现代采矿理念与充填采矿技术研究

现代采矿理念与充填采矿技术研究

龚毅巍

身份证号：612401197512077710

摘要：随着我国工业发展进程的加快，对资源的需求仍呈现不断增加的发展趋势。矿山开采作为我国当前工业及社会经济发展中不可或缺的重要工业资源，在采矿效率和资源利用方面引起了社会各方面的关注。随着煤炭开采逐步向更深层次发展，除了进一步提高开采作业难度系数外，各矿井的环境污染也越来越严重。在现代采矿理念下，我们可以通过高效应用充填采矿技术，来应对矿山开采带来的环保问题，从而进一步提高矿山开采质量。

关键词：现代采矿；采矿理念；充填采矿技术

采矿行业除了需要面对来自地质灾害所带来的威胁，也需要面对来自生态环境破坏所带来的开采困境。促使资源能够实现综合性的循环利用，保护自然环境，避免对生态环境造成破坏。煤矿工程的采矿工作是循序渐进的，不可能一次性开采完毕，因此，在整个采矿过程中就会出现采空区，这些区域是已开采完成的区域，有很大面积的空白地带，填充开采技术就应用于这些区域。该技术应用的重点是选择合适的填充材料，填充材料可以是废弃的石头或者膏体。

1传统采矿理念及其结果

传统采矿理念是将采矿活动，矿山绿色生态治理和环境恢复相分离。过于强调采矿的运营规模和经济效益，而忽略了采矿工程对于生态环境的破坏。传统采矿方法虽然可以在短时间内获得较高的利润，但会不断造成地面塌陷、环境污染、土地资源破坏等一系列情况，中后期处理困难，恢复效果较差。

1.1导致表面塌陷

过度的采矿活动破坏了一些原始生物的多样性，导致地表塌陷等自然灾害。地面沉降总面积逐年增加，严重威胁着采矿工人的人身安全和健康。对地质构造、土壤资源和水源造成了巨大破坏。地表塌陷导致地表变形和可靠性下降，容易发生塌陷危险和地裂缝，并演变为地表移动出现盆地。它不仅会造成土壤侵蚀、旱灾和沼泽总面积的扩大、土壤酸化和使用价值降低，而且还会继续破坏岩石和田地的可持续性，并产生重要的自然灾害安全隐患，如坍塌、矿山地震和坍塌。

1.2造成水污染和空气污染

在现阶段，我国的采矿过程会产生大量的废石、工业废渣、煤灰等废弃物，造成明显的空气污染和水污染。这类工业废物大量存在，后续的处置效果较差。它被排放到水和大气中，污染水和气体，水质和空气各项指数显著降低。

2现代采矿理念

现代采矿理念的内容是，既要保证矿山开采带来的经济效益，又不能破坏生态平衡和对环境造成污染，矿山环保问题和生态治理问题是重中之重。就现阶段而言，矿山企业的主抓问题是，加强矿山生态文明建设，全力打造绿色矿山，实现矿山经济与环境的可持续发展。以先进技术为支撑，以改善生态环境为核心，以有效解决环境问题为导向，总结出一套符合自身矿场开采的体系，切实做到可持续性绿色环保开采。

3充填采矿技术的应用方法和表现

3.1充填采矿技术概述

充填采矿技术隶属于人工支护采矿技术。随着开采深度的逐渐加强，需要将采空的区域使用充填料进行充填，进一步优化采空区的防护，避免周边岩石出现崩塌，也能够抑制地表的移动，使得煤矿的回采率得到显著提高。对于一些开采深度要求较高、周边围岩不够稳固的地区来说，具备非常良好的使用效果。

3.1.1干式充填法

该技术才进行填充时，运用到的材料大多为废石，将废石碎成渣之后输送至采空区。运用干式充填法来展开煤矿开采时，需要始终秉承着从下到上的开采原则，实行分层次地回采，依照施工进度来对物料进行充填，为进一步向上方进行开采打下坚实的基础和外部条件。干式充填法对于矿体不够稳定的地区，具备着较为良好的充填效果。

3.1.2水力填充法

水力填充法使用过程中所用到的填料大多数都是炉渣以及碎石等，通过对输水管道的有效使用，将水资源作为运输动力，将充填材料运输到采空区，等到填料脱水之后，就能够转化为充填体。水力填充法具备较强的适用性和抗压水平，能够有效避免周边岩石的移动，有效管控矿山的压力。

3.1.3胶结充填法

胶结充填法的使用主要是将碎石和炉渣作为充填材料，通过这些材料的有效配比，将其混合为浆状的胶状物，等到凝固之后，将其传输到采空区来展开充填。这样的充填物具备一定的膨胀性，同时强度增强过程非常快，操作方式也较为便捷，相较于上述两种充填方式来说，在成本投入以及环境保护上具备着更强的价值和优势。

3.2充填采矿技术的效果

阻止地面向下移动，改善矿区自然环境，利用充填采矿技术快速充填采矿后留下的采空区，采空区内的应力分布得到很大改善。该技术的应用可以完成采空区软岩的合理支护，显著提高软岩的可靠性和坚固性。此外，充填采矿技术对开采工作面也起到了积极的作用，可以加快工作面生产，缩短采矿生产的制造周期，提高采矿产量，也可以在一定程度上缓解地面压力的影响。

4充填采矿技术的具体应用

4.1分段充填采矿技术

在分段充填采矿技术应用中，关键因素取决于分段充填的科学合理性。对于露出总地表面积较大的采场，应划分成不同的方形断面结构，以多方向进行开采，对不稳定的采空区进行更科学规范的采场充填。

例如，在一个矿区内，中段可以分为几个相对高度为10米的段，不同的段可以单独开采。根据矿区的标准流程和标准工艺流程，综合考虑现阶段矿区的深度，确保开采工作与充填体的交叉施工，做到矿巷掘进、钻孔开凿、充填工作互不影响。

在运输填充材料时，可以使用电动铲运机来运输，从而降低人工压力和劳动强度。在作业完成并形成采空区后，可立即使用特定填充物来填充采空区，并可使用推铲辅助在顶板处填充填料。分段充填采矿技术效果十分明显，逐步实现了无机械设备的采矿作业，解放了传统的采矿劳动力，整个工作过程更加流畅并且高效。

4.2充填采矿技术要点

4.2.1充填设备和充填材料

确保填充设备的技术升级和自动化水平，创建设备自动化技术和机械自动化操作系统软件，确保充填设备在工作中的质量和作用。在充填材料方面，矿产公司应根据填充位置的不同，积极寻找适合的材料，并且确保新材料的质量符合规范，并立即更换无法适合矿山充填需求的材料，以满足充填采矿的技术施工效果。

4.2.2完善充填采矿技术的具体内容和管理方案

开采公司应不断完善充填采矿技术的具体内容，调查矿山地形结构、现有设备、技术人员水平等情况，制定切合实际的开采方案，选择适合自己的充填采矿加工工艺，使充填采矿工作正常进行。完善管理方案，派专业技术人员对灌装工作进行跟踪检查，检查步骤是否准确，及时解决突发问题，防范后续风险，做好记录和报告。必须注意的是，填充材料是技术应用的核心，因此在选择、制备和检查所有充填材料时必须非常小心，以此来提高提前备料的准确性。

结论

充填采矿技术与其他的采矿模式相比较，除了能够全方位优化矿石的采矿效率、采矿质量，还能够对地表的塌陷问题进行有效的管控，达到保护自然生态环境的目标，同时也能够促使采矿作业更加安全可靠。充填采矿技术通过其不断地实践和调整优化，在充填料的制作、充填料输送以及材料开发上，已经变得越来越成熟，已经成为采矿领域开采效率较高同时能够有效保护自然环境的有效采矿方式，因此进一步强化对充填采矿技术的研究具有非常重要的现实意义。

参考文献：

[1] 暴毅伟.充填采矿技术在煤炭开采中的应用[J].能源与节能,2020(5):169-170+172.

[2] 刘海林,汪为平,何承尧,等.金属非金属地下矿山采空区治理技术现状及发展趋势[J].现代矿业,2020,34,(6):1-7+12.

[3] 李晓峰.充填采矿技术在煤炭开采中的应用研究[J].产业科技创新,2019,1(9):57-58.