采矿工程中的充填技术

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一、充填技术的选择原则

在选择充填技术过程中，要以煤矿自然条件为基础，结合充填技术的不同特点合理选择，选择过程中要符合以下六个原则：

一是确保安全生产。在选择充填技术上，要控制以最大限度实现将地压，尽可能避免发生岩爆事故，所以，应综合考虑地压与采矿方法等因素，科学选择充填技术，充填技术首选为胶结充填技术。

二是确保充填量符合开采实际需要。煤矿开采前，要根据煤矿设计好的矿量确定充填量，充填方法按照不同充填量进行合理选择。通常情况下，水力充填法在各种充填方法中的充填能力最强。若充填量难以保证煤矿开采过程中的采充平衡，就容易产生采充失调情况，极易造成事故。

三是充填技术选择过程中，操作方法要求简单便捷，以便于控制物料配比及操作人员使用。

四是有效降低各项费用成本。建设相关充填系统过程中，一些项目的基建费用较低，但具有较高的经营费用，而一些项目基建费用较高，但具有较低的经营费用。所以在选择充填系统过程中，要合理分析各项技术，以实现搭配的最优化。若煤矿中具有较多的废弃砂石，可选择废弃砂石作为原料实施胶结充填。

五是确保系统运行正常。充填系统在工作过程中，要尽可能降低故障发生率，使系统运行稳定。如系统发生故障时，就要及时进行修复。煤矿开采过程中通常使用国产设备，与选择国外设备相比，在人员培训和设备维修方面会节省不小的成本。而且，为实现系统运行不间断，一般需要一套系统作为备用，要求操作人员详细了解系统使用及相关维修技术，以保证充填系统运行的稳定。

六是符合环境保护原则。设计选择充填系统过程中，要对环境产生污染问题进行必要的考虑，充分回收利用尾砂、煤灰等废弃物，同时在降低充填费用成本时，还可以有效降低环境污染，促进经济社会的协调可持续发展。

二、充填技术的发展趋势

结合我国煤矿过去十年的产矿量及采用的充填技术等有关统计数据，可对充填技术的未来发展趋势分析如下。随着煤矿的不断开采，采煤过程中导致的土地塌陷赔偿费用逐渐增加，并呈现不断上升趋势，未来将会越来越高。以煤矿采用充填技术开采分析所增加的成本可知，约在近几年出现充填采空区增加的吨煤开采成本约等于采煤导致的塌陷土地赔偿所增加的吨煤成本，即在煤矿采用采空区充填技术对开采沉陷进行控制，对地面土地进行保护需要在几年后才明显体现出优越的可行性。我国作为矿产资源储备量最大，而且也是资源消耗量最大的一个国家，在煤矿开采过程中，难免会破坏煤矿周边环境和地表，这在使矿产开采成本增加时，也在一定程度上污染周围环境，极易引起安全隐患。所以，据此提出一种矸石充填技术，即通常谈到的一种绿色充填技术。采空区充填技术可使破坏地表环境情况有效减少，废料排放率降低。在煤矿开采的同时，容易出现大量采空区，甚至造成采空区顶板和矿柱产生变形或移动，极易产生安全隐患。使用矸石充填采空区，矸石不需要再上井，有效解决矸石污染耕地和环境的不利后果，而且对于留设煤柱的减少，资源回收率的明显提高都具有重要意义。该技术在不远的将来将是煤矿开采企业采用较为广泛的一种充填技术，并会得到广泛推广应用。

三、结论

综上所述，通过对我国煤矿生产中常用的各种充填技术的研究，充填技术的未来发展主要集中在以下几方面，一是不断研发自动化的高效充填设备，使充填作业机械化程度明显提高，有利于促进充填技术快速发展的需要，进而实现自动化充填系统；二是对膏体充填技术的研究要更加深入，有效解决盘区进路机械化充填采矿法中的进路充填接顶问题，使采矿效率得到有效提高；三是研发胶结充填材料，采用废料实现充填，同时也使充填成本明显降低，实现保护环境的目标；四是胶结充填技术由于对环境的污染程度较小，未来一段时间内将是一种主流充填技术，并逐渐得到广泛应用。

作者：杨井志 单位：七台河七煤集团公司胜利煤矿