2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 1
第七章 充填采矿法
第一节 第二节 第三节 第四节
矿
柱
回
采
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
概
述
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本章基本要求
◆ 1,掌握充填采矿法的概念及特点 ；
◆ 2,掌握上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结
充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺 ；
◆ 4,了解 矿柱回采的方法的主要工艺。
◆ 3,了解单层充填采矿法、分采充填采矿法及水力充填
采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
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重 点
难 点
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结
充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平
胶结充填采矿法的主要工艺；
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一、充填采矿法特点
随回采工作面的推进，逐步用 充填料充填空区 进行
地压管理，以控制围岩崩
落和地表下沉，并为回采
工作创造安全和方便条件。
概
述
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二, 充填采矿法的分类
1．按矿块结构和回采工作面推进方向，可分为,
◆ 单层充填采矿法 ;
◆ 上向分层充填采矿法 ;
◆ 下向分层充填采矿法 ;
◆ 分采充填采矿法。
2．按所采用的充填料和输送方法不同，可分为,
◆ 干式充填法：充填料充填采空区；
◆ 水力充填法：胶结性物料充填采空区。
概
述
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上向水平分层充填采矿法的特点,
1、将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。
2、回采矿房时，自下向上水平分层进行，随工作面推
进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。
3、充填体维护两帮围岩,
并作为上采的工作平台。
4、崩落的矿石用机械方法
将矿石运至溜井中。
5、矿房回采到最上分层时,
进行接顶充填。
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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⒈ 矿块结构和参数：如图所示。
① 矿块的布置：根据矿体厚度而定。
② 阶段高度主要与矿体赋存状态有关。
一、水力充填法方案
1— 顶柱； 2— 充填天井
3— 矿石堆；
4— 人行滤水井；
5— 放矿溜井；
6— 主副钢筋；
7— 人行滤水井通道；
8— 上盘运输巷道；
9— 穿脉巷道；
10— 充填体；
11— 下盘运输巷道 上向水平分层水力充填采矿法
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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③ 间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的
回采方法。
⒉ 采准和切割工作
③ 掘进拉底巷道，形成拉底空间：在底柱上部掘进拉底
巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，再向上挑顶,
形成拉底空间，之
后可浇灌钢筋混凝
土底板。
① 掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。
② 掘进溜矿井、顺路人行天井（兼作滤水井）和充填天
井：在每个矿房中至少布置两个溜矿井、一个顺路人行
天井（兼作滤水井）和一个充填天井。
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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※ 用浅孔崩矿，回采分层高为 2～ 3m。用上向孔和水平
孔两次崩矿，形成的采空区可高达 7～ 8m
※ 用电耙或装运机、铲运机出矿。
※ 清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌溜
矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。
⒊ 回采工作
4.水力充填方案的缺点,
（ 1）回采工艺较为复杂；
（ 2）泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量较大；
（ 3）回采矿柱安全性较差；
（ 4）充填体的压缩沉降质量较差。
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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二、胶结充填法
如图所示 。
胶结充填法的矿块布置, 采准, 切割和回采等, 与水
力充填法基本相同, 区别仅在于顺路行人天井不要按滤
水条件构筑, 溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就
可形成 。
1— 运输巷道； 2— 穿脉巷道；
3— 胶结充填体； 4— 溜矿井；
5— 行人天井； 6— 充填天井
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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※ 胶结充填法的优点,
① 顺路行人天井不要滤水；
② 溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。
※ 胶结充填接顶问题。
常用的接顶方法有 人工接顶 和 砂浆加压接顶 。
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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3.适用条件,
① 地表不允许陷落或岩层不允许移动；
② 矿体厚度薄至中厚 。
三、上向水平分层充填采矿法的评价
1.优点：矿石损失贫化小；可使用无轨设备。
2.缺点,
①充填成本高；
②充填系统复杂；
③矿柱回采困难；
④效率较低，劳动强度大。
上
向
水
平
分
层
充
填
采
矿
法
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特点：矿块一步骤回采；从上往下分层回采和逐层充
填，每一分层的回采工作，是在上一分层 人工假顶 的保
护下进行。
1— 人工假顶
2— 尾砂充填体；
3— 矿块天井；
4— 分层切割平巷；
5— 溜矿井；
6— 运输巷道；
7— 分层采矿巷道 下层分层水力充填采矿法
充填方法为 水力充填
和 胶结充填,但不能用
干式充填 。
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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一、下向分层水力充填采矿法
下层分层水力充填采矿法
1— 人工假顶；
2— 尾砂充填体；
3— 矿块天井；
4— 分层切割平巷；
5— 溜矿井；
6— 运输巷道；
7— 分层采矿巷道
⒈ 矿块结构和参数
矿块结构如图所示：阶段高度为 30～ 50m，矿块长度为
30～ 50m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和
间柱。 下向
分
层
充
填
采
矿
法
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⒉ 采准和切割工作
① 掘进运输巷道：在下盘接触带或下盘岩石中布置。
② 行人通风 天井：在矿块两侧布置。
③ 溜矿井：在矿块中间布置。
④ 切割巷道：每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进。
随回采分层的下降,行人天井 逐渐为建筑在充填中的
混凝土天井所代替，而 溜矿井 从上往下逐层消失。
⒊ 回采工作,
回采分层高度，一般为 2～ 2.5～ 3m，回采巷道的宽度
为 2～ 3m。用浅孔落矿，电耙出矿。
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层
及构筑脱水砂门等 。 如图所示。
若下砂方向与泄水方相反，可采用由远而近的后退式
充填。整个分层巷道充填结束后，再在切割巷道底板
上，铺设钢筋混凝土底板和构筑脱水砂门，然后充填。
1— 木塞； 2— 竹筒； 3— 脱水砂门； 4— 矿块天井；
5— 尾砂充填体； 6— 充填管； 7— 混凝土墙
8— 人行材料天井； 9— 钢筋混凝土底板； 10— 软胶管；
11— 楠竹
4 充填工作
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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它与下向分层水力充填法的区别，仅在于 充填料 不同,
只需在回采巷道两端的构筑 混凝土模板 。
矿块结构，采准及回采工艺，与前者基本相同。
下向分层胶充填采矿法
1— 巷道回采； 2— 进行充填的巷道； 3— 分层运输巷道；
4— 分层充填巷道； 5— 矿石溜井； 6— 充填管路； 7— 斜坡道
二、下向分层胶结充填采矿法
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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3 缺点,
生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率不高。
三、下向分层充填采矿法的评价
1 适用条件,
◆ 矿山开采条件复杂，如矿岩很不稳固、地表不允许
陷落、上覆岩层不允许移动等。
◆ 矿石价值较大。
2 优点,
◆ 矿石损失很小（ 3～ 5%） 。
◆ 矿块结构简单。
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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分两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法）
中，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺序。
一般情况下，采完矿房后，应当及时回采矿柱。
矿柱回采方法的选择，主
要是根据 矿房充填状况 及 围岩
或地表是否允许崩落 而定。
※ 间柱回采条件：松散充填料
充填矿房（干式和水力充填）；
胶结充填矿房或在矿房两侧砌筑
混凝土隔墙。
※ 顶、底柱回采条件比较复杂。
矿
柱
回
采
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矿房内的充填料形成一定强度的整体。此时，间柱的回采方法有,
◆ 上向水平分层充填法；
◆ 下向分层充填法；
◆ 留矿法；
◆ 房柱法。
一、胶结充填矿房的间柱回采
※ 当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或留矿法随
后充填回采间柱，如图所示。
矿
柱
回
采
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上向水平分层充填法回采间柱
1— 运输巷道； 2— 穿脉巷道；
3— 充填天井； 4— 人行泄水井；
5— 放矿漏斗； 6— 溜矿井
留矿法回采间柱
1— 天井； 2— 采下矿石；
3— 漏斗； 4— 运输巷道；
5— 充填体； 6— 电耙巷道；
7— 溜矿井
矿
柱
回
采
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※ 在顶板稳固的缓倾斜或倾斜矿体中，当矿房胶结充填
体形成后，可用房柱法回采矿柱，如图所示。
房柱法回采矿柱
1— 运输巷道； 2— 溜矿井； 3— 切割巷道；
4— 电耙硐室； 5— 切割上山； 6— 回风巷道；
7— 阶段回风巷道； 8— 胶结充填体
矿
柱
回
采
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※ 当矿石和围岩不稳固或胶结充填体强度不高，应采用
下向分层充填法回采间柱，如图所示。
下向分层充填法回采间柱
1— 间柱的充填体； 2— 矿房的充填体；
3— 运输巷道； 4— 脉外天井；
5— 穿脉巷道； 6— 充填天井
矿
柱
回
采
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在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法
回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填
法回采间柱，须在其两侧留 1～ 2m矿石，以防矿房中的
松散充填料流入间柱工
作面。如地表允许崩落,
矿石价值又不高，可用
分段崩落法回采间柱。
二、松散充填矿房的间柱回采方法
矿
柱
回
采
第七章 充填采矿法
第一节 第二节 第三节 第四节
矿
柱
回
采
下
向
分
层
充
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采
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法
上
向
水
平
分
层
充
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法
概
述
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本章基本要求
◆ 1,掌握充填采矿法的概念及特点 ；
◆ 2,掌握上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结
充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺 ；
◆ 4,了解 矿柱回采的方法的主要工艺。
◆ 3,了解单层充填采矿法、分采充填采矿法及水力充填
采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
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重 点
难 点
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平胶结
充填采矿法的特点、适用条件及主要工艺；
上向水平分层胶结充填采矿法、下向水平
胶结充填采矿法的主要工艺；
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一、充填采矿法特点
随回采工作面的推进，逐步用 充填料充填空区 进行
地压管理，以控制围岩崩
落和地表下沉，并为回采
工作创造安全和方便条件。
概
述
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二, 充填采矿法的分类
1．按矿块结构和回采工作面推进方向，可分为,
◆ 单层充填采矿法 ;
◆ 上向分层充填采矿法 ;
◆ 下向分层充填采矿法 ;
◆ 分采充填采矿法。
2．按所采用的充填料和输送方法不同，可分为,
◆ 干式充填法：充填料充填采空区；
◆ 水力充填法：胶结性物料充填采空区。
概
述
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上向水平分层充填采矿法的特点,
1、将矿块划分为矿房和矿柱，先采矿房，后采矿柱。
2、回采矿房时，自下向上水平分层进行，随工作面推
进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。
3、充填体维护两帮围岩,
并作为上采的工作平台。
4、崩落的矿石用机械方法
将矿石运至溜井中。
5、矿房回采到最上分层时,
进行接顶充填。
上
向
水
平
分
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矿
法
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⒈ 矿块结构和参数：如图所示。
① 矿块的布置：根据矿体厚度而定。
② 阶段高度主要与矿体赋存状态有关。
一、水力充填法方案
1— 顶柱； 2— 充填天井
3— 矿石堆；
4— 人行滤水井；
5— 放矿溜井；
6— 主副钢筋；
7— 人行滤水井通道；
8— 上盘运输巷道；
9— 穿脉巷道；
10— 充填体；
11— 下盘运输巷道 上向水平分层水力充填采矿法
上
向
水
平
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填
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矿
法
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③ 间柱的宽度取决于矿石和围岩的稳固性以及间柱的
回采方法。
⒉ 采准和切割工作
③ 掘进拉底巷道，形成拉底空间：在底柱上部掘进拉底
巷道，并以此为自由面扩大至矿房边界，再向上挑顶,
形成拉底空间，之
后可浇灌钢筋混凝
土底板。
① 掘进运输巷道或穿脉巷道：与矿体厚度有关。
② 掘进溜矿井、顺路人行天井（兼作滤水井）和充填天
井：在每个矿房中至少布置两个溜矿井、一个顺路人行
天井（兼作滤水井）和一个充填天井。
上
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※ 用浅孔崩矿，回采分层高为 2～ 3m。用上向孔和水平
孔两次崩矿，形成的采空区可高达 7～ 8m
※ 用电耙或装运机、铲运机出矿。
※ 清理底板上的矿粉，然后进行充填。充填前要浇灌溜
矿井，砌筑（或浇灌）人行天井。
⒊ 回采工作
4.水力充填方案的缺点,
（ 1）回采工艺较为复杂；
（ 2）泥水污染巷道，水沟和水仓清理工作量较大；
（ 3）回采矿柱安全性较差；
（ 4）充填体的压缩沉降质量较差。
上
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二、胶结充填法
如图所示 。
胶结充填法的矿块布置, 采准, 切割和回采等, 与水
力充填法基本相同, 区别仅在于顺路行人天井不要按滤
水条件构筑, 溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就
可形成 。
1— 运输巷道； 2— 穿脉巷道；
3— 胶结充填体； 4— 溜矿井；
5— 行人天井； 6— 充填天井
上
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※ 胶结充填法的优点,
① 顺路行人天井不要滤水；
② 溜矿井和行人天井在充填时只需立模板就可形成。
※ 胶结充填接顶问题。
常用的接顶方法有 人工接顶 和 砂浆加压接顶 。
上
向
水
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层
充
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法
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3.适用条件,
① 地表不允许陷落或岩层不允许移动；
② 矿体厚度薄至中厚 。
三、上向水平分层充填采矿法的评价
1.优点：矿石损失贫化小；可使用无轨设备。
2.缺点,
①充填成本高；
②充填系统复杂；
③矿柱回采困难；
④效率较低，劳动强度大。
上
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分
层
充
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法
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特点：矿块一步骤回采；从上往下分层回采和逐层充
填，每一分层的回采工作，是在上一分层 人工假顶 的保
护下进行。
1— 人工假顶
2— 尾砂充填体；
3— 矿块天井；
4— 分层切割平巷；
5— 溜矿井；
6— 运输巷道；
7— 分层采矿巷道 下层分层水力充填采矿法
充填方法为 水力充填
和 胶结充填,但不能用
干式充填 。
下
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分
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充
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采
矿
法
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一、下向分层水力充填采矿法
下层分层水力充填采矿法
1— 人工假顶；
2— 尾砂充填体；
3— 矿块天井；
4— 分层切割平巷；
5— 溜矿井；
6— 运输巷道；
7— 分层采矿巷道
⒈ 矿块结构和参数
矿块结构如图所示：阶段高度为 30～ 50m，矿块长度为
30～ 50m，宽度等于矿体的水平厚度；不留顶柱、底柱和
间柱。 下向
分
层
充
填
采
矿
法
2012-3-21 矿物资源工程专业主干课程 15
⒉ 采准和切割工作
① 掘进运输巷道：在下盘接触带或下盘岩石中布置。
② 行人通风 天井：在矿块两侧布置。
③ 溜矿井：在矿块中间布置。
④ 切割巷道：每一分层回采前，先沿下盘接触带掘进。
随回采分层的下降,行人天井 逐渐为建筑在充填中的
混凝土天井所代替，而 溜矿井 从上往下逐层消失。
⒊ 回采工作,
回采分层高度，一般为 2～ 2.5～ 3m，回采巷道的宽度
为 2～ 3m。用浅孔落矿，电耙出矿。
下
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分
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法
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充填前应清理底板，铺设钢筋混凝土底板，钉隔离层
及构筑脱水砂门等 。 如图所示。
若下砂方向与泄水方相反，可采用由远而近的后退式
充填。整个分层巷道充填结束后，再在切割巷道底板
上，铺设钢筋混凝土底板和构筑脱水砂门，然后充填。
1— 木塞； 2— 竹筒； 3— 脱水砂门； 4— 矿块天井；
5— 尾砂充填体； 6— 充填管； 7— 混凝土墙
8— 人行材料天井； 9— 钢筋混凝土底板； 10— 软胶管；
11— 楠竹
4 充填工作
下
向
分
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充
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采
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法
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它与下向分层水力充填法的区别，仅在于 充填料 不同,
只需在回采巷道两端的构筑 混凝土模板 。
矿块结构，采准及回采工艺，与前者基本相同。
下向分层胶充填采矿法
1— 巷道回采； 2— 进行充填的巷道； 3— 分层运输巷道；
4— 分层充填巷道； 5— 矿石溜井； 6— 充填管路； 7— 斜坡道
二、下向分层胶结充填采矿法
下
向
分
层
充
填
采
矿
法
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3 缺点,
生产能力较低，采矿工作面工人的劳动生产率不高。
三、下向分层充填采矿法的评价
1 适用条件,
◆ 矿山开采条件复杂，如矿岩很不稳固、地表不允许
陷落、上覆岩层不允许移动等。
◆ 矿石价值较大。
2 优点,
◆ 矿石损失很小（ 3～ 5%） 。
◆ 矿块结构简单。
下
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分两步骤回采的充填法（主要是上向分层充填法）
中，必须统一考虑矿房和矿柱的回采方法及回采顺序。
一般情况下，采完矿房后，应当及时回采矿柱。
矿柱回采方法的选择，主
要是根据 矿房充填状况 及 围岩
或地表是否允许崩落 而定。
※ 间柱回采条件：松散充填料
充填矿房（干式和水力充填）；
胶结充填矿房或在矿房两侧砌筑
混凝土隔墙。
※ 顶、底柱回采条件比较复杂。
矿
柱
回
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矿房内的充填料形成一定强度的整体。此时，间柱的回采方法有,
◆ 上向水平分层充填法；
◆ 下向分层充填法；
◆ 留矿法；
◆ 房柱法。
一、胶结充填矿房的间柱回采
※ 当矿岩较稳固时，用上向水平分层充填法或留矿法随
后充填回采间柱，如图所示。
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柱
回
采
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上向水平分层充填法回采间柱
1— 运输巷道； 2— 穿脉巷道；
3— 充填天井； 4— 人行泄水井；
5— 放矿漏斗； 6— 溜矿井
留矿法回采间柱
1— 天井； 2— 采下矿石；
3— 漏斗； 4— 运输巷道；
5— 充填体； 6— 电耙巷道；
7— 溜矿井
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柱
回
采
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※ 在顶板稳固的缓倾斜或倾斜矿体中，当矿房胶结充填
体形成后，可用房柱法回采矿柱，如图所示。
房柱法回采矿柱
1— 运输巷道； 2— 溜矿井； 3— 切割巷道；
4— 电耙硐室； 5— 切割上山； 6— 回风巷道；
7— 阶段回风巷道； 8— 胶结充填体
矿
柱
回
采
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※ 当矿石和围岩不稳固或胶结充填体强度不高，应采用
下向分层充填法回采间柱，如图所示。
下向分层充填法回采间柱
1— 间柱的充填体； 2— 矿房的充填体；
3— 运输巷道； 4— 脉外天井；
5— 穿脉巷道； 6— 充填天井
矿
柱
回
采
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在矿房用水砂充填或干式充填法回采，或者用空场法
回采随后充填（干式或水砂充填）的条件下，如用充填
法回采间柱，须在其两侧留 1～ 2m矿石，以防矿房中的
松散充填料流入间柱工
作面。如地表允许崩落,
矿石价值又不高，可用
分段崩落法回采间柱。
二、松散充填矿房的间柱回采方法
矿
柱
回
采
