煤矿井下充填式开采技术分析
金属矿山井下开采方法及安全管控措施

金属矿山井下开采方法及安全管控措施摘要:随着社会的发展与科技的进步,冶金行业已成为了国家经济发展的重要命脉,其涉及到的领域十分广泛,如钢铁、有色金属、贵金属、稀有金属都属于其领域范畴。
这些领域的存在与发展几乎均依赖金属矿山的开采,据调查显示,目前金属矿山所提供的矿产资源在相关领域内仍然占据了超过90%的比重,这不仅在一定程度上促进了国内经济的发展,更满足了随着社会发展而骤增的矿产资源需求量。
因此,金属矿山的开采目前仍然是金属领域及矿业领域炙手可热的研究课题。
针对这一情况,本文将对连续采矿技术概念、金属矿山的采矿现状进行阐述,并以此为依据分析科学的井下开采采矿方法,最后对其相关安全管控措施做出探究,以此为相关从业者提供理论参考。
关键词:金属矿山;井下开采;采矿方法;采矿现状;安全管控措施一、引言近年来,我国采矿行业的发展日新月异,目前在井下采矿领域已应用了连续采矿技术,而连续采矿技术作为全球范围内广泛应用的一类采矿技术,其应用标志着我国的采矿行业已基本达到全球先进水平,基本实现了井下操作的智能化、机械化与连续化。
金属矿山的井下开采涉及到的作业项目一般较多,就目前而言,其主要涉及的作业内容包括但并不仅仅限于施行安全维护、采矿施工的实施等等,这些内容皆是开采工程的重中之重,但在此之前,要确保矿建工程顺利开展,首先需要保证的便是矿建施工的质量,唯有对矿建施工的质量做出保证,井下开采采矿作业方才能够得以顺利开展,这已经对相关领域及单位带来了一定的技术要求。
而与此同时,近年来随着我国基建工程等诸多工程规模的扩大,国家方面针对金属矿产时采矿力度也逐步增大,这更增加了金属矿山井下采矿的技术要求与开采压力。
由此可见,为了同时确保金属矿的开采效率与质量,开采方面不仅需要熟练地掌握井下开采采矿技术与方法,还需要做好安全管控措施,实现经济效益、效率、质量以及安全系数的多向提升。
二、常见的金属矿山井下采矿方法所谓“采矿方法”,即确保采矿方能够以安全且经济的方式将处在矿块、矿柱以及矿房内的矿石开采出来的手段,其主要内容主要涉及对矿块的精准切割、对矿石回采以及对采矿区的处置等多方面的工作。
采矿工程超高水充填材料应用标准

采矿工程超高水充填材料应用标准摘要:在煤矿开采环节经常会存在着以下几个问题:煤炭自燃发火、工作面过空巷等,这些问题在老矿井中尤为明显,严重影响着矿井开采的安全性。
现如今超高水充填材料在采矿工程中有着十分广泛的应用,可以起到很好的预充空巷和防火灭火的作用。
本文将对超高水充填材料的注浆防火技术、欲充空巷开采技术以及充填开采技术进行深入分析,希望可以促进煤炭采矿工程的顺利施工。
关键词:超高水填充材料;煤矿工程;具体应用超高水充填材料由两部分组成的,一部分是以铝土矿为主要原材料经过烧制和复合超缓凝剂组成,另一部分是由石膏与复合速凝剂组成,在使用时需要将两种液体按照等体积比例混合,在混合一段时间后即可凝固成具有相对强度的充填材料。
超高水充填材料不仅无毒无害,而且制作过程简单,两种液体在混合后的8~30分钟内就可呈现初凝状态,凝固后的抗压强度可达到0.66~1.65MPa,并且单浆液能够做到长时间运输且不凝固,因此在采矿工程中具有十分广泛的应用[1]。
1超高水材料充填开采技术及原理1.1超高水材料充填开采技术利用超高水材料对采矿区进行充填,常用的方法有混合式充填法、开放式充填法以及袋式充填法等,施工人员需要结合矿井的实际情况选择合适的充填方法。
超高水材料充填技术在应用时涉及到浆体制备、材料储运、浆液输送、采空区充填等几个步骤,具体的技术流程如图1所示,其中制备浆体是整个充填技术的核心所在,现如今已经实现了由PLC系统进行自动化控制。
1.2超高水材料充填开采技术的原理分析矿井在开采后采空区的上覆岩层会形成裂隙带、弯曲下沉带以及冒落带,彻底形成这三带需要一定时间,也就是具有一定的滞后特点,所以利用超高水材料进行充填就是利用矿井开采后的缓冲时间,让采矿区域充满超高水材料并且胶结在一起,这可有效防止采空区顶板塌落,使得上层岩石的活动趋于稳定,确保采空区域的安全性。
同时对裂隙带空隙以及冒落带进行密实充填,也会极大的降低下沉带的下沉空间,从而控制地表的下沉量,这可有效防止地表塌陷,降低对地面的影响。
充填介绍

结合掘进机(或连采机)性能和支护难易程度,设计充 填巷宽度为4.0~6.0m,远小于采深的四分之一,是可靠的, 能确保地面建构筑物安全。 隔离煤柱宽度 隔离煤柱的合理留设,可使这些煤柱(或连同充填体一 起)具有足够的稳定性,能长期地支撑上覆岩层,维护地表 稳定而不塌陷。为了保证煤柱具有足够的强度,必须满足煤 柱承载的稳定性系数。一般为4.0~6.0m。
3CaO3Al2O3CaSO4+8CaSO4+6CaO+96H2O3( 3CaOAl2O33CaS泵
机 送 输 旋 螺 A料 A搅拌桶
输送系统 水泵
水仓
水泵
A浆液 缓冲池 水泵
输送管路
机 送 输 旋 螺 B料 B搅拌桶
混水器
制浆系统
B浆液 缓冲池
高水膨胀材料
高水膨胀材料以粉煤灰、生石灰和水泥为主要原料,以石 膏为调节材料,按一定比例配合与水搅拌成混合料浆。 各组成材料之间在一定温度下相互反应,产生一系列的水 化物。粉煤灰中的二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化钙、各 种辅料发生反应,生成水化硅酸钙(C2S2H凝胶),水化铝 酸钙(CAS)。这些产物将固态充填体中各固体颗粒胶结 在一起,形成牢固的充填体。 3CaO.AI2O3+6H2O=3CaO.AI2O3.6H2O(水化铝酸钙) 2(2CaO.SiO2)+4H2O=3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2 3CaO· SiO2+nH2O=xCaO· SiO2· yH2O+(3-x)Ca(OH)2
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减沉效果
充填开采地表沉陷的主要影响因素是:充填前顶板下沉量 、充填体欠接顶量和充填体压缩量。其中,充填体压缩量 起主要决定作用。
进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用

2022年 6月下 世界有色金属53采矿工程M ining engineering进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用关鑫磊,孙京阁,蒋晓龙(山东黄金矿业(玲珑)有限公司,山东 烟台 265400)摘 要:进路式充填采矿法实施中最为重要的一个工艺环节就是充填接顶,与此同时,充填接顶还是现阶段充填工艺非常关键的一个技术难点。
在现代矿产生产行业发展的过程中,进路式充填采矿法得到了非常广泛的使用,并且,就算矿体及生产环境是不同类型的也可以很好的适用,以此实现回采率的全面提升,并且实现采空区暴露时间的有效缩短,最后提升整体工作的安全性跟高效性。
现阶段,大多数地矿产生产环境是比较复杂的,并且还对安全标准要求更为严格,进路式充填采矿法充填接顶技术的推广使用是非常重要的。
在实际生产的过程中,如果面对的是已经回采进路的采区,那么一般情况下接顶率是比较低的,甚至还会影响到充填体的稳定性,甚至产生安全隐患。
所以在实际工作中,应该格外重视进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用。
关键词:进路式充填采矿法;充填接顶技术;应用中图分类号:TD803 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2022)12-0053-3Key points and effective application of filling and roof connection technology in drift filling mining methodGUAN Xin-lei, SUN Jing-ge, JIANG Xiao-long(Shandong gold mining (Linglong) Co., Ltd,Yantai 265400,China)Abstract: The most important process in the implementation of drift filling mining method is filling and roof connection. At the same time, filling and roof connection is still a key technical difficulty of filling technology at this stage. In the process of the development of modern mineral production industry, drift filling mining method has been widely used, and even if the ore body and production environment are different types, it can also be well applicable, so as to comprehensively improve the recovery rate, effectively shorten the exposure time of goaf, and finally improve the safety and efficiency of the overall work. At this stage, the production environment of most mines is relatively complex, and the requirements for safety standards are more stringent. The popularization and application of the filling and roof connection technology of drift filling mining method is very important. In the actual production process, if the face is the mining area with the stoping route, the roof connection rate is generally relatively low, which will even affect the stability of the filling body, and even cause potential safety hazards. Therefore, in practical work, we should pay special attention to the key points and effective application of filling and roof connection technology of drift filling mining method.Keywords: drift filling mining method; Filling and capping technology; application收稿日期:2022-06作者简介:关鑫磊,男,生于1987年,满族,黑龙江萝北人,本科,采矿工程师,研究方向:采矿工程。
采矿业中的矿山开采技术与方法

采矿业中的矿山开采技术与方法矿山开采是采矿业的核心环节,对于矿产资源的开发和经济发展具有重要作用。
在采矿业中,采用合理高效的矿山开采技术与方法,不仅可以提高矿产资源的开采效率,降低生产成本,还可以减少对自然环境的破坏。
本文将介绍几种常见的矿山开采技术与方法。
一. 直接浸染法直接浸染法是一种常用的矿山开采技术,适用于高品位的矿石。
该技术通过将溶剂浸入矿石中,使有价金属溶解于溶液中,再经过萃取、析出等工艺,得到金属的纯度较高的产品。
该技术具有工艺简单、操作方便、提取效率高等特点,但其对矿石质量要求较高。
二. 隧道开采法隧道开采法是一种常见的地下矿山开采方法,适用于狭窄、纵深较大的矿体。
该方法是通过在地下挖掘隧道,采用掏底、爆破、清理等工艺,将矿石逐层开采。
隧道开采法具有矿石损失小、灾害风险低等特点,但对开采工艺的要求较高,需要解决通风、排水等问题。
三. 回采法回采法是一种常用的地下矿山开采技术,适用于大规模矿体的开采。
回采法采用逐层开采的方式,通过将矿体中的矿石从下往上开采,再沿斜坡或井道将矿石运送至地面。
回采法具有开采效率高、矿石损失小等特点,但对地下设施的要求较高,需要解决巷道支护、矿石输送等问题。
四. 看守充填法看守充填法是一种常用的地下矿山开采技术,适用于矿床规模较小、矿石品位低的情况下。
该技术通过预先将非有用矿石填充至采矿空间,再通过隔板控制采矿进程。
看守充填法具有节约矿石资源、减少矿石损失等特点,但对地下支护、充填材料的选择等问题需要解决。
五. 矿山开采环境保护技术除了矿山开采技术与方法,矿山开采环境保护技术也是采矿业发展中不可忽视的一环。
矿山开采过程中会产生大量的废弃物和废水,对周边环境产生负面影响。
因此,采用合适的环境保护技术,如封闭式采矿、循环利用废弃物、废水处理等,对减少环境污染具有重要作用。
总结:矿山开采技术与方法是采矿业中的重要组成部分。
通过选择合适的开采技术与方法,可以提高矿产资源的开采效率,降低生产成本,减少对自然环境的破坏。
进路式充填采矿法充填接顶技术及应用

进路式充填采矿法充填接顶技术及应用摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的金属矿采矿工程的发展也越来越迅速。
进路式充填采矿法能适应各类复杂矿体,可最大限度地提高采矿回采率,而且具有采空区暴露时间短、回采安全等优点。
因此,多被应用于矿岩不稳固、顶板允许暴露面积小的矿山开采中。
但是,在应用过程中,已回采的进路采场存在充填不接顶或接顶率低的现象,导致充填体稳定性较差,顶板实际暴露面积增大,在下一步回采进路过程中,充填体极易受采动影响导致充填体片帮和倒塌。
影响充填体接顶率的因素主要分为以下几个方面:①充填料浆自流坡度。
由于充填料浆骨料会发生沉降,因此充填管道出料口到采场边缘会产生自由坡度,当出料口接顶时,采场边缘并未接顶。
②充填体自然沉降。
一般充填料浆沉降率为1%~10%,充填料的沉缩会导致充填体不接顶。
③充填系统和料浆参数。
充填系统和工艺要求充填料浆要有好的流动性,进而限制了料浆浓度,低浓度充填料浆进入采场内由于脱水影响了采场的接顶效果。
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。
采矿工程中井下采矿技术措施分析

采矿工程中井下采矿技术措施分析摘要:随着我国在科技领域的持续进步,确保井下采矿技术工作的高效进行变得尤为关键。
这不仅可以为我国的井下采矿方式带来新的选择,还能保障井下采矿活动的整体安全与稳定。
在新时期背景下,为了更好地提升井下采矿技术水平,必须要对现有的采矿技术进行不断创新与改进。
为了推动我国的采矿行业健康快速地发展,创新井下采矿的技术手段,增强井下采矿技术人员的专业素养和能力,并完善相关的技术制度。
所以在实际的开采过程中,必须要重视对井下采矿技术以及井下采矿技术发展前景的研究与分析。
关键词:井下采矿;技术;发展趋势;分析引言井下采矿是一项充满挑战的任务。
随着资源的持续减少,必须提高资源的开采效率和质量,以减少资源的浪费和对环境的负面影响。
同时,要重视安全问题,加强矿山地质勘查与管理,做好地质灾害防治工作,避免事故发生。
随着科技的持续发展,井下的采矿方法也在持续改进,这有助于简化井下采矿的复杂性并降低安全事故的可能性。
1井下开采概述在矿产资源的开采过程中,井下开采是一种与露天开采方式相匹配的方法。
井下开采技术主要包括采矿方法和采矿方法等内容。
相较于露天的开采方法,井下的开采技术难度显然更高,但鉴于绝大部分的矿产都被埋藏在地下,因此必须选择井下的开采策略。
井下采矿可以提高资源利用率,降低矿石开采成本,减少环境污染,从而有效促进我国矿产事业的快速健康发展。
在矿产资源的生产活动中,井下的开采方法被视为最关键的手段,因此对井下开采技术的研究具有深远的实际意义。
目前我国的矿山资源主要分布于一些比较偏僻的地区,所以井下开采工作也受到了很多限制。
在实际操作中,为了满足矿山开采的实际需求,井下开采对其开采量和开采方法进行适当的调整,以适应当前社会的发展趋势。
目前我国矿山资源比较丰富,但是因为地质条件比较复杂,所以导致开采工作受到很大阻碍。
随着工业化进程的加速,社会对井下开采技术的需求也在不断增长。
传统的开采方式已经难以满足这些需求,因此矿产单位对井下采矿技术进行相应的调整。
矿山充填开采的效益调查与分析(6稿)

1、地表不均匀下沉时,车辆容易发生交通事故;
2、下沉量大且潜水位高时,影响其使用寿命。
导水裂隙带可能会与水体沟通,严重时将会导致淹井灾害。
倾斜
变形
倾斜变形较大时,造成建筑物结构中间折断,影响排水系统,威胁人身安全。
引起路面倾斜,影响车辆正常运行。
导致水体两侧的坝体、坝基受力不均,容易引发溃堤灾害。
⑶大气污染问题
当前“三下”采煤对大气环境的污染问题主要表现在煤矸石自燃释放的污染气体,主要是CO(一氧化碳)、CO2(二氧化硫)、SO2(二氧化硫)、H2S(硫化氢),这些物质对大气环境的污染最为严重。
CO:是煤矸石的含碳物质在不完全燃烧下产生的,大量的一氧化碳对周边人畜和其它动物构成严重的威胁,并且其浓度达到一定范围还会引起爆炸。
前言
我国是一个多煤少油的国家,2010年煤炭占我国一次性能源生产和消费的比例高达60%。随着经济的飞速发展,煤炭资源消耗大幅增加,可开采量日益短缺。一方面由于煤炭可开采资源不断减少,开采深度下延,成本加大;另一方面建筑物下、水体下、铁路下(简称“三下”)压着大量可开采的煤炭资源无法有效开采出来。据统计我国现有煤炭储量约1.02万亿吨,但是有效开采量仅3000亿吨左右,而国有煤矿的建筑物、水体、道路下压煤量就达138亿吨。“三下”压煤直接影响了矿井接替,缩短矿井服务年限,同时煤炭开采中产生的煤矸石大量露天堆放,不仅严重污染生态环境而且对社会和经济发展危害极大。随着煤炭开采技术水平的提高,充填开采技术得到了极大发展。充填开采不仅能大量回采“三下”压煤,提高煤炭产量,而且能有效控制地表下沉,减少煤矸石对水资源、大气和土壤的污染,具有很高的经济、生态和社会效益。
条带开采方式虽然不需要对村庄进行整体搬迁,但是还会产生一定的地面沉降,造成地面建筑物的破坏,采用什么方式对建筑物进行修补和补偿金额等问题引发了政府、企业和人民之间的矛盾,如果不能很好的处理这些矛盾和分析,对于所在地区居民的生产生活也会产生相当大的影响,对构建社会主义和谐社会产生不良影响。
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煤矿井下充填式开采技术分析
随着社会的发展,我国对煤炭需求量也呈上升趋势,煤矿井下开采工作量越来越大,因传统煤矿开采技术而引发的水土流失,人们的生活环境受到污染,居民居住的房屋倒塌,道路出现严重的断裂现象,更严重地会引发地球表面的塌陷,人民的生产生活得不到很好的经济保障。
所以,煤矿井下充填式开采技术是当前关系着我国的经济发展和人民的正常生活的重中之重。
标签:煤矿;充填式;开采技术
按照一定的比例将硅类物质做为主要材料与固化剂、膨胀剂等辅助材料进行配比制作出来的即为充填物。
煤矿井下充填式开采技术就是将这种充填物,通过技术手段从地面上向地下钻取多个大小不一的孔,将这些孔做为输送管道将充填物输入到井下的做法。
这种开采技术几乎不需要运行成本,煤矿的输出率较高,而且也不会使地面出现明显的下沉或下降的现象。
这种开采技术的优势对我国煤矿开采做出了重大贡献。
1 我国充填开采技术的应用现状
传统条状柱式的开采技术,技术手段比较落后,进行煤矿开采时,可以进行开采的开采面较短,可开采煤矿的数量特别低,一般都是数个开采方位同时开采,煤矿回采工艺较为简单,煤矿输送方向与煤矿开采方向呈垂直状态,这种开采技术遇到大范围的建筑群体或在铁路下方进行煤矿开采时,开采工作极不方便进行,开采进度慢,开采质量不高。
我国煤矿开采一般采用高水充填工艺、膏体充填工艺、煤矸石充填工艺,这三种工艺开采法对水土流失、生态环境、水资源的破坏力较小,这种开采技术对我国水力资源的保护,生态环境的保护,城市的稳定发展等具有极其深远的影响。
充填式开采技术的出现,解决传统开采技术带给人们的伤害,使我国一些老矿区煤矿的可开采资源有了很大的提高,同时提高了煤矿资源的回收率,有效缓解了煤矿开采对水土流失、生态环境、水资源的破坏力。
充填式开采技术使一些煤矿废渣、超大型的煤矿开采群和部分尾矿的后期工作无形中得到了有效的解决。
我国对煤矿开采的提倡方案一出台,加快了充填式开采技术在我国煤矿业的推广速度,对我国一些老煤矿的开采工作提供了很好的发展空间,为我国提出绿色开采打下了良好基础。
2 煤矿井下充填式开采技术分析
充填式開采技术根据充填材料不同分为三类:干式充填法、水力充填法、胶结充填法。
2.1 干式充填法
将地下开采出来的废物矿石和碎石,通过碎石机进行粉碎后,借助风力或人力将其输送到煤矿采空区域,有些比较复杂的会借助机器进行输送工作。
干式充填法,通过从上到下的方法先开采煤矿比较集中的区域,然后再开采煤矿比较分散的区域,这种充填法一般使用在开采区域厚度小于4米的价值比较高的矿石群、水力资源相对缺乏的矿山和水力资源比较丰富的矿山等。
2.2 水力充填法
通过水力将废炉渣、碎石、砂石等充填物运用输送法将充填物送到煤矿采空区域。
水力充填法的充填物具有较好的抗压能力,适用范围比较广泛,普通的煤矿群都可以使用,而且废石含量少、矿石纯度较高。
2.3 胶结充填法
通过水力将废炉渣、碎石、砂石等混合在一起制成水泥或泥浆状胶结物运用机械输送法将充填物輸送到采空区域。
胶结充填法的充填物会稍微产生膨胀,结晶水晶比较大,而且充填物的使用强度的增长速度比较快,与大部分的尾矿都可以产以胶结,胶结充填法可以使生产成本降低,达到废物利用,不会破坏生态环境。
3 充填开采技术应用过程的分析
根据煤矿所在环境、地理位置不同,运用充填开采技术的方法也有所不同。
比如,在矿石与围岩结构比较稳固,矿体整体厚度在15米以下的开采区域,可以进行自上而下,逐步分层方法进行充填采空区域的工作;在矿石、围岩结构不稳固的开采区域,回采工作结束后,需要进行从下而上,逐步分层方法进行充填采空区域的工作,以保证采矿过程中的安全;地面上面积较大的煤矿,可以将其分成几个开采区域,面积变小使开采工作容易进行,矿石回采率也会提升,这就是分段充填采矿技术;在矿体比较薄的开采区域,可以使用削壁充填采矿技术进行充填采空区域的工作。
4 国家应完善煤矿充填的政策和法规
我国对煤矿资源的需求量较大,而实施全面充填开采并不可行,对于有煤矿可开采资源的人口相对密集、自然生态环境比较差、需要保护的国家级耕地等地方,这些开采区域的道路、大型建筑群、水力资源、空气质量、生态环境等与人们生活息息相关的保护,就需要国家按照相关法规,制定科学合理的条款。
通过我国煤矿资源的分布情况,国家应该规划出适用煤矿充填开采技术的区域,并将各分布区域之间的关系进行协调,不要对煤矿开采区域划分产生异议。
对充填式开采每个环节和生产加工过程所产生的费用实行一定的优惠政策,以保证充填技术的推广和合理运用。
5 结束语
充填式开采技术对煤矿井下开采工作的安全系数提高、煤矿的回采率有所加大,而且对开采过程中产生的垃圾进行有效利用,符合绿色环保的煤矿开采技术的要求。
充填式开采技术对我国煤矿开采领域做出了很大贡献。
参考文献:
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