采矿工程充填技术的应用与发展

采矿工程充填技术的应用与发展

王鹏永

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摘要：在科技进步的今天，传统的采煤方法已经不能满足现代社会和新形势下的要求。针对这一现状，提出了高回收率，高安全性，环境友好的采矿充填工艺。充填是充填开采工艺的核心。井下采矿时，将砂砾、煤渣、砂砾、石块等物质埋藏于采空区。试验结果显示，充填法较常规的开采法稍好，能有效增强煤层稳定，防止塌方。同时，也有利于增加矿产资源的采收率，增强企业的可持续发展能力。边角料是一种重要的充填材料，具有较好的经济效益。对尾砂进行回填，能有效地降低自然灾害的发生率。同时，也能在某种程度上减少煤矿的热害，保证煤矿的安全生产。

关键词：采矿工程；充填技术；应用；发展

1采矿工程充填技术概述

在矿山开采和运输过程中，采用专门的充填材料对采空区进行充填，从而改善其稳定性。在开采难度大，岩层不稳的情况下，采取此项技术，可有效地保护矿区周边的生态环境，保证矿区的开采安全。其优势及具体做法为：一、能明显降低顶板冒顶事故；二是裁剪作业量少，便于操作；第三，原料价格低廉，本地原料可用，可选用天然资源做填料的原料。按照所用的材料，充填开采方法可分为：

1.1干式充填法

干充填方法是采用有轨电车、风力等方式，将已干燥的废石、砂石等材料输送到采空区，然后采用电耙、电铲等设备将材料输送、贮存到采场中。采用这种方法时，必须事先打好灌浆井，并对这一地区的通风灰尘进行防尘处理，再进行分层灌浆。本发明涉及一种长期使用、过程繁琐、产生大量灰尘、填充作业周期较长、填充体强度较低的方法；但此法也有其独特的优势，如费用低廉，适用范围广，适用范围广。

1.2水砂充填法

水砂充填技术是将尾砂、河砂、矿渣等与水按照一定的配比，用砂浆泵或自重流将尾砂、河砂或矿渣运至特定位置，起到支护、防治矿压的作用。将物料送入采空区，利用其自重使物料下沉，并将上部的清水及混杂的细沙过滤后排出。此法具有造价低廉、充填性好、能够降低地面沉陷的特点；但它的缺点是，它的浆液太浓，所需的水太多，灌装量和应用范围都受到限制。

1.3胶结充填法

胶结充填方法是将河砂、尾砂与普通硅酸盐水泥以及其它粘结剂按照一定的比例拌和在一起，制成一种低浓度的浆液或膏体，再用自重管道或专用设备将其输送到被充填的地层中。本发明具有操作简便、施工高效、填料强度高等特点；但其不足之处在于后期需进行精细的养护，造价昂贵；同时，期间矿柱回采难度大，尾砂等资源的回收率低。

1.4膏体充填法

膏体充填方法是将一种或几种物质，如尾矿、河砂、粉煤灰、水泥等，与水按照一定的配比，在不脱水、不存在临界流速的条件下，制成牙膏状膏体，再由特制的大型工业泵经管输到地下采空区。此法具有尾砂利用率高、生产无毒性、所用水泥量少、造价低廉等特点；但其不足之处在于，由于施工过程中所牵涉到的设备较多，为了保证其正常运行，必须对其进行维修保养。

2填充技术在应用过程中的问题

当前，国内矿山开采工程普遍采用充填开采，该开采技术已较为成熟，对矿山开采工程的发展有较大促进作用，其优越性和经济效益较好。但是，从总体上来看，该工艺在实践中还存在着许多问题。在采矿过程中，大部分矿业公司对充填工艺的选用不够科学，对施工现场的条件也缺乏足够的了解，致使施工工艺的采用与当地的国情不符，致使施工效率低下，采出的矿石品质和产量偏低。充填式采矿工艺对原料的要求很高。在矿山施工中，往往要用到一些复杂的工艺，这些工艺操作难度大，技术性强。但是，由于矿区的构造比较复杂，使得矿区的产出与预计的产出相差较大。因此，在矿山开采中，除了采用传统的充填工艺外，还需采用新的高强充填体，才能保证开采的高效性。但是，由于采掘过程中需要大量采购新的充填材料，势必会对采掘成本及经济效益产生较大的影响。

3充填技术的应用及发展前景

3.1优化充填管理措施

采掘工程的管理与分发工作，主要是由采掘工程中的采掘工位来完成，这就给采掘工程中的采掘工位提供了方便。在这种情况下，采用先进的充填装置，可以在一定程度上保证充填装置的正常运转，但是，在充填过程中，由于管理不当等原因，可能会造成充填装置的非正常运转，从而影响到充填装置的正常运转。

要解决这个问题，需要对加油站的管理进行改革，对正在使用的装置进行定期的安全检测，并制订出具体的检测程序，比如将灌装品统一存储在加油站；针对电子设备和采矿机械，要安排专门的技术人员对其进行定期的检查，并且要安排维修工程师对有安全隐患的设备进行及时的检修，以防止因为设备的问题而对正常的采矿工作造成影响。

3.2创新采矿充填技术

在此基础上，提出了以充填开采为主要手段，以实现煤炭资源的可持续开发和可持续发展。针对充填开采工艺的革新，本文首先对常规充填工艺作了详尽的分析，并对其特征进行了认识。其次，结合本区矿床的类型与特征，研究并创新了充填技术。比如，在某些大面积的矿体，其稳定性很好，但其开采难度很大。

因此，要想获得较好的回采效果，就必须采用深孔浅埋采矿工艺。在此条件下，可采用高含水物质及石料水泥等作填充物，对采空区进行较好的修补与填充物。采用科学、合理、有效的回采工艺，可有效地降低回采成本，提高回采效率。针对这一问题，进行充填工艺的革新，可使采煤工艺更加完善，从而使采煤企业获得更大的经济效益。

3.3加强对充填材料创新的研究

充填体在充填开采工艺中起着至关重要的作用。采用不同的充填材料，其对采煤工艺的影响是不一样的。优良的充填料不但能提高采掘工作的效率与质量，还能极大地保障采掘工作的安全性。随着矿山开采工艺的革新，采用了一种新的充填与养护材料。为此，应不断加大对新型填筑、养护材料的研发力度。我们国家已经研制出了一种固结剂。该物质自身具有快速固结、高效、低浓度、易于操作等优点。

3.4充填技术装备的维修

随着充填技术的飞速发展，充填系统的运作方式及配套的充填装置也在不断地更新。在各种充填设备中，充填料仓是一个重要的组成部分。这一问题在以往并未引起足够的关注，因为这一问题直接关系到填筑材料自身的品质及填筑效果。

但若采用新的充填工艺，则可藉由改善竖向充填之方式，有效地保证充填物料自身之品质。同时，对尾砂处理也提出了更高的要求。在输浆环节，更多地使用了更多的先进工艺，并使用了自动化系统，从而提高了输浆的质量与效率。

3.5完善管理机制

现在，大部分的加油站已经购置了很多新的机器。该设备的使用，使回填速度得到了显著的提高，并确保了施工的安全性。但是，在煤矿开采过程中，由于对矿井管理不力，造成了矿井事故的发生。为此，必须对企业的现行经营体制进行改进。同时，针对各类机械装备的特性，制定定期维护保养制度，对出现的故障、问题进行及时、有效的处理，并采取切实的技术措施，为矿山安全生产提供技术保障。通过对装备的有效强化，可以避免装备的过度老化，从而有效地延长装备自身的寿命，避免装备的提前老化。

结束语

总之，充填开采工艺是矿山开采的主体工艺。这一技术的成功运用，对于维持矿区的稳定性，实现资源的合理利用和回收，维持生态环境，具有十分重要的意义。随着社会和经济的迅速发展，矿藏的需求量不断增大，矿藏的采收率不断提高，矿藏的采收率不断提高，矿藏的采收率不断提高。为此，必须根据当前的技术水平，结合矿山工程生产，加大技术研究力度，坚持绿色生产的思想，才能在保证矿山效益的前提下，保证矿山的生态稳定性。

参考文献

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