淺析現(xiàn)代采礦理念與充填采礦

李曉明

摘要：現(xiàn)代采礦是指實現(xiàn)既能最大限度地高效采出煤炭資源又能保證安全和保護(hù)環(huán)境的開采技術(shù)，現(xiàn)代化采礦主要包括機(jī)械化高效開采、綠色開采、安全開采等，為了使煤炭開采業(yè)健康發(fā)展，實現(xiàn)現(xiàn)代化采礦和加強(qiáng)充填采礦的應(yīng)用尤為重要。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代采礦理念；充填采礦；高效開采；安全

引言

我國屬于礦產(chǎn)資源大國，并且現(xiàn)階段正處于高速發(fā)展階段，社會各個生產(chǎn)領(lǐng)域礦產(chǎn)資源需求量越來越大。以前采用的傳統(tǒng)采礦模式一般沒有重視自然環(huán)境的保護(hù)，所以實際開發(fā)礦產(chǎn)資源的過程中給環(huán)境帶來了很大的破壞，我國想要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，就應(yīng)該對環(huán)境污染、破壞進(jìn)行有效的防治。在該發(fā)展背景下，綠色采礦理念就應(yīng)運(yùn)而生，同時是現(xiàn)代采礦工作中的一個核心理念?，F(xiàn)代采礦理念的正確引導(dǎo)產(chǎn)生了各種新的安全、綠色以及有效采礦技術(shù)，其中就包含有填充采礦技術(shù)，并且得到了普遍應(yīng)用。

一 現(xiàn)代理念下的綠色采礦

綠色采礦能夠使采礦中的廢料最大限度的排出，全面提高資源綜合利用率，而且還能降低礦產(chǎn)資源開采中帶來的負(fù)面影響。其基本內(nèi)涵有三個：首先，使資源的綜合利用程度能夠提高，回收低品位礦石能有規(guī)劃地進(jìn)行，做到既要充分回收可利用礦物，又要實行保護(hù)性的良性開采；其次，實現(xiàn)廢料排放最低化，在采礦過程中，應(yīng)盡可能地降低廢氣、尾氣產(chǎn)出排放量，削弱采礦對環(huán)境的污染和危害，減弱或者消除地表沉降導(dǎo)致的人文生態(tài)環(huán)境的破壞；最后，推動廢料的資源化，實現(xiàn)廢料的回收再利用。

二 傳統(tǒng)采礦理念和現(xiàn)代采礦理念的區(qū)別

其一，傳統(tǒng)開采在安全作為不足，而現(xiàn)代采礦理念以人為本、創(chuàng)新安保。首先傳統(tǒng)煤礦開采中，一直采用傳統(tǒng)的保護(hù)措施，而又在保護(hù)措施的經(jīng)濟(jì)性與安全保障能力之間搖擺，有時甚至抱著一種聽天由命的態(tài)度，用陳舊的安保措施做了基礎(chǔ)工作，就僥幸地盼望不要發(fā)生事故，而沒有去下功夫、投資去發(fā)展更加可靠地安全措施，同時也沒有考慮到長遠(yuǎn)的和間接地安全因素?，F(xiàn)代采礦理念則是本著不斷改進(jìn)與綠色安全的理念，采用更新式的安保技術(shù)和安保管理；其二，傳統(tǒng)采礦理念，關(guān)注的重點是經(jīng)濟(jì)效益，秉承一種先污染后治理的態(tài)度，現(xiàn)代采礦理念，經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益并重。傳統(tǒng)的采礦作業(yè)產(chǎn)生的大量固體廢棄物污染地表難以治理，地下產(chǎn)生大量采空區(qū)導(dǎo)致沉降，帶來了深遠(yuǎn)的負(fù)面影響。而現(xiàn)代采礦理念的核心理念之一是綠色采礦，在開采的同時就采取各種措施，盡可能在污染與破壞萌芽階段就用最小的代價將之處理。

三 充填采礦技術(shù)內(nèi)涵和填充形式

充填采礦技術(shù)是人工支護(hù)采礦技術(shù)的一種，在不斷進(jìn)行開采掘進(jìn)的同時，將充填材料同時填充到采空區(qū)。

3.1膏體充填

膏體充填必須將煤灰粉、爐渣、煤矸石、劣質(zhì)土、建筑垃圾等固體廢物材料在地面進(jìn)行加工，待成不脫水膏狀時，通過泵壓或重力作用下經(jīng)過管道輸送到采煤工作面。膏體充填技術(shù)具有環(huán)保、安全、高采出的特點。

3.2超高水材料充填

為了使充填材料能夠得到廣泛的利用，我國陸續(xù)研發(fā)了超高水充填技術(shù)。在20世紀(jì)80年代的中期，我國的礦業(yè)大學(xué)研發(fā)成功出一種新的充填材料，這種充填材料是ZDK高水速凝材料。該材料充填系統(tǒng)簡單，占地少，可將泵送系統(tǒng)建于井下，方便使用。

3.3固體物充填

固體物充填技術(shù)具有充填開采的成本低、材料來源廣泛、矸石不升井等優(yōu)點，利用井下掘進(jìn)矸石來進(jìn)行充填。充填物主要以煤灰、黃土、破碎的矸石及固體廢棄物為充填材料。

四 充填采礦技術(shù)優(yōu)勢

4.1消除地表沉降、改善采礦應(yīng)力環(huán)境

充填技術(shù)可有效支撐采空區(qū)圍巖、防止其變形，并能有效防止大規(guī)模的移位發(fā)生。充填技術(shù)可在充填的過程中使新的工作面快速形成，為后續(xù)工作提供了便利的環(huán)境，使采充循環(huán)周期最大限度地縮短了，全面提高采礦綜合生產(chǎn)能力。它還能有效阻止巖層大幅度位移，從而使得在水體下、建筑物下開展采礦作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)，還能有效保護(hù)地表，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。采空區(qū)周圍二次應(yīng)力分布的狀況通過充填體能得到顯著改善，從而使礦柱圍巖自身的穩(wěn)定性提高。

4.2降排功能

隨著礦產(chǎn)資源被大規(guī)模的開發(fā)破壞，產(chǎn)生了大量的粉煤灰、冶煉渣、煤矸石以及廢石等固體廢料，我國的工業(yè)廢棄物中大部分也是這幾類固體廢料，占總體廢棄物的百分之八十五左右。如果這些固體廢棄物能進(jìn)行回收利用，把它們當(dāng)成充填物再填充到地下，不僅減少了這些廢料的污染，還可以充分體現(xiàn)礦產(chǎn)資源被合理的利用。充填技術(shù)的支持對礦山開采環(huán)境的改善和礦區(qū)環(huán)境的污染的解決都起了不可替代的巨大作用。

4.3低貧損開采功能和保護(hù)遠(yuǎn)景資源功能

低貧損開采功能和保護(hù)遠(yuǎn)景資源功能，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一，在各種角度、薄厚、復(fù)雜多變的礦體中能夠科學(xué)運(yùn)用膠結(jié)充填采礦技術(shù)，尤其是針對較為厚大的礦體，將會積極提升礦柱回收效率以及保證出礦質(zhì)量，因此能夠最大程度對礦石進(jìn)行回收；其二，對于難采復(fù)雜的礦床可以通過充填采礦技術(shù)為其提供強(qiáng)大的技術(shù)支持；其三，對下部優(yōu)先開采或者底盤富礦的礦山通過充填采礦技術(shù)形成采富保貧，而不會損失與破壞礦產(chǎn)資源。

五 充填采礦的發(fā)展對策

5.1不斷創(chuàng)新充填設(shè)備

現(xiàn)階段，因為礦區(qū)充填設(shè)備比較落后，所使用的充填系統(tǒng)具有比較低的自動控制以及自動化水平，對充填技術(shù)的有效發(fā)展造成了不良影響，同時也降低了實際充填效率以及填充質(zhì)量。因此，需要對高效填充作業(yè)以及高濃度傳輸設(shè)備進(jìn)行不斷的研制，同時通過壓排設(shè)備對各段壓力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，防止出現(xiàn)堵管問題。

5.2構(gòu)建完善的充填管理以及檢查制度

對充填工作進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，編制針對性比較強(qiáng)的解決方案來處理充填采礦技術(shù)實際實施中產(chǎn)生的問題，同時通過現(xiàn)代化檢測設(shè)備對充填區(qū)域進(jìn)行定期檢測，以此來確保充填質(zhì)量。想要確保所使用的充填材料質(zhì)量合格，就應(yīng)該在充填站應(yīng)用各種先進(jìn)電子設(shè)備以及機(jī)械。大部分充填站都建在礦區(qū)里面或者是附近區(qū)域，填充站是地表設(shè)施，同時也是生產(chǎn)充填料的關(guān)鍵場所，有效應(yīng)用膠結(jié)計量、閥、泵以及流量計等裝置，通過電子控制方式進(jìn)行控制，能夠有效提升材料生產(chǎn)效率。

結(jié)語

工業(yè)快速發(fā)展的今天對礦產(chǎn)資源的需求量也日益上升，大力開采礦產(chǎn)資源的同時所帶來的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的問題也逐漸增多，如何能使環(huán)境與開采之間平等將成為現(xiàn)在首要解決的問題。而綠色采礦和充填采礦的運(yùn)用無疑是給采礦行業(yè)帶來了福音，在人們逐漸意識到對環(huán)境的保護(hù)與資源的合理開發(fā)不可分割的同時，全面推廣充填技術(shù)與綠色采礦可為是最主要的目標(biāo)，努力將理念結(jié)合實際，使我國的煤礦事業(yè)更上一層樓。

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