用砂、石等材料充填采空區(qū)，形成充填體支撐頂板、圍巖，防止和減少頂板垮落和變形，減輕工作面的壓力，稱充填采礦法或充填采煤法（見充填采礦法，壁式采煤法）。與長壁垮落采煤法相比，充填采煤法能：①有效地防止頂板垮落，減少地表下沉；②降低坑木消耗，可不留或少留護(hù)巷煤柱，提高回采率；③采空區(qū)充填體致密，不易漏風(fēng)，開采厚煤層時(shí)，能防止自燃發(fā)火；④用廠礦的廢棄尾礦、矸石或爐渣作充填材料時(shí)，有利于礦區(qū)環(huán)境保護(hù)；⑤減少采空區(qū)瓦斯涌出量。適用于：①三下采煤；②煤層頂板堅(jiān)硬，不能用垮落法管理頂板；③特厚煤層；④有沖擊地壓危險(xiǎn)和自燃發(fā)火傾向嚴(yán)重的煤層。缺點(diǎn)是：①要建立完整的充填系統(tǒng)，增加基建投資；②井下巷道系統(tǒng)復(fù)雜，充填工作費(fèi)工費(fèi)時(shí)，增高成本；③工作面充填工作復(fù)雜，效率低。方法有水力充填、機(jī)械充填、風(fēng)力充填和膠結(jié)充填等幾種。

水力充填利用水壓將充填材料通過管路輸送到采空區(qū)充填。水力充填的材料要容易脫水、最大粒徑小于管徑的2/5、小于1mm的含量小于10％、來源充足、價(jià)格低廉。常用的有河砂、風(fēng)化巖石、露天礦剝離物、洗選廠的尾砂和矸石、化工廠或冶煉廠的廢渣或熱電廠的粉煤灰等。水力充填的水源由設(shè)在注砂井附近的地面貯水池以自然壓頭供給。充填材料先經(jīng)貯砂和水砂混合系統(tǒng)加水混合成砂漿，再經(jīng)砂漿輸送系統(tǒng)輸送到采空區(qū)。一般都利用回風(fēng)巷道鋪設(shè)管路。充填管管徑150～200mm，由鋼、鐵或硬質(zhì)塑料等耐磨材料制造。砂漿借助自然壓頭或砂漿泵的壓力輸送。砂漿流速應(yīng)大于臨界速度（固體顆粒不沉積于管底的最小流速），通常為2～4m/s。充填廢水先在沉淀池經(jīng)過多次沉淀，排至地面貯水池供循環(huán)使用。沉淀池的污泥需定期清理。充填作業(yè)在回采工作面推進(jìn)到最大控頂距時(shí)開始進(jìn)行，隨著充填的進(jìn)行逐步拆管，回收支柱。

風(fēng)力充填以壓縮空氣為動(dòng)力，將充填材料沿充填管路輸送到采空區(qū)進(jìn)行充填，也稱壓氣充填。與機(jī)械充填相比，風(fēng)力充填的充填體致密、充填能力大、系統(tǒng)簡單易行。風(fēng)力充填的主要設(shè)備是風(fēng)力充填機(jī)，分固定式、半固定式和移動(dòng)式三種。目前，國外還有在風(fēng)力充填機(jī)上裝配破碎機(jī)和壓氣機(jī)的，整套設(shè)備裝在平板車或平臺(tái)上。在采用前進(jìn)式回采時(shí)，可將掘進(jìn)的矸石直接充填到巷道旁。風(fēng)力充填除充填機(jī)外，還要有空氣壓縮機(jī)、充填管和供水管、灑水等設(shè)備。風(fēng)力充填所用的空氣壓縮機(jī)要求風(fēng)量大、風(fēng)壓適當(dāng)、體積小、重量輕、充填管耐磨性能好。由于風(fēng)力充填系統(tǒng)簡單，能直接用井下矸石破碎后進(jìn)行充填，在適宜的條件下可以采用。

機(jī)械充填大多用于非煤礦山。由地表或地下采集的干式充填料，用礦車、帶式輸送機(jī)等運(yùn)至礦塊充填天井溜入采場，然后用電耙或自行車輛分布充填料。這種充填工藝沉縮率大，生產(chǎn)效率低，應(yīng)用日益減少。

膠結(jié)充填在充填料中摻有膠凝物質(zhì)如水泥等，主要用于非煤礦床地下開采。膠結(jié)充填體強(qiáng)度大，穩(wěn)固性好，能更好地支撐圍巖，保證安全回采礦柱，防止巖層垮落和移動(dòng)；改善不穩(wěn)固和復(fù)雜礦體的開采條件，顯著降低礦石損失率和貧化率（可降到5％以下）;但水泥用量大，成本高。常用的膠結(jié)物是水泥。骨料可就地取材，如天然砂礫、爐渣、尾砂或碎磨砂、石等均可使用。充填料用機(jī)械或水力管道輸送。若要求充填體強(qiáng)度大，例如做下向分層膠結(jié)充填法的底板時(shí)，水泥與尾砂的比例達(dá)1:4～1:5。在一般情況下，水泥和尾砂的比例為1:8～12，有的達(dá)1:30。提高水泥膠結(jié)充填砂漿的輸送濃度，可以提高充填體強(qiáng)度。目前膠結(jié)砂漿濃度(重量)多為60～65％有的礦山采用自重加泵送的措施，可使?jié)舛冗_(dá)72～78％。尾砂膠結(jié)系統(tǒng)主要有以下兩種：

立式砂倉法砂漿與水泥或水泥漿一起加入攪拌器。膠結(jié)砂漿的流量和濃度由流量計(jì)和濃度儀測定，并通過自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整（見圖[立式砂倉尾砂膠結(jié)充填流程圖]）。中國、加拿大、澳大利亞等礦山多采用這種方式。

秤量集料法按充填體的作用選擇配料比例。通過膠帶電子秤事先控制尾砂量和水泥量，并用流量計(jì)測出供水量，然后在攪拌器中混合。瑞典礦山多用這種方式。

參考書目

冶金部長沙礦山研究院等編：《充填采礦法》，冶金工業(yè)出版社，北京，1978。

中國礦業(yè)學(xué)院等編：《采煤學(xué)》，下冊(cè)，煤炭工業(yè)出版社，北京，1980。