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2019年第10期
充填采矿技术在采矿中的应用及存在的问题
吴启云
（大同煤矿集团有限责任公司，山西大同037003）
摘 要：充填采矿技术作为采矿工业的先进采矿技术，在采矿施工作业中有重要应用价值和作用。为了促进充填采矿技术在采矿中的有效应用，推进我国采矿事业的健康发展，文章从充填采矿技术类型入手，阐述了充填采矿技术在采矿作业中的应用优势以及应用充填采矿技术的基本原则。根据实际情况，分析了目前我国充填采矿技术在采矿中存在的应用问题，并提出了一些解决问题的建议，围绕充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题进行了探讨，以期为我国充填采矿技术的创新和普及应用提供一点参考意见。
关键词：充填采矿；技术；安全性；回采率；施工作业中图分类号：TD853.34文献标志码：A实行改革开放后，我国工业经济获得了迅猛发展。矿产资源是我国重要的工业材料，其需求量随着社会的进步与发展不断增加。在矿产资源有限的背景下，想要实现采矿生产的目标，采矿施工作业就必须要转移到深部发展，这对采矿技术提出了新的要求和挑战。在实际的采矿施工应用中，仍旧存在对新型高强度充填材料需求大、充填采矿技术无法满足施工客观需求、采场顶板管理难度大、施工难度大等诸多问题，影响了采矿效率和施工效果，给采矿企业的安全生产带来了严重的安全隐患，对生态环境的污染没有得到有效控制减少，这不符合我国可持续发展战略的要求。长期这样，势必会威胁我国煤矿资源的可持续发展利用，影响工业经济的稳定发展。
1 充填采矿技术类型
1.1 削壁充填技术
充填采矿技术中的削壁充填技术适用于比较薄矿层的施工作业中，利用这一技术可以有效降低矿层贫化率，在操作中通过对上盘围岩和下盘围岩的崩落作业，来有效保障矿层回采工作的顺利安全开展。一般来说，要进行分层的矿石和围岩崩落，利用崩落的围岩填满采空区，作为充填材料再次利用。1.2 上向分层充填技术
这一技术的引用要严格按照实际作业垂直高度来科学划分矿块，矿块的划分标准主要有倾斜和水平几种形式，但无论是哪种形式都必须要遵循从下向上的回采顺序。作业人员在完成一个分层的开采工作后，通过在充填体中按着纹路放置行人天井和放矿溜井的方式及时进行有效充填工作，充分发挥出这一工作的排水作用。上向分层充填技术通常使用在矿石非常坚固且围岩稳定性较差的地带，针对矿石稳定性一般的地带，可以使用锚杆，进一步加固顶板矿石，而针对矿石稳定性和围岩稳定性都较差的矿体，通常在7°～10°倾斜角范围内，采用为倾斜进路的回采手段，确保交接充填的材料以及水力充填的材料能够更好地自流接顶[1]。
2 充填采矿技术在采矿作业中的应用优势
2.1 降低生产作业成本，促进采矿作业深部开采
采矿作业的深部开采对技术有着极高的要求，需要
作者简介：吴启云(1973—），男，助理工程师，研究方向：采矿工程。
文章编号：2096-27（2019）10-0244-02
工作人员采用的技术能够综合考虑到地应力、地压等实际问题，实现深部开采这一目标。应用充填采矿技术可以利用膏体、尾砂胶结物、废石胶结物的充填作业，切实解决采矿过程对矿区造成的不平衡应力问题，平衡采矿区的岩石应力值，从而提升矿石开采效率。借助现代化的先进充填采矿技术能够减少人力工作量，通过铲运机、凿岩台车等新型机械化作业方式，代替传统的人力作业方式，既提升了施工作业的效率，也减少了人力成本。此外，应用充填采矿技术可以有效缓解尾砂在地面对环境和占地区域造成的污染问题，实现绿色化的矿石开采，促进我国矿石事业的健康持续发展。2.2 提升矿石回采率，提高采矿区安全性
在矿石开采过程中，之所以使用充填采矿技术能够有效控制采矿地区的地压，是因为通过充填物质可以有效支撑采空区的围岩，避免围岩破坏和塌方等事件发生，大大提升了采矿作业和采矿区域的安全程度。在完成充填后，还可以对矿柱进行分时段的回收再利用，不仅最大限度地发挥了资源的价值，而且提升了矿石的回采率。
3 应用充填采矿技术的基本原则
3.1 充填系统要合理
在应用充填采矿技术时要重视充填系统的科学选择，根据充填量大小选择适合的充填系统。这就要求工作人员必须在采矿开采施工前，做好准备工作，充分了解充填采矿的平衡问题，准确评估采矿量，在此基础上明确充填量，科学建立一个可操作的充填系统，从根源上抑制采矿作业安全事故的发生。3.2 注意生产安全
生命安全和财产安全是整个采矿作业中的重中之重，充填采矿技术的应用也不例外，要以严格标准确保施工作业人员和生产的安全性。结合采矿项目实际情况，全面考虑地压措施和采矿方式，选择能够起到有效预防安全事故发生作用的充填技术，最大限度避免安全事故的发生，实现安全生产目的。
4 目前充填采矿技术在采矿中存在的应用问题
4.1 施工难度较大
由于充填采矿技术的施工操作工序非常复杂，导致技术在实际应用中有较大的施工难度。以分层充填采矿技术为例，这一技术操作中涉及到凿岩爆破、充填、出矿以及护顶等诸多工序，这些工序环环相扣，密切联系，
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只有完成一个工序后，才能够进行下一层工序的施工作业，复杂的施工工序无疑不增加了施工成本，且影响了整个施工效率。此外，目前我国大部分采矿作业中仍旧使用传统的分层充填技术，这就要求工作人员为了保证矿体的稳定程度预留矿柱。在接下来的回采施工作业时，由于施工对地压的爆破损伤和破坏，会极大影响矿柱的安全性能，容易引发后期回收问题，甚至会引起安全事故的发生，给采矿工程带来了严重安全隐患。4.2 采场顶板管理难度大
围岩不稳定是矿山开采中经常会遇到的问题，这一问题会影响矿区面顶板的管理工作，带来很大的困难。这主要是因为围岩不稳定，导致矿区的工作面顶面长期暴露，随着时间推移其安全隐患逐渐递增，发生安全事故的概率也就越大。由此可见，如何科学合理地安排安全施工作业时间，尽可能减少顶板暴露时长，是目前采矿作业中保证工程安全的一个重要问题。4.3 对新型高强度充填材料需求大
在实际的充填采矿作业过程中，在生产结构和生产方式的影响下，采矿生产量会存在较大差异性，需要大量新型的高强度充填材料保障施工进程不受影响，这就导致充填采矿技术无法形成固定的标准化施工方式。矿石行业发展中，只有结合实际需求，加强对新型高强度充填材料的研究和创新，才能够更好地符合技术施工的客观要求，优化改善技术综合性能，从而促进采矿行业的改革发展[2]。
4.4 充填采矿技术有待提升
从目前情况来看，我国的充填采矿技术还有很大提升空间。有些采矿企业在实际施工中并没有结合自身情况科学选择开采技术，这无疑影响了采矿的效率和开采产量。除此以外，有些矿产企业不合理使用采矿技术，致使采矿作业中发生了很多突发问题，无法得到及时的有效解决，极大地影响了采矿的整体效果。科学技术的发展加速了各个行业的创新进步，虽然采矿事业越来越广泛应用充填采矿技术，然而受科技水平，目前我国充填采矿技术仍旧存在一些缺陷和不足之处，阻碍了采矿事业的壮大发展，提升充填采矿技术势在必行。
5 解决应用充填采矿技术问题的建议
5.1 建立健全的充填站管理制度
在时代不断发展的背景下，采矿行业越来越重视充填站的建设和完善，积极购置了更多的电子设备和机械设备，促进了采矿技术的普及应用和发展，提升充填技术操作的便利性。然而有些充填站受各方面因素影响，还存在管理制度不完善的现象，给采矿施工的安全生产带来了一定威胁。想要更好应用充填采矿技术，就必须保证充填站的有效管理，建立起健全的充填管理制度，进一步规范充填作业的流程和内容，严格落实制度内容，保证充填作业人员能够在实际施工中执行制度，定期采样充填站的设备和机械，做好维修保养工作，保证施工使用的充填材料合格达标，符合国家相关标准要求。5.2 创新研究充填采矿工艺
当今社会，创新是一个行业发展的源动力。采矿行
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业要树立起良好的创新意识，根据矿山具体情况和技术特点，不断创新充填采矿工艺，加强工艺研究力度，选择适合的新型采矿方式，从而最大限度发挥技术优势，提升采矿效率，降低施工成本，创造更多的经济价值，提升采矿企业的核心竞争力，让其能力在激烈的市场竞争中脱颖而出，站稳立足之地，更好地生存发展。5.3 加强对充填材料的研发
在采矿作业中，充填材料十分关键，直接关系着采矿区充填物的强度和稳定性，对采矿事业发展有着深远影响[3]。充填材料从物理特性上说，胶质材料的结构和组成成分直接决定着其物理特性。尽管我国近年来在研究新型充填固化材料上获得了一定进展，取得了良好成效，但充填材料仍旧存在容易风化、强度不足等缺陷，因此，加强对重新材料的研发应用十分迫切。采矿行业相关研发人员要积极借鉴学习国外优秀研发经验，不断完善技术，进一步研究开发新型充填材料，攻克现有材料应用的缺陷难点，提升充填材料的抗水力、抗高温力、抗压力等，为我国充填采矿技术的发展和普及应用提供充足科研力量。
6 结束语
推进我国充填采矿技术在采矿中的应用是顺应时代发展需求、促进采矿行业可持续发展的必然趋势。采矿企业要全面认识到充填采矿技术的应用优势，在实际施工中遵循技术应用基本原则，分析目前存在的充填采矿技术应用问题，采取有效措施解决问题，从而充分发挥出充填采矿技术的积极作用，降低施工成本，减少生态环境污染，提升采矿生产的安全性和经济效益，保障采矿企业的可持续发展。
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