充填采矿技术在煤矿工程中的应用研究

充填采矿技术在煤矿工程中的应用研究吴祥文(重庆南桐矿业有限责任公司 重庆市万盛经开区 400800)

摘 要：当前在我国的许多领域之中，煤矿资源仍然是一种非常重要的资源，当前我国对于煤矿资源的需求量也在不断地加大。而当前在进行煤矿开采的过程中，不仅仅需要关注煤矿开采效率和质量的问题，同时还必须要减少对于矿区的破坏，因此就对于采矿技术提出了更高的要求。而要满足这些要求，可以对于充填采矿技术充分地加以应用，将充填采矿技术应用在煤矿工程之中，不仅仅能够提高煤矿开采的效率，同时还能够减少对于环境的破坏，因此本文主要就充填采矿技术在煤矿工程中的应用进行了相应的研究。关键词：充填采矿技术;煤矿工程;应用前言我国的煤矿产业在经过了 50 余年的发展之后，已经对于其它产业产生了非常紧密的联系，但是随着煤矿资源被不断地开采利用，当前煤矿资源正在进一步地减少，而且开采的难度也在进一步增加，再加之当前我国非常注重可持续发展，再沿用传统的煤矿开采技术已经不能够有效地满足当前的要求。而将充填采矿技术应用在煤矿工程之中，能够有效地避免许多由传统开采技术所导致的问题，因此对于充填技术在煤矿工程中的应用进行研究有着非常重要的意义。

1 充填采矿技术概述充填采矿技术是一种人工支护采矿方法，该技术经常被应用在围岩不稳固的稀缺、贵重矿石的开采中，应用充填采矿法进行采矿，能够有效地保护环境，同时还能够控制围岩崩落以及地表的塌陷，矿石的回采率较高。一般按照充填采矿材料的不同可以将该技术分为干式充填法、水力充填法和胶结充填法三类。其中，干式充填法就是通过对于露天采石场的碎石、地下矿采掘出的废石加以利用，将其作为填充材料，在经过机器的破碎之后，用以充填采空区。而水力充填法则是以碎石、炉渣以及砂等作为充填的材料，然后利用管道送水的模式，通过对于水力的应用将充填材料输送到采空区之中。胶结充填法所采用的材料也主要是砂石、炉渣和尾砂等，但是在进行充填之前，先将其按照一定的比例配置成为胶结物料，或者是直接采用水泥作为充填料，通过水力或者是机械将这些充填料运送至采空区之中，从而实现对于采空区的充填。不同的充填方法有着各自的适用范围，在选择时需要根据煤矿的实际情况选择最适宜的方式。

2 充填采矿技术在煤矿工程中的应用 2.1 上向分层充填技术在煤矿工程中的应用上向分层充填技术属于干式充填法的一种，在煤矿工程之中，该技术应用得较为普遍。所谓的上向分层充填法，就是指的对于矿体进行层次上的划分，并且在开采的过程中按照由下到上的顺序逐层地进行开采，并且在每一层开采完之后及时地进行充填。但是在进行充填的过程中需要注意三个方面的问题，__是放矿井的构筑，第二是行人井的构筑，第三是充填井的布置。其中放矿井的作用主要就是放矿，而行人井的主要作用则是行人以及排水，充填井的主要作用是对于设备以及材料进行输送。在应用上向分层充填技术进行煤矿开采的时候，矿块的布置是一个非常重要的内容，而在进行矿块布置中，既可以沿走向，又可以沿切走向。一般来说，沿走向布置的矿坑适用于厚度不超过 15m 的矿体，而且矿石和围岩要相对稳固，而在矿体厚度超过 15m 时，就可以采用切走向布置矿块。在布置矿房的时候，最佳的长度为 50m，如果矿体的厚度超过了 50m，最好布置两排矿房。而在设置间柱的时候，需要依据回采方法、矿体厚度以及矿岩的稳定性来进行确定，一般将柱的厚度控制在 7-10m 之间。 2.2 下向分层充填采矿技术在煤矿工程中的应用下向分层充填采矿技术也是煤矿工程中常用的一种充填采矿技术，在应用下向分层充填采矿技术进行煤矿开采的过程中，也需要先进行层次的划分，但是下向分层充填采矿技术的应用范围不如上向分层充填采矿技术广泛。一般下向充填采矿技术都被应用在矿石以及围岩不稳定矿体的开采之中。在应用该技术的过程中，应该在溜井和矿块布置充填天井以及行人天井。开采过程所产生的矿石直接通过溜槽被运输到巷道，而巷道的充填材料则向上运输到采场。一般在开采的过程中，都是分为上下两层进行开采，在回采的过程中，按照由上到下的顺序进行，并且采完一层就充填填充物至该层。在对于回采层进行分层的时候，应该使其倾斜 10— 15毅或者是水平布置。在进行回采分层之前，应该先将切割巷道同充填溜井、行人天井连通，从切割巷道开始回采。而且在回采的过程中，为了确保安全，应该每层分层采用水砂填充物在下方构筑起胶结顶。 2.3 削壁充填采矿技术在煤矿工程中的应用削壁充填采矿法也是煤矿工程中常用的一种充填采矿技术，一般该技术常被应用在露天井之中，而且在应用削壁充填采矿技术的过程中，由于矿体较薄，所以不能够留间柱，而应该架设人工底柱。在应用该方法进行回采的过程中，应该先进行矿石的开采，然后再进行岩石的回采。在落矿之前应该先在充填物料上铺好垫层，在矿石落下之后，应该通过人工或者是电耙的方式出矿。出矿之后再崩落围岩并且对于采空区进行充填，在整个开采过程中，应该尽量控制采矿作业人员的工作看空间，避免充填不够充分。在应用削壁充填采矿技术的过程中，是对矿石和围岩独立进行开采，在将矿石运出之后再将剩余的废石留在矿房之中作为充填料。在应用该方法开采矿石的过程中，必须要注意将矿石和围岩分次崩落，并且在崩落的过程中应该依据矿脉的倾角以及矿岩的稳固度来对于矿岩崩落的顺序加以确定。在对于崩落围岩量加以确定时，应该在满足充填采空区的条件之下尽量地使用场内的废石来作为充填料。对于先崩落的矿石，应该使用小直径钎头钻凿深度在 1.0-1.5m 之间的浅孔，并且使得孔距保持在 0.4-0.6m 之间，然后再间隔装药爆破。对于先崩落围岩的围岩量，其应该符合最小回采空间的要求。同时为了高品位的碎石以及矿石粉混入到充填料之中，在充填物的表面上应该铺设一层垫层，这样有效地将高品位的碎石以及矿石粉同充填料分隔开。 2.4 分段充填采矿技术在煤矿工程中的应用分段充填采矿技术也是一种常用的充填采矿技术，在应用该技术进行煤矿开采的过程中，是先把暴露面较大的采场划分为几个结构面，使其形成矩形断面结构，这样就能够使得采场暴露面积得以缩小，这样就能够在不稳固矿体下继续进行开采并且有效地进行充填。在进行开采的过程中，回采与充填作业应该严格按照采矿步骤并且依据采矿作业的进度交叉进行，凿岩、出矿以及充填都应该在巷道内作业。通过对于分段充填采矿技术的应用，能够实现采矿、出矿、充填三项作业同时进行，从而大大地提高采矿的效率。 3 结语在煤矿开采的过程中，通过对于充填采矿技术有效地加以应用，不仅仅能够使得我国的煤矿开采事业取得更好的发展，而且还能够有效地减少由于煤矿开采而对环境所造成的破坏，使得煤矿开采朝着可持续的方向发展。在对于充填采矿技术加以应用的过程中，需要对于不同技术的要点加以掌握，并且根据煤矿的实际特征选择最为合适的技术，以保证充填采矿技术的作用能够得到更加充分地发挥。参考文献： [1]迟墅瑜.探讨煤矿开采中充填采矿技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2016,(21):412. [2]王明修,王兴峰.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].商品与质量,2017,(3):184. [3]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):218-218. 作者简介：吴祥文，1985 年 9 月出生，男，汉族，重庆万盛人，大学本科，初级职称;现任重庆南桐矿业公司红岩煤矿生产副总工程师兼科长。科学研究 5 万方数据