煤礦開采中充填采礦技術的應用

劉闖

摘 要：文章從煤礦開采的實踐角度出發(fā)，對我國煤礦開采中充填采礦技術的現(xiàn)狀進行了簡單概述，同時闡述了煤礦開采中存在的問題和充填采礦技術的作用。并針對不同因素下的幾種充填采礦技術的應用進行分析。

關鍵詞：煤礦開采；充填技術；應用分析

煤礦資源是不可再生資源之一，它的開采中與開采后都會給大自然生態(tài)平衡帶來或多或少的破壞，但出于煤礦資源的重要作用，又不得不進行開采，所以，為了減少煤礦開采帶來的負面影響，需要采用充填采礦技術，而這項技術應該綜合考慮礦區(qū)或礦體等多方面因素，展開科學合理的有效應用。

1 充填采礦技術的應用現(xiàn)狀

目前，我國充填采礦技術在煤礦開采中應用存在著兩個問題，一是資源不足，二是資源浪費，也可說當前我國充填采礦技術應用現(xiàn)狀就是如此。另外，我國煤礦礦區(qū)的特點是多數(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?！安筛槐Ｘ殹笔浅涮畈傻V技術的應用目的之一，將其應用到急傾斜礦體、緩傾斜礦體、分支復合礦體，或者其他某些結(jié)構(gòu)復雜多變的礦體中，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，以我國當前的技術是無法將這些物質(zhì)回收再利用的，此時，就需要通過充填技術進行處理。

2 充填采礦技術在煤礦開采中的應用

雖然充填采礦技術可以解決煤礦開采中很多資源破壞的問題，但該技術并非簡單易行的，它需要考慮多方面因素方可以應用，比如說，開采的成本問題、充填面積問題、煤礦塌陷以及賠償問題，所以，應該綜合考慮各方面問題，合理的應用充填開采技術。

2.1 上向分層充填技術

在煤礦充填開采技術中，有一種方法叫做干式充填法，而上向分層充填法就屬于干式充填法的其中之一。所謂的上向分層充填法就是將礦體進行層次上的結(jié)構(gòu)劃分，由下至上有序的逐層開采，逐層充填。但在整個過程中需要注意的有三點：一是放礦井的構(gòu)筑，二是行人井的構(gòu)筑，三是充填井的布置。放礦井具有放礦的作用，行人井可以用于行人和排水，充填井便于輸送設備和材料等。具體設置如圖1。

礦塊的布置是上向水平分層干式充填法的重要組成部分，而礦塊的布置又分為沿走向和切走向，各種具有不同的適用范圍。沿走向礦坑布置適用于厚度不超過10m～15m的礦體，并且礦石與圍巖比較穩(wěn)固，當?shù)V體厚度大于10m～15m時，則采用切走向布置礦塊。礦房的最佳長度應該控制在50m以內(nèi)，若是遇到厚度大于50m的礦體，最好布置兩排礦房在礦體的垂直走向方向上，在兩排礦房之間留沿走向的縱向礦柱。為了避免比如留礦井難以架設的問題產(chǎn)生，一般30～60m之間的階段高度最為合適。還有就是間柱設置，它的厚度是根據(jù)回采方法、礦體厚度，以及礦巖的穩(wěn)定性規(guī)定的，基本在7～10m，如果遇到礦石和圍巖穩(wěn)定性差的礦體，則適當在尺寸上加大，間柱留的不宜過大，也不能過小，間柱過大會使采空區(qū)隨之加大，過小的間柱會難以承受地壓，不利于回采如果礦體屬于薄礦脈（3～4m）時，可以利用混凝土澆灌隔墻代替間柱。所謂的混凝土澆灌隔墻就是頂住法，它的厚度取決于礦石的穩(wěn)定性和礦房大小，一般3～5m。如果為了簡化回采步驟，減少礦石的損失和貧化，可以不留頂住，采用人工建造的假巷代替，這樣不僅避免了二次破碎，還可以保證底柱的穩(wěn)定性，所留底柱高度一般控制在2～3m之間，具體計算公式如下。

K1=×1000m/kt

式中：∑L采區(qū)中采準巷道賀切割巷道的總長度（m）；T區(qū)：一個采區(qū)的工業(yè)儲量（t）；T準：一個采區(qū)的采準切割巷道中的礦石量（t）；采準工作比重K2：采區(qū)采準巷道和切割巷道中采出的礦石量與采區(qū)中采出礦石量之比，用下式求算。

K2=×100%

式中：T準：采準切割巷道中采出的礦石量，m3（或t）T區(qū)：采區(qū)中采出的礦石量，m3（或t）。

2.2 削壁充填采礦技術

削壁充填采礦法礦塊多為川之路天井，由于礦體相對較薄，所以我們不能離開柱子，而是設置人工底柱。當?shù)谝粋€開采礦石，開采圍巖崩落現(xiàn)在填充材料對墊好后，用1m的深孔爆破落礦，用手動或電動耙礦，然后崩落圍巖充填采空區(qū)，對礦山作業(yè)人員的最小空間的形成可以工作，如運行周期為一塊，直到采完后為止。

2.3 分段充填采礦技術

分段充填采礦技術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)的進度交叉、鉆井、開采和灌裝操作是在風洞中進行的，使用ct-500he電動鏟運機出礦充填材料的運輸和處理，形成踩空立即充填水泥，以推卸鏟運機的屋頂。充填采礦技術，可實現(xiàn)采礦，走出礦井，在沒有鐵路機械化的同時進行三個作業(yè)的充填和充填。

2.4 下向分層充填采礦技術

向下分層充填采礦技術，適用于礦石及圍巖中不穩(wěn)定礦體的開采。在充填開采技術應在溜井、礦塊布置充填、行人天井，開采的礦石通過溜槽下巷道，巷道充填材料通過上運到采場。在開采過程中，上下兩層是開采，第一層是填充材料，這一層，開采層應傾向于10度至15度?；蛩讲贾?，開采層，第一個切割巷道和填充井，行人天井連接，從切割巷道采礦。為保證作業(yè)的安全，構(gòu)建了各層水砂充填材料的底部。

3 結(jié)束語

為我國煤礦開采事業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)步性持續(xù)發(fā)展，以及減少煤礦資源開采對自然環(huán)境的破壞，應該廣泛應用充填采礦技術進行煤礦開采。但充填采礦技術需要根據(jù)礦區(qū)或礦體的結(jié)構(gòu)進行應用，還要考慮其他因素。所以，只有在煤礦開采前，做好有針對性的分析和研究，才能發(fā)揮充填采礦技術的作用。

參考文獻

[1]張廷偉.煤礦開采中填充采礦技術的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2015（10）：63.

[2]趙高朋.充填采礦技術在采礦中的應用和相關問題探討[J].水能經(jīng)濟，2016（2）：361.

[3]王勝余.試論充填采礦技術的應用[J].大科技，2014（5）：206-207.