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【摘 要】 随着科学技术的发展,我国矿产开采技术也有了显著的提高,故在本文中主要对充填采矿技术的应用发展及存在的问题进行了详细的分析与探讨,以供参考。
【关键词】 充填采矿技术;应用发展;存在问题
一、充填采矿的定义及特点
1、开采过程中,在能源矿产被从地下采出之后,会留下一个个的采空空洞,也叫采空区,这种采空区如果不采取有效措施任其发展就会降低地表层的稳定性,影响地表建筑的安全。而充填采矿法可以在回采过程中,将充填材料运输到采空区,填补这种地下空洞,采空区有了充填体的支撑,减小对地表表层的破坏和对居民生活的影响。
2、这种新型采矿技术是人们在长期的工作中,根据实践经验得出的一种符合时代发展需求的新型采矿技术,充填采矿法对于大型的深部矿井比较适用。在近年的试点实践中可知,充填采矿法既能保障矿工人员的人身财产安全又能有效地提高地下采矿的效率,凡事都没有完美无缺的,都存有自身的不足之处,充填采矿法也不例外。比如:在应用充填采矿法时,它的机械操作流程较复杂,矿工不容易掌握;在初期购进机械时需要投入大量的资金;需要较大的劳动生产力等条件的限制。
二、充填采矿的优势
1、充填采矿法经过了近几年的发展完善,现在它已经是一个重要的矿产开发方式,被广泛运用到各个矿山开发中。充填采矿法之所以能迅速的发展,最主要的原因还是它对生态环境破坏较小,回采率比较高。
2、经过一系列的施工运输,将充填材料运到地下采空区,使充填材料变成充填体。充填体能有效地分担一部分地表压力,对于地表受力不均的情况有很好的改善作用。受力平衡后,围岩的位移现象也能得到改善,甚至可以完全避免,有利于更好更深地开采矿石,提高了开采效率。
充填采矿法对于采矿区的贫化率也有所改善,最大程度地开发矿产储量,给矿产企业带来了更大的效益,促进我国采矿行业更好更快地发展。它对于自然形成的具有倾向性的矿床有很好的开采效果,可以避免常见的矿区火灾,矿区坍塌的现象。
3、这种采矿法的虽然初期购买机械的成本较高,但是它的机械化工作较多,可以高质量高效率地开发矿产。比如:在凿岩过程中,凿岩车可以代替炸药和人力;在运输矿产时,可以运用矿石铲运机运输矿石。
由此可见,在充填采矿法中,机械比人力占得比重大,企业可以减少矿工的工资支出。前期的较大投入和后期的较小支出可以相抵消,从矿产企业长远发展的角度来思考,充填采矿法能给企业带来更大的利润。
三、充填采矿的应用
充填采矿法根据充填材料的不同分为:干式充填法、水砂充填法和胶结充填法。从最初的干式充填到不含胶结剂的碎石、水沙充填,到如今的胶结充填,我们可以看到,充填物的胶结度渐渐上升,充填体的支撑力度逐渐提高。出现这种现象的原因是因为地下采空区的空间较大,需要一个巨大的物体来分担地表的压力,这个物体若材质太散则会存在充填坍塌的问题,所以才会慢慢提升充填物的胶结度,使充填材料形成一个牢固的整体。
1、干式充填法
这种充填法是充填技术发展的原始工艺,主要是利用人力配合其他机械设备输送充填材料,这种方法最大的缺点就在于工艺繁杂、作业成本高、采场充填时间长、生产率低,满足不了技术发展的需求,所以使用干式填充法的采矿企业越来越少,比重也逐渐下降。
2、水砂充填法
这种充填法的主要充填材料是碎石渣、尾砂和炉渣,利用砂浆泵或自流方式将充填物质输送到地下,水砂充填法的工艺更为完善,但水砂充填法的缺点在于工艺复杂、排水费用比较高、充填量小、充填体强度不高,不能适应企业发展的需求。
3、胶结充填法
胶结充填法是以碎石、河砂或尾砂为骨料,加入水泥和石灰等拌匀混合成浆体或膏体状,通过管道泵或者自身重力输送到采空区。它具有充填材料胶结强度大,工艺简单、充填速度快、充填量大的特点。这种方法是目前使用最普遍和最推崇的方法,有很好的发展前景。
四、采矿充填技术的发展前景
我国对矿业开采的重视与投入力度,令以充填采矿法为主要技术手段的矿山开采工作呈现良性发展的趋势,包括推进矿山开采的模块化、管理化、自动化、信息化建设。未来我们可以合理推测,因采矿充填技术在技术层面的明显应用优势,其应用范围将更为广泛,所产生的社会效益将越来越大,对于采矿充填技术未来的发展前景,笔者作如下分析。
1、新型填充材料的运用
目前采矿中所使用的填充料主要是骨料和水泥,少数地区根据需要会掺入一些粉煤灰或者石灰,来提高其粘结性能。由于水泥生产需要消耗大量的原料,对于矿山集中开挖的扩大化发展,水泥制品很难满足实际需求,因此必须研发出一些新型的填充料,来加速市场的发展。基于对现有充填材料与市场发展需求的匹配度,结合牢固的领域内专业知识,尝试寻找合适的、可用的新型充填材料,以进一步降低矿石在开采过程中的损失率。需要注意的是,新型充填材料的研制原则在于降低充填采矿方法的成本,成本低、高强度的充填材料才是我们需要的。
2、提升充填采矿设备的水平
技术革新一方面在于理论的升级,另一方面在于配套设备仪器的质量更新,这一道理同样适用于充填采矿法的发展内容。在充填采矿法的工艺流程中,充填料贮仓的处理技术需要引起领域内研究人员的注意。现阶段,我国充填采矿法中对于充填料贮仓的注意力过低。通常储仓中的浆料浓度应保持在60%~75%左右,并且可以稳定、可靠、顺畅的排出,及时对现场进行供应。在寻求技术手段单纯革新的同时,容易忽视充填料贮仓对于充填采矿法的重要意义。提升充填料贮仓的应用性不仅能对充填材料的质量起到保障作用,更能降低工艺整体的成本。
3、加强充填采矿法与生态集合
随着矿业市场需求的持续增加,相关从业人员在进行作业的同时,必须对环境因素、生态因素、污染因素都有充分考虑,应极力避免只求经济利益而损害社会利益的行为。矿山企业本身在开挖过程中,就是对土地资源和自然环境的一种破坏,在填充过程中,更应该注意与生态环境的集合,提升技术力量和设备工艺,将对环境的影响程度降到最低,才能保证企业的长期可持续发展。随着社会经济的快速发展,充填采矿技术的有效应用,已经将低效率充填工艺逐渐改造成一种高效率、大规模的先进采矿工艺。同时,井下工人劳动条件也有了很大程度的改善,矿场采场劳动效率、生产能力明显有所提升。然而,采矿工业发展过程中,在提供原材料的基础上,不可避免地破坏到生态环境。近年来,随着我国矿业的快速发展,矿产需求量不断增加,由资源开发利用引发生态环境破坏、排放大量的废料,这在很大程度上造成了全球性的生态环境污染和破坏。根据现代工业生态学理论之要求,有效解决矿山环境生态问题,最为有效的一个途经就是将矿山废料有效地转化成为资源,然后对其进行重复利用,同时,还要采取可持续发展战略,将可回收资源变废为宝,这也是加强充填采矿法与生态集合的重要表现形式。
五、结束语
总之,随着科学技术的发展以及采矿技术的不断进步,矿井采矿施工技术也日新月异,特别是充填技术的不断发展,促进了更加高效、自动化和智能化更高的采矿作业方法普及,在提高经济价值的同时也实现了生态环境的保护。特别是对于一些工作环境特殊、珍稀矿床的开采,充填采矿法更是得到了广泛的应用,不断满足新形势下的采矿资源需求。
参考文献:
[1]徐建生,叶加冕.充填采矿技术应用发展及存在问题分析[J].科技致富向导,2013,(11).
[2]张海波,宋卫东,许英霞.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].黄金,2010,(1).
[3]荆延林.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].科技与企业,2014,(1).
[4]尹忠雨.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].黑龙江科技信息,2013,(9).
【关键词】 充填采矿技术;应用发展;存在问题
一、充填采矿的定义及特点
1、开采过程中,在能源矿产被从地下采出之后,会留下一个个的采空空洞,也叫采空区,这种采空区如果不采取有效措施任其发展就会降低地表层的稳定性,影响地表建筑的安全。而充填采矿法可以在回采过程中,将充填材料运输到采空区,填补这种地下空洞,采空区有了充填体的支撑,减小对地表表层的破坏和对居民生活的影响。
2、这种新型采矿技术是人们在长期的工作中,根据实践经验得出的一种符合时代发展需求的新型采矿技术,充填采矿法对于大型的深部矿井比较适用。在近年的试点实践中可知,充填采矿法既能保障矿工人员的人身财产安全又能有效地提高地下采矿的效率,凡事都没有完美无缺的,都存有自身的不足之处,充填采矿法也不例外。比如:在应用充填采矿法时,它的机械操作流程较复杂,矿工不容易掌握;在初期购进机械时需要投入大量的资金;需要较大的劳动生产力等条件的限制。
二、充填采矿的优势
1、充填采矿法经过了近几年的发展完善,现在它已经是一个重要的矿产开发方式,被广泛运用到各个矿山开发中。充填采矿法之所以能迅速的发展,最主要的原因还是它对生态环境破坏较小,回采率比较高。
2、经过一系列的施工运输,将充填材料运到地下采空区,使充填材料变成充填体。充填体能有效地分担一部分地表压力,对于地表受力不均的情况有很好的改善作用。受力平衡后,围岩的位移现象也能得到改善,甚至可以完全避免,有利于更好更深地开采矿石,提高了开采效率。
充填采矿法对于采矿区的贫化率也有所改善,最大程度地开发矿产储量,给矿产企业带来了更大的效益,促进我国采矿行业更好更快地发展。它对于自然形成的具有倾向性的矿床有很好的开采效果,可以避免常见的矿区火灾,矿区坍塌的现象。
3、这种采矿法的虽然初期购买机械的成本较高,但是它的机械化工作较多,可以高质量高效率地开发矿产。比如:在凿岩过程中,凿岩车可以代替炸药和人力;在运输矿产时,可以运用矿石铲运机运输矿石。
由此可见,在充填采矿法中,机械比人力占得比重大,企业可以减少矿工的工资支出。前期的较大投入和后期的较小支出可以相抵消,从矿产企业长远发展的角度来思考,充填采矿法能给企业带来更大的利润。
三、充填采矿的应用
充填采矿法根据充填材料的不同分为:干式充填法、水砂充填法和胶结充填法。从最初的干式充填到不含胶结剂的碎石、水沙充填,到如今的胶结充填,我们可以看到,充填物的胶结度渐渐上升,充填体的支撑力度逐渐提高。出现这种现象的原因是因为地下采空区的空间较大,需要一个巨大的物体来分担地表的压力,这个物体若材质太散则会存在充填坍塌的问题,所以才会慢慢提升充填物的胶结度,使充填材料形成一个牢固的整体。
1、干式充填法
这种充填法是充填技术发展的原始工艺,主要是利用人力配合其他机械设备输送充填材料,这种方法最大的缺点就在于工艺繁杂、作业成本高、采场充填时间长、生产率低,满足不了技术发展的需求,所以使用干式填充法的采矿企业越来越少,比重也逐渐下降。
2、水砂充填法
这种充填法的主要充填材料是碎石渣、尾砂和炉渣,利用砂浆泵或自流方式将充填物质输送到地下,水砂充填法的工艺更为完善,但水砂充填法的缺点在于工艺复杂、排水费用比较高、充填量小、充填体强度不高,不能适应企业发展的需求。
3、胶结充填法
胶结充填法是以碎石、河砂或尾砂为骨料,加入水泥和石灰等拌匀混合成浆体或膏体状,通过管道泵或者自身重力输送到采空区。它具有充填材料胶结强度大,工艺简单、充填速度快、充填量大的特点。这种方法是目前使用最普遍和最推崇的方法,有很好的发展前景。
四、采矿充填技术的发展前景
我国对矿业开采的重视与投入力度,令以充填采矿法为主要技术手段的矿山开采工作呈现良性发展的趋势,包括推进矿山开采的模块化、管理化、自动化、信息化建设。未来我们可以合理推测,因采矿充填技术在技术层面的明显应用优势,其应用范围将更为广泛,所产生的社会效益将越来越大,对于采矿充填技术未来的发展前景,笔者作如下分析。
1、新型填充材料的运用
目前采矿中所使用的填充料主要是骨料和水泥,少数地区根据需要会掺入一些粉煤灰或者石灰,来提高其粘结性能。由于水泥生产需要消耗大量的原料,对于矿山集中开挖的扩大化发展,水泥制品很难满足实际需求,因此必须研发出一些新型的填充料,来加速市场的发展。基于对现有充填材料与市场发展需求的匹配度,结合牢固的领域内专业知识,尝试寻找合适的、可用的新型充填材料,以进一步降低矿石在开采过程中的损失率。需要注意的是,新型充填材料的研制原则在于降低充填采矿方法的成本,成本低、高强度的充填材料才是我们需要的。
2、提升充填采矿设备的水平
技术革新一方面在于理论的升级,另一方面在于配套设备仪器的质量更新,这一道理同样适用于充填采矿法的发展内容。在充填采矿法的工艺流程中,充填料贮仓的处理技术需要引起领域内研究人员的注意。现阶段,我国充填采矿法中对于充填料贮仓的注意力过低。通常储仓中的浆料浓度应保持在60%~75%左右,并且可以稳定、可靠、顺畅的排出,及时对现场进行供应。在寻求技术手段单纯革新的同时,容易忽视充填料贮仓对于充填采矿法的重要意义。提升充填料贮仓的应用性不仅能对充填材料的质量起到保障作用,更能降低工艺整体的成本。
3、加强充填采矿法与生态集合
随着矿业市场需求的持续增加,相关从业人员在进行作业的同时,必须对环境因素、生态因素、污染因素都有充分考虑,应极力避免只求经济利益而损害社会利益的行为。矿山企业本身在开挖过程中,就是对土地资源和自然环境的一种破坏,在填充过程中,更应该注意与生态环境的集合,提升技术力量和设备工艺,将对环境的影响程度降到最低,才能保证企业的长期可持续发展。随着社会经济的快速发展,充填采矿技术的有效应用,已经将低效率充填工艺逐渐改造成一种高效率、大规模的先进采矿工艺。同时,井下工人劳动条件也有了很大程度的改善,矿场采场劳动效率、生产能力明显有所提升。然而,采矿工业发展过程中,在提供原材料的基础上,不可避免地破坏到生态环境。近年来,随着我国矿业的快速发展,矿产需求量不断增加,由资源开发利用引发生态环境破坏、排放大量的废料,这在很大程度上造成了全球性的生态环境污染和破坏。根据现代工业生态学理论之要求,有效解决矿山环境生态问题,最为有效的一个途经就是将矿山废料有效地转化成为资源,然后对其进行重复利用,同时,还要采取可持续发展战略,将可回收资源变废为宝,这也是加强充填采矿法与生态集合的重要表现形式。
五、结束语
总之,随着科学技术的发展以及采矿技术的不断进步,矿井采矿施工技术也日新月异,特别是充填技术的不断发展,促进了更加高效、自动化和智能化更高的采矿作业方法普及,在提高经济价值的同时也实现了生态环境的保护。特别是对于一些工作环境特殊、珍稀矿床的开采,充填采矿法更是得到了广泛的应用,不断满足新形势下的采矿资源需求。
参考文献:
[1]徐建生,叶加冕.充填采矿技术应用发展及存在问题分析[J].科技致富向导,2013,(11).
[2]张海波,宋卫东,许英霞.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].黄金,2010,(1).
[3]荆延林.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].科技与企业,2014,(1).
[4]尹忠雨.充填采矿技术应用发展及存在问题研究[J].黑龙江科技信息,2013,(9).