采礦工程中的充填技術(shù)

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一、充填技術(shù)的選擇原則

在選擇充填技術(shù)過(guò)程中，要以煤礦自然條件為基礎(chǔ)，結(jié)合充填技術(shù)的不同特點(diǎn)合理選擇，選擇過(guò)程中要符合以下六個(gè)原則：

一是確保安全生產(chǎn)。在選擇充填技術(shù)上，要控制以最大限度實(shí)現(xiàn)將地壓，盡可能避免發(fā)生巖爆事故，所以，應(yīng)綜合考慮地壓與采礦方法等因素，科學(xué)選擇充填技術(shù)，充填技術(shù)首選為膠結(jié)充填技術(shù)。

二是確保充填量符合開(kāi)采實(shí)際需要。煤礦開(kāi)采前，要根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)好的礦量確定充填量，充填方法按照不同充填量進(jìn)行合理選擇。通常情況下，水力充填法在各種充填方法中的充填能力最強(qiáng)。若充填量難以保證煤礦開(kāi)采過(guò)程中的采充平衡，就容易產(chǎn)生采充失調(diào)情況，極易造成事故。

三是充填技術(shù)選擇過(guò)程中，操作方法要求簡(jiǎn)單便捷，以便于控制物料配比及操作人員使用。

四是有效降低各項(xiàng)費(fèi)用成本。建設(shè)相關(guān)充填系統(tǒng)過(guò)程中，一些項(xiàng)目的基建費(fèi)用較低，但具有較高的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，而一些項(xiàng)目基建費(fèi)用較高，但具有較低的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。所以在選擇充填系統(tǒng)過(guò)程中，要合理分析各項(xiàng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)搭配的最優(yōu)化。若煤礦中具有較多的廢棄砂石，可選擇廢棄砂石作為原料實(shí)施膠結(jié)充填。

五是確保系統(tǒng)運(yùn)行正常。充填系統(tǒng)在工作過(guò)程中，要盡可能降低故障發(fā)生率，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。如系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，就要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。煤礦開(kāi)采過(guò)程中通常使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，與選擇國(guó)外設(shè)備相比，在人員培訓(xùn)和設(shè)備維修方面會(huì)節(jié)省不小的成本。而且，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行不間斷，一般需要一套系統(tǒng)作為備用，要求操作人員詳細(xì)了解系統(tǒng)使用及相關(guān)維修技術(shù)，以保證充填系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

六是符合環(huán)境保護(hù)原則。設(shè)計(jì)選擇充填系統(tǒng)過(guò)程中，要對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染問(wèn)題進(jìn)行必要的考慮，充分回收利用尾砂、煤灰等廢棄物，同時(shí)在降低充填費(fèi)用成本時(shí)，還可以有效降低環(huán)境污染，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

二、充填技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)合我國(guó)煤礦過(guò)去十年的產(chǎn)礦量及采用的充填技術(shù)等有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可對(duì)充填技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析如下。隨著煤礦的不斷開(kāi)采，采煤過(guò)程中導(dǎo)致的土地塌陷賠償費(fèi)用逐漸增加，并呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，未來(lái)將會(huì)越來(lái)越高。以煤礦采用充填技術(shù)開(kāi)采分析所增加的成本可知，約在近幾年出現(xiàn)充填采空區(qū)增加的噸煤開(kāi)采成本約等于采煤導(dǎo)致的塌陷土地賠償所增加的噸煤成本，即在煤礦采用采空區(qū)充填技術(shù)對(duì)開(kāi)采沉陷進(jìn)行控制，對(duì)地面土地進(jìn)行保護(hù)需要在幾年后才明顯體現(xiàn)出優(yōu)越的可行性。我國(guó)作為礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量最大，而且也是資源消耗量最大的一個(gè)國(guó)家，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，難免會(huì)破壞煤礦周邊環(huán)境和地表，這在使礦產(chǎn)開(kāi)采成本增加時(shí)，也在一定程度上污染周圍環(huán)境，極易引起安全隱患。所以，據(jù)此提出一種矸石充填技術(shù)，即通常談到的一種綠色充填技術(shù)。采空區(qū)充填技術(shù)可使破壞地表環(huán)境情況有效減少，廢料排放率降低。在煤礦開(kāi)采的同時(shí)，容易出現(xiàn)大量采空區(qū)，甚至造成采空區(qū)頂板和礦柱產(chǎn)生變形或移動(dòng)，極易產(chǎn)生安全隱患。使用矸石充填采空區(qū)，矸石不需要再上井，有效解決矸石污染耕地和環(huán)境的不利后果，而且對(duì)于留設(shè)煤柱的減少，資源回收率的明顯提高都具有重要意義。該技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來(lái)將是煤礦開(kāi)采企業(yè)采用較為廣泛的一種充填技術(shù)，并會(huì)得到廣泛推廣應(yīng)用。

三、結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)我國(guó)煤礦生產(chǎn)中常用的各種充填技術(shù)的研究，充填技術(shù)的未來(lái)發(fā)展主要集中在以下幾方面，一是不斷研發(fā)自動(dòng)化的高效充填設(shè)備，使充填作業(yè)機(jī)械化程度明顯提高，有利于促進(jìn)充填技術(shù)快速發(fā)展的需要，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化充填系統(tǒng)；二是對(duì)膏體充填技術(shù)的研究要更加深入，有效解決盤區(qū)進(jìn)路機(jī)械化充填采礦法中的進(jìn)路充填接頂問(wèn)題，使采礦效率得到有效提高；三是研發(fā)膠結(jié)充填材料，采用廢料實(shí)現(xiàn)充填，同時(shí)也使充填成本明顯降低，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)；四是膠結(jié)充填技術(shù)由于對(duì)環(huán)境的污染程度較小，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)將是一種主流充填技術(shù)，并逐漸得到廣泛應(yīng)用。

作者：楊井志 單位：七臺(tái)河七煤集團(tuán)公司勝利煤礦