[科普中国]-方框支架充填法

操作方法

用方框支架和充填料来维护采空区。回采时，每次将体积与方框体积相等的矿石崩落（方框的长、宽、高约为1.5m×1.5m×2.0m），并立即架设方框支护顶板,然后向方框中填入干充填料,以保证安全。溜井和行人通风天井在方框中架设。矿石可在工作面进行手选，选出废石填入方框作充填料。矿体划分成3～4个方框宽的分条或面积为3×4个方框的短矿块，充填一个分条或短矿块时，可回采另一个。

开采薄矿脉过去多采用横撑支柱或木棚支架采矿法，但由于坑木消耗很大，工艺复杂，效率很低，目前我国已很少应用，而被其他采矿法所取代。在矿体厚度较大(中厚以上)矿石和围岩极不稳固、矿体形态极其复杂(厚度、倾角和形状变化很大)、矿石贵重等条件下，方框支架充填采矿法，还是一种有效的采矿方法。

这种采矿法的特点是，系统的用方框支架配合充填支护采空区。每次回采的矿石等于方框支架大小的分间，每分间矿石采出后立即架设方框并把它楔紧，然后进行充填(一般为干式充填)。沿走向布置矿块的方框支架充填采矿法，如图12 18所示。

回采工作可以从阶段水平底板开始，或者从顶板开始，留底柱情况很少见。第一分层回采时，方框要架设在地梁上(2个方框的长度)，在其上部铺木板作为方框支架的基础，为下阶段回采创造有利的条件。溜矿井和行人天井，均没置在方框支架中(间隔4～6个方框)，用木板与充填料隔开。最上一层方框进行落矿作业，第二层进行矿石运搬(一般为人力运搬)；在每一个作业层方框上铺设木板，作为工作台。

当矿体厚度大于12m时，垂直走向布置矿块，用垂直分条或短矿块进行回采。由于存在支架和充填劳动强度很大、劳动生产率很低、坑木消耗很大、不便实行机械化开采、回采成本很高等严重缺点，这种采矿法只在极其不利的矿山地质条件下采用。1

方法分类(1)连续回采方框支架充填法。本方法适用于厚度小于6．8m的矿体。其特点是在较大的面积上同时进行回采，因而方框支架所承受的压力极大，充填工作繁重。矿体走向长度超过30m时，将矿体分成矿块开采。

(2)长采区回采方框支架充填法。它是方框支架充填法的标准方案，用于开采厚度较大的矿床。其特点是将矿体划分为8—12m的矿房与矿柱，分两步回采。本方案的暴露面积比全面法小，回采矿房时的安全性好，回收率也高。

(3)短采区回采方框支架充填法。本方案的特点是把矿体在整面积上划分为4。6个方框(4.5×4.5m或4.5×6m)的短采区来回采。回采时成“对角式”的回采顺序，以减少采场暴露面积。

(4)竖分条回采方框支架充填法。本方案适用于开采矿石和围岩极不稳固的厚大矿体。此方法可使采场暴露面积达到最小。在阶段内将矿体沿走向划分为垂直分条回采，分条宽度不超过四个方框(6m)，以达到控制顶板的目的。

优缺点方框支架充填法的优点为矿石贫化率小，回收率高；方法灵活，适应性强，可防止地表崩落。我国的云南锡业公司使用方框支架充填法有很丰富的经验，尤其是在方框的结构、铺垫方法、开采顺序等方面，均有较深入的研究和成功的经验。这种方法为开采我国的锡矿在历史上起到了很大的作用。

但是这种方法的劳动强度大，工序复杂，劳动生产率和矿块生产能力低，坑木消耗大，采矿成本高。由干采矿工业的发展，目前可以用效率较高，木材消耗少，劳动强度低的采矿方法代替方框支架充填法，继续使用该方法的矿山已大为减少。2