在社会经济快速发展的基础上，各类生产活动所消耗的能源量在逐渐增多，这也加深了煤矿开采的力度。而在进行深度开采的过程中，面临着很多安全问题，在采空的区域如果不能做到合理处理，就会产生塌方事件，造成人员伤亡，为煤矿开采区域带来较大的经济损失。在深度开采时，对周边环境所造成的影响也是不可忽视的。充填采矿技术的应用可以有效改善上述问题，对于煤矿产业的健康发展具有积极作用。
一、充填采矿技术的相关内容
1、充填采矿技术的类型
充填采矿是借助人工填充的方式对采空区域进行支护处理的采矿技术，在实际开采工作中的应用可以有效保障采空区域周边围岩的稳定性，避免由于围岩掉落对作业人员安全所造成的影响。在深度开采的过程中，充填采矿技术的应用优势更加明显，在保证开采安全的基础上，还能在一定程度上提升回采率。具体开采的作业中，需要根据采矿区域的地质条件和环境问题，适当选择填充材料，根据填充材料的不同，我们可以将充填采矿技术分成三个类型，主要包括以下几个充填方式：
（1）干式充填法。该种充填方式主要是利用山体挖掘出的废石作为主体充填材料，利用破碎机器对其进行破碎处理之后，将其填充至采空区。在采用该种方式进行充填操作时，应该遵循自下而上的原则，进行回采操作，在回采的同时，进行逐层填充，为后续的采矿作业打下更好的基础。该种充填方式主要适用于价值较高的采矿作业中以及水量不平衡的采矿区域。
（2）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
（3）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，而且操作简单，相比较前两种方法，在成本和环保方面具有良好的优势。
2、充填采矿技术的应用优势分析
充填采矿技术在煤矿开采过程中的应用，可以使采矿效率和安全性得到有效保障，其自身的技术优势表现为以下几点：利用充填技术可以提升矿区采空区域的支撑能力，使周边围岩的稳定性得到有效保障，降低塌方事故与塌陷事故的发生几率；借助该项技术可以使矿床得到更好的保护，避免由于矿床环境不佳对矿石的回采效率造成影响；充填采矿技术应该时，是以机械作业为主，不仅可以保障作业的安全性，还可以有效降低人工成本；合理设置填充方案，可以改善区域内出现的岩石应力不平衡现象，保证区域内岩石的稳定性，为煤矿的深度开采提供良好的作业条件。
二、充填采矿技术在煤矿开采中的运用
鉴于充填采矿技术的运用优势较为明显，在近些年的煤矿开采作业中被大量应用，但实际应用的过程中可以发现，虽然该项技术的用料多数可以就地取材，而在一些特定采空区的充填操作中，对填充材料存在不同的要求，这也增加了技术应用的成本。一些大范围的采空区很难应用充填采矿技术进行充填操作，这就需要相关人员在应用该项技术时，需要依据开采区域的实际状况，选择适当的技术措施，既要保证技术应用的作用优势，又要合理控制充填成本。
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1、削壁充填
该种技术一般被运用到矿体较薄的采矿作业中，因在开采的过程中，无法在开采区域内预留间柱，相关作业人员需要根据矿区状况采用木梁和混凝土柱对其作业空间进行支撑。进行回采时，则需要遵循优先采矿石，后采岩石的原则。为保证矿石的有效开采，需要在地面铺设胶皮带或者草袋，之后进行爆破作业，将矿石进行筛选之后，完成采矿作业。最后对周边的岩石进行爆破，采用相应的填料进行充填，同时做好对工作空间的预留。上述操作循环操作，直至矿区全部开采完成。与其他充填技术相比，削壁充填可以根据开采区域的划分，对特定的作用空间进行分别充填，有效提升空间稳固性。该项技术在应用时，是直接将爆破所产生的石料作为充填材料，不仅减去了材料运输的环节，还可以有效控制充填成本。
2、分段充填
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
上向分层充填是干式充填的一种，主要是对矿体进行分层，然后按照从下到上的顺序逐层开采和充填，并且在充填过程中构筑放矿井、行人井以及排水井。上向分层充填技术中，矿块的布置形式包括沿走向和切走向两种，如果矿石和围岩的稳定性好，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
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：就目前而言，充填采矿技术是煤矿企业提高回采率、保证生产安全同时实现绿色环保的一种有效采矿技术，将其应用到煤矿开采中，可以实现资源的重复利用，降低采矿活动对于周边环境的影响，也可以对采矿垃圾进行有效处理，应该得到技术人员的重视，做好深入研究，推动我国煤矿产业的绿色健康发展。
参考文献：
[1]董泽忠.煤矿开采中的充填采矿技术应用研究[J].能源与节能,2017(12):139-140.
[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.
论文作者:张大鹏
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/22
标签：作业论文; 技术论文; 采空区论文; 煤矿论文; 矿石论文; 矿体论文; 围岩论文; 《中国西部科技》2019年第4期论文;