填采矿技术应用发展及存在问题研究史

摘要 ：我国经济社会的快速发展，加速了能源的消耗，煤炭作为我国重要的能源种类，随着开采规模的不断扩大，采矿作业深入地下，而随着深度的不断加大，相关地质灾害发生几率也在逐渐增加，而采用充填采矿技术可以有效改善这种生产背景，充填采矿技术的应用有效提升了矿产回采率、利用率以及煤矿企业的生产效率，相关企业开始加大对于充填采矿技术创新，修正各类技术问题，提高充填采矿技术可行性，实现高效作业目的，本文针对充填采矿技术应用发展进行阐述，对充填采矿技术存在的问题进行简要研究分析。关键词 ：充填采矿技术 ;应用 ;发展 ;问题 ;研究 1 引言现有煤炭资源消耗量不断增加，在煤炭生产企业当中，其采矿深度也在不断增加，而随着深度的增加，地质环境变的更为复杂，地温地压不断增加，采矿成本和危险性也在增加，与其他采矿方法相比，充填采矿技术能显著提高煤炭回采率，充分利用已有资源，有效控制地压，降低地表塌陷程度，提高矿区周边环境质量，充填采矿当中充填料制备、输送技术、充填材料开发、充填回采工艺技术都已经有了非常不错的发展，加上各种新型附属设施的出现，充填采矿已成为较为高效的开采方法 [1]。

2 充填采矿技术的优势及其应用和发展 2.1 充填采矿技术的优势充填采矿技术中使用充填体，可有效支撑围岩，对地压进行控制，减缓或阻止煤炭参空去围岩发生位移，多在矿井深部开采、水下或建筑下的煤炭开采过程中应用，充填采矿技术在使用过程中可以传递并调整采场的不平衡应力，平衡整个应力场，消除潜在风险，提高采场作业安全。充填采矿技术实行机械化作业，引进凿台岩车对矿体进行开凿，同时进行锚杆、锚索护顶，有效提升了作业效率，随着科学技术及经济能力的提升，对充填料的研制、管路化、自动化都逐渐在部分煤矿应用开来，以高浓度的均质浆体替代水泥提高了充填强度，降低成本。而矿产的回采率更高，提升了综合效益，缩小了尾矿面积，保护矿床，减少塌方陷落，降低了火灾发生的几率 [2]。 2.2 充填采矿技术的应用我国充填采矿技术经历了废石干式充填、分级尾砂水利充填、碎石水利充填、混凝土胶石充填、磨砂胶结充填、分级尾矿或天然砂充填废石胶结充填、全尾砂胶结充填、赤泥胶结充填和膏体充填几种发展过程，但我国煤矿生产企业较多，各自都有自己的充填技术与工艺，特别是近年来随着经济实力的增强，科学技术的不断发展，新型材料不断涌现，在充填采矿技术的研究、开发、推广、应用取得了很大进步。 2.3 充填采矿技术发展建议 ⑴充填采矿技术的应用需要根据煤矿生产企业自身条件进行使用，在具体使用过程中需要结合其他采矿技术形成最适合本企业的方式。 ⑵充填采矿技术的基础是充填料，充填料的物理特征收多种因素影响，但主要取决于骨料、胶结材料的成分及结构形式，要针对这部分进行深入研究，开发研制低成本、高强度新型充填固化材料 [3]。 ⑶充填采矿技术、材料还需要设备进行实施，在具体使用过程中必须加快研制高效充填设备，提升充填自动化水平，减少或消除充填设备磨损和腐蚀，采用压排设备输送调节各输送压力，防止输送堵管现象。 ⑷制定严格的充填采矿技术管理制度，定期采样、确保充填质量，将各类设备纳入日常检查检修范围内，提高充填采矿设备寿命，注重充填材质质量的掌控，对各个附属设备、装置及时进行维护，保证充填效率。

3 充填采矿技术应用中存在的问题及其分析 3.1 检查制度亟待完善现代化充填站中的电子、机械设备较多，其中多有胶结计量、浓度计、流量计、阀、泵等设备来控制充填料混合并对起质量进行管理，为提高相应的系统工作质量，需要定期或不定期进行检查，确定充填料制备流程完善，这种检查大部分都是根据各个企业自身情况进行确定，不能及时对充填站出现的问题进行处理，要想将充填料制备流程控制在可维持并适宜的程度，需要建立完善的检查制度，不管各个管路、仪器、仪表是否正常，都要及时进行检查，确保充填料制备正常，保证满足充填技术使用要求。 3.2 设备自动充填水平需要加以提升充填作业效率受充填设备制约，需要研制高效充填设备来突破这一平静，提升高浓度的全尾矿浆制备设备的先进性，研究消除或降低充填设备腐蚀磨损的方法，研制高浓度输送设备，根据各段输送压力不同进行调节，并研制避免输送堵管的压排设备，同时考虑各个矿山企业自身的生产条件，各个设备研制过程中尽量采用通用性材料、配件、介质、系统构造，便于进行后期维护和自动化升级。 3.3 需要研发更好的充填材料传统胶结剂、充填材料已经很难满足现阶段井下煤炭开采作业相关要求，急需低成本、高强度的新型充填固化材料，在保证其可压缩性、抗剪力学强度、抗压、渗水度、容重、孔隙率满足条件的基础上开发新型充填材料是亟待解决的问题。 3.4 改进完善现有充填采矿工艺技术手段部分煤炭开采企业填充工艺还比较落后，不能有效满足企业生产需要的填充工艺，并且井下条件也会对充填采矿工艺造成非常致畸的影响，要保证相关设计满足要求，能促进充填采矿工艺的实施，确保充填质量，及时引进、采用新型充填采矿技术、工艺、设备，结合煤炭开采企业自身特点，对充填采矿技术进行再发明、再创造，以便将提升生产效率，降低生产成本。对于井下采场的设计上要注意采场几何形状设计，确保充填质量及充填料可以有效充放，同时满足煤炭开采企业自身生产要求，在充填开采过程中，保证充填料供给，以便能有效控制充填料质量，找寻最合适的充放点，减少对充填料分凝度造成的影响，采场一侧靠近充放点布置，增加分凝量。结语 ：随着绿色矿山建设推进，可续技术的不断发展，科学的矿业生产模式会得到人们的普遍认同，而充填采矿技术作为一种高效的采矿方法，不但回采率高、对生态环境破坏小等一系列优点，特别是随着煤炭开采深度的不断增加，其开采难度逐渐增加，充填采矿技术的优势会越来越显著。参考文献 [1] 蔡嗣经 . 充填采矿技术的应用现状及发展方向──第六届国际充填采矿大会述评 . 国外金属矿山 ,1998(6) ：183. [2] 郭瑞 . 国内外充填采矿技术发展现状综述 . 智能城市 ,2016(7) ： 79. [3] 赵法领 . 充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨 . 内蒙古煤炭经济 ,2016(2) ：10. 万方数据