煤矿开采中充填采矿技术的应用分析

赵金明

摘 要：作为一种不可再生资源，在实际对煤矿资源进行开采时，都会在一定程度上破坏自然生态环境。为了能够对煤矿开采当中所产生的负面影响进行减少，做好充填采矿技术的应用十分关键。在本文中，将就煤矿开采中充填采矿技术的应用进行一定的研究。

关键词：煤矿开采；充填采矿技术；应用；

1 引言

在我国煤矿开采事业不断发展的过程中，其在实际生产当中所产生的地质灾害问题、技术经济问题以及环境问题等也对我国环境造成了严重的恶化。在该种情况下，人们也对煤矿开采当中的技术以及环保问题具有了较高的重视。在该种情况下，做好充填采矿技术的应用则成为了非常重要的一项技术内容，在地表塌陷灾害控制以及矿石回采率提升方面都具有着十分积极的作用。对此，即需要在实际开采当中做好该技术的应用，不断提升企业采矿水平。

2 充填技术概述

对于充填采矿技术来说，其是一种人工支护方式进行采矿的技术。在煤矿开采工作不断深入发展的情况下，其能够向采空区实现填充区的输送，以此对采空区的防护处理起到一定的强化作用，进而在对地表移动以及围岩崩落情况进行控制的基础上实现回采率的提升，在不稳定围岩矿区开采以及深部开采当中具有较好的应用效果。根据具体充填材料的不同，可以将该技术分为几种不同的类型：第一，干式填充法。在该方式当中，主要通过采掘出的废石以及碎石作为填料进行使用，在对其进行破碎处理后实现对采空区的输送。在实际对该方式进行应用时，按照以从上到下、分层的方式进行回采，并根据具体回采速度做好充填处理，以此为后续向上采矿工作的进行实现良好条件的创造。该方式在存在不稳定矿体、矿石价值较高或者存在水量较大的矿山当中具有较多的应用，且具有较好的应用效果；第二，水力填充法。在该方式当中，主要的填料有炉渣以及碎石等等，在使用输水管道的情况下，以水为动力将填料实现对采空区的输送，在完成脱水之后即能够形成充填体。该方式在实际应用当中具有较强的适用性，且具有较强的充填物抗压能力，能够在避免围岩发生移动情况的基础上控制矿山压力比；第三，胶结充填法。在该方式中，其主要材料有砂石、炉渣以及尾砂等等，在实际处理当中，在对相关材料进行配比处理后，即会形成浆状胶结物，等其彻底凝固之后将其运输到采空区当中进行充填处理。该材料具有一定的微膨胀性，不仅操作简单，且具有较快的强度增长速度，在环保以及成本方面具有较好的表现。

3 充填采矿技术应用

在煤矿开采工作当中，通过充填采矿技术的应用，则能够在对回采率进行提升的基础上做好资源开采破坏问题的良好解决。同时，该技术在实际应用当中具有着较高的成本，且将受到实际环境的影响。对此，即需要在实际应用中做好具体环境的结合把握，以此为基础做好对应技术措施的应用：第一，削壁充填技术。对于该技术来说，其适合应用在具有较薄矿体的情况，因无法对间柱进行预留，则需要通过混凝土以及木梁方式的使用对人工底柱进行构筑。在回采环节但那个中，需要先采矿石，之后为岩石，并在落矿前在充填物上做好垫层的铺设，如胶皮带以及草袋等，通过深度为1m炮眼的使用进行爆破采矿，之后通过人工或者电耙的使用出矿处理。在完成采矿工作之后对围岩进行爆破，做好采空区的充填处理，对基本工作空间进行预留并进行循环作业，直至矿块开采完成为止。同其余技术相比，该技术在实际应用当中能够以分别的方式对同工作面的围岩以及煤矿进行开采，并将爆破围岩作为填充物进行使用，在对运输步骤进行节省的情况下具有了较为简单的操作特征。在该过程中，因需要以分次的方式爆破围岩以及矿石，则需要能够对矿脉走向以及围岩稳定性进行充分的考虑，做好爆破顺序的合理设置。在具体确定围岩爆破量时，则需要在对采空区充填需求满足的情况下利用好场内的废石材料。如果需要先爆破矿体，可以利用小直径钎头，在适当位置钻出1-1.5m左右的爆破孔，间隔0.4-0.6m，隔孔装药爆破；如果需要先爆破围岩，必须对最小回采空间进行确定，当矿体本身的倾斜幅度较大时，采场最小不能低于0.8m。爆破崩落的矿石可以通过人工或者电耙的方式进行运输，如果预留的采场在1.2m以上，也可以利用CT-500HE型电动铲运机进行运输。为了保证矿石的纯度和质量，应该在充填物表面铺设垫层，垫层的材料可以选择模板、铁板、混凝土等，以混凝土为例，其厚度必须达到0.1-0.15m左右，强度在3MPa，才能够有效应对矿石崩落的重力以及机械设备的重量；第二，分段充填技术。在该技术实际应用中，分段可以说是其中的关键内容，即对具有较大暴露面的采场进行分割处理，在对一定数量矩形断面结构形成的基础上对采场的暴露面积进行缩小，以此对不稳固矿区进行科学的回采以及充填处理。如在实际开采中，可以将中段分为一定数量10m高度的子段，并对不同分段以分别的方式进行开采，根据实际采矿作业深度以及采矿流程保证充填以及回采作业的交叉开展，在巷道内对出矿、凿岩以及充填等作业进行完成。对于充填物以及矿石材料，则可以通过电动铲运机的使用进行运输，以此对人员的负担进行降低。在形成采空区之后，则需要及时填充胶结物，通过推卸式铲运机的使用充填顶板。该技术在实际应用当中效果十分显著，能够对出矿、充填以及采矿的无轨机械化作业进行实现；第三，上向分层充填技术。该技术属于干式充填技术，主要是分層矿体，之后以从下向上的顺序进行充填以及开采处理，在充填当中进行放矿井、排水井以及行人井的构筑。在该技术实际应用当中，在布置矿块方面主要有切走向以及沿走向这两种类型，如围岩以及矿石自身具有较好的稳定性，且矿体的厚度小于15m，则需要按照沿着走向方式进行布置，相反则可以对切走向布置方式进行使用。如矿体厚度大于50m，则可以通过沿着矿体垂直的方向进行布置，在对两排矿房进行设置的基础上在房间中做好纵向矿柱的留出；第四，下向分层充填技术。该技术在实际应用当中适合应用在围岩以及矿石稳定性都相对较差的矿体，即能够针对矿柱进行回采处理。在该技术实际应用中，需要在矿块中对矿石溜井、充填物运输井以及行人天井进行设置，通过溜井的使用将矿石实现对下部巷道的运输，并通过上部巷道的使用将充填料运输到采空区位置。在具体回采工作当中，需要按照从上到下的顺序进行处理，以交叉的方式进行充填与回采。在具体分层工作当中，需要通过倾斜10-15°分层以及水平分层的方式进行处理，在回采之前，需要先对行人天井、溜井以及巷道等进行连通，并切割航道位置进行回采。而为了保证回采安全，则需要在每一层填充物下方做好胶结顶的设置。

4 结束语

充填采矿技术是煤矿企业提高回采率、保证生产安全同时实现绿色环保的一种有效采矿技术，将其应用到煤矿开采中，可以实现资源的重复利用，降低采矿活动对于周边环境的影响。在上文中，我们对煤矿开采中充填采矿技术的应用进行了一定的研究。在实际煤矿开采当中，需要能够充分联系生产实际做好开采技术的选择，保证煤矿生产的安全顺利进行。

参考文献：

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