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煤矿开采中的充填采矿技术应用研究

发布日期:2019-06-04  来源:万方  浏览次数:397
 矿开采中的充填采矿技术应用研究董泽忠 (霍州煤电集团丰峪煤业有限责任公司,山西霍州031400)

摘要:煤矿资源作为一种不可再生的能源,其开采过程中或多或少会对自然生态环境造成一定破坏。为了减少煤矿开采所带来的负面影响,充填采矿技术应运而生。阐述煤矿开采中的充填采矿技术,分析充填采矿技术在煤矿开采中的应用,旨在促进煤矿开采的可持终洼发展。关键词: 煤矿开采;充填采矿技术;应用中图分类号:TD823 文献标识码:A 文章编号:2095—0802一(2017)12—0139—02 Application Research on Filling Mining Technology in Coal Mining DoNG Zezhong (Fengyu Coal Industry Co.,Ltd.,Huozhou Coal Electricity Group,Huozhou 031 400,Shanxi,China) Abstract:Coal mine resource is a non—renewable energy source,and there is more or less damage to the natural ecological envi— ronment in the process of mining.Filling mining technology has emerged at the fight moment to reduce the negative impact of coal mining,This paper expatiated the fiHing mining technology in coal mining,analyzed the application of filling mining technology in coal mining and promote sustainable development of coal mining. Key words:coal mining;filling mining technology;apply

0引言现阶段,中国已经进入资源消耗的高峰期,尤其体现在煤矿开采行业中。煤矿开采过程中所带来的环境问题、地质灾害问题及技术经济问题,使中国的自然生态环境造成严重恶化,人们开始认识到煤矿开采中的环保及其技术问题。在此背景下,充填采矿技术应运而生,这项技术对于提升矿石的回采率、减少矿石的贫化、有效控制地表的塌陷灾害问题及优化周边环境有重要的积极作用,煤矿充填采矿技术不仅能够有效减少资源浪费,还能够增加采矿过程中的安全指数,现已经广泛应用于煤矿的开采中。

1 煤矿开采中的充填采矿技术概论充填采矿技术是一种利用人工力量进行矿区支护的采矿技术,随着采矿作业深度增加,通过强化对煤矿采空区的防护,根据实际作业情况向采空区域输送不同种类的填充料,以实现围岩的固定和控制,避免其崩落或移动等【11,对于提升煤矿的回采率及在不稳定的围岩矿区内有重要的应用效果。充填采矿技术根据其充填的材料可分为以下三种。 1.1干式充填法于式充填法即使用采石场中所提供的碎石、地下矿中所挖掘出的废石料及露天矿充填采矿等作为采空区的充填材料,将这些石料进行破碎加工之后,利用收稿日期:2017—10—25 作者简介:董泽忠,1990年生,男,山西霍州人,2013年毕业于山西大同大学采矿工程专业,助理工程师。人工机械等方式运送至采空区。这种填充方式能够实现矿块向矿房和矿柱的分离[2】,回采按照先采房后采柱的顺序进行,回采以自下而上的方式进行,在充填的过程中根据回采的效果进行推进,而并没有创造继续上采的条件。这种干式的填充方式适用于经济价值较高的矿石开采中,保证其矿体的整体厚度在4 in以下,适用于围岩稳固性不佳、缺水或水流量过大的矿山中,干式填充法的填充方式有:削壁充填、倾斜分层及上向水平分层的充填方式。 1.2水力充填法水力充填法是利用碎石、砂子及炉渣等材料作为填充物,通过输水管道的送水方式利用水流的力量实现材料的运输。水力充填方式是把水和充填材料混合成为砂浆,然后利用泵压或自然水压的形式131,从钻孔中将填充物运输到回采作业区域内,然后对其进行脱水处理,最后形成合适的充填体。水力充填方式对矿体类型选择的要求不高,一般矿体材质都可以使用,这种方式的充填效果较强,对于防止围岩移动及矿山压力控制等方面有较好的效果,宜采用水力充填方式的矿石贫化率较低、回收率较高,能够有效防止采矿的火灾发生,且填充材质可以充分利用废石废料等,有利于实现环保开采。 1.3胶结充填法胶结充填法是利用尾砂、砂石及滤渣等材质配置而成的胶结物,在其凝固之后利用机械设备或水力运输方式送至采空区。胶结充填的方式其填充材质有轻微的膨胀效果,结晶水量较大,强度也高于作业标准,在 ·139· 万方数据 2017年第12期 红源占辛键 2017年12月其充填之后3 d内就可以膨胀至少3%,其抗压强度也可高于1 8.8 Paf4]。这种充填技术操作工序十分简单,多数尾矿都可实现充填材质的胶结,并会在水力的影响下自行输送至充填区域内,相比于干式与水力充填技术,胶结充填法成本更加低,在环境保护方面效果更佳。

2充填采矿技术在煤矿开采中的应用充填采矿技术对于提升矿石回采率、减少矿石贫化、有效控制地表塌陷灾害问题及优化周边环境有重要的积极作用,煤矿充填采矿技术不仅能够有效减少资源浪费,还能够增加采矿过程中的安全指数。 2.1 削壁充填采矿技术削壁充填采矿技术在矿体较薄且无法预留间柱的情况下使用,需要利用混凝土或木梁等材质构建一个人工底柱。在回采过程中,需要首先采集矿石,然后进行岩石采集,在落矿之前需要预先在充填物上层位置铺设草袋或胶皮带等垫层,通过事先打好的深约1 m 的炮眼进行爆破,然后通过人工或电耙子等方式实现煤矿的出矿作业,在其采矿完成后进行采矿区围岩的爆破工作,然后充填采空区,将基本工作的空间预留出来,以此种作业技术和工序进行循环作业,一直到整个煤矿的开采工作完成。削壁填充的方式相比于其他充填技术,能够实现同一个工作面和围岩的分层次开采,直接利用爆破的围岩制作成填充物,能够省略运输环节,使整体操作工序更加简便化。此项技术在实际煤矿开采中,必须要充分考虑到围岩的稳定效果与矿脉的实际走向等,然后进行围岩与矿石爆破工作。在对围岩进行爆破量的研究时,需要将采空区的废石废料充分利用起来。如果需要首先进行矿体的爆破,就可以通过小直径的电钻在矿区适当区域钻出约为1 m 的爆破孑L洞,间隔约0.5 m处,隔孔洞进行装药爆破。如果需要首先进行围岩爆破,就需确定小范围的回采区域,在矿体本身的倾斜度比较大时,采场面积不得少于0.8 m2。在爆破之后崩落的废石,可以利用电耙子或人工形式进行运输,如果预留采场的实际面积大于 1.2 m2,可以使用CT一500HE型的电动铲运机进行废石运输。为了最大限度地保证矿石质量,还需要在充填的表面进行垫层铺设,材质最好选择混凝土,厚度需要最少在0.15 m以上,其强度超过3 MPa才能够有效保证矿石崩落过程中所产生的重力和压力。 2.2分段充填采矿技术分段的充填采矿技术关键点在于“分段”,主要是针对一些裸露面积较大的煤矿场地进行分割操作,从而形成较多个矩形的断面结构,以缩小采场裸露面积,从而保证对一些不稳固的矿石进行有效充填和回采。如在某个裸露面积较大的矿区内,将中间的区域划分为高度为10 m的分段,然后针对每一个分段进行煤矿 ·140· 开采,按照采矿流程依据作业深度进行回采及填充的交叉作业,在煤矿区巷道中将凿岩与出矿等工序完成,然后将充填物利用CT一500HE型的电动铲运机进行运输,以减轻人力消耗。在采空区完成之后,立即使用胶结物进行填充,通过推卸式的铲运机来实现顶板充填。分段充填技术有高度的便捷性,能够实现出矿与采矿一体化无轨作业,有高度的应用效果和意义。 2.3上向分层充填技术上向分层充填作为干式充填方式的一种,主要是对煤矿区与的矿体进行分层操作,然后根据自下而上的开采顺序进行逐层充填操作,在充填操作过程中构建矿井和排水井等设施。上向分层的充填技术,其矿体的设置形式有切走向和沿走向两种,若围岩整体的稳定性较好,矿体整体的厚度均为15 m以内,可以使用沿走向的布矿形式,反之需要使用切走向布矿。如果矿体整体厚度达到50 m以上,就必须要沿着矿体直立垂直走向进行矿房设置,并保证在其周边布设纵向柱子。 2.4下向分层充填技术下向分层充填技术主要应用于围岩与矿石整体稳定性不佳的矿体,对矿柱进行回采作业。在实际操作中,需要在矿体预先设置运输井、溜井及施工人员的天井等,然后利用溜井实现矿石至下部巷道的运输,充填矿料需要利用上部巷道进行运送。在进行回采作业时,一定要以自上而下的方式操作,保证充填与回采工序交叉作业。在实际分层中,需要通过水平或倾斜的方式进行分层,如果使用倾斜分层需保证倾斜的角度在15。之内,在回采操作前,需要进行巷道、溜井及天井的通联,在巷道切割区域进行回采操作。从安全的角度考虑,在实际采矿操作中,必须在每一层的充填材质下方区域设置胶结顶,以保证施工人员的绝对安全。 3结语充填采矿技术能够提升煤矿回采率,是一项绿色且环保的采矿技术,在实际采矿应用中,此项技术既能够实现煤矿资源重复利用,还能够有效降低采矿活动对周边生态环境的不良影响,是保证采矿全过程安全性的重要手段。只有对充填采矿技术不断进行深入利用和研究,才能够真正推动中国煤矿产业整体健康发展。参考文献: [1]何远建.煤矿开采中充填采矿技术的应用分析[J].煤矿现代化,2016,3(2):38—40. [2]郑登栋.浅析充填采矿技术在煤矿开采中的应用[J].江西建材,2016,18(1 1):218—219. [3]刘 闯.煤矿开采中充填采矿技术的应用[J].科技创新与应用,2016,33(5):118—119. [4]彭 嵩.煤矿开采中的采矿技术及其应用的思考[J].机电工程技术,2015,9(15):186—188. (责任编辑:季鑫) 万方数据

 
 
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