采礦工程中充填技術的應用與發展

洪靜(金誠信礦業管理股份有限公司中南分公司，湖北 大冶 435100)

采礦工程中充填技術的應用與發展

洪靜(金誠信礦業管理股份有限公司中南分公司，湖北 大冶 435100)

近幾年，我國采礦工程不斷擴大，充填技術的理論和實踐被廣泛應用，尤其是隨著膠結充填技術的不斷改進，提升了充填技術在采礦工程中的地位。在采礦過程中，主要利用的還是水力和膠結作為充填技術，可以提高礦產的采礦率，促進采礦工程的總體效率以及安全性，提高采礦企業的經濟效益，推動采礦工程的快速發展。這些填充技術能夠適用各種煤礦環境，更好的處理采礦工程中所遇到的問題，在我國采礦工程中起著非常重要的作用。此外，采礦工程中充填技術的應用與發展，在很大程度上提升了采礦企業的經濟效益，促進了采礦技術的發展。本文主要闡述了充填技術在采礦工程中的應用和發展，并且針對問題，提出合理的解決措施。

采礦工程；充填技術；應用與發展

隨著我國科學技術的不斷創新，傳統的采礦技術已經不能現代化社會的發展趨勢，不能順應新形勢下的社會發展要求。面對這樣的局面，就要利用采礦充填技術，具備高回采率，安全性能高和環保的特點，采礦充填技術的關鍵是充填，主要選擇砂礫，煤灰渣，碎石以及石塊等物質，對在地下采礦過程中挖出來的空區進行充填。研究數據表明，與傳統采礦技術相比，充填技術略顯勝出，充填技術可以有效的加強采煤區地層的穩定性，以免發生倒塌。還可以提升礦產資源的回收率，提高企業的發展能力，廢石是填充材料的關鍵，其經濟性較好。在尾砂回填后，可以降低自然災害的發生率，此外，還能夠在一定程度上降低礦井深處高溫帶來的風險，保證生產的安全性。

1 采礦工程中采用的填充技術

充填技術是對采礦工程采空區用碎石，砂子等材料進行填充，從而達到支撐的效果，以免圍巖跨落和變形。如今的充填技術，應用比較多的方法有水力充填法，膠結充填法以及膏體充填法。

1.1 水力充填法

水力充填法是一種應用最早的充填技術，目前這項技術已經成為“三下”煤層，特厚煤層開采的關鍵頂板管理技術。水力充填法的原理是把固體物料作為漿體或膏體，在通過遠距離進行傳送，其特點就是成本低，傳送效率高，并且不會受到季節和地勢的影響。如今我國也已經研究成功了高濃度漿料管道直流輸送工藝。

1.2 膠結充填法

膠結充填法是以尾料作為材料進行膠結充填的，被采礦工程廣泛應用。充填物所選擇的尾料包含很多的顆粒，對此膠結面積增大，形成了觸變性質體制。目前，高濃度全尾礦膠結填充技術已經相對成熟，被采礦工程廣泛應用，應用率高達80%，物料傳送質量高達70%。

1.3 膏體充填法

現階段，我國膏體充填法的應用發展還不是很完善，和其他充填技術相比還處于落后狀態。膏體充填法的質量會受到很多因素的影響，例如攪拌方法，水含量，攪拌質量以及顆粒成分。膏體充填法在工藝上比較繁瑣，技術含量非常高，操作管理流程復雜，需要在大量的實踐中深入分析和不斷優化。

2 我國填充技術的發展現狀

根據我國煤礦以往的產礦量和充填技術有關的數據表明，可以對充填技術未來的發展作出以下分析。隨著我國煤礦的不斷開采，在采礦過程中造成的土地坍塌的賠償費用逐年增加，呈上升趨勢，變得越來越高。煤礦利用充填技術開采所增加的成分得知，早在幾年前發現充填采空區增加的煤開采成本約等于采煤所造成的土地坍塌賠償所增加的噸煤成本。我國是一個礦產資源豐富，并且資源存儲量以及消耗量最大的國家，在煤礦開采過程中，周圍的環境和地表會受到破壞，就在礦產開采成本上升的同時，周邊環境也受到了影響，容易帶來安全事故。對此，研發了一項矸石充填技術，就是常說的一種綠色充填技術。采空區利用充填技術可以降低周邊環境和地表的破壞程度，降低廢料排放率。在煤礦開采過程中，會出現很多采空區，還會使頂板和礦柱發生變化，容易發生安全事故。在采空區應用矸石充填技術，矸石不用上井，就能很好的處理矸石污染耕地以及環境帶來的嚴重后果。并且減少煤柱，資源回收率也明顯升高。這項技術會在未來的采礦工程中應用最廣泛的一種充填技術，會得到很好的推行和使用。

3 填充技術的應用原則

3.1 環境保護為前提

在采礦工程中使用充填技術，第一要考慮的就是環境因素。我國現階段提出的可持續發展戰略，對采礦工程來講，不但要完成自身的可持續發展，還要重視環境的保護。對此，要選擇適合的充填技術，要了解采礦工程的地勢環境，并且綜合分析目標地區的周圍環境，掌握環境和環境之間的聯系。選擇適合的充填技術，可以很好的掌控環境污染，加強對環境的保護。在采礦工程中使用充填技術，要注意整理開采過程中的材料，以免浪費材料，要充分利用材料資源。對采礦工程中的尾砂和煤灰，要加強回收利用，實現可持續發展，以保護環境為前提。

3.2 安全生產為基礎

在工程展開中，安全是每個工程都非常重視的一個問題。所以在采礦工程實施中，必須要保證施工人員的生命安全問題，選擇適合的充填技術。對此，在選擇采礦充填技術過程中，首先需要對采礦地域的環境進行勘察，排除地質方面的安全問題，綜合考慮低壓措施以及采礦方法，確保在采礦工程利用充填技術時，不會帶來安全隱患。

3.3 合適的充填系統

在采礦工程中利用充填系統時，必須以充填量的多少來作為基本準則。在采礦工程展開之前，要嚴格把控好采充平衡，對采礦地進行預測和規劃，合理的制定采礦地的礦產量和采礦量。確保所用的礦產量和所采出的礦產量相同，掌控好二者的產量。所以，要合理的制定充填系統，防止因過度開采導致浪費礦產資源，保證在采礦工程中不出現安全隱患問題。

4 填充技術在應用過程中的問題

現如今，充填技術在我國采礦工程中被廣泛應用，并且這樣采礦技術已經非常成熟，對采礦工程的發展有很大的推動作用，具有很大的優勢，能夠取得很好的經濟效益。但從總體上來講，采礦充填技術在實際應用過程中還是存在一些問題。大多數采礦企業在采礦過程中，所選擇的充填技術缺乏科學性，沒有完全掌握好采礦工程所在地的實際狀況，導致采礦技術的應用沒有按照因地制宜的基本原理，造成采礦工程的效率下降，所取得的礦產在質量和數量上都比較低。充填采礦技術對材料的要求非常高。在采礦工程的實際施工當中，需要利用非常繁瑣的采礦技術，操作性與技術性都非常強。但是礦山自身結構相對復雜，導致礦產量和預想的產量存在很大的差異。對此，在礦產開采過程中，僅僅利用充填技術是不夠的，還需要融合高強度的新型填充材料，從而保證采礦的效率和產出量。然而，采礦企業要想購買大量的新型填充材料，就會影響企業的生產成本以及企業的經濟效益。

5 填充技術的應用與發展展望

5.1 優化填充管理制度

充填站擔任著采礦工程的調配管理工作。首先，充填站具有大量的先進開采機械和電子設備，這類先進的安裝設備，為充填材料提供了很大的便利。同時，也要考慮充填站在管理上的不足。充填站的設備相對齊全，然而如果沒有科學的管理制度，那么這類設備的系統就不能完成自身的工作，對采礦工作起不到任何推進作用。對此，就要不斷優化充填站的管理制度，定期對這些設備進行檢測，制定合理的檢查制度，像一些分散的填充材料，要進行統一保管。定期對機械設備以及電子設備進行檢測，保證設備的系統質量符合工作展開的標準要求。對充電站設備與系統的管理，有安全專門的人員去監管，并派遣專業的技術人員定期檢查工作，一旦發展設備具有安全隱患，要馬上實施維修，以免帶來不必要的麻煩。

5.2 創新采礦充填技術

我國采礦工程的不斷發展，離不開采礦技術的創新與進步。在使用充電采礦技術的同時，也要對充填采礦工藝進行創新，加強采礦企業的快速發展，提高企業競爭力。關于充填采礦工藝的創新，第一要對傳統的充填工藝進行詳細分析，了解傳統充填工藝的特點。第二，要根據本地的礦產類型和特性，研究和創新充填工藝。例如在一些大礦體的礦山，都非常穩定，但礦產的開采非常困難。在這種狀況下，就要選擇中深孔和淺孔空場技術，就能獲取很好的采礦效果。在這種情況下，充填材料最好利用高水材料和塊石膠結材料，這些材料能夠更好的對采空區進行充填。利用科學合理的創新充填采礦工藝，可以減少采礦的生產成本，提高采礦效率。對此，充填工藝的創新，可以實現更好的采礦效果，提高采礦企業的經濟效益。

5.3 提高對創新充填技術材料的研究

在充填采礦技術中，充填材料是必備的。充填材料的不同，對充填采礦技術的應用效果也是不同的。好的充填材料不但可以提升采礦工程的工作效率和工作質量，在很大程度上也保證了采礦工程的安全性。隨著采礦技術的不斷創新，充填材料的應用正漸漸走向新型的充填固化材料。對此，就要不斷增強新型填充固化材料的研發，全面分析充填材料的物理特征，掌握材料的成本和組織方法以及骨料框架。新型的充填固化材料強度高，成本低，對采礦行業的發展以及可持續發展都有著非常重要的意義。就目前狀況來講，我國已經研發出固化材料，其材料的固結速度非常快，效率高并且濃度低，方便使用。其自身具備輕質性，便利性等特征，能夠更好的適應材料的遠程傳送，為采礦工程提供了便利。

5.4 充填技術設備的維護

隨著充填技術的快速發展，其作業方法和相關設備以及充填儀器的更新換代也非常快。在這些充填設備當中，充填料貯倉起著關鍵性作用，它能夠直接影響充填材料的質量和充填效果，但是在傳統充填工藝上卻不被重視。然而在新型充填技術當中，采用了加以改過的立式充填料貯倉，可以更好的確保充填料的質量。而在尾砂處理環節，就要利用精準度非常高的水力旋流器。在漿料傳送階段利用這些先進的技術和自動化控制系統，能夠提升作業質量以及作業效率。

6 結語

綜上所述，隨著我國科學技術的蓬勃發展和采礦工程的不斷擴大，采礦工程的相關采礦技術也是日新月異，而充填技術的廣泛應用為采礦企業奠定了堅實的基礎。采礦企業要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟，就要不斷優化充填站的管理制度，不斷對采礦工程的充填技術以及采礦工藝進行創新研究。利用新型充填材料，提高充填材料的強度，進而較少材料成本，選擇輕便的充填材料進行遠程傳送。充填技術的逐漸發展，推進了高效，自動化，智能化的采礦作業方式的展開，進而提高了采礦企業的經濟效益，保護了生態環境的發展。并且礦區里的工作人員得到了解放，改善了他們的工作環境，減少了工作人員的工作量，在很大程度上提高了工作人員的勞動生產力和工作效率。特別是對一些工作環境復雜，稀有礦床的開采，充填技術被廣泛應用，不斷滿足新形勢下采礦資源的發展要求，促進了采礦工程中充填技術的發展。

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