邢雄 張楊

摘? 要：煤炭作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源之一，經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，現(xiàn)如今我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了煤炭資源開(kāi)采的高峰期。煤炭資源的大量開(kāi)采所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日益突出。常見(jiàn)的問(wèn)題有礦區(qū)周?chē)捻肥?、地表塌陷、地下水?dāng)嗔饕约吧鷳B(tài)環(huán)境被破壞，這嚴(yán)重威脅了中國(guó)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。煤礦地下開(kāi)采引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題根源在于采空區(qū)上方的巖層發(fā)生運(yùn)動(dòng)。為了克服煤礦開(kāi)采過(guò)程中的巖層運(yùn)動(dòng)，提出了充填采礦技術(shù)。本文圍繞煤炭開(kāi)采充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用原則及具體應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：充填;采礦技術(shù);煤炭開(kāi)采;應(yīng)用

1 充填采礦技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

充填采礦是指在開(kāi)采礦產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，在周?chē)鷰r石層不穩(wěn)固的地區(qū)采用物料回填的方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，提升周?chē)V石的穩(wěn)定性，從而最大限度地保障巖石層的穩(wěn)固性，防止在礦產(chǎn)資源開(kāi)采之后周?chē)鷰r層失穩(wěn)造成垮塌。充填采礦技術(shù)還被利用在開(kāi)采廢料的處理問(wèn)題上，將采礦過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理，從而達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的[1]。隨著社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的需要量增長(zhǎng)，礦業(yè)開(kāi)采技術(shù)也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，體現(xiàn)環(huán)保的目的和要求，響應(yīng)環(huán)境保護(hù)的時(shí)代號(hào)召，這也是當(dāng)前礦產(chǎn)開(kāi)采工作的重要環(huán)節(jié)。因此，充填采礦技術(shù)在礦業(yè)領(lǐng)域得到了充分應(yīng)用和推廣，成為當(dāng)前礦業(yè)開(kāi)采的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)之一，它具有靈活性強(qiáng)、資源利用率高、清潔無(wú)污染等多重亮點(diǎn)，因此我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)充填采礦技術(shù)的運(yùn)用和研發(fā)，以促進(jìn)采礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2 充填技術(shù)選擇的基本原則

（1）安全性原則。選擇充填技術(shù)前，必須提前控制好礦山壓力，預(yù)防開(kāi)采過(guò)程中沖擊地壓等事故的發(fā)生。在這個(gè)前提之下，要對(duì)回采工作面圍巖的構(gòu)造應(yīng)力和支護(hù)手段進(jìn)行分析對(duì)比，最后判斷，是否選擇充填技術(shù)。（2）實(shí)用性原則。開(kāi)始回采之前，應(yīng)該將礦山儲(chǔ)量與填充量大小進(jìn)行比較，再根據(jù)比較結(jié)果，判斷選擇填充技術(shù)是否合適。雖然填充技術(shù)目前是處理采空區(qū)最好的辦法，但是并不能保證不發(fā)生危險(xiǎn)事故，還要提前做好支護(hù)以防萬(wàn)一[2]。（3）便捷性原則。在選擇填充技術(shù)前，考慮好人員和物料的管理，研究好最為簡(jiǎn)便的物料比，設(shè)計(jì)最優(yōu)運(yùn)輸通道，使得填充材料可以迅速便捷地到達(dá)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)填充。（4）穩(wěn)定性原則。在方案確定之后，選擇長(zhǎng)期工作的員工且將人員分成兩批進(jìn)行培訓(xùn)，固定個(gè)人工作量和工作場(chǎng)所，以避免因?yàn)閱T工的個(gè)人原因拖延工程進(jìn)度。在挑選充填機(jī)器時(shí)，盡量選擇信譽(yù)好、質(zhì)量好并能適應(yīng)已有的方案的廠(chǎng)家。還要派遣專(zhuān)門(mén)人員去學(xué)習(xí)緊急情況的處理如何維修等。（6）保護(hù)環(huán)境原則。在選擇充填材料時(shí)，盡量以矸石、固體工業(yè)廢料等為主要成分。避免占用土地浪費(fèi)資源破壞已有的生態(tài)平衡。盡最大化保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采。

3 充填采礦技術(shù)在煤炭開(kāi)采中的應(yīng)用

3.1 分級(jí)尾砂膠結(jié)充填技術(shù)

分級(jí)尾砂膠結(jié)充填技術(shù)主要指的是，通過(guò)對(duì)膠結(jié)劑的利用，比如：經(jīng)過(guò)細(xì)化研磨的爐渣、石膏、水泥等，使填充體的獨(dú)立性得到有效強(qiáng)化。相比傳統(tǒng)分級(jí)尾砂填充方式相比，分級(jí)尾砂膠結(jié)充填技術(shù)對(duì)礦產(chǎn)掩埋位置較深的找礦工作具有較大優(yōu)勢(shì)。

3.2 廢石膠結(jié)充填技術(shù)

廢石膠結(jié)充填技術(shù)主要指的是通過(guò)運(yùn)用自淋混合工藝技術(shù)將廢石水泥漿或者廢石砂漿進(jìn)行混合，制作廢石膠結(jié)充填技術(shù)所需要的填充料。目前，主要在小范圍找礦工作中被普遍運(yùn)用，由于廢石膠結(jié)充填技術(shù)具有比較簡(jiǎn)單的操作工藝、較低的成本投入、能夠使企業(yè)連續(xù)填充的施工目標(biāo)有效實(shí)現(xiàn)。

3.3 膏體泵送充填技術(shù)

膏體泵送充填技術(shù)主要指的是建立在傳統(tǒng)充填輸送泵制造技術(shù)基礎(chǔ)上，不斷完善、發(fā)展起來(lái)的一種新型充填采礦技術(shù)。其具有較高的密實(shí)程度、較低的充填體壓縮率、較高的開(kāi)采安全性，目前，已經(jīng)被采礦行業(yè)普遍認(rèn)可和接受，并大范圍使用[3]。

3.4 全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填技術(shù)

由于全尾砂結(jié)構(gòu)流膠結(jié)充填技術(shù)的開(kāi)采深度，能夠達(dá)到1500米以上，因此，是目前我國(guó)采礦企業(yè)使用頻率最高的技術(shù)之一。

4 充填采礦技術(shù)的發(fā)展建議

4.1 加強(qiáng)研發(fā)充填材料

當(dāng)前階段的充填工作中，充填材料在一定的程度上還能夠滿(mǎn)足需求，但是我們應(yīng)當(dāng)樹(shù)立憂(yōu)患意識(shí)，使得充填材料的數(shù)量和質(zhì)量能夠穩(wěn)定增長(zhǎng)，始終滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)于礦業(yè)開(kāi)采的需求，否則在不斷進(jìn)步的社會(huì)環(huán)境下，很快就會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求或者捉襟見(jiàn)肘的情況。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)新型充填材料的研發(fā)，創(chuàng)新材料的材質(zhì)和性能，提高填充材料的強(qiáng)度和承載能力。當(dāng)前填充采礦技術(shù)包含的工藝較為廣泛，很難做到以偏概全，因此應(yīng)當(dāng)采用靈活化的材料開(kāi)發(fā)模式，針對(duì)流動(dòng)性生產(chǎn)進(jìn)行填充新材料的研究，減小填充采礦的工作難度，提高舊有材料的伸展性和壓縮性能，提高填充材料的環(huán)保性能，使得礦業(yè)開(kāi)采在滿(mǎn)足開(kāi)采需求的同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)的需求。同時(shí)，應(yīng)開(kāi)發(fā)高新材料，提高充填物料物理、化學(xué)特性，解決堵管、初凝時(shí)間、充填周期等問(wèn)題，進(jìn)一步提升充填工藝的適用性，使之滿(mǎn)足采礦活動(dòng)的需要。

4.2 合理選擇采礦技術(shù)

在礦業(yè)開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中，如果選擇了不恰當(dāng)?shù)牟傻V技術(shù)，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，甚至直接將導(dǎo)致采礦行動(dòng)的失敗，究其根本原因，問(wèn)題出在工程施工方?jīng)]有結(jié)合開(kāi)采地區(qū)的地質(zhì)和水文情況進(jìn)行綜合考慮，導(dǎo)致挑選的施工方案不適合此地的地形地貌特征，從而導(dǎo)致礦業(yè)工程在開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，礦業(yè)開(kāi)采量下降，回收率也不高。另外，當(dāng)采礦地區(qū)的地勢(shì)存在較大差異時(shí)，采用了錯(cuò)誤的開(kāi)采方式會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作也出現(xiàn)一些問(wèn)題。因此，在這一項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合開(kāi)采地區(qū)低地質(zhì)、土壤等實(shí)際自然情況制定合適的開(kāi)采方案，用數(shù)據(jù)的形式表達(dá)出來(lái)，結(jié)合收集的資料進(jìn)行自然地理?xiàng)l件的綜合分析，定制最為合適的采礦方案，并進(jìn)行采礦填充技術(shù)的篩選。另外一方面，應(yīng)當(dāng)從材料源頭抓起，加強(qiáng)對(duì)采礦填充材料的選購(gòu)和篩查，把好材料質(zhì)量關(guān)，使得采礦工作得到完整的基礎(chǔ)和物質(zhì)保障。

4.3 加強(qiáng)充填設(shè)備建設(shè)

充填采礦工程需要一定的設(shè)備和機(jī)械來(lái)進(jìn)行作業(yè)，因此在一定程度上應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)工程填充設(shè)備的建設(shè)，解決現(xiàn)有的充填機(jī)械頻繁出現(xiàn)故障而導(dǎo)致的開(kāi)采效率下降等問(wèn)題，有關(guān)的工作部門(mén)應(yīng)當(dāng)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)充填設(shè)備的建設(shè)和研發(fā)，結(jié)合先進(jìn)的充填設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，利用先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)充填設(shè)備的建設(shè)和改進(jìn)，加強(qiáng)機(jī)械制造技術(shù)的研發(fā)和推廣，將先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)化為自身的機(jī)械制造技藝，加強(qiáng)對(duì)我國(guó)礦業(yè)開(kāi)采的模式轉(zhuǎn)型，為我國(guó)的采礦技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外一方面，在充填采礦的管理制度上應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建設(shè)，突出采礦管理的重要性，使采礦技術(shù)得到管理人員的重視，加強(qiáng)安全生產(chǎn)責(zé)任意識(shí)，為工程建設(shè)良好的開(kāi)采規(guī)劃，保證相關(guān)的工作人員在工作中能夠做到兢兢業(yè)業(yè)，遵守紀(jì)律，保證充填采礦工作得以安全運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的重視以及相關(guān)環(huán)境保護(hù)法的發(fā)布，綠色開(kāi)采將會(huì)成為主流。充填技術(shù)更夠減少礦渣與矸石的排放更是能夠防止周?chē)h(huán)境的空氣被污染?，F(xiàn)在的充填技術(shù)還不太成熟許多材料的成本太高，但是在未來(lái)它的前景是十分美好的隨著科技水平的發(fā)展成本的降低接受它的礦山企業(yè)會(huì)越來(lái)越多的。我相信它憑著能提高回采率，保證采空區(qū)的穩(wěn)定，提高開(kāi)采速度和減排等功能會(huì)逐漸普及開(kāi)來(lái)的。

參考文獻(xiàn)

[1]田龍龍，王萌慧.現(xiàn)代采礦理念與充填采礦研究[J].能源與節(jié)能，2018（02）：10-11+13.

[2]陳鈺，樊永貴，李三云.露天采礦設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)采礦技術(shù)的推進(jìn)作用探討[J].當(dāng)代旅游（高爾夫旅行），2018（02）：132+131.

[3]安鳳林.選煤技術(shù)工藝及生產(chǎn)管理的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（23）：29+31.