煤矿开采中充填采矿技术的应用

刘闯

摘 要：文章从煤矿开采的实践角度出发，对我国煤矿开采中充填采矿技术的现状进行了简单概述，同时阐述了煤矿开采中存在的问题和充填采矿技术的作用。并针对不同因素下的几种充填采矿技术的应用进行分析。

关键词：煤矿开采；充填技术；应用分析

煤矿资源是不可再生资源之一，它的开采中与开采后都会给大自然生态平衡带来或多或少的破坏，但出于煤矿资源的重要作用，又不得不进行开采，所以，为了减少煤矿开采带来的负面影响，需要采用充填采矿技术，而这项技术应该综合考虑矿区或矿体等多方面因素，展开科学合理的有效应用。

1 充填采矿技术的应用现状

目前，我国充填采矿技术在煤矿开采中应用存在着两个问题，一是资源不足，二是资源浪费，也可说当前我国充填采矿技术应用现状就是如此。另外，我国煤矿矿区的特点是多数埋藏于地下，并且属于地下深层矿，那么就需要深入地下进行开采，久而久之，地下或者山体就会被采空，如果不采取有效的应对措施，就会造成地表下陷，山体垮塌等等问题，使环境受到破坏。

煤矿开采会产生大量的工业三废，工业三废会严重破坏地表植被，给自然生态平衡带来巨大的威胁。充填采矿技术的正确利用，可以减少废气、废水、废渣的排放量，也可以防止地表变形造成的地面下陷。“采富保贫”是充填采矿技术的应用目的之一，将其应用到急倾斜矿体、缓倾斜矿体、分支复合矿体，或者其他某些结构复杂多变的矿体中，不仅可以减少对自然环境的损害，还可以提高矿品的质量和矿柱的回收率。除此之外，煤矿开采需要不断的挖掘山体岩层或地下岩层，会产生大量的废弃岩石，以及废渣，开采后，会留下大量尾款，以我国当前的技术是无法将这些物质回收再利用的，此时，就需要通过充填技术进行处理。

2 充填采矿技术在煤矿开采中的应用

虽然充填采矿技术可以解决煤矿开采中很多资源破坏的问题，但该技术并非简单易行的，它需要考虑多方面因素方可以应用，比如说，开采的成本问题、充填面积问题、煤矿塌陷以及赔偿问题，所以，应该综合考虑各方面问题，合理的应用充填开采技术。

2.1 上向分层充填技术

在煤矿充填开采技术中，有一种方法叫做干式充填法，而上向分层充填法就属于干式充填法的其中之一。所谓的上向分层充填法就是将矿体进行层次上的结构划分，由下至上有序的逐层开采，逐层充填。但在整个过程中需要注意的有三点：一是放矿井的构筑，二是行人井的构筑，三是充填井的布置。放矿井具有放矿的作用，行人井可以用于行人和排水，充填井便于输送设备和材料等。具体设置如图1。

矿块的布置是上向水平分层干式充填法的重要组成部分，而矿块的布置又分为沿走向和切走向，各种具有不同的适用范围。沿走向矿坑布置适用于厚度不超过10m～15m的矿体，并且矿石与围岩比较稳固，当矿体厚度大于10m～15m时，则采用切走向布置矿块。矿房的最佳长度应该控制在50m以内，若是遇到厚度大于50m的矿体，最好布置两排矿房在矿体的垂直走向方向上，在两排矿房之间留沿走向的纵向矿柱。为了避免比如留矿井难以架设的问题产生，一般30～60m之间的阶段高度最为合适。还有就是间柱设置，它的厚度是根据回采方法、矿体厚度，以及矿岩的稳定性规定的，基本在7～10m，如果遇到矿石和围岩稳定性差的矿体，则适当在尺寸上加大，间柱留的不宜过大，也不能过小，间柱过大会使采空区随之加大，过小的间柱会难以承受地压，不利于回采如果矿体属于薄矿脉（3～4m）时，可以利用混凝土浇灌隔墙代替间柱。所谓的混凝土浇灌隔墙就是顶住法，它的厚度取决于矿石的稳定性和矿房大小，一般3～5m。如果为了简化回采步骤，减少矿石的损失和贫化，可以不留顶住，采用人工建造的假巷代替，这样不仅避免了二次破碎，还可以保证底柱的稳定性，所留底柱高度一般控制在2～3m之间，具体计算公式如下。

K1=×1000m/kt

式中：∑L采区中采准巷道贺切割巷道的总长度（m）；T区：一个采区的工业储量（t）；T准：一个采区的采准切割巷道中的矿石量（t）；采准工作比重K2：采区采准巷道和切割巷道中采出的矿石量与采区中采出矿石量之比，用下式求算。

K2=×100%

式中：T准：采准切割巷道中采出的矿石量，m3（或t）T区：采区中采出的矿石量，m3（或t）。

2.2 削壁充填采矿技术

削壁充填采矿法矿块多为川之路天井，由于矿体相对较薄，所以我们不能离开柱子，而是设置人工底柱。当第一个开采矿石，开采围岩崩落现在填充材料对垫好后，用1m的深孔爆破落矿，用手动或电动耙矿，然后崩落围岩充填采空区，对矿山作业人员的最小空间的形成可以工作，如运行周期为一块，直到采完后为止。

2.3 分段充填采矿技术

分段充填采矿技术是通过裸露地表分为若干个大的采场结构，矩形截面结构，从而减少了采场暴露面积，实现了采矿和充填在不稳定矿体的效果下。一场将分为几个高10m中间段，然后分段布置采场，开采和充填采场回采充填过程的操作，根据采矿作业的进度交叉、钻井、开采和灌装操作是在风洞中进行的，使用ct-500he电动铲运机出矿充填材料的运输和处理，形成踩空立即充填水泥，以推卸铲运机的屋顶。充填采矿技术，可实现采矿，走出矿井，在没有铁路机械化的同时进行三个作业的充填和充填。

2.4 下向分层充填采矿技术

向下分层充填采矿技术，适用于矿石及围岩中不稳定矿体的开采。在充填开采技术应在溜井、矿块布置充填、行人天井，开采的矿石通过溜槽下巷道，巷道充填材料通过上运到采场。在开采过程中，上下两层是开采，第一层是填充材料，这一层，开采层应倾向于10度至15度。或水平布置，开采层，第一个切割巷道和填充井，行人天井连接，从切割巷道采矿。为保证作业的安全，构建了各层水砂充填材料的底部。

3 结束语

为我国煤矿开采事业能够实现稳步性持续发展，以及减少煤矿资源开采对自然环境的破坏，应该广泛应用充填采矿技术进行煤矿开采。但充填采矿技术需要根据矿区或矿体的结构进行应用，还要考虑其他因素。所以，只有在煤矿开采前，做好有针对性的分析和研究，才能发挥充填采矿技术的作用。

参考文献

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