充填采礦技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

【摘要】隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤礦資源的需求量也不斷加大。但是由于我國(guó)已探明的煤礦資源有限，因此需要進(jìn)行深部開(kāi)采，并且保護(hù)礦區(qū)環(huán)境，提高回采率。而采取充填采礦技術(shù)就可以有效解決此類(lèi)問(wèn)題，并且可以為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文中，筆者則就充填采礦技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】充填采礦；煤礦產(chǎn)業(yè)；發(fā)展現(xiàn)狀；問(wèn)題分析

引言

能源作為工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，其消耗量與日俱增[1-2]。而煤礦作為重要工業(yè)能源之一，如何提高其開(kāi)采效率，則成為各個(gè)煤礦產(chǎn)業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一。由于煤礦資源日益枯竭，因此生產(chǎn)作業(yè)不得不向深部轉(zhuǎn)移，這一方面增加了作業(yè)難度，另一方面也對(duì)礦區(qū)環(huán)境產(chǎn)生影響。采取充填采礦技術(shù)則能有效減少上述問(wèn)題，并且為打造高效采礦流程提供技術(shù)保障。

一、充填采礦技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用分析

充填采礦技術(shù)屬于人工支護(hù)采礦的一種，一般需要隨著開(kāi)采工作，不斷向采空區(qū)內(nèi)輸送填充料，同時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行防護(hù)處理，減少?lài)鷰r崩落與地表移動(dòng)，從而提高回采率。尤其適用于深部開(kāi)采、圍巖不穩(wěn)定礦區(qū)的開(kāi)采作業(yè)。而且隨著充填采礦技術(shù)的發(fā)展，其逐步經(jīng)歷了廢石干式充填、膠結(jié)充填、膏體充填的發(fā)展進(jìn)程，而綜合來(lái)看，其在我國(guó)煤礦業(yè)的應(yīng)用進(jìn)程可以分為以下三個(gè)階段：

首先是在20世紀(jì)50年代，煤礦業(yè)主要以廢石干式充填技術(shù)，通過(guò)向采空區(qū)內(nèi)填充廢石、廢料來(lái)開(kāi)展充填施工，但是充填效率極低，施工量與生產(chǎn)效益嚴(yán)重失調(diào)，無(wú)法為煤礦業(yè)的發(fā)展提供正能量，因此其使用率逐年降低，發(fā)展至今天，已經(jīng)幾乎被淘汰。其次則是在20世紀(jì)80年代，膠結(jié)充填技術(shù)逐漸興起，比如使用尾砂膠結(jié)充填、碎石膠結(jié)充填、混凝土膠結(jié)充填等，而且該類(lèi)方法也有效提高了回采率，因此受到廣泛的應(yīng)用。最后則是在20世紀(jì)90年代，為了響應(yīng)綠色煤礦的發(fā)展目標(biāo)，因此對(duì)充填采礦技術(shù)也不斷革新，如采取高濃度充填、廢石膠結(jié)充填、膏體充填等技術(shù)，有效滿(mǎn)足了煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)回采率的需求，而且也有效降低了生產(chǎn)成本，并保證了采空區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

二、充填采礦技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

充填采礦技術(shù)的應(yīng)用率逐年遞增，主要是由于該技術(shù)可以降低生產(chǎn)成本，提高回采率，并且可以滿(mǎn)足煤礦產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的宏觀(guān)目標(biāo)。而綜合來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)主要具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1、控制采礦區(qū)地理環(huán)境的安全性

采取充填采礦技術(shù)，可以有效控制采礦區(qū)地壓，并有效支撐圍巖，從而降低地表移動(dòng)，避免出現(xiàn)塌方、圍巖破壞等情況，有效保證了采礦區(qū)的安全性。

2、提高礦石回采率

使用充填采礦技術(shù)，能夠切實(shí)降低貧化率，提高礦石回采率，它可以有效保護(hù)礦床，對(duì)于一些存在自燃高危因素的礦床，該項(xiàng)技術(shù)可以有效減少火災(zāi)發(fā)生率。

3、降低生產(chǎn)作業(yè)成本

新型的充填采礦技術(shù)均為機(jī)械化作業(yè)，利用鑿巖臺(tái)車(chē)、鏟運(yùn)機(jī)等設(shè)備，使得充填過(guò)程完全機(jī)械化，減少了人力資源的投入，一方面提高生產(chǎn)作業(yè)安全性，另一方面也降低了生產(chǎn)作業(yè)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。

4、促進(jìn)深部開(kāi)采的發(fā)展

隨著地表煤礦資源的耗損，深部開(kāi)采逐漸受到煤礦產(chǎn)業(yè)的重視，而在深部開(kāi)采中，不得不考慮地壓、地應(yīng)力等問(wèn)題，因此采取充填采礦技術(shù)，則能夠有效改善采礦區(qū)不平衡應(yīng)力的問(wèn)題，通過(guò)填充膏體、廢石等，來(lái)調(diào)整各項(xiàng)平衡力，是采礦區(qū)的巖石應(yīng)力達(dá)到平衡值，從而提高深部開(kāi)采的效率。

三、充填采礦技術(shù)存在的不足與改進(jìn)措施

盡管充填采礦技術(shù)符合我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，但是其應(yīng)用現(xiàn)狀仍然存在不足之處，如果不采取有效措施予以糾正，則會(huì)影響充填采礦技術(shù)的應(yīng)用效率。筆者認(rèn)為，可以通過(guò)以下三點(diǎn)來(lái)完善充填采礦技術(shù)：

1、完善充填采礦技術(shù)工藝

目前，影響充填采礦技術(shù)的主要因素是礦場(chǎng)因素，比如礦山地質(zhì)特點(diǎn)、采空區(qū)地形特點(diǎn)等因素[3-4]。有些煤礦企業(yè)在應(yīng)用充填采礦技術(shù)時(shí)，沒(méi)有過(guò)多的考慮這些因素，因此選用的充填技術(shù)也不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。所以筆者認(rèn)為，首先要結(jié)合不同礦場(chǎng)的地形特點(diǎn)，選擇最佳的填充工藝，其次在生產(chǎn)施工過(guò)程中，要結(jié)合不同礦脈的的分布情況，細(xì)化填充工藝，比如說(shuō)對(duì)于一些傾斜角度大、分布薄的礦脈，建議選用廢石膠結(jié)充填，先進(jìn)行煤礦、巖石分向挖掘，后使用廢石填充，而對(duì)于厚度大、穩(wěn)定性高的礦脈，建議采取尾砂膠結(jié)法填充，最后也需要對(duì)填充料的擺放位置進(jìn)行規(guī)劃，建議采取分段存放法，這樣可以提高填充效率。

2、研發(fā)新型高強(qiáng)度充填材料

隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的填充材料已然無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段的生產(chǎn)需要，因此如果仍然沿用傳統(tǒng)的材料，就會(huì)影響填充技術(shù)的應(yīng)用效果，特別是進(jìn)行深部開(kāi)采，深部礦場(chǎng)的地壓和溫度都會(huì)對(duì)材料提出更大的要求。所以應(yīng)該集中力量來(lái)研發(fā)新型高強(qiáng)度的填充材料，尤其是要提高其抗壓、抗溫、抗水性能。與此同時(shí)，還應(yīng)該考慮填充料的孔隙率、粒度、可壓縮性等。

3、引進(jìn)自動(dòng)化控制技術(shù)

目前煤礦產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)程度直接影響著企業(yè)自身的發(fā)展，因此在完善填充采礦工藝的時(shí)候，也需要引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)。筆者認(rèn)為，首先要引進(jìn)先進(jìn)的填充設(shè)備，如高效濃密機(jī)、濾過(guò)機(jī)等，并且做好相關(guān)設(shè)備的養(yǎng)護(hù)與維修工作，其次要建立全程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)填充流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一方面可以減少人力投入，另一方面也可以提高填充工藝的高效性。期間要注意對(duì)不同填充料的配合比例進(jìn)行抽檢，并且結(jié)合礦場(chǎng)特點(diǎn)調(diào)節(jié)濃度。

4、加強(qiáng)填充工藝管理與監(jiān)察

在提高填充工藝的同時(shí)，也需要加強(qiáng)對(duì)填充流程與制度的管理。所以筆者認(rèn)為煤礦企業(yè)應(yīng)該重視對(duì)填充采礦工藝的施工管理，一方面要建立切實(shí)可行的監(jiān)管制度，另一方面也要依照相關(guān)章程加強(qiáng)管理效率，尤其是要對(duì)各個(gè)填充參數(shù)、材料質(zhì)量都要做好監(jiān)管。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)煤礦企業(yè)正朝著“綠色煤礦”的目標(biāo)飛快發(fā)展著，因此完善填充采礦工藝的應(yīng)用效率，不僅能夠提高回采率，增加企業(yè)生產(chǎn)效益，還能保證采空區(qū)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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