采矿工程中充填采矿技术的应用
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科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2022NO.2技术创新
采矿工程中充填采矿技术的应用
王欣旭
(七台河市煤炭生产安全管理局黑龙江七台河154600)
摘要:充填采矿技术作为采矿工程中常用技术之一,能够满足深层矿产资源的开采要求。回采作业时,充
填采空区,可保证开采区域结构稳固,为开采作业创设安全条件,提高矿区采矿率。充填采矿技术主要包括削壁充填采矿技术、分段充填采矿技术、上向分层充填采矿技术和下向分层充填采矿技术等。实际运用时,应以保护环境为前提,以安全生产为基础,根据采矿工程实际,设计合理的填充系统,并按照不同技术类型的应用要求,实现规范有序施工作业。同时,应重视对各种注意事项的控制与管理,不断优化技术工艺,提升技术的先进性与完善性,为采矿工程质量提供技术保障。关键词:采矿工程充填采矿技术充填材料安全采矿中图分类号:TD353文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)01(b)-0034-03
ApplicationofFillingMiningTechnologyinMiningEngineering
WANGXinxu(Qitaihecoalproductionsafetyadministration,Qitaihe,HeilongjiangProvince,154600China)
Abstract:Asoneofthecommonlyusedtechnologiesinminingengineering,backfillminingtechnologycanmeet
theminingrequirementsofdeepmineralresources.Duringtheminingoperation,fillingthegoafcanensurethestablestructureoftheminingarea,createsafeconditionsforminingoperations,andimprovetheminingrateoftheminingarea.Backfillminingtechnologymainlyincludeswall-cuttingbackfillminingtechnology,segmentalbackfillminingtechnology,upwardlayeredbackfillminingtechnologyanddownwardlayeredbackfillminingtechnology.Accordingtotheactualminingengineering,formulateareasonablefillingsystem,andrealizestandardizedandor-derlyconstructionoperationsaccordingtotheapplicationrequirementsofdifferenttypesoftechnologies.Itprovidestechnicalguaranteeforthequalityofminingengineering.KeyWords:Miningengineering;Fillingminingtechnology;Fillingmaterial;Safemining
煤矿开采频次和力度持续加强,易开采区域中矿
产资源量逐渐下降,其主要存在于地表浅层区域,为满
足社会日益增长的煤炭需求,深层开采工程规模扩大,
开展难度提升,环境条件也更加复杂。为保障煤矿资
源快速高效开展,应注重新技术引进。充填采矿技术
应用可保护开采区域环境、降低投入成本、提升采矿质
量,同时可以稳定地层,实现安全开采作业,与传统技
术相比优势显著。面对复杂的开采条件,加强对充填
采矿技术这类新型技术的研究与分析,具有现实意义,
本文主要对采矿工程中充填技术的应用进行了探究。1充填采矿技术分析
充填采矿技术是采用开采与填充同步进行的方式,在落矿和搬运作业期间,使用专门材料充填采空
区,稳定该区域地层结构,以免塌陷,为井下作业提供
安全环境。充填处理可增强采空区承力能力,支护周
围岩层,为上层分层开采提供有力支撑,在岩层结构不
稳定、开采条件复杂、稀有金属矿床和地表保护要求高
的开采区域较为适用。这一技术方法实际应用中,矿
产资源回收能力很强,还可对开采地层周围环境、地表
环境进行保护,基于多种先进材料、技术、设备的充填
采矿法,适用范围更加广泛,采矿水平持续增强,在有
色金属、贵重金属矿产开采中得到良好应用。在矿产
资源日益短缺、价格持续增长的形势下,充填采矿法凭
借其低成本优势在该领域得到了大规模运用,是许多DOI:10.16660/j.cnki.1674-098X.2201-5640-5960
作者简介:王欣旭(1988—),男,大专,工程师,研究方向为煤矿开采。
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科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2022NO.2技术创新
矿产资源开采中首选技术
2充填采矿技术应用原则
2.1保护环境是前提
充填采矿技术在正式使用前,需分析整个采矿工
作环境条件,做好全面调研,将可持续发展理念与技术
应用理念相结合,注重矿区环境保护,将其作为采矿工
程开展前提。了解和掌握该区域地表环境和地势条
件,对多种影响因素综合分析,找到不同环境之间的联
系,以此为依据选择适宜充填技术,降低对周围环境造
成的影响,维护生态环境平稳定。充填材料在技术落
实中必不可少,应结合充填需要,对材料使用进行合理
规划,开采过程中注意对充填材料的整理,尽可能减少
材料使用量,达到解决资源目的。采矿期间会产生较
多可回收利用的资源,开采期间可安排专人进行回收
管理,应用到有需求的地方,不能随意堆放在开采区
域,以防污染环境,将环保体现在各个环节。2.2安全生产为基础
安全作业是采矿工程中第一要务。安全生产是充
填采矿技术应用中应遵守的首要原则,实际开采时,应
将人员安全放在首位,在保障人员安全的基础上,挑选
适宜技术开展进行充填处理。先了解作业区域环境情
况,开展细致、全面的勘察工作,及时掌握地质条件,对
危险因素进行排查,制定安全保护措施,优化充填采矿
方法,避免技术应用不合理地对工作人员安全造成威
胁,这是后续一系列工作稳定开展的前提。2.3设计合理充填系统
充填系统主要是对充填材料的用量进行计算、分
析和管控,基于采矿工程开采实际,以充填量为基准,
做好统筹规划工作。根据开采情况调节好矿采资源开
采和采空区充填的关系,使二者保持平衡状态,通过全
面分析和预测,了解地下矿产资源总体数量,合理采矿
工程实施阶段具体采矿数量,保证充填资源与矿产资
源采出量一致。充填系统能够对采矿工程开采量和充
填资源的使用量进行把控,不仅会出现矿产资源浪费
现象,也可以保障采空区区域的安全稳定。
3充填采矿技术在采矿工程中的具体应用
3.1削壁充填采矿技术的应用3.1.1技术应用流程
削壁充填采矿常用于矿体厚度小的矿山,实际作
业中,采用混凝土施工方式设置承重底柱,该矿山开展
区域受条件制约,无法预留间柱。上层回采工作开展
时,按照先矿石后岩石的顺序进行开采,提前做好垫层
铺设,垫层在填充物表面,与填充物共同作业,为落矿
提供有利条件,常用草袋、胶皮进行垫层铺设。爆破采
矿处理时,先选择合适区域,确定炮眼位置,一般深度为1m左右,该阶段需依靠电耙完成,出矿后爆破岩
层,而后选择适宜充填材料填补采空区,充填时应根据
采矿需要,提前留好足够的作业空间,便于矿产资源开
采。整个采矿工程操作时,需按照上述流程反复操作,
直至完成该区域开采任务。3.1.2爆破处理要求
采矿爆破具有一定危险性,为做好这项工作,还需
规范操作流程,进行科学爆破处理。爆破矿体时,选定
爆破点后使用小直径钎头设备进行爆破孔钻点,孔深
应超过1m,控制在1.5m内,孔距则控制在0.5m左右,
炸药采用间隔放置方式;爆破岩体时,先了解回采空间
具体情况,尽可能地将这一空间控制在最小范围,若矿
体出现较大倾斜,回采空间应超过0.8m;爆破后,散落
的矿石应及时收集,运输到指定区域,根据实际情况选
择合适运输方式,常用人工运输或电耙运输。若回采
空间超过1.2m,则可使用电动铲运输,这种运输方式
方便、迅速;为强化填充材料整体承载能力,会设置混
凝土垫层,使填充区域不会受到崩落矿石的影响。3.2分段充填采矿技术的应用3.2.1技术工序流程
分段充填采矿法主要将采矿区域划分成若干段,
实现分段处理,一般用于况下作业面积不较大的矿床,
结合作业能力进行科学分割,确保采矿面规划合理。
按照矩形方式进行矿面分割,而后开采和填充,每个矩
形单元回采作业完成后,一次性充填处理能够实现与
其他区域开采、充填同步进行,整体工作效率比较高。
分段充填采矿能够对不稳定区域及时充填,促进回采
作业顺利进行。3.2.2技术应用实践
以某矿区工作实际开采情况为例,采矿中主要采
用使用分段充填采矿技术,将作业段划分成多个小段,
由于每个作业段之间的高度需控制在相似范围,该采
矿工程不同段之间的高度差在10m以内,而后按照操
作流程落实开采工作,确定参数标准,制定相关规定。
为促进回采和充填作业的同步开展,则需提前在井下
作业面进行凿岩施工,并将矿石及时运送至地上。该
工程中主要采用电动铲运输方式,可减少工作量,减轻
工作人员压力,在短时间内完成矿石运输。采矿作业
结束后,及时进行填充处理,主要使用胶结物填充,顶
板部位充填使用推卸式铲运机设备,全过程机械化水
平高,整体生产效益可得到保障[1-2]。3.3上向分层充填采矿技术的应用
该技术又称为干式充填法,解决采矿工程作业特
点,自上向下采用分层作业方式,逐层完成矿产资源开
采,每层采矿结束后都会立即充填。实际操作时,在下
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