煤礦開采中充填采礦技術的應用分析

趙金明

摘 要：作為一種不可再生資源，在實際對煤礦資源進行開采時，都會在一定程度上破壞自然生態環境。為了能夠對煤礦開采當中所產生的負面影響進行減少，做好充填采礦技術的應用十分關鍵。在本文中，將就煤礦開采中充填采礦技術的應用進行一定的研究。

關鍵詞：煤礦開采；充填采礦技術；應用；

1 引言

在我國煤礦開采事業不斷發展的過程中，其在實際生產當中所產生的地質災害問題、技術經濟問題以及環境問題等也對我國環境造成了嚴重的惡化。在該種情況下，人們也對煤礦開采當中的技術以及環保問題具有了較高的重視。在該種情況下，做好充填采礦技術的應用則成為了非常重要的一項技術內容，在地表塌陷災害控制以及礦石回采率提升方面都具有著十分積極的作用。對此，即需要在實際開采當中做好該技術的應用，不斷提升企業采礦水平。

2 充填技術概述

對于充填采礦技術來說，其是一種人工支護方式進行采礦的技術。在煤礦開采工作不斷深入發展的情況下，其能夠向采空區實現填充區的輸送，以此對采空區的防護處理起到一定的強化作用，進而在對地表移動以及圍巖崩落情況進行控制的基礎上實現回采率的提升，在不穩定圍巖礦區開采以及深部開采當中具有較好的應用效果。根據具體充填材料的不同，可以將該技術分為幾種不同的類型：第一，干式填充法。在該方式當中，主要通過采掘出的廢石以及碎石作為填料進行使用，在對其進行破碎處理后實現對采空區的輸送。在實際對該方式進行應用時，按照以從上到下、分層的方式進行回采，并根據具體回采速度做好充填處理，以此為后續向上采礦工作的進行實現良好條件的創造。該方式在存在不穩定礦體、礦石價值較高或者存在水量較大的礦山當中具有較多的應用，且具有較好的應用效果；第二，水力填充法。在該方式當中，主要的填料有爐渣以及碎石等等，在使用輸水管道的情況下，以水為動力將填料實現對采空區的輸送，在完成脫水之后即能夠形成充填體。該方式在實際應用當中具有較強的適用性，且具有較強的充填物抗壓能力，能夠在避免圍巖發生移動情況的基礎上控制礦山壓力比；第三，膠結充填法。在該方式中，其主要材料有砂石、爐渣以及尾砂等等，在實際處理當中，在對相關材料進行配比處理后，即會形成漿狀膠結物，等其徹底凝固之后將其運輸到采空區當中進行充填處理。該材料具有一定的微膨脹性，不僅操作簡單，且具有較快的強度增長速度，在環保以及成本方面具有較好的表現。

3 充填采礦技術應用

在煤礦開采工作當中，通過充填采礦技術的應用，則能夠在對回采率進行提升的基礎上做好資源開采破壞問題的良好解決。同時，該技術在實際應用當中具有著較高的成本，且將受到實際環境的影響。對此，即需要在實際應用中做好具體環境的結合把握，以此為基礎做好對應技術措施的應用：第一，削壁充填技術。對于該技術來說，其適合應用在具有較薄礦體的情況，因無法對間柱進行預留，則需要通過混凝土以及木梁方式的使用對人工底柱進行構筑。在回采環節但那個中，需要先采礦石，之后為巖石，并在落礦前在充填物上做好墊層的鋪設，如膠皮帶以及草袋等，通過深度為1m炮眼的使用進行爆破采礦，之后通過人工或者電耙的使用出礦處理。在完成采礦工作之后對圍巖進行爆破，做好采空區的充填處理，對基本工作空間進行預留并進行循環作業，直至礦塊開采完成為止。同其余技術相比，該技術在實際應用當中能夠以分別的方式對同工作面的圍巖以及煤礦進行開采，并將爆破圍巖作為填充物進行使用，在對運輸步驟進行節省的情況下具有了較為簡單的操作特征。在該過程中，因需要以分次的方式爆破圍巖以及礦石，則需要能夠對礦脈走向以及圍巖穩定性進行充分的考慮，做好爆破順序的合理設置。在具體確定圍巖爆破量時，則需要在對采空區充填需求滿足的情況下利用好場內的廢石材料。如果需要先爆破礦體，可以利用小直徑釬頭，在適當位置鉆出1-1.5m左右的爆破孔，間隔0.4-0.6m，隔孔裝藥爆破；如果需要先爆破圍巖，必須對最小回采空間進行確定，當礦體本身的傾斜幅度較大時，采場最小不能低于0.8m。爆破崩落的礦石可以通過人工或者電耙的方式進行運輸，如果預留的采場在1.2m以上，也可以利用CT-500HE型電動鏟運機進行運輸。為了保證礦石的純度和質量，應該在充填物表面鋪設墊層，墊層的材料可以選擇模板、鐵板、混凝土等，以混凝土為例，其厚度必須達到0.1-0.15m左右，強度在3MPa，才能夠有效應對礦石崩落的重力以及機械設備的重量；第二，分段充填技術。在該技術實際應用中，分段可以說是其中的關鍵內容，即對具有較大暴露面的采場進行分割處理，在對一定數量矩形斷面結構形成的基礎上對采場的暴露面積進行縮小，以此對不穩固礦區進行科學的回采以及充填處理。如在實際開采中，可以將中段分為一定數量10m高度的子段，并對不同分段以分別的方式進行開采，根據實際采礦作業深度以及采礦流程保證充填以及回采作業的交叉開展，在巷道內對出礦、鑿巖以及充填等作業進行完成。對于充填物以及礦石材料，則可以通過電動鏟運機的使用進行運輸，以此對人員的負擔進行降低。在形成采空區之后，則需要及時填充膠結物，通過推卸式鏟運機的使用充填頂板。該技術在實際應用當中效果十分顯著，能夠對出礦、充填以及采礦的無軌機械化作業進行實現；第三，上向分層充填技術。該技術屬于干式充填技術，主要是分層礦體，之后以從下向上的順序進行充填以及開采處理，在充填當中進行放礦井、排水井以及行人井的構筑。在該技術實際應用當中，在布置礦塊方面主要有切走向以及沿走向這兩種類型，如圍巖以及礦石自身具有較好的穩定性，且礦體的厚度小于15m，則需要按照沿著走向方式進行布置，相反則可以對切走向布置方式進行使用。如礦體厚度大于50m，則可以通過沿著礦體垂直的方向進行布置，在對兩排礦房進行設置的基礎上在房間中做好縱向礦柱的留出；第四，下向分層充填技術。該技術在實際應用當中適合應用在圍巖以及礦石穩定性都相對較差的礦體，即能夠針對礦柱進行回采處理。在該技術實際應用中，需要在礦塊中對礦石溜井、充填物運輸井以及行人天井進行設置，通過溜井的使用將礦石實現對下部巷道的運輸，并通過上部巷道的使用將充填料運輸到采空區位置。在具體回采工作當中，需要按照從上到下的順序進行處理，以交叉的方式進行充填與回采。在具體分層工作當中，需要通過傾斜10-15°分層以及水平分層的方式進行處理，在回采之前，需要先對行人天井、溜井以及巷道等進行連通，并切割航道位置進行回采。而為了保證回采安全，則需要在每一層填充物下方做好膠結頂的設置。

4 結束語

充填采礦技術是煤礦企業提高回采率、保證生產安全同時實現綠色環保的一種有效采礦技術，將其應用到煤礦開采中，可以實現資源的重復利用，降低采礦活動對于周邊環境的影響。在上文中，我們對煤礦開采中充填采礦技術的應用進行了一定的研究。在實際煤礦開采當中，需要能夠充分聯系生產實際做好開采技術的選擇，保證煤礦生產的安全順利進行。

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