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摘要:目在煤矿行业发展的过程中其开采作业所采用的技术也在不断的发展及完善,其中充填采矿技术的应用可以实现深部开采的要求,并且此种技术在实际的应用中具备了回采率高、施工安全等特点,因此在实际中具备了较好的使用价值。本文通过分析充填采礦技术的内容来指出其在实际中需要注意的要点,并以此作为基础详细探究了如何在煤矿开采中对充填采矿技术进行合理的应用,从而使得此种技术在实际中可以更好的发挥出其应用价值。
关键词:充填采矿技术;煤矿开采;应用
煤炭作为我国社会生产主要应用的资源,其在实际中的消耗量不断增加,而目前在煤炭行业中煤矿的开采深度也在不断的增加,而为了满足社会生产需求在实际的煤矿开采作业中也需不断的提高其开采率。在煤开采作业中其深部开采作业难度较大、危险系数较高,而通过充填采矿技术则可以有效的提高煤矿开采的安全性,降低煤矿开采作业的难度,进而有效的提高煤矿开采的整体效率。
一、充填采矿技术内容分析
充填采矿技术属于一种人工支护采矿技术,即随着煤矿开采的深入,向采空区输送填充料,强化对于采空区的防护处理,从而在控制围岩崩落及地表移动的同时,提高回采率,在深部开采以及不稳定围岩矿区开采中有着良好的应用效果。根据充填材料的不同,可以将充填采矿技术分为三种不同的类型,一是干式充填法,一般是利用碎石或者采掘出的废石作为填料,破碎后输送到采空区。应用这种方法时,需要按照自下而上的顺序进行分层回采,根据回采的进度进行充填,为继续向上采矿创造相应的条件。干式充填法在高价值矿石、不稳定矿体以及缺水或者水量过大的矿山有着良好的应用效果;二是水力充填法,填料多为碎石、炉渣等,通过输水管道,以水为动力将填料输送到采空区,脱水后可以形成充填体。这种方法的适用性较强,而且充填物抗压能力强,能够有效防止围岩的移动,对矿山压力进行控制;三是胶结充填法,以炉渣、尾砂以及砂石等,通过合理配比,形成浆状胶结物,待凝固后,运输到采空区进行充填。这种充填物具有微膨胀性,强度增长较快,在成本和环保方面具有良好的优势。在煤矿开采中,应用充填采矿技术,具有非常显著的优势,能够对矿区地压进行控制,做好围岩支撑,避免塌方、陷落等问题,保证了矿区的环境安全。
二、充填采矿技术在煤矿开采中的应用
1、削壁充填采矿技术
一般在煤矿开采中若是其矿体相对较薄则可以通过采用削壁充填采矿技术来进行作业,受矿体其特点的影响使得在实际的采矿作业中无法预留间柱,因此只能采用木梁或混凝土来建设底柱。在削壁充填采矿技术的应用中需要注意对其回采环节的合理控制,通常需要以先采矿石、再采岩石的方式来进行回采作业,同时落矿前在充填物上铺设垫层,如草袋、胶皮带等,以1m深度的炮眼进行爆破采矿,然后利用电耙或者人工出矿,采矿完成后,爆破围岩,对采空区进行充填,预留出最基本的工作空间。循环作业,直到完成矿块的开采。相比较其他技术而言,削壁充填采矿技术能够实现对同一工作面内煤矿和围岩的分别开采,直接将爆破的围岩作为充填物,省去了运输的步骤,操作相对简单。在实际应用中,由于需要对矿石和围岩进行分次爆破,必须充分考虑围岩的稳定性、矿脉的走向等因素,设置合理的爆破顺序。而在对围岩爆破量进行确定时,需要在充分满足采空区充填需求的同时,对场内废石进行利用。如果需要先爆破矿体,可以利用小直径钎头,在适当位置钻出1-1.5m左右的爆破孔,间隔0.4-0.6m,隔孔装药爆破;如果需要先爆破围岩,必须对最小回采空间进行确定,当矿体本身的倾斜幅度较大时,采场最小不能低于0.8m。爆破崩落的矿石可以通过人工或者电耙的方式进行运输,如果预留的采场在1.2m以上,也可以利用CT-500HE型电动铲运机进行运输。为了保证矿石的纯度和质量,应该在充填物表面铺设垫层,垫层的材料可以选择模板、铁板、混凝土等,以混凝土为例,其厚度必须达到0.1-0.15m左右,强度在3mPa,才能够有效应对矿石崩落的重力以及机械设备的重量。
2、分段充填采矿技术
分段充填采矿技术的关键在“分段”,主要是通过对暴露面较大的采场进行分割,形成若干矩形断面结构,达到缩小采场暴露面积的效果,从而实现对不稳固矿区的有效回采和充填。例如,在某矿区,将中段划分为数个高度10m左右的分段,针对各个分段分别开采,依照采场的采矿流程以及采矿作业的深度,确保回采作业以及充填作业的交叉进行,在巷道内完成凿岩、出矿以及充填作业,对于矿石以及充填物的运输,可以利用CT-500HE型电动铲运机,减轻人员的负担。在采空区形成后,应该立即进行胶结物的填充,同时利用推卸式铲运机来进行顶板的充填。分段充填采矿技术具有非常显著的应用效果,能够同时实现采矿、出矿以及充填的无轨机械化作业。
3、上向分层充填技术
上向分层充填技术在煤矿开采中的应用较为常见,其属于干式充填中的一种技术,在此种技术的应用中首先需要对煤矿矿体进行分层,之后采取自下而上的顺序来进行作业。在进行采矿作业的过程中需要注意按照规定的顺序要求来进行逐层开采及填充,以此来避免在开采作业中出现安全问题,在进行开采及充填的过程中需要注意对其放矿井、行人井及排水井的合理建设,以此来确保开采作业中其设施的完善。目前上向分层充填技术主要适用沿走向及切走向的布置形式,一般在煤矿中其矿石及围岩的稳定性处于良好状态,并且矿体厚度在15m以内,沿走向布置,反之则采用切走向布置。而如果矿体的厚度在50m以上,则需要沿矿体垂直方向,设置两排矿房,并在矿房间留出沿走向的纵向矿柱。
4、下向分层充填技术
下向分层充填技术适用于矿石和围岩稳固性较差的矿体,可以针对矿柱进行回采。在实际应用中,需要在矿块中设置行人天井、矿石溜井以及充填物运输井,通过溜井将开采得到的矿石运输到下部巷道中,充填料则通过上部巷道运到采空区。回采时,按照由上到下的顺序,回采与充填交叉进行。在进行分层时,应该采用水平分层或者倾斜10°—15°分层的方式,回采前先连通巷道、行人天井以及溜井,由切割巷道进行回采。从安全方面考虑,应该在每一层分层充填物的下方,设置胶结顶。
结语:
在煤矿开采中充填采矿技术的应用可以对采空区域进行充填支护,因此在实际中可以避免矿层出现塌陷等安全问题,有效的提高了煤矿开采整体的安全水平,而这也使得充填采矿技术在实际的应用中具备了较好的环保效果,使采矿作业对周边环境的影响得到有效的降低。为此对充填采矿技术的应用需要以实际的煤矿条件为基准,并不断的做好技术的研究及开发工作,进一步的提高充填采矿技术的应用价值。
参考文献:
[1]史言良.小议充填采矿技术在煤矿开采中的应用[J].经济管理:全文版,2016(10):00284-00284;
[2]赵法领.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(2):10-10.
关键词:充填采矿技术;煤矿开采;应用
煤炭作为我国社会生产主要应用的资源,其在实际中的消耗量不断增加,而目前在煤炭行业中煤矿的开采深度也在不断的增加,而为了满足社会生产需求在实际的煤矿开采作业中也需不断的提高其开采率。在煤开采作业中其深部开采作业难度较大、危险系数较高,而通过充填采矿技术则可以有效的提高煤矿开采的安全性,降低煤矿开采作业的难度,进而有效的提高煤矿开采的整体效率。
一、充填采矿技术内容分析
充填采矿技术属于一种人工支护采矿技术,即随着煤矿开采的深入,向采空区输送填充料,强化对于采空区的防护处理,从而在控制围岩崩落及地表移动的同时,提高回采率,在深部开采以及不稳定围岩矿区开采中有着良好的应用效果。根据充填材料的不同,可以将充填采矿技术分为三种不同的类型,一是干式充填法,一般是利用碎石或者采掘出的废石作为填料,破碎后输送到采空区。应用这种方法时,需要按照自下而上的顺序进行分层回采,根据回采的进度进行充填,为继续向上采矿创造相应的条件。干式充填法在高价值矿石、不稳定矿体以及缺水或者水量过大的矿山有着良好的应用效果;二是水力充填法,填料多为碎石、炉渣等,通过输水管道,以水为动力将填料输送到采空区,脱水后可以形成充填体。这种方法的适用性较强,而且充填物抗压能力强,能够有效防止围岩的移动,对矿山压力进行控制;三是胶结充填法,以炉渣、尾砂以及砂石等,通过合理配比,形成浆状胶结物,待凝固后,运输到采空区进行充填。这种充填物具有微膨胀性,强度增长较快,在成本和环保方面具有良好的优势。在煤矿开采中,应用充填采矿技术,具有非常显著的优势,能够对矿区地压进行控制,做好围岩支撑,避免塌方、陷落等问题,保证了矿区的环境安全。
二、充填采矿技术在煤矿开采中的应用
1、削壁充填采矿技术
一般在煤矿开采中若是其矿体相对较薄则可以通过采用削壁充填采矿技术来进行作业,受矿体其特点的影响使得在实际的采矿作业中无法预留间柱,因此只能采用木梁或混凝土来建设底柱。在削壁充填采矿技术的应用中需要注意对其回采环节的合理控制,通常需要以先采矿石、再采岩石的方式来进行回采作业,同时落矿前在充填物上铺设垫层,如草袋、胶皮带等,以1m深度的炮眼进行爆破采矿,然后利用电耙或者人工出矿,采矿完成后,爆破围岩,对采空区进行充填,预留出最基本的工作空间。循环作业,直到完成矿块的开采。相比较其他技术而言,削壁充填采矿技术能够实现对同一工作面内煤矿和围岩的分别开采,直接将爆破的围岩作为充填物,省去了运输的步骤,操作相对简单。在实际应用中,由于需要对矿石和围岩进行分次爆破,必须充分考虑围岩的稳定性、矿脉的走向等因素,设置合理的爆破顺序。而在对围岩爆破量进行确定时,需要在充分满足采空区充填需求的同时,对场内废石进行利用。如果需要先爆破矿体,可以利用小直径钎头,在适当位置钻出1-1.5m左右的爆破孔,间隔0.4-0.6m,隔孔装药爆破;如果需要先爆破围岩,必须对最小回采空间进行确定,当矿体本身的倾斜幅度较大时,采场最小不能低于0.8m。爆破崩落的矿石可以通过人工或者电耙的方式进行运输,如果预留的采场在1.2m以上,也可以利用CT-500HE型电动铲运机进行运输。为了保证矿石的纯度和质量,应该在充填物表面铺设垫层,垫层的材料可以选择模板、铁板、混凝土等,以混凝土为例,其厚度必须达到0.1-0.15m左右,强度在3mPa,才能够有效应对矿石崩落的重力以及机械设备的重量。
2、分段充填采矿技术
分段充填采矿技术的关键在“分段”,主要是通过对暴露面较大的采场进行分割,形成若干矩形断面结构,达到缩小采场暴露面积的效果,从而实现对不稳固矿区的有效回采和充填。例如,在某矿区,将中段划分为数个高度10m左右的分段,针对各个分段分别开采,依照采场的采矿流程以及采矿作业的深度,确保回采作业以及充填作业的交叉进行,在巷道内完成凿岩、出矿以及充填作业,对于矿石以及充填物的运输,可以利用CT-500HE型电动铲运机,减轻人员的负担。在采空区形成后,应该立即进行胶结物的填充,同时利用推卸式铲运机来进行顶板的充填。分段充填采矿技术具有非常显著的应用效果,能够同时实现采矿、出矿以及充填的无轨机械化作业。
3、上向分层充填技术
上向分层充填技术在煤矿开采中的应用较为常见,其属于干式充填中的一种技术,在此种技术的应用中首先需要对煤矿矿体进行分层,之后采取自下而上的顺序来进行作业。在进行采矿作业的过程中需要注意按照规定的顺序要求来进行逐层开采及填充,以此来避免在开采作业中出现安全问题,在进行开采及充填的过程中需要注意对其放矿井、行人井及排水井的合理建设,以此来确保开采作业中其设施的完善。目前上向分层充填技术主要适用沿走向及切走向的布置形式,一般在煤矿中其矿石及围岩的稳定性处于良好状态,并且矿体厚度在15m以内,沿走向布置,反之则采用切走向布置。而如果矿体的厚度在50m以上,则需要沿矿体垂直方向,设置两排矿房,并在矿房间留出沿走向的纵向矿柱。
4、下向分层充填技术
下向分层充填技术适用于矿石和围岩稳固性较差的矿体,可以针对矿柱进行回采。在实际应用中,需要在矿块中设置行人天井、矿石溜井以及充填物运输井,通过溜井将开采得到的矿石运输到下部巷道中,充填料则通过上部巷道运到采空区。回采时,按照由上到下的顺序,回采与充填交叉进行。在进行分层时,应该采用水平分层或者倾斜10°—15°分层的方式,回采前先连通巷道、行人天井以及溜井,由切割巷道进行回采。从安全方面考虑,应该在每一层分层充填物的下方,设置胶结顶。
结语:
在煤矿开采中充填采矿技术的应用可以对采空区域进行充填支护,因此在实际中可以避免矿层出现塌陷等安全问题,有效的提高了煤矿开采整体的安全水平,而这也使得充填采矿技术在实际的应用中具备了较好的环保效果,使采矿作业对周边环境的影响得到有效的降低。为此对充填采矿技术的应用需要以实际的煤矿条件为基准,并不断的做好技术的研究及开发工作,进一步的提高充填采矿技术的应用价值。
参考文献:
[1]史言良.小议充填采矿技术在煤矿开采中的应用[J].经济管理:全文版,2016(10):00284-00284;
[2]赵法领.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济,2016(2):10-10.