采礦工程中的充填技術

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一、充填技術的選擇原則

在選擇充填技術過程中，要以煤礦自然條件為基礎，結合充填技術的不同特點合理選擇，選擇過程中要符合以下六個原則：

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

二是確保充填量符合開采實際需要。煤礦開采前，要根據(jù)煤礦設計好的礦量確定充填量，充填方法按照不同充填量進行合理選擇。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。若充填量難以保證煤礦開采過程中的采充平衡，就容易產(chǎn)生采充失調(diào)情況，極易造成事故。

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

四是有效降低各項費用成本。建設相關充填系統(tǒng)過程中，一些項目的基建費用較低，但具有較高的經(jīng)營費用，而一些項目基建費用較高，但具有較低的經(jīng)營費用。所以在選擇充填系統(tǒng)過程中，要合理分析各項技術，以實現(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施膠結充填。

五是確保系統(tǒng)運行正常。充填系統(tǒng)在工作過程中，要盡可能降低故障發(fā)生率，使系統(tǒng)運行穩(wěn)定。如系統(tǒng)發(fā)生故障時，就要及時進行修復。煤礦開采過程中通常使用國產(chǎn)設備，與選擇國外設備相比，在人員培訓和設備維修方面會節(jié)省不小的成本。而且，為實現(xiàn)系統(tǒng)運行不間斷，一般需要一套系統(tǒng)作為備用，要求操作人員詳細了解系統(tǒng)使用及相關維修技術，以保證充填系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。

六是符合環(huán)境保護原則。設計選擇充填系統(tǒng)過程中，要對環(huán)境產(chǎn)生污染問題進行必要的考慮，充分回收利用尾砂、煤灰等廢棄物，同時在降低充填費用成本時，還可以有效降低環(huán)境污染，促進經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

二、充填技術的發(fā)展趨勢

結合我國煤礦過去十年的產(chǎn)礦量及采用的充填技術等有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可對充填技術的未來發(fā)展趨勢分析如下。隨著煤礦的不斷開采，采煤過程中導致的土地塌陷賠償費用逐漸增加，并呈現(xiàn)不斷上升趨勢，未來將會越來越高。以煤礦采用充填技術開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)增加的噸煤開采成本約等于采煤導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)充填技術對開采沉陷進行控制，對地面土地進行保護需要在幾年后才明顯體現(xiàn)出優(yōu)越的可行性。我國作為礦產(chǎn)資源儲備量最大，而且也是資源消耗量最大的一個國家，在煤礦開采過程中，難免會破壞煤礦周邊環(huán)境和地表，這在使礦產(chǎn)開采成本增加時，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，即通常談到的一種綠色充填技術。采空區(qū)充填技術可使破壞地表環(huán)境情況有效減少，廢料排放率降低。在煤礦開采的同時，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，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，而且對于留設煤柱的減少，資源回收率的明顯提高都具有重要意義。該技術在不遠的將來將是煤礦開采企業(yè)采用較為廣泛的一種充填技術，并會得到廣泛推廣應用。

三、結論

綜上所述，通過對我國煤礦生產(chǎn)中常用的各種充填技術的研究，充填技術的未來發(fā)展主要集中在以下幾方面，一是不斷研發(fā)自動化的高效充填設備，使充填作業(yè)機械化程度明顯提高，有利于促進充填技術快速發(fā)展的需要，進而實現(xiàn)自動化充填系統(tǒng)；二是對膏體充填技術的研究要更加深入，有效解決盤區(qū)進路機械化充填采礦法中的進路充填接頂問題，使采礦效率得到有效提高；三是研發(fā)膠結充填材料，采用廢料實現(xiàn)充填，同時也使充填成本明顯降低，實現(xiàn)保護環(huán)境的目標；四是膠結充填技術由于對環(huán)境的污染程度較小，未來一段時間內(nèi)將是一種主流充填技術，并逐漸得到廣泛應用。

作者：楊井志 單位：七臺河七煤集團公司勝利煤礦