[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，充填體還充當工作臺。在下向回采的充填采礦法采場中，充填體可充當人工頂板。

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，充填體還充當工作臺。在下向回采的充填采礦法采場中，充填體可充當人工頂板。充填體的支撐上要有三個作用：

(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。因為充填體彈性模量小，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)進行用后充填。同時用膠結(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對采空區(qū)進行硐后充填處理的礦山，一般都設(shè)有充填系統(tǒng)。設(shè)計充填系統(tǒng)的充填能力時，應(yīng)充分考慮礦山生產(chǎn)多環(huán)節(jié)的特點和各環(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)濟效益和生產(chǎn)能力。提高充填系統(tǒng)的機械化和自動化水平，對提高礦山的經(jīng)濟效益和生產(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、安裝和拆卸管道。井內(nèi)應(yīng)設(shè)提運管子和人員的設(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。井筒的斷面尺寸應(yīng)考慮便于掘進施工和至少能貯存1.5個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)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)