[科普中国]-下向分层充填采矿法

下向分层充填采矿法是指自上而下分层回采，在回采上一个分层过程中构筑下一个分层的假顶，并在假顶保护下回采下一分层的充填采矿法。它适用于矿岩很不稳固、矿石贵重的倾斜和急倾斜矿体。当开采不稳固的高品位矿石或贵重矿石时，如采用上向水平分层充填采矿法，工人势必 在暴露的顶板下作业，安全难以保障。如将分层的回采和充填顺序改为由上而下，并为每个分层建造牢固的人工顶板，则可有效地解决安全问题，这样就形成了下向分层充填采矿法。

简介下向分层充填采矿法是指自上而下分层回采，在回采上一个分层过程中构筑下一个分层的假顶，并在假顶保护下回采下一分层的充填采矿法。它适用于矿岩很不稳固、矿石贵重的倾斜和急倾斜矿体1。

结构参数和采准矿块长度约30-50m，阶段高度约为30-80m，宽度等于矿体水平厚度。在矿块中用气腿式凿岩机凿岩和用电耙出矿，进路尺寸约为(2.5-4)m×(3-4)m，溜井和人行通风天井多布置在脉内。盘区长度多为100m，在盘区中用无轨采掘设备，进路尺寸为(3.5-5)m×(3-4)m，斜坡道，分段运输巷道、溜井、泄水井和分层联络巷道等通常布置在脉外。每条分段运输巷道通常在回采时先后分别联络三个分层2。

回采包括落矿、出矿、支护假顶、构筑下一分层假顶和充填采空区等。按落矿工作面形式，回采分成进路式回采和壁式回采两种3。

进路式回采进路式回采是指对同一分层用进路间隔或顺序连续回采。进路的顶底板是水平或带5°-12°倾角的。带这个倾角有利于充凑材料自流接顶，又不会使采掘设备运行困难。用进路间隔问采时，第一步骤按单号进路采出矿石并用胶结材料充填采空区;第二步骤按双号进路采出矿石后，胶结材料只充填采空区的下部，其上部用非胶结充填。用进路顺序连续回采时，其充填方式与上述第二步骤回采相同。但为了避免非胶结材料流入后回采的相邻进路中，充填前需要在先回采的采空区靠矿壁一侧处用金属网或竹筏构筑隔离层。用浅眼爆破落矿，用电耙或铲运机出矿。

上下相邻分层中进路的相对位置是：

(1)进路轴线互相垂直；

(2)进路轴线互相平行错开一半进路宽度；

(3)进路轴线互相重合；

(4)进路轴线互相重合但上下分层进路宽度不同。

后两种特别是上层进路宽度小于下层进路宽度时，只是在不得已时才使用。按材料种类，将假顶分为木假顶和配筋胶结充填体假顶。后者得到广泛应用。构筑木假顶和随后胶结充填采空区的方法是:在进路底板上按一定间距沿进路走向铺1127mm×127mm方木；在方木上，按0.9m间距垂直方木走向铺直径为150-200mm的圆木，在圆木上铺金属网或木板，在其上再铺一层聚乙烯塑料薄膜，然后用1:20灰砂比的胶结材料充填采空区。回采下一分层时用木立柱支撑方木。构筑配筋胶结充填体假顶和随后充填采空区的方法是:在进路底板上铺200-300mm厚矿石，以便在爆破下一分层矿石时起保护假顶作用，其上铺聚乙烯塑料薄膜。以避免保护层矿石的损失，再铺钢筋和金属网。有时还在两分层钢筋间挂吊筋，最后用高标号胶结材料充填进路下部。用低标号胶结材料或非胶结材料充填其上部3。

壁式回采按分层全宽推进壁式工作面和充填采空区的回采。矿体在上、下分层的长度和厚度都相同时。才使用壁式回采。在分层中回采工作空间的一侧是整体矿石，另一侧是充填体。回采工作空间有贯通风流通过。在回采工作空间的各个区何同时进行落矿、出矿、支护和充填等作业，各区间的作业如果不在时间和空间上交错开来、则容易互相干扰2。

评价与上向分层充坟采矿法相比，下向分层充填采矿法作业安全，矿石损失率和矿石贫化率低。但生产能力低。20世纪80年代中期，中国金川有色金属公司见矿区的下向倾斜分层进路回采胶结充填采矿法取得的技术经济指标是：盘区生产能力为150.28t/d，回采工人劳动生产率为5.89t/人·班。矿石损失率为2.48%，矿石贫化率为,4.87%，充填直接成本为16.43元/t，充填体强度为3-4MPa3。

简史和趋势与上向分层充填采矿法相比，它使用稍晚。随着采用无轨采掘设备和改进充填工艺，这种采矿法的效率过低和成本过高的缺点有所克服。因此它被广泛用来取代分层崩落采矿法和方框支架充填采矿法。中国金川有色金属公司的矿山和美国苏必利尔铜矿等都使用这种采矿法。发展趋势是利用无轨采掘设备和继续提高充填质量，特别是充填接顶质量1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学