淺析充填采礦技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用

王雙喜

華晉焦煤沙曲礦

淺析充填采礦技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用

王雙喜

華晉焦煤沙曲礦

工業(yè)化進(jìn)程的加快帶動了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于能源資源的需求量也在與日俱增，煤炭作為當(dāng)前技術(shù)背景下一種重要的工業(yè)能源，其開采效率成為了人們普遍關(guān)注的問題。伴隨著煤礦資源的逐漸枯竭，開采作業(yè)開始向著深部轉(zhuǎn)移，在增加作業(yè)難度的同時，對于礦區(qū)的污染和影響也愈發(fā)嚴(yán)重。在這種情況下，應(yīng)用充填采礦技術(shù)，能夠?qū)ι鲜鰡栴}進(jìn)行解決，提高煤礦開采的效率，保證作業(yè)安全。本文對充填采礦技術(shù)的分類和優(yōu)勢進(jìn)行了分析，并就其在煤礦開采中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了研究和討論。

煤礦工程；開采；充填采礦技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國礦產(chǎn)資源的消耗也進(jìn)入高峰期，而采礦業(yè)又面臨著地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境的雙重困境，為了解放“三下”開采﹑實(shí)現(xiàn)資源再利用的目標(biāo)﹑達(dá)到環(huán)保的目的，充填采礦技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。充填采礦技術(shù)與其他采礦方法相比，不但能提高礦石回采率﹑有效控制地表坍塌﹑保護(hù)環(huán)境，而且能增加采礦安全性。充填采礦技術(shù)通過不斷改進(jìn)，在充填料制備﹑輸送﹑充填回采技術(shù)﹑充填材料開發(fā)等方面更加完善，加上充填采礦技術(shù)廣泛應(yīng)用井下無軌自行設(shè)備，已成為開采效率高且環(huán)保節(jié)能的采礦方法。

1 充填采礦技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我國充填采礦技術(shù)在煤礦開采中應(yīng)用存在著兩個問題，一是資源不足，二是資源浪費(fèi)，也可說當(dāng)前我國充填采礦技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀就是如此。另外，我國煤礦礦區(qū)的特點(diǎn)是多數(shù)埋藏于地下，并且屬于地下深層礦，那么就需要深入地下進(jìn)行開采，久而久之，地下或者山體就會被采空，如果不采取有效的應(yīng)對措施，就會造成地表下陷，山體垮塌等等問題，使環(huán)境受到破壞。

煤礦開采會產(chǎn)生大量的工業(yè)三廢，工業(yè)三廢會嚴(yán)重破壞地表植被，給自然生態(tài)平衡帶來巨大的威脅。充填采礦技術(shù)的正確利用，可以減少廢氣﹑廢水﹑廢渣的排放量，也可以防止地表變形造成的地面下陷。“采富保貧”是充填采礦技術(shù)的應(yīng)用目的之一，將其應(yīng)用到急傾斜礦體﹑緩傾斜礦體﹑分支復(fù)合礦體，或者其他某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變的礦體中，不僅可以減少對自然環(huán)境的損害，還可以提高礦品的質(zhì)量和礦柱的回收率。除此之外，煤礦開采需要不斷的挖掘山體巖層或地下巖層，會產(chǎn)生大量的廢棄巖石，以及廢渣，開采后，會留下大量尾款，以我國當(dāng)前的技術(shù)是無法將這些物質(zhì)回收再利用的，此時，就需要通過充填技術(shù)進(jìn)行處理。

2 我國煤礦充填采礦技術(shù)分析

2.1 分段充填采礦技術(shù)

分段充填采礦技術(shù)是通過裸露地表分為若干個大的采場結(jié)構(gòu)，矩形截面結(jié)構(gòu)，從而減少了采場暴露面積，實(shí)現(xiàn)了采礦和充填在不穩(wěn)定礦體的效果下。一場將分為幾個高10m中間段，然后分段布置采場，開采和充填采場回采充填過程的操作，根據(jù)采礦作業(yè)的進(jìn)度交叉﹑鉆井﹑開采和灌裝操作是在風(fēng)洞中進(jìn)行的，使用ct-500he電動鏟運(yùn)機(jī)出礦充填材料的運(yùn)輸和處理，形成踩空立即充填水泥，以推卸鏟運(yùn)機(jī)的屋頂。充填采礦技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)采礦，走出礦井，在沒有鐵路機(jī)械化的同時進(jìn)行三個作業(yè)的充填和充填。

2.2 干式充填法

干式充填法采用露天采石場所采碎石﹑露天礦剝離﹑地下礦采掘出來的廢石作為充填材料，將其破碎后通過機(jī)器﹑風(fēng)力或人工送到采空區(qū)充填。干式充填法將礦塊分為礦房和礦柱，回采通常先采房﹑再采柱，礦房自下而上分層回采，充填時根據(jù)回采工作推進(jìn)而充填并未創(chuàng)造繼續(xù)上采的條件。干式充填法適用于價值高的礦石(礦體厚度不多于4m)﹑圍巖不穩(wěn)而礦石穩(wěn)固的礦體﹑缺乏水源或水量過大的礦山﹑廉價干填充料等，干式充填法可分為：上向水平分層干式充填法﹑傾斜分層干式充填法和削壁充填采礦法。

2.3 上向分層充填技術(shù)

上向分層充填是干式充填的一種，主要是對礦體進(jìn)行分層，然后按照從下到上的順序逐層開采和充填，并且在充填過程中構(gòu)筑放礦井﹑行人井以及排水井。上向分層充填技術(shù)中，礦塊的布置形式包括沿走向和切走向兩種，如果礦石和圍巖的穩(wěn)定性好，礦體厚度在15m以內(nèi)，沿走向布置，反之則采用切走向布置。而如果礦體的厚度在50m以上，則需要沿礦體垂直方向，設(shè)置兩排礦房，并在礦房間留出沿走向的縱向礦柱。

2.4 下向分層充填技術(shù)

下向分層充填技術(shù)適用于礦石和圍巖穩(wěn)固性較差的礦體，可以針對礦柱進(jìn)行回采。在實(shí)際應(yīng)用中，需要在礦塊中設(shè)置行人天井﹑礦石溜井以及充填物運(yùn)輸井，通過溜井將開采得到的礦石運(yùn)輸?shù)较虏肯锏乐校涮盍蟿t通過上部巷道運(yùn)到采空區(qū)。回采時，按照由上到下的順序，回采與充填交叉進(jìn)行。在進(jìn)行分層時，應(yīng)該采用水平分層或者傾斜10°－15°分層的方式，回采前先連通巷道﹑行人天井以及溜井，由切割巷道進(jìn)行回采。從安全方面考慮，應(yīng)該在每一層分層充填物的下方，設(shè)置膠結(jié)頂。

2.5 削壁充填采礦技術(shù)

削壁充填采礦法礦塊多為川之路天井，由于礦體比較薄，所以不能留間柱(特殊情況可以留很小的間柱)，而是架設(shè)人工底柱(人工底柱為木梁底柱或混凝土底柱)。回采時先采礦石，后采巖石，落礦前現(xiàn)在充填物料上鋪好墊層(可以鋪膠皮帶或者草袋子，鋪鋼板和15～20cm厚的混凝土)，將礦石用1m深的炮眼崩下來后，再通過人工或電耙出礦，然后崩落圍巖并充填采空區(qū)，形成采礦作業(yè)人員可以工作的最小空間，如此循環(huán)作業(yè)，直到采完一個礦塊為止。削壁充填法開采礦石時，礦石和圍巖要分次崩落，根據(jù)礦脈傾角﹑礦巖穩(wěn)固度等決定礦巖崩落先后順序，在確定崩落圍巖量時，應(yīng)當(dāng)在滿足充填踩空區(qū)的條件下盡量使用場內(nèi)廢石當(dāng)作充填料。

總之，就目前而言，充填采礦技術(shù)是煤礦企業(yè)提高回采率﹑保證生產(chǎn)安全同時實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的一種有效采礦技術(shù)，將其應(yīng)用到煤礦開采中，可以實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用，降低采礦活動對于周邊環(huán)境的影響，也可以對采礦垃圾進(jìn)行有效處理，應(yīng)該得到技術(shù)人員的重視，做好深入研究，推動我國煤礦產(chǎn)業(yè)的綠色健康發(fā)展。

[1] 賀東升.采礦新技術(shù)在煤礦開采中的作用[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2015，03：23-24+31.

[2] 鄭登棟.淺析充填采礦技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用[J].江西建材，2016，18：218.

[3] 劉闖.煤礦開采中充填采礦技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，33：118.