国内外充填采矿技术发展现状分析 修改稿

国内外充填采矿技术发展现状分析

摘要：采矿技术一直都是国内外重点关注的对象，涉及范围较为广泛且带有一

定的发展前景。在开采煤炭资源的过程中，充填采矿技术作为国际上较为常见

的采矿手段之一，对开采工作具备独特的作用。基于此，本文结合目前国内外

充填采矿技术的发展现状，对其发展提出几点建议，以供相关单位参考。

关键词：采矿技术；充填采矿法；胶结充填技术

在当前社会经济和科学技术的快速发展下，推进采矿事业的改革显得尤为

重要，创新传统开采方式是其首要举措。近几年，充填式采矿技术被大量应用

于采矿作业中，【1】以其独特的效率优势和施工特性在采矿行业中占据一席之地，为推进我国采矿事业的发展提供重要条件。对于充填采矿技术而言，利用废石、河沙、炉渣等材料对采空区进行回补填充，对可持续矿产资源发展理念具有实

质性意义，并且受到国内外煤炭利用专业机构的一致好评，成为采矿工作的首

选技术方式。

一、国内外充填采矿技术的发展现状

1.胶结充填技术的发展

近几年来，为适应煤矿资源地下开采工作，胶结充填技术的发展日益明显，解决了相关采矿技术难题。由于我国矿山数量较多，煤炭资源的使用率过于频繁，充填工艺与技术类型也在不断变化着，并不断提出新型煤炭资源利用技术。自二十世纪末期后，发达国家为提倡环境保护理念，对煤炭资源的开采工作提

出更加符合现状的充填技术，利用胶结充填方式开采矿产资源，【2】百矿集团对

中小型煤矿机械化开采是其重要验证实例。目前，我国对胶结充填技术也予以

施行，【3】在“井田开拓”、“采矿手段”等方面积极增加推广力度，并且取得

了实际成效。对于胶结充填技术，相比崩落采矿方法更具优势，可将矿体资源

的损失率降低至10%范围内，可有效避免矿产资源的损毁情况。

2. 膏体充填技术的发展

在采矿行业中，充填技术主要是以主流工艺方面来探究的，其中膏体充填

的实际应用最为明显。结合我国充填工艺技术的不同发展阶段，膏体充填技术

在近几年发展尤为快速，利用膏体的独特稳定性和可泵性，将其应用于较长距

离输送堵管等相关工作方面，但在含快石的膏体充填材料研制方面还存在一定

问题，为此国际上一些发达国家对此加大了研究力度，积极推进高浓度膏体制

备和充填料分配系统，其中加拿大对贮仓制备膏体填充料的设计已取得实际性

成效，【3】其中以“膏体填充技术公司”相关服务举措最为显著。关于我国对膏

体充填采矿技术的研究，在“煤安监司函办〔2016〕14号《关于加强兼并重组煤矿安全生产的指导意见（征求意见稿）》”中，对填充技术进行扩展化发展，整体充填工艺技术和膏体装备水平的全面发展较为迅速，对我国采矿行业的发

展具有一定辅助作用。在第六届全国充填采矿会议中，【1】对充填法的后续发展

提供更加明确的意见和举措，利用膏体填充技术的发展为采矿行业提供新的应

对举措，这也是当前充填采矿技术发展的重要支撑依据。（为进一步了解膏体

充填技术的工作流程，详情见图1）

图1 膏体充填系统工艺流程图

二、对充填采矿技术的几点建议

1.提升技术水平，保障采矿质量

结合目前国内外对充填采矿技术的大力推广现状，充填技术利用独特优势

已被普遍应用于采矿行业中，为相关采矿企业创造一定的经济效益，但在技术

水平方面还需要进一步加强，以便保障矿产资源开采质量。在开采过程中，相

关单位需要根据开采区域的实际发展情况，并结合采矿技术相关使用准则对其

进行系统化分析，做好煤炭资源开采的选择管理工作，为煤炭资源开采提供辅

助条件；增强相关施工人员的专业技能培训力度，使其掌握充填采矿技术使用

规程，适时开展技能培训活动和开采施工现场模拟，让相关操作人员了解充填

采矿技术的重要性，这也是提高开采工作效率的实际性举措；做好深部充填采

矿技术的应对管理工作，这对高应力、高温等相关采矿工作具有重要作用，当

矿床开采的延伸力度不断增加时，需要严格避免煤炭开采相应的危害现象，为

矿产资源开采提供技术条件。据相关数据将统计，我国为提升填充采矿技术的

水平程度，在大型规模矿山的应用领域适时增加了充填技术手段，对超出1000

万t/a规模的矿山也正在予以积极推广利用，以“山东新巨龙煤矿”开采工作

为例，适时引入充填采矿技术以保障大型自动化采煤作业的安全可靠性，为煤

炭资源的不断发展提供了重要的技术支撑。

2.研发新型材料，推动产业发展

关于填充材料的质量问题，国内外相关机构也在不断增加投入力度和研发

资金，为采矿产业发展提供实际保障。在实施采矿工作时，如果填充材料的质

量保障达不到相关标准，采空区围岩出现位移、损坏情况时有发生，对矿井采

矿作业会造成一定影响。为保障采矿工作的持续发展，相关部门需要以“渗水度、耐热力、抗剪力和挤压度”为考虑因素，结合不同区域矿产资源存在特征，并利用填充采矿技术的选择优势原则，对其填充材料进行适时改革创新。目前，填充技术主要以高水材料为设计对象，具备充填料迅速排出、充填机体快速固

结等实际功效，但在部分矿山和煤矿建设中，该种材料缺乏长期稳固性能且充

填体强度不高，不利于全面应用矿产资源开采中。为此，【3】可结合高水材料的

抗压性、抗震性、渗水性等特殊优势，在保持此种特性优势的前提下，增加固

化强度并延展渗水腐蚀性能，利用材料对突发冲击的抵抗力作用和地热作用，

创新新型充填固化材料和具备成本优势的新型发展材料，以解决深部充填采矿

带来的不平衡应力作用。目前，我国填充采矿部门秉持绿色环保理念，将回采

工艺、环保工艺纳入充填采矿技术中，加大高水材料的研制和开发力度，通过

新型充填采矿固体高强度材料投入采矿作业的方式，完成了采矿技术的更新换代。在2015年中期，“全国煤矿自动化开采技术现场会”在陕西煤化集团黄

陵矿业公司举办，以“研制新型材料”为煤矿开采工作的重要实施依据，充分

体现充填方式的独特作用，以保障煤炭资源的开采。