淺析現代采礦理念與充填采礦

李曉明

摘要：現代采礦是指實現既能最大限度地高效采出煤炭資源又能保證安全和保護環境的開采技術，現代化采礦主要包括機械化高效開采、綠色開采、安全開采等，為了使煤炭開采業健康發展，實現現代化采礦和加強充填采礦的應用尤為重要。

關鍵詞：現代采礦理念；充填采礦；高效開采；安全

引言

我國屬于礦產資源大國，并且現階段正處于高速發展階段，社會各個生產領域礦產資源需求量越來越大。以前采用的傳統采礦模式一般沒有重視自然環境的保護，所以實際開發礦產資源的過程中給環境帶來了很大的破壞，我國想要實現可持續發展目標，就應該對環境污染、破壞進行有效的防治。在該發展背景下，綠色采礦理念就應運而生，同時是現代采礦工作中的一個核心理念。現代采礦理念的正確引導產生了各種新的安全、綠色以及有效采礦技術，其中就包含有填充采礦技術，并且得到了普遍應用。

一 現代理念下的綠色采礦

綠色采礦能夠使采礦中的廢料最大限度的排出，全面提高資源綜合利用率，而且還能降低礦產資源開采中帶來的負面影響。其基本內涵有三個：首先，使資源的綜合利用程度能夠提高，回收低品位礦石能有規劃地進行，做到既要充分回收可利用礦物，又要實行保護性的良性開采；其次，實現廢料排放最低化，在采礦過程中，應盡可能地降低廢氣、尾氣產出排放量，削弱采礦對環境的污染和危害，減弱或者消除地表沉降導致的人文生態環境的破壞；最后，推動廢料的資源化，實現廢料的回收再利用。

二 傳統采礦理念和現代采礦理念的區別

其一，傳統開采在安全作為不足，而現代采礦理念以人為本、創新安保。首先傳統煤礦開采中，一直采用傳統的保護措施，而又在保護措施的經濟性與安全保障能力之間搖擺，有時甚至抱著一種聽天由命的態度，用陳舊的安保措施做了基礎工作，就僥幸地盼望不要發生事故，而沒有去下功夫、投資去發展更加可靠地安全措施，同時也沒有考慮到長遠的和間接地安全因素。現代采礦理念則是本著不斷改進與綠色安全的理念，采用更新式的安保技術和安保管理；其二，傳統采礦理念，關注的重點是經濟效益，秉承一種先污染后治理的態度，現代采礦理念，經濟效益與生態效益并重。傳統的采礦作業產生的大量固體廢棄物污染地表難以治理，地下產生大量采空區導致沉降，帶來了深遠的負面影響。而現代采礦理念的核心理念之一是綠色采礦，在開采的同時就采取各種措施，盡可能在污染與破壞萌芽階段就用最小的代價將之處理。

三 充填采礦技術內涵和填充形式

充填采礦技術是人工支護采礦技術的一種，在不斷進行開采掘進的同時，將充填材料同時填充到采空區。

3.1膏體充填

膏體充填必須將煤灰粉、爐渣、煤矸石、劣質土、建筑垃圾等固體廢物材料在地面進行加工，待成不脫水膏狀時，通過泵壓或重力作用下經過管道輸送到采煤工作面。膏體充填技術具有環保、安全、高采出的特點。

3.2超高水材料充填

為了使充填材料能夠得到廣泛的利用，我國陸續研發了超高水充填技術。在20世紀80年代的中期，我國的礦業大學研發成功出一種新的充填材料，這種充填材料是ZDK高水速凝材料。該材料充填系統簡單，占地少，可將泵送系統建于井下，方便使用。

3.3固體物充填

固體物充填技術具有充填開采的成本低、材料來源廣泛、矸石不升井等優點，利用井下掘進矸石來進行充填。充填物主要以煤灰、黃土、破碎的矸石及固體廢棄物為充填材料。

四 充填采礦技術優勢

4.1消除地表沉降、改善采礦應力環境

充填技術可有效支撐采空區圍巖、防止其變形，并能有效防止大規模的移位發生。充填技術可在充填的過程中使新的工作面快速形成，為后續工作提供了便利的環境，使采充循環周期最大限度地縮短了，全面提高采礦綜合生產能力。它還能有效阻止巖層大幅度位移，從而使得在水體下、建筑物下開展采礦作業能夠實現，還能有效保護地表，保護好生態環境。采空區周圍二次應力分布的狀況通過充填體能得到顯著改善，從而使礦柱圍巖自身的穩定性提高。

4.2降排功能

隨著礦產資源被大規模的開發破壞，產生了大量的粉煤灰、冶煉渣、煤矸石以及廢石等固體廢料，我國的工業廢棄物中大部分也是這幾類固體廢料，占總體廢棄物的百分之八十五左右。如果這些固體廢棄物能進行回收利用，把它們當成充填物再填充到地下，不僅減少了這些廢料的污染，還可以充分體現礦產資源被合理的利用。充填技術的支持對礦山開采環境的改善和礦區環境的污染的解決都起了不可替代的巨大作用。

4.3低貧損開采功能和保護遠景資源功能

低貧損開采功能和保護遠景資源功能，主要表現在以下幾個方面：其一，在各種角度、薄厚、復雜多變的礦體中能夠科學運用膠結充填采礦技術，尤其是針對較為厚大的礦體，將會積極提升礦柱回收效率以及保證出礦質量，因此能夠最大程度對礦石進行回收；其二，對于難采復雜的礦床可以通過充填采礦技術為其提供強大的技術支持；其三，對下部優先開采或者底盤富礦的礦山通過充填采礦技術形成采富保貧，而不會損失與破壞礦產資源。

五 充填采礦的發展對策

5.1不斷創新充填設備

現階段，因為礦區充填設備比較落后，所使用的充填系統具有比較低的自動控制以及自動化水平，對充填技術的有效發展造成了不良影響，同時也降低了實際充填效率以及填充質量。因此，需要對高效填充作業以及高濃度傳輸設備進行不斷的研制，同時通過壓排設備對各段壓力進行有效調節，防止出現堵管問題。

5.2構建完善的充填管理以及檢查制度

對充填工作進行有效的監督管理，編制針對性比較強的解決方案來處理充填采礦技術實際實施中產生的問題，同時通過現代化檢測設備對充填區域進行定期檢測，以此來確保充填質量。想要確保所使用的充填材料質量合格，就應該在充填站應用各種先進電子設備以及機械。大部分充填站都建在礦區里面或者是附近區域，填充站是地表設施，同時也是生產充填料的關鍵場所，有效應用膠結計量、閥、泵以及流量計等裝置，通過電子控制方式進行控制，能夠有效提升材料生產效率。

結語

工業快速發展的今天對礦產資源的需求量也日益上升，大力開采礦產資源的同時所帶來的環境污染和資源浪費的問題也逐漸增多，如何能使環境與開采之間平等將成為現在首要解決的問題。而綠色采礦和充填采礦的運用無疑是給采礦行業帶來了福音，在人們逐漸意識到對環境的保護與資源的合理開發不可分割的同時，全面推廣充填技術與綠色采礦可為是最主要的目標，努力將理念結合實際，使我國的煤礦事業更上一層樓。

參考文獻

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