[科普中國]-充填體作用

充填體作用是指用充填體支撐采場周圍巖體，以減輕采場圍巖的變形和片落。充填體是充填材料充填到采空區(qū)后形成的整體。在上向回采的充填采礦法采場中，充填體還充當(dāng)工作臺。在下向回采的充填采礦法采場中，充填體可充當(dāng)人工頂板。

簡介充填體作用是指用充填體支撐采場周圍巖體，以減輕采場圍巖的變形和片落。充填體是充填材料充填到采空區(qū)后形成的整體。在上向回采的充填采礦法采場中，充填體還充當(dāng)工作臺。在下向回采的充填采礦法采場中，充填體可充當(dāng)人工頂板。充填體的支撐上要有三個(gè)作用：

(1)改變圍巖中的次生應(yīng)力場。

(2)提高采場圍巖和礦柱的強(qiáng)度。采場的上下盤巖石和礦柱表面。在充填前處于二維應(yīng)力狀態(tài)，而且表層的低應(yīng)力破裂區(qū)的強(qiáng)度很低。充填后，這些表面受到側(cè)壓力作用，破裂區(qū)受到約束，從而進(jìn)入二維應(yīng)力狀態(tài)。

(3)降低巖體應(yīng)力能量釋放速度，防止應(yīng)力集中，減少巖爆危害。因?yàn)槌涮铙w彈性模量小，能產(chǎn)生大的塑性變形，從而讓壓性能好1。

充填系統(tǒng)充填系統(tǒng)是指用于采集、加工、貯存和制備充填材料，向采空區(qū)輸送和堆放充填材料，使充填材料脫水和處理污水等的設(shè)備、設(shè)施、并巷工程和構(gòu)筑物的總稱。

按充填材料，將充填系統(tǒng)分成干式充填系統(tǒng)、水砂充填系統(tǒng)和膠結(jié)充填系統(tǒng)。有時(shí)需要把幾種充填系統(tǒng)結(jié)合起來使用。例如用千式充填系統(tǒng)對空場采礦法采空區(qū)進(jìn)行用后充填。同時(shí)用膠結(jié)充填系統(tǒng)向碎石充填料中混入水泥砂漿。

使用充填來礦決的礦山和采用空場采礦法開采時(shí)對采空區(qū)進(jìn)行硐后充填處理的礦山，一般都設(shè)有充填系統(tǒng)。設(shè)計(jì)充填系統(tǒng)的充填能力時(shí)，應(yīng)充分考慮礦山生產(chǎn)多環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和各環(huán)節(jié)間的不均衡性，在充填能力方面要留有余地，使采出礦石和充填采空區(qū)保持平衡，從而提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)能力。提高充填系統(tǒng)的機(jī)械化和自動化水平，對提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)能力具有很大的作用。輸送充填材料的設(shè)備和設(shè)施是充填系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，充填系統(tǒng)能否正常工作常常取決于輸送充填材料的設(shè)備和設(shè)施能否正常工作2。

充填井充填井是指輸送充填材料到井下的專用井筒。按充填料的運(yùn)輸方式充填井分為管道水力輸送充填并和重力自溜輸送充填井。管道水力輸送充填井用來鋪設(shè)輸送充鎮(zhèn)材料的管道，它可以是豎井，也可以是任何傾角的斜井，但不能有逆坡，井筒的斷面尺寸應(yīng)考慮便于搬運(yùn)、安裝和拆卸管道。井內(nèi)應(yīng)設(shè)提運(yùn)管子和人員的設(shè)備。如果有措施井或副井可以利用，則不必開鑿專用的充填井。重力自溜輸送充填井主要用于廢石充填的礦山，位置應(yīng)選擇在堅(jiān)固且不含水的巖層中，一般用豎井，若用斜井，則傾角應(yīng)不小于65°。井筒上口鋪格篩，以防不合格的大塊廢石或雜物混入井中而堵塞，下口設(shè)溜口和閘門或振動出礦機(jī)。井筒的斷面尺寸應(yīng)考慮便于掘進(jìn)施工和至少能貯存1.5個(gè)充填班所需的廢石量，圓井的直徑或方井的邊長，一般應(yīng)大于最大合格廢石塊度的4-8倍3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)