充填采矿方法在铁矿山应用前景(2)

应当指出的是，充填采矿方法不能保证地表完全不错动不塌陷，只能说根据充填料的性质，充填方法和充填工艺，充填质量和充填接顶程度，矿体赋存条件开采深度和岩石力学等方面有关，决定了地表减少错动范围和减少地表塌陷深度。国防铁矿方案设计采用充填采矿方法，岩石错动角取70°，如果采用无底柱分段崩落法，岩石错动角取65°，在开采900m深度，充填采矿方法比无底分段崩落法，地表错动范围减少近50%。金川镍矿，采用下向机械化钢筋胶结充填采矿方法，二矿区采场上方地表控制点检测发现，指向采场最大水平位移357mm，最大下沉量327mm，二矿区中西部上盘发现40多条地表裂缝，下盘也有裂缝现象。因此不能说充填采矿方法，地表完全不错动不塌陷，只能说错动范围和塌陷深度大量减少。

5，减少地下开采各种灾害

地下开采有空区冒落，自燃性矿物火灾，深井开采岩爆和地热等各种灾害，采用充填采矿方法能克服或减少这些灾害。

5.1采空区顶板冒落灾害

地下开采形成采空区，如果处理不当或未处理，使采空区空间体积越来越大，迟早会发生顶板冒落，突然冒落时产生的冲击气浪，会冲垮井下支护，摧毁井下设备和生产设施，甚至造成人员伤亡。地下开采形成采空区处理方法，除了强制凿岩爆破崩落顶板外，采用充填采空区，减少采空区空间体积，即使顶板突然冒落，产生的冲击气浪不会太大，能够减少或防止顶板冒落产生冲击气浪灾害。

5.2防止地下火灾

地下含氧化自燃倾向的矿体开采破碎后，矿石颗粒表面积增大，加快了与氧气的反应，在采空区通风条件比较差的情况下，氧化反应放出的热量不断积蓄，导致温度升高，当达到矿物自燃或采场内用于支护木材的燃点时，引发地下火灾。充填采矿方法充填井下的尾矿，充满了采空区空间，隔绝了散碎矿石与空气的接触，从而防止地下火害的发生。

5.3防止深井开采岩爆和地热环境恶化

深井开采突出的难题是，地压增大产生岩爆和地热增高恶化地下作业环境。国内外的有关实验表明，充填体对深井开采所产生的地压，对岩体产生的岩爆，有一定的预防作用，用尾矿充填采空区，可以大大减少原岩的暴露面积，有效的阻止原岩热量向外扩散，改善了井下作业环境，降低了矿山通风压力。充填了的采空区减少漏风，降低了通风难度和通风成本。

6，充填采矿方法

采用以尾砂为主要充填材料的充填采矿方法，根据矿体赋存条件，矿块布置和构成要素以草楼铁矿为例，可有下列主要布置形式：一、分段空场采矿法，尾矿充填处理空区：当矿体厚度大于20m时，矿块垂直走向布置，宽25m,矿房宽20m,间柱宽5m，长为矿体厚;当矿体厚度小于20m时，矿块沿走向布置，长50m,矿房宽45m,间柱宽5m，采场高度60m,分段高度15m。二，分段空场嗣后充填采矿方法：当矿体厚度大于20m时，矿块垂直走向布置，宽25m，矿房宽10m,矿柱宽15m，长为矿体厚;当矿体厚度小于20m时，矿块沿走向布置，长50m,矿房宽40m，矿柱宽10m,采场高度60m,分段高度15m。三，点柱式机械化上向分层充填采矿方法：当矿体厚度大于20m时，矿块垂直走向布置，宽50m，长为矿体厚;当矿体厚度小于20m时，矿块沿走向布置，长100m，宽为矿体厚，采场高度60m,分段高度15m。四，机械化盘区上向水平分层进路式充填采矿方法：矿块沿走向布置，长50m，宽为矿体厚，采场高度60m，分段高度15m。上述四种布置形式，通过技术经济比较，推荐二，即分段空场嗣后充填采矿方法。

6.1分段空场嗣后充填采矿方法

6.1.1矿块布置和构成要素

矿块布置和构成要素见前述，采矿方法见分段空场嗣后充填采矿方法图。

6.1.2采准切割

采切工程有分段凿岩联络巷道，分段凿岩巷道，出矿穿脉巷道，出矿进路，溜井，切割槽和切割井等。分段凿岩联络巷道布置在矿体下盘脉外，通过采区斜坡道联通上下分段和凿岩巷道，阶段出矿巷道与上盘回风巷道联通，出矿穿脉巷道每间距10m，以60°角向采场掘凿出矿进路，底部为平底底部结构。采切比51.1m/kt。

6.1.3回采、出矿

分段空场嗣后充填采矿方法，是分段凿岩阶段击矿，嗣后矿柱(一步采场)胶结充填，矿房(二步采场)尾砂充填。为避免爆破影响相邻采场的稳定性，采用隔3采1的方式。分段凿岩采用YGZ-90型中，深孔凿岩机配TJ钻架或采用国产T100潜孔钻机和Atlas潜孔钻机均可。打上向扇形机，排间距1.5-2m，孔底距1.5-2m。采用BQF-100装药器装药，装粒状铵油炸药，非电导爆系统起爆。每次爆破2-3排。阶段出矿采用国产电动WJD/WT-4 4m³铲运机或进口铲运机。

6.1.4充填

根据充填采矿方法回采顺序的要求，矿柱(一步采场)，为满足矿房(二步采场)回采时，对矿柱(一步采场)充填体能直立不冒落，对胶结充填体要求，灰砂比(水泥：尾砂)为1:10，浓度为70%左右，充填体强度1-2mpa;为满足相邻矿房(二步采场)回采时出矿巷道的布置和下中段回采安全的采矿要求，采场底部10m均需要胶结充填，灰砂比(水泥：尾砂)为1:6，浓度70%左右，充填体强度3-4mpa;矿房(二步采场)其余部分尾砂充填，浓度为70%左右，对尾砂充填体强度没有要求。

6.1.5通风

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