煤礦井下充填式開采技術(shù)分析

楊成　呂朝命

摘 要：隨著社會的發(fā)展，我國對煤炭需求量也呈上升趨勢，煤礦井下開采工作量越來越大，因傳統(tǒng)煤礦開采技術(shù)而引發(fā)的水土流失，人們的生活環(huán)境受到污染，居民居住的房屋倒塌，道路出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂現(xiàn)象，更嚴(yán)重地會引發(fā)地球表面的塌陷，人民的生產(chǎn)生活得不到很好的經(jīng)濟(jì)保障。所以，煤礦井下充填式開采技術(shù)是當(dāng)前關(guān)系著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的正常生活的重中之重。

關(guān)鍵詞：煤礦；充填式；開采技術(shù)

按照一定的比例將硅類物質(zhì)做為主要材料與固化劑、膨脹劑等輔助材料進(jìn)行配比制作出來的即為充填物。煤礦井下充填式開采技術(shù)就是將這種充填物，通過技術(shù)手段從地面上向地下鉆取多個大小不一的孔，將這些孔做為輸送管道將充填物輸入到井下的做法。這種開采技術(shù)幾乎不需要運行成本，煤礦的輸出率較高，而且也不會使地面出現(xiàn)明顯的下沉或下降的現(xiàn)象。這種開采技術(shù)的優(yōu)勢對我國煤礦開采做出了重大貢獻(xiàn)。

1 我國充填開采技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)條狀柱式的開采技術(shù)，技術(shù)手段比較落后，進(jìn)行煤礦開采時，可以進(jìn)行開采的開采面較短，可開采煤礦的數(shù)量特別低，一般都是數(shù)個開采方位同時開采，煤礦回采工藝較為簡單，煤礦輸送方向與煤礦開采方向呈垂直狀態(tài)，這種開采技術(shù)遇到大范圍的建筑群體或在鐵路下方進(jìn)行煤礦開采時，開采工作極不方便進(jìn)行，開采進(jìn)度慢，開采質(zhì)量不高。我國煤礦開采一般采用高水充填工藝、膏體充填工藝、煤矸石充填工藝，這三種工藝開采法對水土流失、生態(tài)環(huán)境、水資源的破壞力較小，這種開采技術(shù)對我國水力資源的保護(hù)，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，城市的穩(wěn)定發(fā)展等具有極其深遠(yuǎn)的影響。

充填式開采技術(shù)的出現(xiàn)，解決傳統(tǒng)開采技術(shù)帶給人們的傷害，使我國一些老礦區(qū)煤礦的可開采資源有了很大的提高，同時提高了煤礦資源的回收率，有效緩解了煤礦開采對水土流失、生態(tài)環(huán)境、水資源的破壞力。充填式開采技術(shù)使一些煤礦廢渣、超大型的煤礦開采群和部分尾礦的后期工作無形中得到了有效的解決。我國對煤礦開采的提倡方案一出臺，加快了充填式開采技術(shù)在我國煤礦業(yè)的推廣速度，對我國一些老煤礦的開采工作提供了很好的發(fā)展空間，為我國提出綠色開采打下了良好基礎(chǔ)。

2 煤礦井下充填式開采技術(shù)分析

充填式開采技術(shù)根據(jù)充填材料不同分為三類：干式充填法、水力充填法、膠結(jié)充填法。

2.1 干式充填法

將地下開采出來的廢物礦石和碎石，通過碎石機(jī)進(jìn)行粉碎后，借助風(fēng)力或人力將其輸送到煤礦采空區(qū)域，有些比較復(fù)雜的會借助機(jī)器進(jìn)行輸送工作。干式充填法，通過從上到下的方法先開采煤礦比較集中的區(qū)域，然后再開采煤礦比較分散的區(qū)域，這種充填法一般使用在開采區(qū)域厚度小于4米的價值比較高的礦石群、水力資源相對缺乏的礦山和水力資源比較豐富的礦山等。

2.2 水力充填法

通過水力將廢爐渣、碎石、砂石等充填物運用輸送法將充填物送到煤礦采空區(qū)域。水力充填法的充填物具有較好的抗壓能力，適用范圍比較廣泛，普通的煤礦群都可以使用，而且廢石含量少、礦石純度較高。

2.3 膠結(jié)充填法

通過水力將廢爐渣、碎石、砂石等混合在一起制成水泥或泥漿狀膠結(jié)物運用機(jī)械輸送法將充填物輸送到采空區(qū)域。膠結(jié)充填法的充填物會稍微產(chǎn)生膨脹，結(jié)晶水晶比較大，而且充填物的使用強(qiáng)度的增長速度比較快，與大部分的尾礦都可以產(chǎn)以膠結(jié)，膠結(jié)充填法可以使生產(chǎn)成本降低，達(dá)到廢物利用，不會破壞生態(tài)環(huán)境。

3 充填開采技術(shù)應(yīng)用過程的分析

根據(jù)煤礦所在環(huán)境、地理位置不同，運用充填開采技術(shù)的方法也有所不同。比如，在礦石與圍巖結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固，礦體整體厚度在15米以下的開采區(qū)域，可以進(jìn)行自上而下，逐步分層方法進(jìn)行充填采空區(qū)域的工作；在礦石、圍巖結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固的開采區(qū)域，回采工作結(jié)束后，需要進(jìn)行從下而上，逐步分層方法進(jìn)行充填采空區(qū)域的工作，以保證采礦過程中的安全；地面上面積較大的煤礦，可以將其分成幾個開采區(qū)域，面積變小使開采工作容易進(jìn)行，礦石回采率也會提升，這就是分段充填采礦技術(shù)；在礦體比較薄的開采區(qū)域，可以使用削壁充填采礦技術(shù)進(jìn)行充填采空區(qū)域的工作。

4 國家應(yīng)完善煤礦充填的政策和法規(guī)

我國對煤礦資源的需求量較大，而實施全面充填開采并不可行，對于有煤礦可開采資源的人口相對密集、自然生態(tài)環(huán)境比較差、需要保護(hù)的國家級耕地等地方，這些開采區(qū)域的道路、大型建筑群、水力資源、空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境等與人們生活息息相關(guān)的保護(hù)，就需要國家按照相關(guān)法規(guī)，制定科學(xué)合理的條款。

通過我國煤礦資源的分布情況，國家應(yīng)該規(guī)劃出適用煤礦充填開采技術(shù)的區(qū)域，并將各分布區(qū)域之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，不要對煤礦開采區(qū)域劃分產(chǎn)生異議。對充填式開采每個環(huán)節(jié)和生產(chǎn)加工過程所產(chǎn)生的費用實行一定的優(yōu)惠政策，以保證充填技術(shù)的推廣和合理運用。

5 結(jié)束語

充填式開采技術(shù)對煤礦井下開采工作的安全系數(shù)提高、煤礦的回采率有所加大，而且對開采過程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行有效利用，符合綠色環(huán)保的煤礦開采技術(shù)的要求。充填式開采技術(shù)對我國煤礦開采領(lǐng)域做出了很大貢獻(xiàn)。

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