邢雄 張楊

摘? 要：煤炭作為我國經(jīng)濟發(fā)展的主要能源之一，經(jīng)過多年的開采，現(xiàn)如今我國已經(jīng)進(jìn)入了煤炭資源開采的高峰期。煤炭資源的大量開采所帶來的環(huán)境問題也日益突出。常見的問題有礦區(qū)周圍的矸石山、地表塌陷、地下水?dāng)嗔饕约吧鷳B(tài)環(huán)境被破壞，這嚴(yán)重威脅了中國煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。煤礦地下開采引發(fā)的環(huán)境問題根源在于采空區(qū)上方的巖層發(fā)生運動。為了克服煤礦開采過程中的巖層運動，提出了充填采礦技術(shù)。本文圍繞煤炭開采充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢、應(yīng)用原則及具體應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：充填;采礦技術(shù);煤炭開采;應(yīng)用

1 充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢

充填采礦是指在開采礦產(chǎn)的過程當(dāng)中，在周圍巖石層不穩(wěn)固的地區(qū)采用物料回填的方式對采空區(qū)進(jìn)行填充，提升周圍礦石的穩(wěn)定性，從而最大限度地保障巖石層的穩(wěn)固性，防止在礦產(chǎn)資源開采之后周圍巖層失穩(wěn)造成垮塌。充填采礦技術(shù)還被利用在開采廢料的處理問題上，將采礦過程中產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行無害化處理，從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的[1]。隨著社會對礦產(chǎn)資源的需要量增長，礦業(yè)開采技術(shù)也應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，體現(xiàn)環(huán)保的目的和要求，響應(yīng)環(huán)境保護(hù)的時代號召，這也是當(dāng)前礦產(chǎn)開采工作的重要環(huán)節(jié)。因此，充填采礦技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域得到了充分應(yīng)用和推廣，成為當(dāng)前礦業(yè)開采的重點開發(fā)技術(shù)之一，它具有靈活性強、資源利用率高、清潔無污染等多重亮點，因此我們應(yīng)當(dāng)加強對充填采礦技術(shù)的運用和研發(fā)，以促進(jìn)采礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2 充填技術(shù)選擇的基本原則

（1）安全性原則。選擇充填技術(shù)前，必須提前控制好礦山壓力，預(yù)防開采過程中沖擊地壓等事故的發(fā)生。在這個前提之下，要對回采工作面圍巖的構(gòu)造應(yīng)力和支護(hù)手段進(jìn)行分析對比，最后判斷，是否選擇充填技術(shù)。（2）實用性原則。開始回采之前，應(yīng)該將礦山儲量與填充量大小進(jìn)行比較，再根據(jù)比較結(jié)果，判斷選擇填充技術(shù)是否合適。雖然填充技術(shù)目前是處理采空區(qū)最好的辦法，但是并不能保證不發(fā)生危險事故，還要提前做好支護(hù)以防萬一[2]。（3）便捷性原則。在選擇填充技術(shù)前，考慮好人員和物料的管理，研究好最為簡便的物料比，設(shè)計最優(yōu)運輸通道，使得填充材料可以迅速便捷地到達(dá)采空區(qū)進(jìn)行及時填充。（4）穩(wěn)定性原則。在方案確定之后，選擇長期工作的員工且將人員分成兩批進(jìn)行培訓(xùn)，固定個人工作量和工作場所，以避免因為員工的個人原因拖延工程進(jìn)度。在挑選充填機器時，盡量選擇信譽好、質(zhì)量好并能適應(yīng)已有的方案的廠家。還要派遣專門人員去學(xué)習(xí)緊急情況的處理如何維修等。（6）保護(hù)環(huán)境原則。在選擇充填材料時，盡量以矸石、固體工業(yè)廢料等為主要成分。避免占用土地浪費資源破壞已有的生態(tài)平衡。盡最大化保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)綠色開采。

3 充填采礦技術(shù)在煤炭開采中的應(yīng)用

3.1 分級尾砂膠結(jié)充填技術(shù)

分級尾砂膠結(jié)充填技術(shù)主要指的是，通過對膠結(jié)劑的利用，比如：經(jīng)過細(xì)化研磨的爐渣、石膏、水泥等，使填充體的獨立性得到有效強化。相比傳統(tǒng)分級尾砂填充方式相比，分級尾砂膠結(jié)充填技術(shù)對礦產(chǎn)掩埋位置較深的找礦工作具有較大優(yōu)勢。

3.2 廢石膠結(jié)充填技術(shù)

廢石膠結(jié)充填技術(shù)主要指的是通過運用自淋混合工藝技術(shù)將廢石水泥漿或者廢石砂漿進(jìn)行混合，制作廢石膠結(jié)充填技術(shù)所需要的填充料。目前，主要在小范圍找礦工作中被普遍運用，由于廢石膠結(jié)充填技術(shù)具有比較簡單的操作工藝、較低的成本投入、能夠使企業(yè)連續(xù)填充的施工目標(biāo)有效實現(xiàn)。

3.3 膏體泵送充填技術(shù)

膏體泵送充填技術(shù)主要指的是建立在傳統(tǒng)充填輸送泵制造技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷完善、發(fā)展起來的一種新型充填采礦技術(shù)。其具有較高的密實程度、較低的充填體壓縮率、較高的開采安全性，目前，已經(jīng)被采礦行業(yè)普遍認(rèn)可和接受，并大范圍使用[3]。

3.4 全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填技術(shù)

由于全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填技術(shù)的開采深度，能夠達(dá)到1500米以上，因此，是目前我國采礦企業(yè)使用頻率最高的技術(shù)之一。

4 充填采礦技術(shù)的發(fā)展建議

4.1 加強研發(fā)充填材料

當(dāng)前階段的充填工作中，充填材料在一定的程度上還能夠滿足需求，但是我們應(yīng)當(dāng)樹立憂患意識，使得充填材料的數(shù)量和質(zhì)量能夠穩(wěn)定增長，始終滿足社會對于礦業(yè)開采的需求，否則在不斷進(jìn)步的社會環(huán)境下，很快就會出現(xiàn)供不應(yīng)求或者捉襟見肘的情況。應(yīng)當(dāng)加強對新型充填材料的研發(fā)，創(chuàng)新材料的材質(zhì)和性能，提高填充材料的強度和承載能力。當(dāng)前填充采礦技術(shù)包含的工藝較為廣泛，很難做到以偏概全，因此應(yīng)當(dāng)采用靈活化的材料開發(fā)模式，針對流動性生產(chǎn)進(jìn)行填充新材料的研究，減小填充采礦的工作難度，提高舊有材料的伸展性和壓縮性能，提高填充材料的環(huán)保性能，使得礦業(yè)開采在滿足開采需求的同時兼顧環(huán)境保護(hù)的需求。同時，應(yīng)開發(fā)高新材料，提高充填物料物理、化學(xué)特性，解決堵管、初凝時間、充填周期等問題，進(jìn)一步提升充填工藝的適用性，使之滿足采礦活動的需要。

4.2 合理選擇采礦技術(shù)

在礦業(yè)開采的過程當(dāng)中，如果選擇了不恰當(dāng)?shù)牟傻V技術(shù)，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，甚至直接將導(dǎo)致采礦行動的失敗，究其根本原因，問題出在工程施工方?jīng)]有結(jié)合開采地區(qū)的地質(zhì)和水文情況進(jìn)行綜合考慮，導(dǎo)致挑選的施工方案不適合此地的地形地貌特征，從而導(dǎo)致礦業(yè)工程在開采的過程當(dāng)中出現(xiàn)過一些問題，礦業(yè)開采量下降，回收率也不高。另外，當(dāng)采礦地區(qū)的地勢存在較大差異時，采用了錯誤的開采方式會導(dǎo)致后續(xù)的礦產(chǎn)開發(fā)工作也出現(xiàn)一些問題。因此，在這一項技術(shù)的實際運用過程當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合開采地區(qū)低地質(zhì)、土壤等實際自然情況制定合適的開采方案，用數(shù)據(jù)的形式表達(dá)出來，結(jié)合收集的資料進(jìn)行自然地理條件的綜合分析，定制最為合適的采礦方案，并進(jìn)行采礦填充技術(shù)的篩選。另外一方面，應(yīng)當(dāng)從材料源頭抓起，加強對采礦填充材料的選購和篩查，把好材料質(zhì)量關(guān)，使得采礦工作得到完整的基礎(chǔ)和物質(zhì)保障。

4.3 加強充填設(shè)備建設(shè)

充填采礦工程需要一定的設(shè)備和機械來進(jìn)行作業(yè)，因此在一定程度上應(yīng)當(dāng)加強對工程填充設(shè)備的建設(shè)，解決現(xiàn)有的充填機械頻繁出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的開采效率下降等問題，有關(guān)的工作部門應(yīng)當(dāng)切實加強對充填設(shè)備的建設(shè)和研發(fā)，結(jié)合先進(jìn)的充填設(shè)備制造經(jīng)驗，利用先進(jìn)技術(shù)加強對充填設(shè)備的建設(shè)和改進(jìn)，加強機械制造技術(shù)的研發(fā)和推廣，將先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)化為自身的機械制造技藝，加強對我國礦業(yè)開采的模式轉(zhuǎn)型，為我國的采礦技術(shù)奠定堅實的基礎(chǔ)。另外一方面，在充填采礦的管理制度上應(yīng)當(dāng)加強建設(shè)，突出采礦管理的重要性，使采礦技術(shù)得到管理人員的重視，加強安全生產(chǎn)責(zé)任意識，為工程建設(shè)良好的開采規(guī)劃，保證相關(guān)的工作人員在工作中能夠做到兢兢業(yè)業(yè)，遵守紀(jì)律，保證充填采礦工作得以安全運行。

結(jié)束語

總而言之，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，國家領(lǐng)導(dǎo)人的重視以及相關(guān)環(huán)境保護(hù)法的發(fā)布，綠色開采將會成為主流。充填技術(shù)更夠減少礦渣與矸石的排放更是能夠防止周圍環(huán)境的空氣被污染?，F(xiàn)在的充填技術(shù)還不太成熟許多材料的成本太高，但是在未來它的前景是十分美好的隨著科技水平的發(fā)展成本的降低接受它的礦山企業(yè)會越來越多的。我相信它憑著能提高回采率，保證采空區(qū)的穩(wěn)定，提高開采速度和減排等功能會逐漸普及開來的。

參考文獻(xiàn)

[1]田龍龍，王萌慧.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦研究[J].能源與節(jié)能，2018（02）：10-11+13.

[2]陳鈺，樊永貴，李三云.露天采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢對采礦技術(shù)的推進(jìn)作用探討[J].當(dāng)代旅游（高爾夫旅行），2018（02）：132+131.

[3]安鳳林.選煤技術(shù)工藝及生產(chǎn)管理的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017（23）：29+31.