法和方框支架充填法。

充填採礦法

上向分層充填法 將礦房或礦塊在垂直高度上水平地或傾斜地劃分分層,由下向上逐層回採（圖2）。每采完一個分層，隨即進行充填。並在充填體中順路構築放礦溜井和行人天井（兼作泄水井用）。在礦塊中布置充填天井，用來下放充填料；有時兼作提運設備、材料、通風和行人用。回採過程是鑿岩、崩礦、出礦、架設行人天井和礦石溜井,建造隔牆,充填和鋪蓋膠結底板等。水力充填時每一分層充填料上部均鋪蓋強度較大的膠結底板，以減少出礦時礦石的貧化和損失並提高出礦效率。靠近礦柱建造隔牆，將鬆散充填料與礦柱隔開，為下一步回採礦柱創造良好的條件。該法用於開採礦石穩固而圍岩不穩固的礦體。礦石和圍岩均不穩固時，可用微傾斜(傾角7°～10°)進路回採，使水力充填或膠結充填材料能自流接頂。礦石中等穩固時，也可用錨桿加固頂板礦石。

充填採礦法

下向分層充填法 回採順序是由上向下逐層回採、逐層充填(圖3)。回採分層水平或傾斜（10°～15°）布置，不留頂柱和底柱。礦塊中布置礦石溜井和充填、行人天井。採下礦石經溜井放至下部階段運輸巷道。充填料自上部階段運輸巷道經充填天井下放至采場。隨分層回採，在充填體中順路構築充填、行人天井。回採分層時，先掘進切割巷道與充填、行人天井和溜井連通。自切割巷道用進路或長壁工作面回採礦石。工人在每一分層水砂充填體下部構築的膠結假頂下或膠結充填體下作業,工作安全。進行充填作業前,在回採進路口上和側部構築濾水牆和密閉牆。本法適用於開採礦石和圍岩均不穩固的礦體，也是一種回採礦柱的有效方法。

充填採礦法

壁式充填法 布置與壁式充填採煤法近似（見壁式採煤法）。
削壁充填法 主要用於極薄礦脈，可以降低貧化率。為形成回採工作空間，須崩落上盤或下盤圍岩。礦石和圍岩分次崩落，利用崩下的圍岩作充填材料。崩礦前在充填料上嚴密鋪墊隔離物，防止粉礦丟失在充填料中。崩下的礦石自礦石溜井運出，崩下的圍岩量應能填滿採空區。礦石和圍岩之間有弱面時，可改善礦石貧化和損失指標。
方框支架充填法 適用於開採礦體極不規則、礦石和圍岩都不穩固的高價礦體。用方框支架和充填料來維護採空區。回採時，每次將體積與方框體積相等的礦石崩落（方框的長、寬、高約為1.5m×1.5m×2.0m），並立即架設方框支護頂板,然後向方框中填入乾充填料,以保證安全。溜井和行人通風天井在方框中架設。礦石可在工作面進行手選，選出廢石填入方框作充填料。礦體劃分成3～4個方框寬的分條或面積為3×4個方框的短礦塊，充填一個分條或短礦塊時，可回採另一個。
各種充填法中，如礦塊劃分為礦房和礦柱，回採時要一併考慮礦房采完後礦柱的回採。在充滿乾式或水砂充填料的礦房中回採礦柱時，鬆散的充填料可能湧入回採空間，故多用崩落法。如礦房回採時已構築隔牆，礦柱可用上向或下向分層充填法回採。前者用於回採支承壓力不大的礦柱，後者在圍岩不允許崩落或用上向分層充填法不安全時採用；但均須待礦房內的充填料壓實後(一般需六個月以上)進行。礦房填滿膠結充填料時，礦柱回採方法取決於充填體的強度和圍岩穩固性。強度高時，可用留礦採礦法，階段礦房採礦法，上向分層充填採礦法等；強度低時，用下向分層充填採礦法。如礦房頂底板圍岩穩固,可用VCR法回採礦柱（見自然支護採礦法）。
參考書目
　冶金部長沙礦山研究院等編：《充填採礦法》，冶金工業出版社，北京，1978。

配圖

相關連線