关键词：进路式充填采矿法；充填接顶技术；应用
引言
进路充填采矿法,充填体的强度及其结构、进路充填接顶率或进路充填充满率直接影响和决定采矿安全程度和充填成本高低,本文对进路充填采矿法如何确定充填体的强度及其结构,如何改进充填工艺技术提高进路充填接顶率或进路充填充满率进行了探讨。
1阐述进路充填工艺技术
通过分析国内外的作用机理，当充填体成为地层与岩层之间的共同体时，它便具有隔离、应力吸收等作用，能够切实应用到地层的自组织系统中，当填充物填满整个采矿空区时，充填体才会转换成地层与岩层之间的共同体；若是充填物无法充满采矿空区，充填体只会成为支撑结构。所以，在展开进路充填工作时，要尽量将填充物填满整个采空区，从而形成共同体，这是确保采场稳固的基础。采矿法充填物充满度的参数是进路充填体接顶率，充填体接顶率能够利用线接顶率来表示，则充填体充满度利用体积充满率来表示。致使进路充填充满度或是接顶率受影响的因素有充填体收缩率、进路布置形式、路充填工艺、充填料浆浓度等。
2不稳定矿山进路充填采矿方法优化
2.1进路下向二步分层回采的上向充填
矿区有不稳定的破碎地段，使用此方案进行开采。具体而言，顶板裸露在外的尺寸保持原样，使用半光爆掘进对进路顶板围岩起到保护作用，利用简易的锚网支护处理顶板问题，在竖向上进行2次回采，1次填充，让工序得到精简，能避免冒顶等现象发生，也较大程度地提升出矿效率。回采时，要从分段巷入手，合理设定宽度，高度可按照矿体本身的厚度进行确定，如果矿体厚度超过一定限度时，回采厚度也要相应增加，随后压顶作业要到达矿体上盘分界位置，利用锚杆处理顶杆。等到全部进路的回采工作完成之后，就可以开展验收，确定符合验收要求后，即可创建充填墙体，开展回填作业。
2.2上向进路分层充填不接顶操作
在稳定性良好的区域，使用此种方法处理问题，作业的效率能得到明显的提升。对每个分段而言，依旧需要采取三层回采方式，依据现实状况设定分层高度，下层与中层则利用充填不接顶的方式进行处理，保留一定空间以达到进路的爆破目的，也能发挥补充空间的作用，等充填体的强度达标后，使用压顶爆破掘进的方式对上层进行作业。在开采完第三层后，再进行充填接顶。使用此方法时，进路充填花费时间较少，空顶耗时少，充填体能对巷道起到良好的保护作用，在每个分段的竖向上，接顶充填的次数变少，减少工作量，施工速度加快，出矿速度明显提升。
3进路式充填采矿法充填接顶技术及应用
3.1进路充填技术
上向进路，展开进路充填工作分为两阶段：第一阶段充填的高度可以利用非胶结充填体或是充填体结构的低强度部分；第二阶段充填的高度时可以应用浇面层部分。第二接阶段的充填一定要在第一阶段浆脱水或是料浆初凝以后展开。
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下向进路，展开充填工作需要三个阶段：第一阶段为分层假顶充填，进入到第二个填充阶段之后，需要注意填充体的强度设计，保证其低强度在70%上下，并且调整填充体结构，第三阶段的填充，依旧需要注意填充体的强度设计，确保其高强度在30%上下。每一阶段充填工作都需要在上一阶段充填材料初凝以后展开。
管道下料充填技术。因为在充填过程中所利用的充填料含有的流动性较差，为了切实规避掉进路轴向产生死角的情况，需要确保进路充填能够充满或是接顶，在展开进路充填工作时需应用管道下料充填技术。在进路长度低于30m时，能够应用2点下料充填技术，而若是进路长度高于30m，可以应用3点充填技术。
3.2确定充填体强度、设计充填体结构
（1）上向进路充填体强度及其结构确定。人工假底充填：人工假底的设计高度通常与分层高度相同，但正常情况下不低于3m，在对人工假底充填体进行养护时，其强度不得低于4MPa，同时还需要配置相应的钢筋网。若是进路连续回采，浇面层厚度不得低于0.5m，浇面层在养护期间的强度不得低于4MPa，而进路高度其他部分的填充体在养护期间的强度需高于1MPa.若进路分步骤间隔回采，进路的浇面层厚度不得低于0.5m，在规定养护期间的浇面层充填体的强度需高于4MPa，进路高度其他部分的填充体在养护期间的强度需高于1MPa；进路浇面层厚度在0.5m～10m之间，浇面层在养护期间的强度仍旧不得低于4MPa，则其余充填部分可以应用非胶结充填物充填。
（2）下向进路充填体强度及其结构的确定。分层假顶充填：分层假顶的高度需高于1m，填充体在养护期间的强度需高于4MPa，同时需要配备竖直方向钢筋以及平面钢筋网。分层部分充填：进路高度其他部分的填充体在养护期间的强度需高于1MPa。
3.3充填采矿法
国家安全生产监督管理总局2014年发布通知，要求严防中毒窒息、火灾、透水等十类非金属矿山生产安全事故。通知特别要求大力推广充填采矿法，对于新建地下矿山，要首选充填采矿法，确实不能采用的还要经过设计单位或专家论证，出具相关论证材料。一般来说，充填采矿法指的是在矿产资源的地下开采过程中，通过一边推进回采工作面，一边逐渐用具有一定物理学性能的填充材料充填采空区的采矿方法，个别情况下为了维护采空区还需使用支架和充填料进行配合。总的来说，对采空区进行充填其目的在于通过这种方法尽可能地避免采矿过程中产生的安全隐患，例如利用充填体来进行地压管理，能有效减少地表沉降及围岩崩落等情况的发生，可以为矿块回采提供更加安全、更加便利条件。充填采矿法的优点是适应性相对较强、安全性高、回采率高，并能有效保护地表等。它的缺点是工艺较为复杂、成本投入较高、劳动生产率较低。
3.4充填设施仪器更新换代进程逐步加快
立式贮仓的发展以及立式强力搅拌机、卧式叶片搅拌机、卧式圆筒旋转搅拌机等专用混合搅拌机的发展对制备形成品质较高的充填料起到了重要促进作用；全尾砂充填技术的开发，促进了连续脱水技术和脱水设备的发展；涡街流量计、电磁流量计、砂浆浓度计、各种料位计、液位计、电子秤等已经得到普遍应用，技术等级更高的智能化仪表、核子秤、远传电子压力表也在少数充填系统中应用。
结语
采用进路顶板充填管槽+多点下料分次充填的充填接顶技术，可以更好地实现进路采场的充填接顶，能够保障采场区域整体安全稳定性，为采用进路式充填采矿的矿山提供参考借鉴。
参考文献
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［2］胡国宏，李夕兵．充填接顶影响因素分析［J］．矿业研究与开发，2010，30(3):20－23．
［3］刘同友．充填采矿技术与应用［M］．北京:冶金工业出版社，2001．
［4］吴大敏．坑采充填接顶率与充填体承载效果关系探讨［J］．化工矿物与加工，2006(4):20－23．
论文作者:赵兴
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第3期
论文发表时间:2020/4/22
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