复杂条件下充填采矿技术分析

复杂条件下充填采矿技术分析

王振福

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摘要：以现代社会为研究背景，矿业在实施采矿作业的过程中，一方面要开采满足社会发展需要的矿产资源，另一方面要尽可能实现矿产资源的节约和有效利用，尽量减少矿产资源开采过程中造成的浪费，积极响应国家可持续发展战略目标。为了实现采矿作业的科学合理发展，我们可以从采矿技术的挖掘入手，选择合适的采矿技术可以在一定程度上实现采矿业向安全、环保和循环经济的转变，为矿业可持续发展战略做出一定贡献。目前，充填采矿技术在矿业企业采矿作业中的应用，为矿业的发展创造了强大的发展环境，有利于矿业生态保护理念的落实。基于充填采矿技术对采矿作业的积极性，矿山企业应大力推广充填采矿技术，使这种采矿技术能够很好地应用于地下采矿作业。

关键词： 复杂条件；充填；采矿技术；分析

1充填采矿技术类型

1.1综采固体充填技术

1.1.1后刮板运输机采取吊挂方式的优点

后刮板输送机采用链式悬挂，可整体移动。支架下降并轻微拉动，不影响后刮板输送机的矸石卸料等工作，可实现采矿与充填的并行作业；后刮板输送机采用悬挂方式，可避免采空区内的矸石压在支架底座上，从而影响正常的牵引架。

1.1.2顺槽运矸胶带机与工作面后刮板运输机机尾搭接

煤矸石被运输到后刮板输送机，采空区充满底部卸料。目前，存在两端填充不牢固的问题。矿井采用两端空间人工充填，设计电动压路机抛矸石，实现两端自动充填；机器尾部存在微风隐患。通过在煤柱中设置回风孔（每100m一孔）（工作面沿槽双巷布置）的措施，可以有效地避免这一问题。

1.1.3矸石地面运输采用管状皮带

一方面，它可以直接转向，带式设备少，转换点少，系统简单，集中控制系统简单；另一方面，封闭式运输系统符合环保要求。

1.1.4综采固体充填技术应用对水文地质条件无明显要求

由于洗矸石直接填充到井中，矸石湿度高，机架后填充过程中没有粉尘问题。

1.1.5 通过充填开采

工作面无明显的周期性压力，地压不明显；两个槽的导向压力小，没有明显的结渣等。

1.1.6为提高综采固体充填能力

在不考虑地表沉陷控制的情况下，可以对采空区的边煤矸石进行夯实，实现采矿与充填的并行作业。目前有340万吨/年设计（安泰酸刺沟煤矿），可推广应用煤矸石产量大的矿井。

1.2覆岩离层注浆充填技术

1.2.1覆岩离层注浆充填技术受岩层性质、覆岩结构等因素影响

不适用于埋深小于300m的煤层。该技术系统的运行不影响工作面生产，成本低，埋深大于300m。可在适用矿山推广应用。

1.2.2应用覆岩离层注浆充填技术

结合上三区的观测结果，选择合适的分离注浆层，确保分离区内的浆液不进入工作面采空区；为了保证注浆量最大化，有必要根据地压观测数据确定合理的注浆位置和注浆终止压力等参数。

1.3综采胶结膏体充填技术

1.3.1应用综采胶结膏体充填技术

糊状物需要6小时才能凝固。为了提高综采胶结膏体的充填能力，可以制备促进剂，以减少等待凝固影响生产的时间。

1.3.2综采胶结膏体充填技术

目前，无法实现采矿和充填的并行作业。为了提高综采生产率，可以采用非胶结膏体充填技术。该技术不需要特殊的填充支架、胶结材料和隔离墙。采矿和充填的并行作业成本高，效率低。

1.3.3条带胶结膏体充填技术

条带胶结膏体充填技术可应用于“三下”压煤和角煤较多的煤矿，如俞家梁煤矿、乌兰木伦煤矿和神东煤业集团公司刘塔煤矿。

1.4削壁充填技术

在薄矿层和极薄矿层中，切壁充填技术具有良好的适应性，可以有效地控制贫化率。在该技术的应用过程中，上、下壁围岩应进行坍塌，以确保工作面安全。一般情况下，围岩和矿石作为充填材料多次坍塌，以提高材料利用率。矿石崩塌前应采取适当的防护措施，并在充填物上放置分离器，防止充填物与矿粉混合。在作业过程中，有必要控制围岩坍塌量，以确保采空区能够充填。

1.5方框支架充填技术

箱式支架充填技术的应用可以满足围岩不稳定、矿体不规则、价格昂贵的要求，为采矿作业安全提供保障。实际操作中落矿量与箱体体积一致，需要合理布置方格架的支承顶板和箱体内的充填材料。溜槽和人行通风天井均匀布置在箱内，矿石人工选别，废石作为充填材料，满足充填要求。

2我国利用现状与国外情况对比

充填采矿法自20世纪70年代以来一直在中国使用，但当时，由于中国许多矿产资源开采机构有着更为传统的想法，当时只有少数矿产资源开采机构使用这种方法开采矿产资源。随着时代的发展，目前我国越来越多的矿业机构采用充填采矿法开采各种矿产资源。通过对我国现有矿业机构使用的采矿方法的统计，可以发现，目前我国约70%的矿业机构在开采矿产资源时仍使用其他采矿方法，而只有约30%的矿业机构使用充填采矿法开采矿产资源。与中国、美国、加拿大、苏联等国家在矿产资源开采方面相比，约50%的矿产开采机构采用充填采矿法开采矿产资源。这是因为美国、苏联等国家不仅是矿产资源开采大国，而且其科技发展水平远远超过中国。因此，当地矿业企业在开采矿产资源时，往往采用一些先进的技术来开采矿产资源，如采用哪种充填采矿法。

3加快充填采矿法迅速发展的有效策略

在新时期，我们要注重技术调整，用科学的战略创新采矿技术，并立即更新工作观念，使有关人员了解生态环境保护的关键，然后依靠全新的思路改进充填方法，并为其提出新的标准，从而保证矿山企业的繁荣和发展，并采用先进技术进行改进和调整，重点维护自然生态系统，从而使充填方法更加高效。

3.1研发新的充填物

充填是充填采矿法的主要内容。因此，有必要丰富充填采矿法的相关信息，并对其发展进行试验。在填充材料的生产过程中，必须高度重视其质量，以确保材料的综合性能。此外，要结合不同的地质条件和区域特点进行调整，针对某些矿山形态和地质环境的复杂现象，改进材料，确保新材料的耐水性，以便顺利开展各项工作。

3.2注重技术革新

目前，充填采矿法在矿业中有着悠久的发展经验，所以在各个方面采用的技术都比较传统。目前，矿业发展迅速，并随着时代的变化而变化。因此，有必要加强各种技术的探索，解决当前常见的问题，进而满足采矿业的要求。有关专家应关注采矿业的整体发展，并引进大量新技术来改进和创新充填方法，以提高其采矿效率，使其采矿技术更好更快地发展。

3.3全面控制充填站

目前，加油站的建设对灌装技术的进步有着至关重要的影响。因此，有必要对这一问题做出科学规划，立即建设加油站。首先，各部门要结合实际情况进行规划，合理配置相关设备，加强加油站各种设备的维护保养，然后不断完善各项内容，使其突出自身优势。

3.4填料运送管理

结合国家充填采矿的实践经验，充填线不超过7-8h，可采用重力运输。经计算，每个充填采场的最高充填复线不超过2条，可以满足充填站孔向下的重力输入。需要从加油站泵送至加油站的孔。根据计算结果，选择1台100zj-i-a42泥浆泵。管材选用Φ1033×6无缝钢管和陶瓷复合管。

结束语

总之，在社会快速发展的背景下，充填采矿法作为一种非常关键的采矿方法，可以优化矿山的开采条件，也可以充分利用矿产资源，维护远景资源。尝试将固体废物作为二次资源进行回收，以控制地面塌陷，维护生态和自然目的。然而，目前的技术本身有很多局限性，再加上各种因素的局限性，暴露出一系列问题，影响了采矿质量。因此，相关运营商应对其进行合理调整，我国各部门也应高度重视，进行深入探索，进一步创新这项技术。

参考文献

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