充填井是采矿充填系统中，用来输送充填料的井。按充填料的运输方式充填井分为管道水力输送充填井和重力自溜输送充填井。

充填井是输送充填材料到井下的专用井筒。

管道水力输送充填井用来铺设输送充填材料的管道，它可以是竖井，也可以是任何倾角的斜井，但不能有逆坡；井筒的断面尺寸应考虑便于搬运、安装和拆卸管道。井内应设提运管子和人员的设备。如果有措施井或副井可以利用，则不必开凿专用的充填井。

重力自溜输送充填井主要用于废石充填的矿山，位置应选择在坚固且不含水的岩层中：一般用竖井，若用斜井，则倾角应不小于65°。井筒上口铺格筛，以防不合格的大块废石或杂物混入井中而堵塞；下口设溜口和闸门或振动出矿机。井筒的断面尺寸应考虑便于掘进施工和至少能贮存1.5个充填班所需的废石量，圆井的直径或方井的边长，一般应大于最大合格废石块度的4～8倍。

充填井场地总平面布置要求合理确定地下矿充填井口地面建筑物、构筑物、运输线路和各种工程管线等的平面和竖向位置。根据不同的充填料，场地内设有充填料破碎筛洗车间、料仓（砂仓）、水泥仓库、堆场、泥浆泵站、沉淀池以及相应的水电供应设施、运输线路、行政管理和必要的生活设施。如果井口附近的充填料的强度、化学成分、粒径和粒级组成以及密度、渗透性等物理性质不能满足要求时，还要另选采石场开采充填料。充填井场地总平布置除遵循矿山工业场地总平面布置原则外，应充分利用地形坡度，采用台阶式布置，缩短运距，减少能量消耗和工程投资。

地下矿充填系统设计：将制备的充填料输送到地下采矿场和采空区进行充填的地下未矿工程设计。在地下采矿时，随着采矿作业的推进而出现的采空区，必须加以充填，以防止矿体顶板塌陷。充填系统的种类繁多。因充填材料不同，可分尾砂充填、山砂（河砂或海砂）充填、废石充填、碎石充填、戈壁集料充填、混合料充填和添加胶结剂的胶结充填等；依运搬方式，又可分为人力运搬充填、电耙充填、机械化（铲运机或卡车）充填、抛掷充填、风力充填、水力充填和各种形式的联合充填。主要设计内容包括:充填系统选择、充填材料选择、充填材料量及充填能力确定、充填料制备和输送等。充填系统选择中国金属矿山主要采用尾砂水力充填系统及其胶结充填系统。如凡口铅锌矿、金川有色金属公司各矿山、锡矿山锑矿、水口山矿务局柏坊铜矿、吉林镍业公司付家坞矿、红透山铜矿以及三山岛、焦家、新城等绝大多数金矿。其次是山砂水力充填和人力运搬的废石充填。风力充填、机械化充填和抛掷充填很少应用。主要原因是尾砂充填料来源充足，管道输送能力大，具有维护和管理简便和充填成本较低等优点。山砂水力充填适用于非胶结，没有尾砂或河沙可用的矿山，其缺点是水耗量大、管壁及管件磨损较严重，该系统在波兰的矿山应用较广泛，在中国会泽铅锌矿、锡矿山锑矿、湘潭锰矿使用较成功。废石充填在某些矿业发达、机械化水平较高的国家，同时有露天与地下开采的矿山，使用比较广泛，少量的废石充填矿山仍靠人力运搬。与水力充填相比，主要是粉尘浓度高、作业环境恶劣。往充填材料中掺加水泥等胶凝材料即形成相应的胶结充填系统，适用于开采有色金属的富矿体。充填材料选择可供选择的充填材料有:废石或专门开采的块石，选矿尾砂或自然堆积的细砂（风砂、河砂），戈壁积料和破碎加工的山砂，冶炼炉渣和各仲工业废料以及用水泥或其他活性材料制备的各种胶结充填料。设计中除考虑资源充足、具有一定强度、不泥化、价格低、不含有害和有毒物质外，还要结合回采工艺、材料制备、运输方式和经技术经济比较后确定，要优先考虑利用本矿的尾砂和掘进、剥离废石作充填料。尾砂用作回采采场或采空区充填料时，一般要求小于0.03mm的粒级不大于5%，渗透速度不小于scm/h；用尾砂作胶结充填骨料时，分级界限可适当降低；充填孤立或严密隔离的采空区时，可采用全粒级尾砂作充填料。用水泥作胶结材料时，一般采用低标号的散装水泥，有条件的矿山可考虑掺入部分粉煤灰和生石灰等作代用品，以降低水泥用量。

为开采地下矿床，从地面向地下开掘一系列的井筒、巷道以通达矿体的地下工程总称。其目的在于形成运输、提升、通风、排水、供电、供水、输送压气以及采场充填等系统，以满足采矿工艺过程的需要。形成开拓系统的井巷主要有平硐、竖井、斜井、斜坡道、各类盲井、石门、马头门、主要运输平巷、主溜井、主充填井、主回风巷、风井、井底车场及各种主要硐室等。

地下矿开拓是地下开采矿山基本建设的主体工程。开拓系统一经建成，很难更改，即使进行局部改建，也需花费大量投资和时间，而且在改建时间内还可能影响生产。因此，在设计前，首先应确定矿床开采顺序、开采范围、采空区周围岩层可能移动的范围及其对地表的影响，然后根据地形条件、矿床赋存条件、工程地质条件、选矿厂厂址、拟采用的采矿方法、采矿设备、装载运输设备、提升设备等，确定井巷类型、数量和规格，并按照井巷布置原则布置井巷。

井巷布置原则：主要是：（1）保证矿井生产安全，在保证各工艺系统畅通的条件下，尽可能减少井巷工程量，使投资省、工期短、投产快。（2）井巷布置要匹配合理，使生产方便、管理集中、生产经营费低。（3）当井下发生水灾、火灾、大规模地压活动、地震以及其他灾害时，为保证井下人员安全，每个矿井至少要有两个独立通往地面的安全出口，两个安全出口之间的距离不得小于100m；大型矿井、采矿技术条件复杂或走向长度大于1000m的矿床，必须在端部增设安全出口；位于地震区的矿山应考虑防震措施。

井巷位置选择：位置应尽可能选择在稳固的岩层中和采空区周围岩层移动范围以外，避开含水层、大断层、大破碎带、岩溶发育地层和流砂层；通地面的出口应不受地面塌陷、滑坡、泥石流、山洪、山坡滚石、雪崩、森林火灾等自然灾害的影响，出口位置应高于历年最高洪水位3m以上。用于提升或运输矿石的竖井、斜井、斜坡道、平硐、主盲井、主溜井，最好布置在矿体下盘岩层移动范围以外最小运输功的位置上或附近，且应考虑矿石向选厂或对外运输的方便。平硐、斜井、竖井、斜坡道的出口处，应有足够的工业场地，以便布置调车场，井口建筑物、构筑物、材料堆场、废石场等，且应不占或少占农田。若井巷或建筑物、构筑物必须位于采空区岩层移动范围以内或可能受岩层移动的影响时，必须留保安矿柱予以保护。

井巷断面：影响确定井巷断面的因素有：矿井的生产能力、通过井巷的设备的外形尺寸、井巷内的设施、管缆装设所需要的断面，通过井巷的风量和允许的风速、必需的安全间隙等。此外，还应预留一定的提升运输能力和增设管缆所需的断面，为以后扩大矿井生产能力创造条件。

从地下采出有用矿物（矿石）的采矿工程设计。通常自地表开凿通向矿体的井巷，形成矿石、废石、人员、材料、设备的通道，建立提升、运输、通风、压缩空气、供电、供水、排水、充填和通讯等系统。选用安全、高效、经济的采矿方法和设备，经凿岩、爆破、装运将矿石采出并处理采空区。地下采矿工程设计的范围包括：地下矿设计规模确定、地下矿开采移动范围设计、地下矿开拓设计、矿山井巷工程设计、地下采矿方法设计、地下矿充填系统设计、地下矿爆破设计、地下矿通风防尘设计、地下矿提升设计、地下矿运输设计、地下矿排水设计和地下矿内因火灾防治设计等。地下矿与露天矿相比，其开采特点是：技术复杂，资源和开采技术条件变化大，生产环节多，管理要求高；井巷断面和采场空间限制了大型高效采矿设备的应用；劳动条件差和生产规模较露天开采低等。20世纪50年代以来，随着冶金工业的发展，国内外开采技术发展很快，金属矿山地下矿生产规模不断扩大，世界最大的智利特尼恩特（ElTeniente）铜矿年产矿石3800万t左右；瑞典基律纳铁矿年产矿石近3000万t；澳大利亚芒特艾萨铜铅锌矿年产矿石约1000万t。60年代，中国相继建设了程潮铁矿、梅山铁矿、凤凰山铜矿和金川镍矿等地下矿，设计规模从几十万吨到数百万吨。如梅山铁矿500万t；金川有色金属公司第二矿区256万t；铜矿峪铜矿400万t。

（1）地下矿设计规模确定。地下矿设计规模合理与否，直接影响矿山基建工程量、设备选型和数量、基建投资、采矿成本、劳动生产率、矿山服务年限和企业经济效益等主要技术经济指标。设计规模要根据资源条件、技术可能、经济合理和市场需求确定。

（2）地下矿充填系统设计。包括充填料制备、输送和充填工艺等设计。常用的充填料有惰性材料（废石、砂等）、胶结材料（水泥、炉渣等）和添加材料（絮凝剂、速凝剂等）。根据采矿工艺对充填体强度的要求，进行充填材料及配比的选择、制备站工艺流程与设备配置、充填管路和采场充填设施设计。

（3）地下矿爆破设计。分浅孔、中深孔、深孔和硐室爆破。设计一般多采用排孔微差爆破、挤压爆破、光面爆破和大孔径爆破等新技术，以提高爆破效果和降低成本。

（4）地下矿开拓设计。包括开拓系统选择和井巷工程设计。在由地表至矿体开掘的井巷中，须配备安装相应的运输、提升、通风、供排水、压气管路等设备和设施，形成完整的生产体系。地下矿开拓有：平硐、斜井、竖井、斜坡道和联合（两种以上开拓方式组合）等开拓方式。设计根据矿床的埋藏条件、地形地貌、生产规模、采矿工艺和选厂厂址等因素，提出多方案进行比较。以基建工程量少、投资省、建设快、技术先进、生产安全、少占农田、经济效益好，经综合比较选取最优方案。

（5）矿山井巷工程设计。其主要内容包括：平巷、斜井、竖井、斜坡道、矿石溜井、硐室及其断面形状选择和支护结构等设计。

（6）通风、防排水及防火。为保障地下矿人员健康和生产作业安全，设计中须对地下矿通风、疏干和排水、防治内因火灾等采取相应措施。在井下生产过程中，常产生有害气体和粉尘，采用机械通风和喷雾洒水除尘等措施，使井下空气达到国家规定的标准。开采地下水涌水量大的矿床，常借助巷道、疏水孔、明沟等各种疏水构筑物，预先降低开采地区的地下水位，以保证采掘工作正常和安全进行。地下水排水设计，确定排水系统、设置排水泵房、选择排水设备、布置水仓，并选定沉淀细泥的清理方式。开采高硫矿床或含炭质围岩和有发火可能时，设计中要采取相应措施。

（7）地下矿提升设计。地下矿采掘的矿岩，通常要经过提升、运输才能运至地表。提升按井筒倾角可分竖井、斜井两种方式。按提升容器分，竖井有罐笼和箕斗；斜井有箕斗、台车和矿车。中小型地下矿多用罐笼提升；深井广泛采用多绳提升机提升，其主要设计内容包括：确定提升方式及系统、计算提升能力、选择设备、采取安全及辅助设施和粉矿回收设施等。

（8）地下矿运输设计。地下矿运输方式分有轨（机车、无极绳）、无轨（地下汽车、铲运机）和胶带输送机三种。运输设备根据矿山开拓方案、运量、矿物品种、矿石性质和采矿方法等综合分析、计算选定。有轨运输用机车，需进行机车及矿车的选择，进行列车组成和运行计算及验证运输薄弱环节的通过能力。无轨运输常用汽车，需进行汽车选型和运输计算；进行运输巷道的规格、坡度、弯道半径、道路路面结构等设计。

设备选型：为满足设计生产能力的要求，须进行各种设备比较，选用投资少、生产成本低、能耗少、经济效益好的设备。

发展趋势：以提高矿山生产效率和资源利用为中心，发展高效率、低成本、大孔采矿法、矿块崩落法、机械化充填采矿方法；推广无轨设备，扩大产量，提高经济效益，减少矿石贫化与损失。