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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。
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