采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用

王强

准格尔旗能源局   内蒙古自治区    鄂尔多斯市    010300

摘要：充填采矿技术可以将废弃物用于填充采空区域，减少废弃物的排放，减小对环境的影响。通过充填采矿技术填补采空区域，可以减少地表沉陷和地震等地质灾害的发生，改善矿山环境。总的来说，地下矿山充填采矿技术的应用不仅提高了采矿效率，减少了环境影响，还改善了矿山安全性，对于矿业可持续发展具有重要意义。因此，在未来，这一技术应用将会愈加广泛，并持续得到改进和推广。

关键词：采矿工程;充填采矿技术

引言

充填采矿技术作为常用的地下矿山开采方法，面临机械设备利用不足、充填成本高、充填质量低以及地表变形和坍塌等难点。为了解决这些难点，需建立合理的机械设备利用计划，采取成本控制措施，优化充填材料和工艺，加强对地表变形和坍塌的监测与预测。

1、采矿工程中充填采矿技术应用的意义

1.1有利于生态保护

传统的露天开采和地下采矿往往会对周边的生态环境造成严重破坏，如土地资源的无序开垦、水资源的过度污染及生物多样性的丧失，不仅会影响当地生态平衡，还可能对人类健康和可持续发展构成威胁。而采用充填采矿技术可以有效地减少矿山对周边生态环境的影响。充填采矿技术将矿石废弃物填充到采空区域，减少了矿石废弃物直接排放到地表的数量，减轻了对地表水和土壤的污染。通过合理的充填设计和管理，还可以减少地下水位下降和地表沉降等地质灾害的发生，有利于维护周边生态环境的稳定。

1.2缓解矿产资源紧张

随着全球经济的快速发展，对矿产资源的需求呈现出愈发迫切的态势。矿产资源的有限性使得其开采面临严峻挑战，采矿企业需要寻求更加高效可持续的开采方式。在这种情况下，充填采矿技术的应用显得尤为重要。通过将废弃物填充到采空区域，充填采矿技术可以最大限度地提高矿石回收率，延长矿石资源的利用寿命，从而有效地缓解矿产资源的紧张局势，为矿产资源的可持续利用提供了重要的技术支持[1]。

2、煤矿井下采矿技术存在问题

2.1巷道掘进问题

煤矿开采进程中，巷道掘进是核心环节，关系到整体煤矿开采效果，而就当前的巷道掘进实际情况而言，多是采用单体锚杆钻机，效率较低、施工时间长、工序复杂、定位功能缺失，使得巷道掘进技术在实际应用中引发各个方面的问题，阻碍了煤矿开采自动化、智能化发展。

2.2煤矿井下采矿技术选择失误

煤矿井下采矿技术涉及各种类型，部分煤矿企业工作人员因对各类采矿技术缺乏全面、深度的理解，使得其在进行采矿技术选择时，可能难以根据矿层实际情况选择最优技术，从而使得采矿质量、效率难以达到预期，影响采矿工作的稳定展开。

3、充填采矿技术在采矿工程中的应用

3.1节水技术

节水技术指的是利用地面注浆的方式进行生产的技术手段，利用节水技术，可以保护地下水资源和地表环境不受损害，在煤层开采的生产作业环节，地质探测会对顶部煤层造成损害，影响地下水系统。一旦出现失控问题，会造成下降漏斗的情况，严重威胁煤层环境，破坏生产安全，借助节水开采技术，进行综合化的考量，要以恢复地下水位作为基础，前提，对脆弱的过载层结构进行再次压缩处理，从而将大部分的裂缝封闭弥合，使地面生成水膜，确保生产安全。

3.2上向充填采矿技术

充填采矿技术是现代矿业发展过程中的一项重要技术，可以将矿渣、废弃物等材料输送到地下进行填充，维持地下的稳定，减少地面开采对环境造成的影响。在煤炭开采中，上向充填技术应用广泛。传统的煤矸石堆放方式往往会占用大量的土地资源，对环境造成影响。上向充填技术可以通过管道将矸石和矿渣输送到矿井，使其得到有效利用。同时，上向充填技术还可以填充那些发生裂缝的矿层，稳定地下结构，减少安全隐患，提高采场利用率。通过上向充填技术，矿井可以得到充分利用，进而提高采矿效率。一方面，通过填充煤矸石等材料，可以增加支护力度，提高矿层稳定性，降低事故和停产风险;另一方面，充填的煤矸石可以充当支撑材料，减少对支承体结构的需求，降低工程成本。上向充填技术可以减少煤炭开采过程中的尾矿堆放。而传统的煤炭开采方式就会产生大量尾矿，对地表土地资源造成浪费，而将尾矿通过管道输送到地下进行充填，不仅可以节约土地资源，还可以减少对环境造成的污染，提高绿化和治理效果。上向充填采矿技术是一种可行的方法，可以在煤炭开采过程中实现矿渣和废弃物的有效利用和环境保护。随着技术不断进步，相信上向充填技术在矿业领域的应用会越来越广泛[2]。

3.3炮采技术

在煤炭开采的技术应用中，爆破技术应用是最常规的操作技术，炮采技术就是爆破技术，主要是以放炮爆破作为手段进行开采作业开路。在具体的实践中，利用煤炭炮采技术时，主要按照以下三个步骤进行，第1步是爆破，第2步是装车，第3步是外运。我国的煤炭开采炮采技术应用有较长的历史发展时期，其中应用到了多种作业设备，包括喷枪、支架、凿岩机、耙式装载机、锚杆，凿岩机负责的是钻孔和爆破，耙式装载机负责在煤矿生产中进行开采开路。利用煤炭生产炮采技术生产成本较低，但却具有极强的实用性和良好的生产效益，在煤矿生产中得到了普遍的运用。炮采技术应用目前已经愈发的成熟，从业人员积累了丰富的经验，灵活的运用该技术进行生产，在煤炭开采技术应用中，是一种常用手段。炮采技术有一个明显的缺点，那就是安全性水平较低，容易出现安全事故，利用炮采技术时要适当增加炮眼的总数量，从而对爆破的时间进行缩减，在爆破后，使煤矿巷道檐壁保持平直状态。保护顶板和支护设备，在装矸时和运矸的作业环节，使用机械化设备，可以提高生产质量生产效率，降低劳动成本

[3]。

3.4硬顶开采技术

在我国煤矿资源的开采和生产中，煤矿工程的施工利用硬顶开采技术，是一项常用的煤矿开采技术手段，硬顶开采技术可以分为以下两个类型，分别是硬顶煤开采技术和硬顶板开采技术，这二者之间有着明显的区别。硬顶煤开采技术是一种综合性的煤炭开采技术手段；硬顶板开采技术则是具有控制性效果的开采技术，在煤炭生产中进行控制性的生产和管理。硬顶煤开采技术的使用过程中体现出了一定的技术综合性，集中了多种采矿技术手段，开采生产中，采集的煤块较大，均匀性不足，因此在煤矿开采的生产中需要持谨慎态度使用该技术手段。硬顶板技术能够对埋藏深度和低压进行有效的控制，在倾斜的顶板处理技术支持和岩层定向水力压裂的作用下，硬顶板煤矿开采技术和布局垮落技术相互配合，协调使用，提高了顶煤的破碎速度、破碎效率，开采时间更加的灵活，顶煤的回收效率有所提高。

3.5露天煤炭开采技术

在我国煤炭开采技术中，露天煤炭开采技术的应用安全系数水平较高，利用该技术可以将较多数量的煤炭资源开发和利用起来，采矿过程中，资源的损耗水平较低。露天煤炭开采技术的应用水平和当地的地质条件之间有着密切的关系。煤炭开采技术应用是在煤炭开采作业之前，直接将煤层上面的岩层剥开，施工过程中不需要建设巷道，就可以进行煤炭的开采，这种方式是会对生态环境造成破坏和威胁[

结束语

总之，煤矿企业要实现长远稳定的发展，有必要在资源利用、技术创新方面进行进一步的探索，提高资源利用率，增强技术创新的水平。在煤矿技术的应用中，对煤矿开采技术进行优化，提高安全生产水平，为企业的平稳发展奠定基础。

参考文献：

[1]郭海龙.试论充填采矿技术应用发展及存在问题[J].中国金属通报,2019,(11):20-21.

[2]郭常胜.充填采矿技术在煤炭开采中的应用[J].能源与节能,2019,(11):153-154.

[3]赵建军.充填采矿技术在采矿工程中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2019,(21):42+44.