采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨

张朝舟

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摘要：条带膏体充填采矿技术是一种重要的地下采矿方法，它通过将膏体充填到采矿空间中，实现对矿体的稳定支撑和回收。这种技术在矿业工程中得以广泛应用，为矿山开发和资源利用带来了新的思路和机遇。基于此，本文章对采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用进行探讨，以供参考。

关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用要点

引言

条带膏体充填采矿技术基于高流动性和可塑性的膏体，可以在地下挖掘过程中填补空隙并形成支撑结构。该技术具有较高的填充效率、资源利用和环境保护的优势，适用于各种采矿工程和地下工程项目。然而，该技术的应用仍面临着一些技术挑战和工程难题，需要进一步研究和实践来完善和提升其应用效果。

1条带膏体充填采矿技术的原理

条带膏体充填采矿技术是一种在采矿过程中利用粉状或浆状材料将空隙区域填充并形成支撑结构的方法。条带膏体是一种由水、填充剂和添加剂组成的混合物，具有较高的流动性和可塑性，可以填充各种大小和形状的空隙。条带膏体在固化后能够形成坚硬的填充体，具有足够的强度和稳定性，可以提供支撑和加固地下空间。通过将条带膏体注入到待充填区域，可以有效地管理地下空隙，并预防由于开采引起的地面沉陷和裂缝的产生。条带膏体充填可以利用废弃物、尾矿和其他可回收材料，实现资源的综合利用和环境保护。

2条带膏体充填采矿技术的优势和局限性

2.1优势

条带膏体充填采矿技术可以利用废弃物、尾矿和其他可回收材料进行填充，实现资源的综合利用和环境保护。充填技术能够有效填充开采后的空隙，减小地面沉陷和裂缝的产生，降低对地表建筑物和基础设施的影响。通过填充空隙并形成支撑结构，充填技术可以最大限度地提高采矿效率，减少资源浪费。充填体具有较高的强度和稳定性，可以加固和支撑地下空间，减少地质灾害风险，改善工作环境安全。相比传统采矿方法，条带膏体充填采矿技术产生的环境污染更少，对水、土壤和空气等自然资源的影响更小。

2.2局限性

条带膏体充填采矿技术涉及到膏体配制、注入控制和固化等多个环节，技术要求较高，操作较复杂，需要专业的设备和技术支持。相比传统采矿方法，条带膏体充填采矿技术的实施成本较高。包括膏体配制成本、设备投资、人力成本和管理费用等因素。条带膏体充填后需要一定时间进行固化，固化时间较长可能会对采矿进程造成一定的限制。由于填充过程中受到地质条件、膏体配制和注入等因素的影响，不同区域、不同时间填充所得充填体的强度可能存在差异，需要进行合理的充填设计和监测控制。

3采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用要点

3.1条带膏体配制

根据工程要求，确定填充剂（如砂、矿渣等）、水和添加剂（如增稠剂、抗裂剂等）的比例。配比应充分考虑充填材料的流动性、抗裂能力和固化时间等因素。按照确定的配比，将填充剂、水和添加剂加入配制设备中。通过适当的搅拌方式（如机械搅拌、气泡注入等），将各组分充分混合，形成均匀且具有流动性的条带膏体。在配制过程中，可以根据实际情况进行适当的优化调整。例如，根据膏体流动性的调整，可增减水分或添加增稠剂；根据充填空隙的特点，可调整填充剂的粒度分布。

3.2空隙预处理

首先需要对待充填区域的松散碎石进行清理。可以使用挖掘机、推土机等设备清除大块松散碎石，并利用洗砂机或水冲洗方法去除细小的碎石和泥浆。对于空隙区域存在一定的不稳定性，可以在具体情况下采用表面支撑方法。比如，在充填前先进行地锚、锚网或爆破等操作，增加空隙稳定性并防止坍塌。清除待充填区域的杂质是空隙预处理的重要环节。根据实际情况，采用人工清除、喷洒清洗剂或利用冲洗设备等方法对区域内的杂质进行处理。特别是对于含碳酸盐等可溶性物质的岩层，需要避免与膏体发生化学反应而影响充填效果。为了确保膏体充填的有效性和均匀性，需要对充填孔进行适当的密封处理。常用的方法包括使用橡胶塞、注浆封堵或人工砖石等材料对孔口进行封堵，避免膏体流失和泄漏。

3.3膏体注入

根据实际情况选择适合的注入设备，如注浆泵、输送管道等。确保设备清洁、完好，并进行试运行，以确保正常工作状态。注入过程中需要控制注入速度。过快的注入速度可能导致膏体无法充分填充空隙，造成夹层或局部松散；过慢的注入速度则会延长充填时间和采矿周期。根据实际情况，调整注入速度以满足工程需求。根据充填体的形态和空隙特点，确定最佳注入方向。通常情况下，选择从下至上的注入方式，以确保膏体能够自然流动并填充所有空隙。

3,4充填质量控制

在充填过程中，需要进行实时的测量和监测，以掌握充填体的厚度、强度等参数，判断充填质量。常用的测量方法包括超声波测距、测力计检测等。根据充填体的厚度、强度等参数，进行质量评估。通过对测量数据的比较和分析，判断充填质量是否符合设计要求。在监测和评估过程中，发现充填质量存在问题时，需要及时采取措施进行处理。例如，对于充填体强度不足的情况，可以增加适当的固化剂或添加增强材料以提高充填体的稳定性。

3.5充填固化

充填体的固化过程直接影响充填质量和采矿效果。正确的固化处理可以使膏体充分固化，形成稳定的充填体，提高充填体的强度和稳定性。在膏体配制的过程中，选择合适的固化剂是确保固化效果的关键。根据充填体的许用强度和固化时间要求，选择合适的固化剂和添加剂。常见的固化剂包括硫酸铝、硫化钙等。在固化剂的作用下，膏体开始逐渐固化。需要根据固化剂的性质和充填体的要求，控制固化时间。过短的固化时间可能导致充填体不完全固化，影响充填质量；过长的固化时间则会延长采矿周期。在固化过程中，还需要根据具体情况进行固化条件的调整。例如，根据季节和温度变化，调整固化剂的用量和添加剂的类型，以保证充填体能够在合适的温度下进行固化。

3.6充填体后期管理

及时、有效的后期管理可以保证充填体持久稳定，并及时发现和处理问题，防止充填体产生破坏和失稳。在充填体形成后，需要对其进行定期的监测和检测工作。通过测量充填体的厚度、强度等参数，了解充填体的稳定性和变化情况。根据监测结果，及时发现和处理充填体的问题。对于出现的裂缝、松动等情况，需要及时进行维护和修补工作，以保持充填体的稳定性和坚固性。建立充填体的管理记录，包括施工过程、监测数据、维护和修补情况等信息。通过记录和整理这些数据，可以更好地了解充填体的性能和变化趋势，并为后续的管理工作提供参考。定期进行充填体的安全评估，包括对充填质量、稳定性等方面的评估。根据评估结果，制定相应的管理策略和措施，以确保充填采矿的安全进行。

结束语

综上所述，条带膏体充填采矿技术是一种具有广阔应用前景的地下采矿方法，它以其高效、安全、环保的特点，在矿业工程中发挥着重要的作用。通过不断的研究和实践，我们相信这一技术将进一步完善和发展，为矿产资源的开发与利用提供更好的技术支撑和解决方案。

参考文献

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