煤礦開采中充填采礦技術(shù)的應(yīng)用分析

趙金明

摘 要：作為一種不可再生資源，在實(shí)際對(duì)煤礦資源進(jìn)行開采時(shí)，都會(huì)在一定程度上破壞自然生態(tài)環(huán)境。為了能夠?qū)γ旱V開采當(dāng)中所產(chǎn)生的負(fù)面影響進(jìn)行減少，做好充填采礦技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。在本文中，將就煤礦開采中充填采礦技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；充填采礦技術(shù)；應(yīng)用；

1 引言

在我國煤礦開采事業(yè)不斷發(fā)展的過程中，其在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中所產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害問題、技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題以及環(huán)境問題等也對(duì)我國環(huán)境造成了嚴(yán)重的惡化。在該種情況下，人們也對(duì)煤礦開采當(dāng)中的技術(shù)以及環(huán)保問題具有了較高的重視。在該種情況下，做好充填采礦技術(shù)的應(yīng)用則成為了非常重要的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，在地表塌陷災(zāi)害控制以及礦石回采率提升方面都具有著十分積極的作用。對(duì)此，即需要在實(shí)際開采當(dāng)中做好該技術(shù)的應(yīng)用，不斷提升企業(yè)采礦水平。

2 充填技術(shù)概述

對(duì)于充填采礦技術(shù)來說，其是一種人工支護(hù)方式進(jìn)行采礦的技術(shù)。在煤礦開采工作不斷深入發(fā)展的情況下，其能夠向采空區(qū)實(shí)現(xiàn)填充區(qū)的輸送，以此對(duì)采空區(qū)的防護(hù)處理起到一定的強(qiáng)化作用，進(jìn)而在對(duì)地表移動(dòng)以及圍巖崩落情況進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)回采率的提升，在不穩(wěn)定圍巖礦區(qū)開采以及深部開采當(dāng)中具有較好的應(yīng)用效果。根據(jù)具體充填材料的不同，可以將該技術(shù)分為幾種不同的類型：第一，干式填充法。在該方式當(dāng)中，主要通過采掘出的廢石以及碎石作為填料進(jìn)行使用，在對(duì)其進(jìn)行破碎處理后實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的輸送。在實(shí)際對(duì)該方式進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，按照以從上到下、分層的方式進(jìn)行回采，并根據(jù)具體回采速度做好充填處理，以此為后續(xù)向上采礦工作的進(jìn)行實(shí)現(xiàn)良好條件的創(chuàng)造。該方式在存在不穩(wěn)定礦體、礦石價(jià)值較高或者存在水量較大的礦山當(dāng)中具有較多的應(yīng)用，且具有較好的應(yīng)用效果；第二，水力填充法。在該方式當(dāng)中，主要的填料有爐渣以及碎石等等，在使用輸水管道的情況下，以水為動(dòng)力將填料實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的輸送，在完成脫水之后即能夠形成充填體。該方式在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有較強(qiáng)的適用性，且具有較強(qiáng)的充填物抗壓能力，能夠在避免圍巖發(fā)生移動(dòng)情況的基礎(chǔ)上控制礦山壓力比；第三，膠結(jié)充填法。在該方式中，其主要材料有砂石、爐渣以及尾砂等等，在實(shí)際處理當(dāng)中，在對(duì)相關(guān)材料進(jìn)行配比處理后，即會(huì)形成漿狀膠結(jié)物，等其徹底凝固之后將其運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)當(dāng)中進(jìn)行充填處理。該材料具有一定的微膨脹性，不僅操作簡(jiǎn)單，且具有較快的強(qiáng)度增長速度，在環(huán)保以及成本方面具有較好的表現(xiàn)。

3 充填采礦技術(shù)應(yīng)用

在煤礦開采工作當(dāng)中，通過充填采礦技術(shù)的應(yīng)用，則能夠在對(duì)回采率進(jìn)行提升的基礎(chǔ)上做好資源開采破壞問題的良好解決。同時(shí)，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中具有著較高的成本，且將受到實(shí)際環(huán)境的影響。對(duì)此，即需要在實(shí)際應(yīng)用中做好具體環(huán)境的結(jié)合把握，以此為基礎(chǔ)做好對(duì)應(yīng)技術(shù)措施的應(yīng)用：第一，削壁充填技術(shù)。對(duì)于該技術(shù)來說，其適合應(yīng)用在具有較薄礦體的情況，因無法對(duì)間柱進(jìn)行預(yù)留，則需要通過混凝土以及木梁方式的使用對(duì)人工底柱進(jìn)行構(gòu)筑。在回采環(huán)節(jié)但那個(gè)中，需要先采礦石，之后為巖石，并在落礦前在充填物上做好墊層的鋪設(shè)，如膠皮帶以及草袋等，通過深度為1m炮眼的使用進(jìn)行爆破采礦，之后通過人工或者電耙的使用出礦處理。在完成采礦工作之后對(duì)圍巖進(jìn)行爆破，做好采空區(qū)的充填處理，對(duì)基本工作空間進(jìn)行預(yù)留并進(jìn)行循環(huán)作業(yè)，直至礦塊開采完成為止。同其余技術(shù)相比，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中能夠以分別的方式對(duì)同工作面的圍巖以及煤礦進(jìn)行開采，并將爆破圍巖作為填充物進(jìn)行使用，在對(duì)運(yùn)輸步驟進(jìn)行節(jié)省的情況下具有了較為簡(jiǎn)單的操作特征。在該過程中，因需要以分次的方式爆破圍巖以及礦石，則需要能夠?qū)ΦV脈走向以及圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行充分的考慮，做好爆破順序的合理設(shè)置。在具體確定圍巖爆破量時(shí)，則需要在對(duì)采空區(qū)充填需求滿足的情況下利用好場(chǎng)內(nèi)的廢石材料。如果需要先爆破礦體，可以利用小直徑釬頭，在適當(dāng)位置鉆出1-1.5m左右的爆破孔，間隔0.4-0.6m，隔孔裝藥爆破；如果需要先爆破圍巖，必須對(duì)最小回采空間進(jìn)行確定，當(dāng)?shù)V體本身的傾斜幅度較大時(shí)，采場(chǎng)最小不能低于0.8m。爆破崩落的礦石可以通過人工或者電耙的方式進(jìn)行運(yùn)輸，如果預(yù)留的采場(chǎng)在1.2m以上，也可以利用CT-500HE型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸。為了保證礦石的純度和質(zhì)量，應(yīng)該在充填物表面鋪設(shè)墊層，墊層的材料可以選擇模板、鐵板、混凝土等，以混凝土為例，其厚度必須達(dá)到0.1-0.15m左右，強(qiáng)度在3MPa，才能夠有效應(yīng)對(duì)礦石崩落的重力以及機(jī)械設(shè)備的重量；第二，分段充填技術(shù)。在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，分段可以說是其中的關(guān)鍵內(nèi)容，即對(duì)具有較大暴露面的采場(chǎng)進(jìn)行分割處理，在對(duì)一定數(shù)量矩形斷面結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)上對(duì)采場(chǎng)的暴露面積進(jìn)行縮小，以此對(duì)不穩(wěn)固礦區(qū)進(jìn)行科學(xué)的回采以及充填處理。如在實(shí)際開采中，可以將中段分為一定數(shù)量10m高度的子段，并對(duì)不同分段以分別的方式進(jìn)行開采，根據(jù)實(shí)際采礦作業(yè)深度以及采礦流程保證充填以及回采作業(yè)的交叉開展，在巷道內(nèi)對(duì)出礦、鑿巖以及充填等作業(yè)進(jìn)行完成。對(duì)于充填物以及礦石材料，則可以通過電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)的使用進(jìn)行運(yùn)輸，以此對(duì)人員的負(fù)擔(dān)進(jìn)行降低。在形成采空區(qū)之后，則需要及時(shí)填充膠結(jié)物，通過推卸式鏟運(yùn)機(jī)的使用充填頂板。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中效果十分顯著，能夠?qū)Τ龅V、充填以及采礦的無軌機(jī)械化作業(yè)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；第三，上向分層充填技術(shù)。該技術(shù)屬于干式充填技術(shù)，主要是分層礦體，之后以從下向上的順序進(jìn)行充填以及開采處理，在充填當(dāng)中進(jìn)行放礦井、排水井以及行人井的構(gòu)筑。在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，在布置礦塊方面主要有切走向以及沿走向這兩種類型，如圍巖以及礦石自身具有較好的穩(wěn)定性，且礦體的厚度小于15m，則需要按照沿著走向方式進(jìn)行布置，相反則可以對(duì)切走向布置方式進(jìn)行使用。如礦體厚度大于50m，則可以通過沿著礦體垂直的方向進(jìn)行布置，在對(duì)兩排礦房進(jìn)行設(shè)置的基礎(chǔ)上在房間中做好縱向礦柱的留出；第四，下向分層充填技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中適合應(yīng)用在圍巖以及礦石穩(wěn)定性都相對(duì)較差的礦體，即能夠針對(duì)礦柱進(jìn)行回采處理。在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，需要在礦塊中對(duì)礦石溜井、充填物運(yùn)輸井以及行人天井進(jìn)行設(shè)置，通過溜井的使用將礦石實(shí)現(xiàn)對(duì)下部巷道的運(yùn)輸，并通過上部巷道的使用將充填料運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)位置。在具體回采工作當(dāng)中，需要按照從上到下的順序進(jìn)行處理，以交叉的方式進(jìn)行充填與回采。在具體分層工作當(dāng)中，需要通過傾斜10-15°分層以及水平分層的方式進(jìn)行處理，在回采之前，需要先對(duì)行人天井、溜井以及巷道等進(jìn)行連通，并切割航道位置進(jìn)行回采。而為了保證回采安全，則需要在每一層填充物下方做好膠結(jié)頂?shù)脑O(shè)置。

4 結(jié)束語

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(shí)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(dòng)對(duì)于周邊環(huán)境的影響。在上文中，我們對(duì)煤礦開采中充填采礦技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。在實(shí)際煤礦開采當(dāng)中，需要能夠充分聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際做好開采技術(shù)的選擇，保證煤礦生產(chǎn)的安全順利進(jìn)行。

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