充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析

充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析

王笃军

黑龙江省龙煤七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿     154600

摘要：在煤炭开采中，充填采矿技术受到更多人的关注。因此，为了进一步解放“三下开采”，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，充填采矿技术在采矿领域受到了广泛地运用，并获得了较为可观的使用成果。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。

关键词：充填采矿技术；煤炭开采；应用

引言

我国矿业的快速发展对相关生产技术提出了更为严格的要求，传统技术已经不能满足生产要求。面对竞争激烈和复杂的生产环境，矿业企业应当充分利用技术优势，提高生产效率。与传统采矿技术相较，充填技术优势突出，可提高地层的稳定性，有效避免塌陷问题。同时，该技术有利于矿产资源的回收与利用，经济价值较高。

1充填采矿技术概述

1.1干式充填法

干式充填法是利用矿车、风力等，向采空区运输废石及砂石等干式材料，在采场内通过电耙或铲运机运输和存放充填材料。应用该法过程中，需提前设置填料井，区域内注意通风粉尘，而后分层充填。该方法应用时间较久，工序繁杂，会产生大量的粉尘，且充填的作业周期长，充填体的强度不高；但该法也有一定的优势，即成本低，可适用于各类矿体形态。

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。

1.3胶结充填法

胶结充填法是按照一定比例将河砂、尾砂与普通硅酸盐水泥等胶结剂混合，制备成浓度较低的浆体或膏体，再通过管道自流或者专业设备直接泵送至井下待填区。该方法的优点为工艺简单，施工效率高，充填材料强度大；缺点为后期需进行精细养护，施工成本高，同时阶段间柱回采难度大，尾砂等资源的回收利用率低。

2目前煤炭开采面临的主要问题

2.1资源浪费且利用率低

我国虽然地大物博，煤炭资源相对来说较为丰富，但是由于现阶段国内有些采矿技术发展暂时还不够成熟，再加上对各种小型煤炭资源的关注和重视程度不足，导致出现了严重的资源浪费现象。煤炭资源的开发利用价值也没有发挥到最大化。由于不同的煤炭企业在采矿水平上存在一定差异，一些中小型煤炭企业开展效率非常低，导致很多煤炭源无法得到全方位的开发，我国的煤炭资源的可持续发展也受到了相应的制约，相比西方发达国家来说，我国在煤炭开采以及资源利用上还有非常大的进步空间。

2.2地表变形与坍塌问题

通过对煤炭开采现状进行综合性的分析可以了解到，我国部分煤炭企业对煤炭资源的不断开采，忽略了对环境的保护，导致煤炭地表出现了严重的变形，甚至导致个别地区出现了地面塌陷。除了对生态自然环境造成了严重的破坏，同时也导致地区人民的人身安全受到了威胁，导致煤炭开采工作的经济效益和环境效益遭受到了双重的损失。

2.3废石尾矿环境破坏作用

煤炭资源的开采与自然生态环境的破坏同步存在，将会对矿山地区的绿植地貌造成非常严重的损坏。在煤炭资源的开采尾期阶段，会出现一定的废石问题和尾矿问题，导致环境被严重污染。主要是因为矿山废石中，具备着大量的有害重煤炭，这些重煤炭若是随意地扔在地表，会导致土地资源被严重污染，导致植物无法正常健康生长，最终的结果就是当前废弃矿山地区一片荒芜。长久以往，就会导致矿山原址因为植物无法正常生长，而逐渐呈现出沙漠化特征，对环境造成较为严重的危害。除此之外，煤炭开采所产生的废石和尾矿除了会对地表环境造成污染，对当前地区的空气以及水资源也会造成破坏，甚至会威胁人们日常生活的稳定性。

3充填采矿技术在煤炭开采中的应用

3.1高效率规模化充填采矿法

高效率规模化采矿是矿山的永恒追求，高效地将矿石从矿体中回采出来意味着更大的经济效益。阶段崩落法既能进行大规模爆破落矿，又能采用高效率的大型采矿设备，因此在我国地下煤炭，尤其是铁矿山广泛应用。近年来，随着国家对环境保护的重视，并为了解决地下采空区和地表尾砂堆存问题，越来越多的矿山采用充填采矿法。在此背景下，阶段空场嗣后充填采矿法应运而生。阶段空场嗣后充填采矿法一般将矿体划分为连续的矿房、矿柱采场，采用两步骤回采模式。典型的采-充过程为：首先回采一步骤矿房采场，出矿后胶结充填采空区，该胶结充填体作为竖直人工矿柱有利于改善地压环境，并为后续二步骤矿柱采场回采提供安全保护。

3.2削壁充填采矿技术

削壁充填采矿技术更加适合使用在矿体厚度不足的矿区内，主要是因为这种矿区无法提前预留间柱，需要在其中使用混凝土以及木板等，运用这种类型的材料人工构建出一个底柱。比如在回采时，要先对矿石进行采集，随后再对岩石进行采集。在采集岩石、矿石落地之前，需要在充填物中设置出相应的垫层，例如可以设置胶皮带或者是设置草袋，随后挖设1m的炮眼，通过爆破的方式来对矿产资源进行采集。最后运用人工操作或者运用电靶，等到采矿工作完成之后，需要对周边的围岩进行爆破处理，并对采空的区域进行充填，将最为基础的工作环境进行预留。将以上步骤进行循环的施工作业，一直到矿块采集工作完成为止。相较于其他采矿技术来说，削壁充填采矿技术能够在同一个工作面中，对围岩和煤炭进行独立化的开采，并将已经爆破完成的围岩岩石作为充填物体，省去了其他充填技术所需要运输填料这一步骤，在操作模式上更为简单便捷。在实践的使用过程中，由于需要对围岩和矿石展开数次爆破处理，因此需要相关工作人员了解到现阶段矿区围岩的稳固程度。

3.3矸石填充技术

在矸石充填开采技术应用过程中，需要确保充填后部多孔底卸式输送机的平直：悬挂使用的后部多孔底卸式输送机在采煤过程中又受支架牵拉影响，易出现错茬、弯曲度超限的情况，因此每循环充矸前，必须对充填设备进行认真的检查，确保充矸溜槽连接螺丝齐全，无错茬、扒口现象，将后部多孔底卸式输送机顺平。后部多孔底卸式输送机链条加齐刮板螺栓，坏刮板及时更换，处理好隐患后方可开后部多孔底卸式输送机。支架必须移到位，工作面中部不得有超前或拖后的现象，并不得有大的起伏。合理的充填顺序：后部多孔底卸式输送机运矸石负荷较大，因此必须避免受力峰值的产生。合理的充填顺序为由下至上，由溜尾至溜头，经过捣实机构捣实，然后由下至上，再由溜尾至溜头的方式充填。抽板溜槽合理开启关闭漏矸孔：抽板溜槽是实现矸石充填的核心部件，其卸矸孔关闭时作为普通溜槽承担运输作用，卸矸孔打开后实现矸石下落充填。

结语

就现阶段的实际使用状况来看，充填采矿技术能够进一步优化煤炭企业的回采率，保障采矿过程中的安全性，同时也更为绿色环保。若是能够将其科学合理地使用在煤炭开采等相关工作过程中，能够促使资源得到综合性的二次利用，进一步减小采矿作业对周边自然生态环境所造成的不利影响。因此，该技术应该得到我国煤炭领域的关注和重视，对其展开深入的研究和探索，促使我国的煤炭产业能够实现综合性的全面发展。

参考文献

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