探讨充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年第12期   作者:李明杰
[导读] 我国采矿行业的发展水平在工业发展速度不断提升的环境下,一直处于高强度、长时间的开采状态,导致地表浅层矿产资源呈现出开采条件极其复杂、开采难度较大、开采深度较深、矿产资源日渐枯竭的现象。
        摘要:我国采矿行业的发展水平在工业发展速度不断提升的环境下,一直处于高强度、长时间的开采状态,导致地表浅层矿产资源呈现出开采条件极其复杂、开采难度较大、开采深度较深、矿产资源日渐枯竭的现象。因此,将充填采矿技术合理的运用在矿产资源的开采工作中,能够保证相关开采工作高效、安全的开展,在很大程度上能够解决我国采矿行业普遍面临的问题。鉴于此,加大研究充填采矿技术的力度,针对其中存在的问题进行深入分析,并采取对应的措施将存在的问题有效解决,在此基础上争取政府的大力支持,进一步提高我国采矿行业整体实力的同时,为我国综合资源竞争力的全面提高贡献力量。
关键词:充填采矿;应用;相关问题
引言
        煤炭对中国经济的发展有重要意义。经过多年的开采,中国已经进入了煤炭资源开采的高峰期。随着煤炭资源的大量开采,由此带来的环境问题也日益突出。常见的问题有矿区周围的矸石山、地表塌陷、地下水断流以及生态环境被破坏,这严重威胁了中国煤矿行业的可持续发展[1-3]。随着社会的不断发展,对环保的要求也越来越高。煤矿地下开采引发的环境问题根源在于采空区上方的岩层发生运动。为了克服煤矿开采过程中的岩层运动,提出了充填采矿技术。本文围绕煤矿开采引发的环境问题以及充填采矿技术的优点进行阐述。
一、充填采矿技术在采矿中的应用
        根据对充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题展开的大量实际调查研究能够更加明确的了解,充填采矿技术是我国目前采矿行业主要运用的技术之一,由于充填采矿技术能够保证局部位置在进行深度开采中的安全性,还能有效实现我国绿色开采和无废开采的目标。我国目前主要运用在采矿工作中的充填采矿技术有:分级尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体泵送充填、全尾砂结构流胶结充填,具体如下。
        (一)分级尾砂胶结充填技术
        分级尾砂胶结充填技术主要指的是,通过对胶结剂的利用,比如:经过细化研磨的炉渣、石膏、水泥等,使填充体的独立性得到有效强化。相比传统分级尾砂填充方式相比,分级尾砂胶结充填技术对矿产掩埋位置较深的找矿工作具有较大优势。
        (二)废石胶结充填技术
        废石胶结充填技术主要指的是通过运用自淋混合工艺技术将废石水泥浆或者废石砂浆进行混合,制作废石胶结充填技术所需要的填充料。目前,主要在小范围找矿工作中被普遍运用,由于废石胶结充填技术具有比较简单的操作工艺、较低的成本投入、能够使企业连续填充的施工目标有效实现。
        (三)膏体泵送充填技术
        膏体泵送充填技术主要指的是建立在传统充填输送泵制造技术基础上,不断完善、发展起来的一种新型充填采矿技术。其具有较高的密实程度、较低的充填体压缩率、较高的开采安全性,目前,已经被采矿行业普遍认可和接受,并大范围使用。由于全尾砂结构流胶结充填技术的开采深度,能够达到1500米以上,因此,是目前我国采矿企业使用频率最高的技术之一。
二、煤炭资源开采存在问题
        (一)资源浪费且利用率低
        虽然我国煤矿资源较为丰富,但由于采矿技术仍不够完善,再加上对小型煤矿资源的不重视,导致资源浪费问题严重,而且煤矿开采利用率较低。由于煤矿企业采矿能力差异性较大,许多中小型矿产开采率较低,使资源得不到有效开发,极大限制我国煤炭开采的可持续,相较于先进国家,在煤炭开采利用方面还有较大提升空间。


        (二)废石尾矿环境破坏作用
        煤矿开采过程始终伴随环境破坏,危害矿山的植被、原有地貌等,更甚者是煤矿开采末期的废石和尾矿问题,可导致严峻环境污染,这是因为矿山废石中富含有害重金属,若随意抛弃在地表,会严重污染土地,阻碍植物生长,以至于废弃矿山一片荒芜。长期以往,矿山原址甚至会因缺乏植被而逐渐沙漠化,存在严重环境危害性。此外,废石和尾矿中重金属的存在除污染地表之外,对水资源、空气等也污染严重,废石和尾矿将严重危害人们生活环境。
        (三)地表变形与坍塌问题
        由煤炭开采现状分析可知,对于煤炭开采的管理不够严格,相关制度落实也不到位,管理上的松散致使部分煤炭开采企业贪图效益,而忽视环境安全的保护,过度的煤炭开采,使得煤炭地表严重变形,甚至于出现地面塌陷等事故,不仅破坏环境,而且严重威胁人身安全,使煤矿开采出现较大环境和经济效益损失。
        (四)充填采矿技术有待提升
        目前,由于我国一部分采矿企业具有的生产技术比较落后,很多时候在开展采矿作业的过程中,并没有使用任何形式的充填采矿技术,导致这些企业具有的采矿生产率比较低。与此同时,还有一部分采矿企业能够认识到充填采矿技术具有的作用和价值,虽然在进行矿产开采的过程中能够选择充填采矿技术,然而,由于缺乏专业的施工人员以及现有施工人员掌握充填采矿技术的能力和水平不高,导致在采矿作业中经常出现影响矿产质量的问题,并且很难做到第一时间发现这些问题产生的原因以及及时将这些问题妥善解决。不仅对采矿工作人员自身的安全造成巨大的威胁,而且,还会导致采矿工作的质量无法得到保障。根据对充填采矿技术在采矿中具有的问题以及对应解决措施展开的大量实际调查研究能够更加明确的了解,想要采矿企业运用充填采矿技术的能力进一步提升,在具体开采作业正式施工之前,采矿企业必须对施工现场情况以及施工目标明确了解并掌握,然后,制定一套具有较高有效性和合理性的方案。在此基础上,结合矿区现场施工的具体要求,对制定的方案进行细化,提前做好每一个环节的预测。与此同时,采矿企业还要加强施工人员专业素养的培训力度。
三、充填采矿技术优势分析
        (一)环保方面优势
        现如今,在煤矿开采中充填采矿技术更加受到重视,也有了更多的应用。填充采矿对于传统意义上的煤矿开采来说,有效弥补采矿的环保劣势。采矿本身对环境有较大破坏,填充采矿的应用有效缓解采矿对环境的损坏,对工业废料也提供了新的处理方法,填充采矿具有较好环境效益,有效贯彻了绿色发展理念。现阶段,对煤矿开采提出了绿色、无废采矿的新要求,有的煤矿借助化学手段实现了精煤和废煤的有效分离,这样废煤就可用作充填采矿的原料,解决了工业废料处理难的问题,也体现环保方面优势。
        (二)避免地表变形和下沉
        煤矿开采结束后,为了防止煤矿区域产生变形和位移,需要使用填充技术对空地进行填充,控制好围岩,固定好煤矿的位置。采用填充技术能够很好的减少应力分布不合理的现象,提高施工进度,缩短开采工期,大大提高了工作效率,有利于对煤矿进行充分的开采和加工。同时填充技术能够有效地降低能量对地基的冲击力度,增加了煤矿开采的安全性。
结束语
        综上所述,煤炭资源是十分重要的工业、生活的能源物质,在其开采和加工的过程中需要利用更为优质的手段和自动化的控制技术,提升煤炭开采的经济效益和安全性,促进行业的深入发展。
参考文献
[1]张润达.充填采矿技术应用发展和存在问题分析[J].山东工业技术,2019(09):92.
[2]孙延统.露天转地下矿山对于充填采矿技术的应用[J].中国金属通报,2019(02):37-38.
[3]杜德岗,章锦荣,杜戴光.试析充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题[J].世界有色金属,2018(22):191+193.
[4]许士奎,罗光敏,牛田瑞.探讨充填采矿技术应用发展及存在问题[J].世界有色金属,2018(19):54+56.
[5]苏如昆,郭明东.充填采矿技术应用及存在问题的分析[J].山东工业技术,2018(22):88.
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