谈谈充填采矿技术用于采矿问题

谈谈充填采矿技术用于采矿问题

陈慧倩

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摘要：逐步发展起来的充填技术，推动了高效、自动化、智能化的开采作业范围的扩大，进而为矿业公司带来了更大的经济效益和更好地保护了生态环境。通过对矿山职工的解放、矿山职工的生活条件的改善、职工的劳动强度的降低，使职工的劳动生产率和工作效益得到了极大的提升。尤其是在复杂作业条件下，稀有金属矿石的采掘与充填已被普遍采用，以适应新情况下矿产资源的发展需求，推动着采掘工程技术的发展。

关键词：充填；采矿技术；问题

引言

随着时代的发展和变革，对资源的使用也在飞速发展，但这也加速了对资源的消耗，所以，增加矿产生产已经是当前公司发展的一个重要趋势。由于矿物资源的大量开发和使用，造成了一系列的环境问题和地质灾害，对社会和经济发展产生了重大的影响。所以，要解决这一问题，必须通过高科技的方法来保持矿业资源的回采和利用，例如，采用充填开采技术，能够很好地实现矿业资源的最小消耗，更能有效地避免生态环境带来的问题。

一、煤矿充填开采工艺概况

在生产实践中，矿山开采后，往往留下较深的孔隙，在矿业学术语中统称为采空区。如果不能得到有效治理，将会对采场区的总体稳定造成一定的威胁，从而对采场区的安全性造成一定的威胁。采用充填开采方法，可以在开采时进行充填，并将充填物直接输送至开采孔，达到充填、保护采空区的目的，从而降低了采空区对矿井构造的破坏。经过长期摸索，提出了一种更加环保和科学的开采方式。针对这种情况，提出了一种适用于大型深部煤矿的充填开采方法。在富矿条件下，采用胶结充填法可获得良好的经济效益。采用这种方法，既可以有效地保护煤矿的总体构造，又可以确保矿工的人身安全，又可以减少煤层的煤层开采中的煤层气的含量。然而，该技术也有其不足之处：在实践中，充填开采工艺要求更加烦琐；采用这种方式，不仅会增加前期的投资，还会增加资源的消耗。

二、充填式回采工艺应用中应注意的几个问题

第一，填料是比较滞后的。随着新科技的进步，煤矿工业得到了快速的发展。随着我国经济社会发展，对煤矿安全生产提出了越来越高的要求，传统的填料已经难以适应当前煤矿安全生产的需要。第二，灌装装备技术发展滞后；但与现代化的矿山充填工艺相比较，由于新工艺的使用，目前所使用的装备已经远远跟不上实际的生产需要。当前，许多矿井所使用的充填装置性能不稳定，其自动控制能力很难满足充填需求，其与充填工艺之间的不匹配关系将会严重制约矿井今后的发展，并对矿业公司的经济效益造成了一定的负面影响。如果填充方式不得当，将严重影响到资源的正常使用，从而影响到可持续发展与环保。第三，需要对采矿的方式进行标准化。在当前的资源开采中，还没有完全采用填充法。在一些矿区，由于过度开采，已经制定了充填方案，但是没有进行充填，或者存在着大量的欠费，他们仅仅注重了经济效益，忽视了生态均衡，这给矿区和自然环境带来了非常严重的影响。第四，回采工作面的顶板治理比较困难。当回采区段不稳固时，回采区的地质状况会比较复杂，这对于回采顶板的治理是不利的。在同样的矿体结构下，随着采场顶板曝露的持续时间的延长，采场顶板冒落的可能性将增大。第五，对粘合表面的强度进行了调控。

在进行胶结充填时，上层胶结表面的强度要求较高，以便减少凝固时间，提高开采效果，并防止将胶结表面的残渣当成矿坑，减少贫化率。可以采用增加填充材料中胶凝材料的掺入量进行控制。

三、开发充填开采技术中面临的问题和实现对策

（一）改进充填开采工艺

要结合矿山特点和矿床开采工艺条件，创新和创新出一种新的开采工艺。比如在缓慢倾角、厚度很小的情况下，可以采用矿岩分掘、将废石扔入到空洞中，也就是将边坡充填、爆破运输等方法进行采矿。对厚度大且岩石稳定的矿体，可进行浅井与深井联合采矿，使其下沉率大大增加，在增加生产方面具有重要意义。采后空区采用了尾砂胶结、块石胶结或高含水量物料进行充填，采用了分段式连续开采的“快进快出”技术，不仅节约了生产费用，而且提高了生产效益。随着矿产资源开发的持续深入，开采场域扩展，矿山压力增大，特别是高应力区，采场突变性和失稳危险性逐渐增大，矿山安全隐患日益突出。因此，开展深部充填采矿能够有效地解决采场不平衡应力的转移和调节问题，而其转移和调节的结果，有可能使原岩应力场重新恢复到平衡，这将是未来矿井的一项长期的工作，也是一项困难的科学技术攻坚工作。

（二）强化开采工艺装备，提升开采效益

目前，由于国内所产的充填装备在技术上还无法满足开采的技术需求，限制了矿井充填技术的发展。为此，要加大研发力度，提高生产效率，提高产品质量；并对其所用的材质进行了深入的分析，以达到降低或避免磨损和侵蚀的目的。重点研究开发了高压输气装置，应用了压－排工艺，调整了各个阶段的输气压力，避免了堵塞；在充填生产过程中，要开发并引入适用于矿井实际使用的各种自动化装置及仪器，实现完全的自动控制。

（三大力研发高浓度新型充填采矿材料

充填开采技术的实施是一项比较复杂的工程，其本身的结构和生产模式都会对其产生的产量产生影响，从而造成了最后所表现出来的产量也存在着一些差别，因此不能使该技术具有比较稳定的施工形态。因此，研制出适用于充填开采技术的高强度填料，可以在充填开采技术实施时，有效地解决了充填技术实施中的需要，而且还可以极大地提高其各项性能。胶凝物质的组分及其组合形式是决定充填物物理特性的重要因素，而集料的构造组分又是决定采场稳定与充填体强度的重要因素。国内开发的高含水量填料，具备了高含水量填料高效、固结快速、易于长程运输、不产生自重排水等优点。但也有一个缺点，那就是强度不够，容易风化，而且造价昂贵。在煤矿等实际工程中，由于缺乏具有耐爆炸震动、耐冲击、耐多种属性渗透水侵蚀、耐地压、耐地热、耐冰冻等特点的高含水量水泥基材料，亟待开展其长期稳定性的深入研究与发展。

（四）制定一套完备的开采工艺体系

加强充填开采的管理，要注重对充填体的作用和它对采场围岩稳定性的影响的研究，以各种物理力学性能的测量为基础，把它们按照事先构建好的数学模型，然后把它们输入到电脑中，进行运算，最后得到一些结果，有针对性地研究和提出相应的对策，以应对充填开采技术在实际施工中存在的问题。在矿山生产中，为矿山生产提供足够的充填物料，以满足生产需要。为了保证矿山开采过程中所需要的充填物料的质量达到要求，需要使用先进的电子机械设备，但是在实践中，矿山公司经常忽视了用来制造充填物料的设备，也没有对它们进行定期的维护、检查和维护，造成了设备的快速老化，提前进入了使用寿命周期。为此，企业应加大对垃圾填埋场的监管，建立起一套科学、合理的监管机制与体系。

结语

总而言之，企业和矿山要对矿产资源进行合理的开发，并对其进行合理的环境影响评价，对其开展资源开发利用规划、生态环境保护、水土保持、地质灾害防治等工作。从当前填料技术的研发情况来看，排放量和废石依然是最主要的填料。为此，建议矿业部门及矿业公司重视对该技术的研发与应用，并大力推行充填开采。

参考文献

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