充填采礦技術在煤炭開采中的應用

邢雄 張楊

摘? 要：煤炭作為我國經濟發展的主要能源之一，經過多年的開采，現如今我國已經進入了煤炭資源開采的高峰期。煤炭資源的大量開采所帶來的環境問題也日益突出。常見的問題有礦區周圍的矸石山、地表塌陷、地下水斷流以及生態環境被破壞，這嚴重威脅了中國煤礦行業的可持續發展。煤礦地下開采引發的環境問題根源在于采空區上方的巖層發生運動。為了克服煤礦開采過程中的巖層運動，提出了充填采礦技術。本文圍繞煤炭開采充填采礦技術的優勢、應用原則及具體應用等相關內容進行闡述。

關鍵詞：充填;采礦技術;煤炭開采;應用

1 充填采礦技術的優勢

充填采礦是指在開采礦產的過程當中，在周圍巖石層不穩固的地區采用物料回填的方式對采空區進行填充，提升周圍礦石的穩定性，從而最大限度地保障巖石層的穩固性，防止在礦產資源開采之后周圍巖層失穩造成垮塌。充填采礦技術還被利用在開采廢料的處理問題上，將采礦過程中產生的固體廢棄物進行無害化處理，從而達到保護生態環境的目的[1]。隨著社會對礦產資源的需要量增長，礦業開采技術也應當與時俱進，體現環保的目的和要求，響應環境保護的時代號召，這也是當前礦產開采工作的重要環節。因此，充填采礦技術在礦業領域得到了充分應用和推廣，成為當前礦業開采的重點開發技術之一，它具有靈活性強、資源利用率高、清潔無污染等多重亮點，因此我們應當加強對充填采礦技術的運用和研發，以促進采礦行業的持續發展。

2 充填技術選擇的基本原則

（1）安全性原則。選擇充填技術前，必須提前控制好礦山壓力，預防開采過程中沖擊地壓等事故的發生。在這個前提之下，要對回采工作面圍巖的構造應力和支護手段進行分析對比，最后判斷，是否選擇充填技術。（2）實用性原則。開始回采之前，應該將礦山儲量與填充量大小進行比較，再根據比較結果，判斷選擇填充技術是否合適。雖然填充技術目前是處理采空區最好的辦法，但是并不能保證不發生危險事故，還要提前做好支護以防萬一[2]。（3）便捷性原則。在選擇填充技術前，考慮好人員和物料的管理，研究好最為簡便的物料比，設計最優運輸通道，使得填充材料可以迅速便捷地到達采空區進行及時填充。（4）穩定性原則。在方案確定之后，選擇長期工作的員工且將人員分成兩批進行培訓，固定個人工作量和工作場所，以避免因為員工的個人原因拖延工程進度。在挑選充填機器時，盡量選擇信譽好、質量好并能適應已有的方案的廠家。還要派遣專門人員去學習緊急情況的處理如何維修等。（6）保護環境原則。在選擇充填材料時，盡量以矸石、固體工業廢料等為主要成分。避免占用土地浪費資源破壞已有的生態平衡。盡最大化保護環境，實現綠色開采。

3 充填采礦技術在煤炭開采中的應用

3.1 分級尾砂膠結充填技術

分級尾砂膠結充填技術主要指的是，通過對膠結劑的利用，比如：經過細化研磨的爐渣、石膏、水泥等，使填充體的獨立性得到有效強化。相比傳統分級尾砂填充方式相比，分級尾砂膠結充填技術對礦產掩埋位置較深的找礦工作具有較大優勢。

3.2 廢石膠結充填技術

廢石膠結充填技術主要指的是通過運用自淋混合工藝技術將廢石水泥漿或者廢石砂漿進行混合，制作廢石膠結充填技術所需要的填充料。目前，主要在小范圍找礦工作中被普遍運用，由于廢石膠結充填技術具有比較簡單的操作工藝、較低的成本投入、能夠使企業連續填充的施工目標有效實現。

3.3 膏體泵送充填技術

膏體泵送充填技術主要指的是建立在傳統充填輸送泵制造技術基礎上，不斷完善、發展起來的一種新型充填采礦技術。其具有較高的密實程度、較低的充填體壓縮率、較高的開采安全性，目前，已經被采礦行業普遍認可和接受，并大范圍使用[3]。

3.4 全尾砂結構流膠結充填技術

由于全尾砂結構流膠結充填技術的開采深度，能夠達到1500米以上，因此，是目前我國采礦企業使用頻率最高的技術之一。

4 充填采礦技術的發展建議

4.1 加強研發充填材料

當前階段的充填工作中，充填材料在一定的程度上還能夠滿足需求，但是我們應當樹立憂患意識，使得充填材料的數量和質量能夠穩定增長，始終滿足社會對于礦業開采的需求，否則在不斷進步的社會環境下，很快就會出現供不應求或者捉襟見肘的情況。應當加強對新型充填材料的研發，創新材料的材質和性能，提高填充材料的強度和承載能力。當前填充采礦技術包含的工藝較為廣泛，很難做到以偏概全，因此應當采用靈活化的材料開發模式，針對流動性生產進行填充新材料的研究，減小填充采礦的工作難度，提高舊有材料的伸展性和壓縮性能，提高填充材料的環保性能，使得礦業開采在滿足開采需求的同時兼顧環境保護的需求。同時，應開發高新材料，提高充填物料物理、化學特性，解決堵管、初凝時間、充填周期等問題，進一步提升充填工藝的適用性，使之滿足采礦活動的需要。

4.2 合理選擇采礦技術

在礦業開采的過程當中，如果選擇了不恰當的采礦技術，將會產生嚴重的后果，甚至直接將導致采礦行動的失敗，究其根本原因，問題出在工程施工方沒有結合開采地區的地質和水文情況進行綜合考慮，導致挑選的施工方案不適合此地的地形地貌特征，從而導致礦業工程在開采的過程當中出現過一些問題，礦業開采量下降，回收率也不高。另外，當采礦地區的地勢存在較大差異時，采用了錯誤的開采方式會導致后續的礦產開發工作也出現一些問題。因此，在這一項技術的實際運用過程當中，首先應當結合開采地區低地質、土壤等實際自然情況制定合適的開采方案，用數據的形式表達出來，結合收集的資料進行自然地理條件的綜合分析，定制最為合適的采礦方案，并進行采礦填充技術的篩選。另外一方面，應當從材料源頭抓起，加強對采礦填充材料的選購和篩查，把好材料質量關，使得采礦工作得到完整的基礎和物質保障。

4.3 加強充填設備建設

充填采礦工程需要一定的設備和機械來進行作業，因此在一定程度上應當加強對工程填充設備的建設，解決現有的充填機械頻繁出現故障而導致的開采效率下降等問題，有關的工作部門應當切實加強對充填設備的建設和研發，結合先進的充填設備制造經驗，利用先進技術加強對充填設備的建設和改進，加強機械制造技術的研發和推廣，將先進的技術內化為自身的機械制造技藝，加強對我國礦業開采的模式轉型，為我國的采礦技術奠定堅實的基礎。另外一方面，在充填采礦的管理制度上應當加強建設，突出采礦管理的重要性，使采礦技術得到管理人員的重視，加強安全生產責任意識，為工程建設良好的開采規劃，保證相關的工作人員在工作中能夠做到兢兢業業，遵守紀律，保證充填采礦工作得以安全運行。

結束語

總而言之，隨著經濟的高速發展，國家領導人的重視以及相關環境保護法的發布，綠色開采將會成為主流。充填技術更夠減少礦渣與矸石的排放更是能夠防止周圍環境的空氣被污染。現在的充填技術還不太成熟許多材料的成本太高，但是在未來它的前景是十分美好的隨著科技水平的發展成本的降低接受它的礦山企業會越來越多的。我相信它憑著能提高回采率，保證采空區的穩定，提高開采速度和減排等功能會逐漸普及開來的。

參考文獻

[1]田龍龍，王萌慧.現代采礦理念與充填采礦研究[J].能源與節能，2018（02）：10-11+13.

[2]陳鈺，樊永貴，李三云.露天采礦設備的發展趨勢對采礦技術的推進作用探討[J].當代旅游（高爾夫旅行），2018（02）：132+131.

[3]安鳳林.選煤技術工藝及生產管理的探討[J].內蒙古煤炭經濟，2017（23）：29+31.