采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应

用探讨

摘要：采矿工程是人类获取地下资源的一项重要活动，然而，传统的开采方法存在着资源浪费、环境污染和安全隐患等问题。为了解决这些问题，条带膏体充填采矿技术应运而生。该技术通过在采空区或已采空的区域填充胶结材料，实现了资源的高效利用、环境的保护以及采矿过程中的安全性提升。基于此，本文章对采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用进行探讨，以供参考。

关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用

引言

带膏体充填采矿技术通过使用胶结材料填充采空区域，提高了采矿效率、改善了矿山环境，是一种具有潜力的矿山开采方法。随着科学技术的不断进步和研究的深入，带膏体充填采矿技术有望在未来得到更广泛的应用和发展。

1带膏体充填采矿技术概述

1.1定义

带膏体充填采矿技术（Paste backfill mining technology）是一种在开采过程中利用胶结材料填充采空区或者已经采空区域的采矿方法。该技术使用浆体（含水）材料替代传统挖掘材料进行采矿，具有提高采矿效率、改善矿山环境和资源有效利用等优点。本文将对带膏体充填采矿技术进行概述，讨论其原理、应用领域以及未来的发展趋势。

1.2优势

带膏体充填采矿技术相对于传统的采矿方法具有多项优势。首先，它可以提高采矿效率。通过使用浆体填充采空区，能够提高下一次开采的回收率，从而有

效地利用了矿石资源。其次，该技术可以改善矿山环境。填充采矿方法能够减少

地表沉陷、防止水体受到污染，并且减少开采所产生的粉尘和噪音等环境问题。

此外，带膏体充填采矿技术还可以提高煤矿、金矿等有害气体的析出率，并降低

工业废料和尾矿的产生。

1.3局限性

带膏体充填采矿技术也存在着一定的局限性。首先，这种技术需要占用大量

的水资源，因此在水资源稀缺的地区使用可能会受到限制。其次，对于一些具有

高渗透性的地层，浆体可能会流失，导致填充效果不佳。最后，胶结材料的选择

和配方问题可能会影响浆体的凝固强度和稳定性。

2条带膏体充填采矿技术的应用领域

2.1地下矿井中的应用

金矿：条带膏体充填采矿技术在金矿中的应用被广泛采纳。通过将胶结材料

填充入采空区，可以实现金矿开采过程的资源高度回收率、保护地表环境和防止

水体污染。

铜矿：铜矿是另一个适合应用条带膏体充填采矿技术的矿种。该技术可以有

效降低开采引起的地表沉陷，控制边坡稳定性，并提高铜矿资源利用率。

锌矿：条带膏体充填采矿技术在锌石矿山中也有广泛应用。该技术可以减轻

对水资源的需求，提高矿石的回收率，并且能够将尾矿转化为有价值的胶结材料，实现资源的循环利用。

铀矿：条带膏体充填采矿技术在铀矿开采中的应用也具有潜力。将浆体注入

采空区可以有效控制辐射物质的扩散，并减少对环境的污染。

2.2露天矿中的应用

煤矿：在煤矿采矿过程中应用条带膏体充填技术可以实现挤出矸石的填充效果，提高采矿效率和矸石的回收率；同时，通过填充遗址可以减少地表沉陷和改

善环境。

铁矿：在露天铁矿开采中，条带膏体充填技术可以用于支护高坡稳定性、填补采空区，减少地表沉陷，有效保护自然环境，提高资源利用率。

钨矿：露天钨矿的开采过程中也可以应用条带膏体充填技术。填补采空区和废弃坑道可以控制地表沉陷，减少污染源的散播，并提高钨矿的资源回收率。

2.3其它

除了以上提到的矿种，条带膏体充填采矿技术在铜钴矿、锂矿、锡矿等其他矿种的开采中也有广泛应用。当然，在具体应用中，需要根据不同矿山的地质条件、开采方式和环境要求来调整和优化技术参数和方案。

3条带膏体充填采矿技术的改进措施

3.1提高胶结材料的性能

胶结材料是条带膏体充填采矿技术中的关键因素之一。未来的发展方向之一是提高胶结材料的稳定性、流动性和凝固强度，并降低其成本。研究新型的胶结材料，如高岭土、纳米材料等，可以改善胶结材料的性能。

3.2优化浆体配方

不同矿种和地质条件需要不同的浆体配方。未来的改进措施包括根据实际情况进行浆体配方的调整和优化，以提高其与矿石的相容性和填充效果。此外，通过研究胶结材料与添加剂的相互作用，可以进一步提高浆体的稳定性和流动性。

3.3加强技术设备的研发和应用

在条带膏体充填采矿技术中，现代感知技术和自动化设备的应用是提高施工效率和保证安全性的关键。未来的发展方向之一是加强对设备的研发和改进，以满足日益复杂和多样化的开采需求。可以通过开发更智能化、自动化的注浆机和输送系统来提高填充过程的效率和准确性。智能化的注浆机可以通过传感器和控制系统实时监测和调整注浆参数，从而确保胶结材料的准确配比、均匀注入。自动化的输送系统可以根据实际需要进行灵活调整，提供适宜的输送速度和精确定位，确保胶结材料的连续供应和合理分布。利用现代感知技术，如激光雷达和摄

像头等，可以实现对填充过程的实时监测和控制。通过三维扫描和图像识别，可以获得准确的填充工况信息，检测填充质量，及时发现和解决问题。同时，结合数据分析与处理技术，可以对填充过程进行优化和预测，提前预防故障和事故的发生。

3.4资源循环利用

在填充过程中，胶结材料的来源和处理是实现资源循环利用的关键。未来的改进措施可以围绕以下方面展开研究，以使胶结材料更加环保可持续。传统的胶结材料生产过程耗能较大、排放较高，对环境负面影响较大。研究新的生产技术和工艺，如低能耗、低排放的生产方法，采用绿色化学品代替有害物质，可以减少生产过程中对环境的污染。目前常用的胶结材料主要是水泥基材料，然而水泥生产过程耗能高，并且会产生大量的二氧化碳排放。因此，研究并应用其他可替代的胶结材料，如粉煤灰、矿渣等废弃物，可以降低对水泥的依赖，减少对自然资源的消耗。探索胶结材料的共享和再利用模式也是实现资源的循环利用的重要途径。在矿山区域内，不同的矿井和矿石类型会产生不同的胶结材料，因此可以探索建立胶结材料的共享平台，在不同矿山之间实现胶结材料的共享利用。

3.5研究环境影响和生态恢复

条带膏体充填采矿技术对矿山环境和生态系统的影响需要引起足够的重视。未来的发展方向之一是加强对该技术对土壤、水体和生物多样性等方面的影响进行研究，并采取相应的措施来减少环境风险。此外，对填充区域的后期管理和生态恢复进行深入研究，可以实现矿山环境的可持续发展。

结束语

综上所述，随着科学技术的不断进步和社会对资源与环境的关注日益增强，条带膏体充填采矿技术在采矿工程中的应用前景十分广阔。通过将胶结材料填充入采空区或已采空的区域，该技术能够最大程度地回收矿产资源，减少废弃物的产生，并降低对环境的负面影响。同时，条带膏体充填采矿技术还可以改善采矿过程中的安全性，提高工作条件，保护人员的生命财产安全。未来，在技术设备

的不断改进和胶结材料性能的提升下，条带膏体充填采矿技术将在采矿工程中发挥更加重要的作用。

参考文献

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采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应 用探讨 摘要：采矿工程是人类获取地下资源的一项重要活动，然而，传统的开采方法存在着资源浪费、环境污染和安全隐患等问题。为了解决这些问题，条带膏体充填采矿技术应运而生。该技术通过在采空区或已采空的区域填充胶结材料，实现了资源的高效利用、环境的保护以及采矿过程中的安全性提升。基于此，本文章对采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用进行探讨，以供参考。 关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用 引言 带膏体充填采矿技术通过使用胶结材料填充采空区域，提高了采矿效率、改善了矿山环境，是一种具有潜力的矿山开采方法。随着科学技术的不断进步和研究的深入，带膏体充填采矿技术有望在未来得到更广泛的应用和发展。 1带膏体充填采矿技术概述 1.1定义 带膏体充填采矿技术（Paste backfill mining technology）是一种在开采过程中利用胶结材料填充采空区或者已经采空区域的采矿方法。该技术使用浆体（含水）材料替代传统挖掘材料进行采矿，具有提高采矿效率、改善矿山环境和资源有效利用等优点。本文将对带膏体充填采矿技术进行概述，讨论其原理、应用领域以及未来的发展趋势。 1.2优势 带膏体充填采矿技术相对于传统的采矿方法具有多项优势。首先，它可以提高采矿效率。通过使用浆体填充采空区，能够提高下一次开采的回收率，从而有

效地利用了矿石资源。其次，该技术可以改善矿山环境。填充采矿方法能够减少 地表沉陷、防止水体受到污染，并且减少开采所产生的粉尘和噪音等环境问题。 此外，带膏体充填采矿技术还可以提高煤矿、金矿等有害气体的析出率，并降低 工业废料和尾矿的产生。 1.3局限性 带膏体充填采矿技术也存在着一定的局限性。首先，这种技术需要占用大量 的水资源，因此在水资源稀缺的地区使用可能会受到限制。其次，对于一些具有 高渗透性的地层，浆体可能会流失，导致填充效果不佳。最后，胶结材料的选择 和配方问题可能会影响浆体的凝固强度和稳定性。 2条带膏体充填采矿技术的应用领域 2.1地下矿井中的应用 金矿：条带膏体充填采矿技术在金矿中的应用被广泛采纳。通过将胶结材料 填充入采空区，可以实现金矿开采过程的资源高度回收率、保护地表环境和防止 水体污染。 铜矿：铜矿是另一个适合应用条带膏体充填采矿技术的矿种。该技术可以有 效降低开采引起的地表沉陷，控制边坡稳定性，并提高铜矿资源利用率。 锌矿：条带膏体充填采矿技术在锌石矿山中也有广泛应用。该技术可以减轻 对水资源的需求，提高矿石的回收率，并且能够将尾矿转化为有价值的胶结材料，实现资源的循环利用。 铀矿：条带膏体充填采矿技术在铀矿开采中的应用也具有潜力。将浆体注入 采空区可以有效控制辐射物质的扩散，并减少对环境的污染。 2.2露天矿中的应用 煤矿：在煤矿采矿过程中应用条带膏体充填技术可以实现挤出矸石的填充效果，提高采矿效率和矸石的回收率；同时，通过填充遗址可以减少地表沉陷和改 善环境。

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充采矿技术的时候，为节约成本，过于盲目地选用废石当做回填材料，极大降低 矿区生产效率。为解决该问题，在进行采矿作业之前，就派遣专业人员实地考察 矿区，结合实际的考察数据进行相应的研究分析工作，在选择采矿技术的时候， 必须要以采矿企业实际状况为基准，充分结合矿区实际状况；采矿企业在日常运 行时，应该积极组织采矿工作人员的培训工作，借助此施，切实提升采矿工作人 员的整体素养。采矿企业可用定期技能考核、理论考试等形式，考察采矿工人的 专业技能水平和理论知识水平。 2.2研发填充材料时遇到的问题 在采矿作业中有效运用充填采矿技术需深入研究填充材料，在整个采矿作业 实践中，不只有一个开采区，是多个开采区同时进行采矿作业。因为采矿区域涉 及范围非常广，每个开采区在地貌、地质、结构等方面均存在差异，所以，采矿 企业在进行采矿作业时，不仅使用一种填充材料进行回填，当前，充填采矿技术 还在不断精进中，在进行采矿设计和开发时，对充填采矿技术用到的填充材料的 要求也在持续提升。然而，有一些采矿企业在实际采矿工作中，对填充材料的改 革创新工作并未做到位，很多企业一直满足当前状况，只完成回填，不考虑填充 材料的质量。 3实例探析采矿工程充填技术的应用 3.1工程概况 某采场矿体走向南东，倾向南西—南，∠70°～75°，矿体厚度为20m～30m；场区内的矿岩普氏硬度系数为6～8，矿石的比重为2.62t/m3。设计初期，经前期勘测，为保证采矿安全，计划采用分段崩落嗣后胶结充填采矿法。采场按照垂直 矿体的走向进行布设，宽度为12.5m，预柱预留5m，各分段的高度控制在12m左右，底部为堑沟出矿。中深孔爆破采矿阶段，采用拉槽爆破法。当底部结构可出 矿后，按照从上至下的顺序超前爆破，构建梯形爆破空间。采矿工作结束后进行 胶结充填，当充填体达到设计强度时，便对相邻采矿进行开采。此时充填体可起 人工矿柱的作用，也可有效抵御相邻采场爆破作业引发的扰动。 3.2施工设计

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（二）填充采矿工艺 充填采矿技术主要在采空区进行充填，以减少工作面的压力，避免发生塌方。在煤矿充填技术应用中，选用的填料大多为浆体和废弃石块，采用填料地压治理 技术有效地防止塌方和地面塌陷。为此，必须对充填物料的质量进行严格控制， 选用合理的充填采矿方法，创造安全、可靠的工作环境。 二、充填采矿技术的现状 就当前的矿产工业而言，矿井技术还存在巨大的发展空间，需要进一步提高。采矿业是重工业，大多数生产依赖大型机械。现有的设备功能不健全，导致矿井 生产工艺不稳定，容易造成停产。充填开采是煤矿绿色开采技术体系的重要内容 之一，是解决煤矿环境问题和“三下一上”压煤问题的有效途径。目前，我国常 用的充填采矿技术主要有综合机械化长壁固体充填采矿技术、综合机械化长壁膏 体充填采矿技术、短壁连采连充充填采矿技术等，均属于全部充填开采技术。即 用矸石充填体全部置换煤炭，完全靠采空区的矸石充填体支撑上覆岩层，控制开 采沉陷，既规模性地解决了煤矿矸石的排放问题，又解决了村庄压煤的问题，具 有很大的经济效益、环境效益和社会效益。 三、采矿工程中充填采矿技术的应用 （一）综合机械化固体充填采矿技术 固体充填和机械化采矿有效结合，实现了充填工作与采矿工作的一体化，极 大地提高了煤矿的采矿和充填效率。综合机械化固体充填采矿需要解决充填通道、充填空间、固体充填动力等方面问题。最为传统的充填方法有风力充填和水砂充填。风力充填就是将矸石磨碎，将风作为充填动力，通过大功率的通风设备将矸 石输送到采空区内。水砂充填就是通过管道将水和砂运送到采空区内。这些充填 技术的成本投入较大，难以满足煤矿的需求。因此，通过以下方式解决：对传统 充填方法中大量使用的综采液压支架的掩护斜梁进行拆除，通过水平短梁形成一 个短梁掩护，使固体充填物不直接进入采空区。将刮板式充填机和带式运输机应 用在煤矿中，借助带式运输机将固体充填物连续输送到下层的刮板式充填机中， 从而形成具有连续性的运输通道。固体充填物通过刮板式充填机的开口进入掩护

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对矿山进行开采，充填采矿成本多数情况下占据全部成本的30%左右，为了 能够降低成本，可以结合开采实际情况，对废矿石当成填充材料，同时对这些填 充材料进行循环应用，这样就能够节约填充过程中的技术应用，进而降低成本。 （三）间矿柱回采问题 对顶底柱进行有效开采，为了进一步提升开采质量，需要积极建设人工底柱，对开采分层进行合理设置，同时结合实际情况，对人工接顶、加压接顶等方式进 行科学选择，从而提升矿柱开采效率。 （四）顶板管理问题 对矿山进行实际开采过程中，有可能会出现围岩不稳定情况，为了进一步国 最早出现的充填技术就是水利充填方式，该技术使用原理是将固定材料作为浆料，或者是膏体，然后对其进行长距离输送，该技术本身成本较低，同时具有较高的 传输效率，不会因为季节而受到影响。此外，我国已经成功对高浓度浆体管道自 身直流输送过程做出了进一步研究。 （五）上向分层充填 上向分层充填技术主要是结合垂直高度划矿块，同时从下向上回采，能够进 行水平划分，也可以进行倾斜划分，当一个分层采完之后，则需要及时填充，行 人天井进行布设，该技术还能够起到泄水作用，比较适合在围岩稳定性不高的， 但矿石比较稳固的矿体中应用。 （六）下向分层填充 下向分层填充技术，其具体施工顺序就是从上向下，具体回采过程中，需要 对其进行水平或者倾斜分层布设，该技术适合在围岩以及矿石稳定性不高的矿体 中应用。对其进行具体回采过程中，要对充填以及行人天井进行有效设置，而倾 斜分层角度也要合理控制，促使其在10~15°之间，同时对顶和底柱进行保留， 该内容是回采矿柱的方式。 （七）削壁充填

采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用 摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，我国煤矿行业也得到了进一步的 发展，然而由于多数矿产类型属于不可再生资源，所以随着需求量的增加开采深 度也在增加，深层矿产的开采成本会迅速提升，并会导致矿产的安全管理难度增加。因此，未来矿产开采需要更加稳定的技术支持以及更加绿色的矿采观念。 关键词：采矿工程；充填采矿技术；应用 引言 多数矿产资源都属于不可再生资源，所以采矿效率的提升也成为了大部分矿 业开采单位的重点。针对这种情况，应该更新矿产概念，比如需要将效率、环保 等核心观念纳入现代矿产资源开采中。故此，尝试将充填采矿技术应用至现代采 矿体系，进而保证基础矿产开采质量。 1充填采矿法概述 由于矿山开采过程中容易出现安全事故，因此，安全是安全生产的首要任务，防止安全事故、中毒、火灾等，对充填采矿技术的推广与应用起到了积极的推动 作用。在新建矿井特别是地下矿井中，应首先采用充填开采法，并对开采方法进 行论证。在地质找矿工作中，要对有关地质数据进行全面地分析，并有针对性地 开展地质勘探，以确保找矿工作的高质量。充填采矿法是指在开采矿山时，在采 掘工作面的同时，采用填料，以物理性质充填采空区。在一些特殊的场合，也要 配合支架和填料。采空区充填，主要是为了降低施工中存在的安全风险，比如， 由于充填物料在地面上产生的压力，很容易引起周边岩体的崩塌等。充填采矿方 法具有较好的环境适应性、较高的安全、较高的采收率和较高的作业效率，并能 在一定程度上降低地面的损害。这是一种比较先进的技术，而且它的投资也比较大。在工程地质、施工等方面，必须配备专业的设备、人员和专业的管理人员， 进行勘探设计、打桩、吊装等工作。尤其是在市政、采矿、隧道等工程中，为了 节约工程造价，加速施工，经常采用爆破方法对坚硬岩石进行开挖。

探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用

探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的 应用 摘要：在煤矿采空区开采的过程中，膏体填充技术发挥着重要的作用。膏体 充填开采技术是煤矿开采行业的重要技术形式，膏体充填开采技术有利于优化煤 矿生产环境，避免塌陷、滑坡等安全事故，促进煤矿开采效率的提高。煤矸石、 粉煤灰等均是膏体充填开采工艺中的重要材料，诸如此类固体废弃物的应用价值 得以充分发挥，避免资源浪费问题，与节能环保、经济高效的生产理念相契合。 本文首先分析膏体充填开采的必要性，其次探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区 的应用，煤基固废充填开采技术是实现煤炭资源绿色智能高效开采的重要代表性 途径,以供参考。 关键词：煤矿开采；采空区；膏体充填开采；效果评价 引言 煤基固废充填开采技术是实现绿色低碳开采的重要代表性技术，在地表沉陷 控制、生态环境保护、矿山固废处置与利用、绿色低碳减排等方面最优显著的技 术优势。煤基固废充填开采技术实现煤炭安全开采的同时从源头上解决了地表沉陷、地下水流失、瓦斯排放、土地占用损害等难题，同时也减少了运输、提升等 工序，节能降碳效益十分显著。煤基固废充填开采技术符合煤炭绿色智能开采和 洁净高效低碳利用行业主要攻关方向及新发展理念要求，顺应“碳达峰、碳中和”战略，有利于促进煤炭开采高质量化、环境低损伤化、绿色低碳化发展。 1膏体充填开采的必要性 （1）膏体充填既可以解决煤矿矸石污染环境问题，也可以节省矸石处理费用。（3）可以提高煤炭资源采出率，防止煤炭资源的永久性浪费。（4）村庄搬 迁难度大，征地困难，膏体充填开采可以实现不搬迁开采，同时可以防止地表塌 陷坑的出现，保护农田。

2膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用 2.1工艺流程分析 在实际进行煤体开采时，通常情况下，包括了多项采煤环节。比如针对现有 的工作面，需要进行扩帮回采。在此基础上，还需要开展联合支护工作，并在工 作面之上，完成条带掘进，才能更好地发挥膏体充填开采技术的价值。膏体充填 开采技术工艺流程如下：首先，结合工作面实际情况，开展条带掘进施工，为提 升掘进面的工作效率，需要采用综掘自动化掘进巷道，从而尽可能减轻施工人员 劳动强度从中采掘更多煤炭资源，避免出现资源浪费问题。后续在进行煤炭运输时，可以采用胶带输送机、刮板输送机等，在这一过程中，还应注意配合采用单 体液压支柱，完成对巷道的支护工作。在具体开展施工的过程中，应对工作面进 行全面检查，做好杂物情况。然后在工作面之上，选择合适的位置，打设钻孔， 实施爆破。在爆破期间，禁止闲杂人等靠近爆破施工现场，避免发生安全事故。 在完成爆破后，由技术人员下场，实施敲帮问顶工作，此时围岩经过爆破，已经 变得比较松散，因此非常易于清理。在将围岩全部清除后，再进行临时支护，避 免发生坍塌问题。在确保采煤工作环境安全后，再进行出煤操作。随后还需要结 合实际情况，做好支架的架设，并延长刮板运输机，便于煤炭长距离稳定运输。 2.2料浆的配制 根据设计配合比、浓度要求等取用原材料，做充分的拌和，得到均匀性较好 的充填浆体。煤矿膏体充填施工中仅采用少量的胶结料，因此制作的是“极贫” 混凝土。充填浆体必须具有良好的流动性和固结性能，保证充填结构体的稳定性，进而有效控制地表沉陷量。具体的配料制浆作业要点如下：①各类原材料均要进 行称重计量，为保证称量结果的准确性，在静态条件下称量。②适配高精度的称 重传感器，用于精准控制材料的用量。③联合应用PLC可编程控制器和工控微机，根据预设的参数控制配料系统，实现自动配料。准确测定煤矸石、粉煤灰的质量，根据测定数据评价变化特征，根据实际变化动态调整配合比。④浆液的拌和采用 周期式混凝土搅拌机，启用前检验装置的性能。 2.3综合机械化膏体充填技术

采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用 摘要：充填物的多样性使得充填采矿技术在未来有了更多的可能性。不过该可能性的实现也需要充填采矿技术积极与其他领域进行技术融合，以便于发挥自身的潜在价值。本文主要分析采矿工程中充填采矿技术及应用。 关键词：采矿工程；充填采矿；技术总结 引言 数据调查显示，我国矿产资源的开采需求量逐步提升，增长率接近4%。由于多数矿产类型属于不可再生资源，所以随着需求量的增加开采深度也在增加，深层矿产的开采成本会迅速提升，并会导致矿产的安全管理难度增加。另外，矿产开采受地质影响较大，所以各个地区的技术交流频率和交流质量也会受到限制。因此，未来矿产开采需要更加稳定的技术支持以及更加绿色的矿采观念。 1、充填采煤技术概述 煤矿企业对中国的经济发展具有重要作用，但是煤矿企业在开采过程中由于开采技术或方法的不当使用，不可避免地对环境造成了一定的污染。造成污染的主要原因是煤矿开采过程中工作人员使用技术不当以及存在一些破坏性开采，导致煤矿岩层出现了沉降，更严重时甚至对岩层造成了损害，同时给周边环境也造成了污染，打破了生态环境的动态平衡，产生不利影响。为了避免这一问题带来的影响，国家提倡采取绿色开采。煤矿企业必须从自身出发进行整合、改进以及革新，更好地满足社会经济发展的现代化需求，减少现阶段高耗能、高污染的情况，真正实现向环保和高资源利用率的转变，进而提高煤炭开采的质量和效率，更好地促进自身的可持续发展。因此煤矿企业必须不断对技术进行优化，积极应用新的开采技术，例如在实际开采过程中可应用充填采煤技术，减少岩层沉降现象，保证开采的安全性和稳定性以及煤炭开采工作的顺利进行，进而提高煤炭开采效率。充填采煤技术主要是指在开采煤层时，相关工作人员通过利用粉煤灰、矸石或废弃开采材料等进行采空区的填充，进而提高工作人员在采煤过程中的安

膏体充填技术的现状与展望

膏体充填技术的现状与展望 ****** ****** *** 近20年来，膏体充填技术取得了很大的进步，在全世界范围内备受关注，尤其是在加拿大、南非、澳大利亚、德国、美国等矿业发达国家得到应用。膏体充填技术可以使用全尾砂，具有料浆不脱水离析、充填体强度高、水泥耗量小等优点，是充填技术的发展方向。我国也不例外，从上世纪80年代起就开始跟踪研究膏体充填技术，先后在金川有色金属公司、大冶有色金属公司、驰宏锌锗股份有限公司进行试验研究，在尾砂浆浓密制备、水泥添加以及膏体搅拌制备、膏体泵压输送等方面取得了突破。 一、膏体充填技术提出的背景 矿山开采一直有两大问题：安全生产与环境保护。安全问题，主要是从地下采出矿石后留下空场，空场上部的岩石垮落造成人员伤亡和财产损失；环保问题，主要是矿石中有用金属提取后剩下的固体废弃物。 据统计，我国现有大大小小的尾矿库12000多座，金属矿山堆存的尾矿达到80亿t以上，且以每年6亿t的速率增长。目前，全尾处置方式主要分为井下充填与地表堆存，其共同特征是尾矿制备与输送浓度低。在进行低浓度胶结充填时，砂浆浓度较低，需要以较高的流速输送，管道磨损严重；进入采场后，由于含水率较高，料浆凝固时间长，容易离析分层，强度低，脱水困难；一些固体废弃物含有大量的有害物质，如氯离子、铜离子、砷离子等，可能影响到人们的用水安全。另外，尾矿浆低浓度地表排放使得尾矿库中含有大量的水，尾砂固结时间长，尾矿库浸润线高，增加了尾砂振动液化的可能性，降低了安全等级；同时，排入的尾砂浆浓度低使得尾矿库的有效库容降低，缩短了使用年限。 为了解决上述问题，使用尾砂时必须提高其浓度，因此提出膏体充填技术。 二、膏体充填技术的定义、分类 将一种或多种充填材料与水进行优化组合，制备成具有良好稳定性、流动性和可塑性的牙膏状胶结体，在重力或外加力作用下以柱塞流的形态输送到采空区完成充填作业的过程称为膏体充填。 当砂浆的体积浓度大于50%时，料浆呈稳定的粥状膏体，并像塑性结构体一样在管道中作整体运动，膏体中的固体颗粒一般不发生沉淀，层间也不出现交流，而呈现“柱塞状”的运动状态。膏体柱塞断面上的速度和浓度的变化为常数，只是润滑层的速度有一定的变化。细粒物料像一个圆环，集中在管壁周围的润滑层慢速运动，起到“润滑”的作用。由于膏体料浆的塑性粘度和屈服切应力均较大，因而必须施加外力克服膏体屈服应力后，方可流动。

采矿工程充填技术的应用与发展

采矿工程充填技术的应用与发展 摘要：我国作为矿产资源开发大国，在长期的矿产资源开发过程中积累了大量固体废弃物。大量固体废弃物长时间堆积在表面，容易造成严重的环境污染。为此，对充电技术理论和应用进行深入研究，完善理论体系，提高矿业经济效益，促进矿业工程的进步和发展具有积极意义。 关键词：采矿工程；充电技术的应用与发展 引言 在我国社会经济持续发展的大趋势下矿业行业也在发展。我国采矿企业在激烈的市长/市场竞争下不断更新采矿技术。在采矿技术的应用中，充填技术应用比较广泛，是比较先进安全的采矿技术，在实际应用中可以提高矿山开采率，对采矿工程的整体效率和安全性都有了很大的提高。使采矿企业取得了较高的经济效益，促进了采矿企业的稳定发展。 1充填采矿技术概述 开采充填技术可以有效避免开采过程中部分开采废弃物(如废石、工业废弃物等)在开采过程中因机械振动引起的岩石松动、地表沉降等，从而在开采过程中利用部分开采废弃物，确保矿产资源的利用，同时保证施工人员的生命财产安全，有利于矿业的可持续发展。还利用开采过程中产生的残渣直接填满开采区，以降低运输残渣的运输成本，减少开采过程中可能出现的各种潜在风险，保障施工人员的生命财产安全，确保采矿。 2采矿工程充填技术 充电技术是指在落光、搬运和其他工作过程中，使用特制填充物对开采区域进行充电，以提高开采区域的稳定性。矿区开采困难，岩层不稳定时采用该技术，可以有效地保护周边生态环境，维护矿区生产安全。这一技术优势和具体方法如下：第一，可以大大减少屋顶掉落和偏房等。第二，切割相关工作量小，操作更方便。第三，材料成本低，可以就地取材，可以选择现有自然资源作为填充物的主要成分。充填采矿方法，根据材料可分为： 2.1干式充电法 干式充电法是利用矿车、风力等将废石、砂石等干材料装载到采矿场，通过电耙或铲运机运输和储存填充物。应用此方法期间，应提前安装充电井，注意区域内通风灰尘，分层充

林西矿膏体充填开采技术研究与应用

林西矿膏体充填开采技术研究与应用 摘要：林西矿建矿已有百年历史，随着开采深度的逐渐增加，煤炭可采储 量不断减少，“三下”压煤占地质储量的84%。为保证矿井延续，林西矿结合现 有条件，建设ct1021-1充填工作面，降低对地面建筑影响，延长矿井服务年限， 经济和社会方面均有较好的意义。 关键词：充填开采；膏体充填；煤矿；地质储量 1.研究背景 林西矿矿井储量多为“三下”压煤，合计压煤地质储量为12392.1万吨，占 矿井地质储量的84.7%，为保证经济效益，需实行充填开采。 对比各类充填方法，膏体充填料浆具有均质性好、密实度高、充填体强度大 的优点，对岩层移动与地表沉降控制效果好。并且林西矿有多座矸石山提供充填 原料，附近有电厂可提供粉煤灰，结合原料来源与充填效果等方面因素，我矿使 用膏体充填技术为最优方案。 1. 支护工艺 2.1膏体充填液压支架 工作面顶板支护采用ZC7000-16.5/26型膏体充填液压支架60组（包含5组 隔离支架，采面安装位置为第3组、17组、31组、45组、58组）。 支架的楔形尾梁与顶梁后端采用铰接，尾梁能够上下摆动适应顶板的起伏变化，尾梁端部成楔形，既能保证充填体凝固后支架的顺利推进又能增加采空区的 充填高度。 支架尾梁采用外套式伸缩结构，尾梁外套部分可在内部伸缩千斤顶作用下伸 缩运动，满足支架对后部采空区顶板支护要求。

2.2膏体充填隔离液压支架 支架底座后部通过推移千斤顶与伸缩式隔离模箱相连。隔离模箱为高度可伸 缩的立方体结构形式，通过模箱内部伸缩千斤顶实现高度调节，高度范围 1.6~ 2.6m，宽度与支架相同，长度大于2倍采煤机截深。 3.回采工艺 正常情况下及时移架：割煤→（距采煤机后滚筒6m～9m）移架→（距采煤机10～15m）移刮板输送机→联网→重复以上操作→（割三刀达到充填步距，支架 前移时，使挡墙组合缓慢放下，形成充填隔离区）充填。 顶板破碎（煤壁片帮）时超前移架：割煤→伸前梁→（距采煤机后滚筒6m～ 9m）移架→（距采煤机10～15m）移刮板输送机→联网→重复以上操作→（割三 刀达到充填步距，支架前移时，使挡墙组合缓慢放下，形成充填隔离区）充填。 4.充填工艺 CT1021-1膏体充填工作面采用的是在待充填区域上下两端头打设隔离墙，结 合隔离液压支架把整个待充填区隔离为多个封闭的空间进行充填（包括上下两端头）的施工方法。 4.1隔离工艺 待充填区支设临时支护→上下两端头隔离→工作面隔离 4.1.1待充填区隔离施工方法 （1）支架与顶板之间的隔离 首先适当降低液压支架，然后在后尾梁上面铺上草袋子和泡沫板等填充严实，最后升起支架，使支架与顶板接顶严实，密封好支架与顶板之间的空隙。 （2）支架与支架之间的隔离

采矿工程中充填技术的应用与发展 范少帅

采矿工程中充填技术的应用与发展范少帅 摘要：随着我国经济的发展，采矿行业也得到了相应的发展。在我国经济快速 发展的重要时期，对于各种自然资源的需求也是非常大的，可是我国的采矿工艺 技术却没有欧美发达国家那么先进，还存在着一定的滞后性。采矿工程施工的过 程中必然会有能源资源的浪费现象。基于此，采矿工程中充填技术就有了一定的 发展。为了降低充填成本及改变因开采深度加大对矿床开采带来的不利影响，通 过充填系统的优化改造与生产应用，实现了完美的充填效果，形成的充填体力学 性质稳定可靠，为井下开采创造了良好的条件。 关键词：采矿工程中充填技术的应用与发展 引言 当前每年，我国各种工业生产所产生的残留废料约为100亿吨，其中矿山残 留废料大约占据了40亿吨。在占用大量宝贵土地资源的同时，对生态环境的影 响是极大的。研究表明，矿山开采对于环境污染力度是要高于一些工业生产的， 对于环境造成伤害后的愈合时间也是比较长的，充填采矿法作为一种既能消耗残 留废料又能保护生态环境的开采方法，有着广阔的应用前景。 1充填采矿技术的概念和优点 1.1充填采矿技术的概念 充填采矿技术主要就是应用在回采工作面过程中，它就是利用填料来对采空 区进行充填，这样可以对采空区进行有效的维护，同时也可以利用支架来进行支撑，提高了采矿作业的安全性。在采空区进行有效的补足可以达到安全生产的目的，也能确保在特殊的开采环境下能够进行有效的矿产资源开采。此项技术在实 际的应用中可以很大程度上提高回采的安全性，减少开采过程中事故的发生率， 也能促进企业的经济效益以及生产率的提高。 1.2充填采矿技术的优点 近些年来，采矿工程施工越来越多，地下矿开采力度的不断加大，因此露天 矿开采资源也在不断地的枯竭过程中，矿石生产必将转入地下乃至更深的地下来 进行。由于填充的原因，可将采空区中的空气给清除掉，防止一些具有自燃性的 矿物发生自燃、自爆的现象，将矿井的安全力度提高到最大。不仅如此，充填采 矿技术还能有效的控制地表塌陷，防止发生地表塌陷造成对生命财产的损害，大 大的提高了充填体的稳定性以及底层表面的完好性，极大的保护了资源和能源。 2采矿工程中充填技术的应用 2.1水力填充法 水力填充法是一种运用比较早的充填技能，当时该技能现已成为了“三下”金层、特厚金层挖掘的首要顶板管理技能。该充填办法的原理在于制作固体物料为 浆体或许膏体，经过远距离运送（几十米到几百里的范围）。该填充办法的特点 是成本低、运送效率高，而且时节和地势均不会形成影响。当时我国现已研发完 成了高浓度浆料管道自流运送工艺。 2.2削壁充填法 削壁充填技术应用过程中要崩落上、下盘围岩，适用于分布较薄的矿层，可 有效降低贫化率，一般情况下，围岩和矿石分次崩下，崩落的围岩作为充填材料 充分利用，为避免矿粉混入，在崩矿前要做好防护，铺设隔离物，并控制崩落量。 2.3膏体填充法 现阶段，我国还没有完善的膏体填充法的技术，和以上其他技术相比较，还

采矿工程中充填采矿技术及应用

采矿工程中充填采矿技术及应用 采矿工程中充填采矿技术及应用 概述 充填采矿技术在采矿工程中起着至关重要的作用。它是一种通过将废弃物材料回填至采矿空洞中，以支撑地表和保护环境的方法。本文将介绍充填采矿技术的基本原理、分类、应用场景及其优缺点，并讨论其在采矿工程中的应用前景。 一、充填采矿技术的基本原理 充填采矿技术是将废弃物材料运送至采矿空洞中，形成稳定的支撑剂，以填充采矿空洞，进而保护地表和环境。该技术主要基于以下原理： 1. 废弃物利用原理：通过将矿山废弃物进行综合利用， 可以减少对环境的污染，并且可以提高资源利用率。 2. 地压控制原理：通过将废弃物填充至采矿空洞中，可 以控制地表沉陷和裂缝的形成，从而保护地表建筑和环境安全。 3. 结构强化原理：填充材料的引入可以增加采矿空洞的 强度和稳定性，从而提高采矿效率。 4. 支撑稳定原理：填充材料形成的支撑体可以避免地表 下沉和塌陷，保护地下设施和环境。 二、充填采矿技术的分类 根据填充材料的性质和采矿空洞的位置，充填采矿技术可以分为不同的分类： 1. 固体充填技术：采用固体材料进行回填，如矸石、尾矿、矿渣等。利用固体充填技术可以减少有害物质对环境的影响，并使采矿后的地表得到加固和稳定。 2. 水泥充填技术：采用水泥、石灰等胶结材料进行回填，

以增强填充体的强度和稳定性。水泥充填技术广泛应用于地下金属矿山、煤矿等采矿工程中。 3. 浆体充填技术：采用水泥浆、胶体等液态材料进行回填，以形成浆体填充体。浆体充填技术具有较高的流动性，适用于较复杂的采矿空洞。 4. 气体充填技术：采用氮气、二氧化碳等气体进行充填，以减轻填充体的重量，避免压力过大导致地表沉陷。 三、充填采矿技术的应用场景 充填采矿技术在采矿工程中有着广泛的应用。以下是几个常见的应用场景： 1. 黄金矿山：在金矿开采过程中，大量的矿山废弃物会 产生。采用充填采矿技术，可以将废弃物回填至采矿空洞中，保护地表和水源，减少环境污染。 2. 煤矿：煤矿采矿后会形成大量的废弃物和空洞。采用 充填采矿技术，可以利用废弃物填充空洞，减轻煤矿的地表沉陷，并保护井下设施的安全。 3. 地下金属矿山：地下金属矿山采矿过程中，会形成大 量的采矿空洞和废弃物。通过充填采矿技术，可以填充和加固采矿空洞，提高矿山的采矿效率和安全性。 4. 矿山开拓：在新开拓的矿山中，采用充填采矿技术可 以提前进行地表沉陷预防，减少对周边建筑和地下管网的影响。 四、充填采矿技术的优缺点 充填采矿技术在应用中有着以下的优缺点： 1. 优点： - 充填采矿技术可以最大限度地利用废弃物资源，达到可持续发展的目标。 - 充填体可以加固和稳定矿山采空区，保护地表和地下设施的

充填采矿技术应用及存在问题的分析

充填采矿技术应用及存在问题的分析 充填采矿技术是一种将废弃物或填充物填充回采矿段空间的采矿方法，可以最大限度地减少对地表环境的破坏，并实现资源的高效利用。下面将对充填采矿技术的应用及存在问题进行分析。 充填采矿技术的应用主要可以体现在以下几个方面： 1. 改善地表环境：充填采矿技术能够将废弃物或填充物填充回采矿段的空间中，起到了填平地形、改善地面质量的作用。这不仅可以减少因采矿活动而形成的坡地、裂缝等地表破坏，还可以恢复被采矿活动破坏的地貌，减少对周边环境的影响。 2. 实现资源高效利用：充填采矿技术利用了采矿过程中产生的废弃物或填充物，将其重新填充入采矿段空间中，实现了废弃物的再利用。这样既减少了对原料资源的需求，又减少了对自然环境的破坏，实现了资源的高效利用。 3. 改善采矿效率：充填采矿技术可以使采矿过程更加高效。采矿时，废弃物或填充物的填充可以提供支护作用，防止冒顶事故的发生，提高了采矿安全性。填充材料的填充还可以减少采矿过程中的回采阻力，提高了开采效果。 1. 填充材料选择：填充材料的选择是充填采矿技术的关键之一。不同的矿石矿种需要不同的填充材料，而目前市场上的填充材料种类有限，无法满足所有矿石的填充需求。在填充材料的选择上需要进行深入研究和开发，以满足不同矿石的填充需求。 2. 填充效果监测：填充采矿过程中需要进行填充效果的监测。目前，填充效果的监测主要依靠人工巡查和技术手段，如地面形貌观测、地下水位监测等。但这些监测手段不够准确，无法对填充效果进行全面、及时的监测和评估。需要研究和开发更准确、实时的填充效果监测技术，以提高填充效果的控制和评估水平。 3. 环境影响评估：充填采矿技术虽然能减少地表环境的破坏，但在填充过程中也会对地下水、土壤等环境产生一定的影响。目前，对充填采矿技术的环境影响评估研究还比较薄弱，需加强相关研究，加强对采矿活动对环境的影响的评估。 充填采矿技术是一种能够改善地表环境、实现资源高效利用和提高采矿效率的采矿方法。但在实际应用中，我们仍然需要解决填充材料选择、填充效果监测和环境影响评估等问题，以进一步提高充填采矿技术的可行性和有效性。

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 本文就现阶段四种最常用的充填采煤技术在煤层开采中的技术要点作系统的分析综述，包括膏体充填采煤技术、煤矸石充填采煤技术、高水材料性质的充填采煤技术及综合机械化的固体充填礦井采煤技术。 标签：充填采煤技术;煤层开采;技术要点 充填采煤技术的优势在于可以对煤层开采过程中产生的固体废弃物进行处理，并采用充填矿井的方式实现保护矿区岩层的目的，可以做到环保、绿色与科学[1]。但因为煤层所处的环境较为恶劣，实际挖掘过程中往往会遇到各种各样的技术难题。因此，进一步明确和掌握充填采煤技术在煤层开采中的技术要点尤为必要。 1.膏体充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 膏体充填采煤技术是煤层开采中一种常用技术，其工作原理是先对矿产区周围的矿石、黄土及煤渣等废弃物进行整合，而后将这些废弃物按照一定的比例融合为膏状粘液体，最后通过重力式增压或者重力直充的方式将膏状粘液体充填至目标区域。长期的实践应用发现，这种技术可以降低煤层挖掘过程中对采集目标区底板的破坏，一些开采过程中产生的废弃物可以得到有效的再利用，资源利用率大大提升。近年来随着采煤技术的快速发展，二次膏体充填采煤技术也开始被研发和应用，优势在于可以不进行掘进送巷，直接进行工作面布置与开采眼即可。在利用膏体充填采煤技术开采煤层时，需要重点把握以下技术要点：①鉴于膏状粘稠物充填工作需要在原来的采矿区域内进行，而煤矿本身存在很大的限制条件，因而为了保证充填效果的人员的安全，需要事先对充填物质进行试验验证，确保质量满足充填要求。另外，还需要对矿区附近的岩层移动、地表强度等进行全面的勘察[2];②长期的实践应用发现，膏体充填采煤技术往往需要投入大量的资金，实际充填时对技术要点高。因此，在实际应用过程中，一方面也加大技术的研发力度，提升技术应用的适用性。另一方面，需要加强成本控制管理力度，做到成本全过程控制。 2.煤矸石充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 煤层开采过程中所产生的煤矸石可以直接应用于充填，应用原理是借助重力和风力等动力因素将其输送至矿井的采空区，继而实现充填目的。就现阶段煤矸石充填采煤技术应用情况来看，主要有机械化充填、人工充填、风力充填及自溜充填等，均可以取得良好的成效。人工充填因为效率低，且人工费较高，因而实际并不常用。风力充填与自溜充填所需要的动力均来源于自然，导致其受到自然因素的影响较大，因而实际也并不常用。机械化充填可以分为两类，即一般性机械化充填与综合性机械充填。在应用一般性机械化充填技术时，需要先对采空矿井周边的地质地形进行全面的勘察，而后再根据实际情况采用煤矸石抛掷机械向采空区域进行充填，经常被应用于煤层较浅、规模较小的煤矿地区。总的来讲，