进路式膏体充填采矿法充填接顶技术的创新实践及效果分析

进路式膏体充填采矿法充填接顶技术的创新实践及效果分析

邱大增王承治 米朝辉

第一作者身份证号码：53302419931112101X

摘要：本文针对进路式膏体充填采矿法中的充填接顶技术进行了创新实践及效果分析。首先，介绍了进路式采矿法和膏体充填技术的基本原理，并阐述了充填接顶技术在采矿过程中的重要性。接着，详细描述了充填接顶技术的创新实践过程，包括新型充填材料的研发、接顶工艺的优化以及智能监测与控制系统的引入等方面的内容。通过案例分析，展示了创新实践在具体矿山中的应用效果。最后，对充填接顶技术的效果进行了定量评估，包括接顶质量的评价、安全生产效益和经济效益的分析。研究结果表明，创新实践显著提高了充填接顶技术的效果和矿山的安全生产水平，同时也带来了显著的经济效益。本文的研究为进路式膏体充填采矿法充填接顶技术的进一步发展和应用提供了有益的参考。

关键词：进路式采矿法；膏体充填技术；充填接顶技术；新型充填材料；接顶工艺优化

引言：随着矿产资源的不断开采，采矿技术的创新与发展显得尤为重要。进路式膏体充填采矿法作为一种高效、环保的采矿方法，近年来在矿山生产中得到广泛应用。然而，在实际应用过程中，充填接顶技术作为确保采矿安全和生产效率的关键环节，仍存在一些技术瓶颈和挑战。因此，对充填接顶技术进行创新实践及效果分析，具有重要的现实意义和应用价值。

1.进路式膏体充填采矿法基础理论：

进路式膏体充填采矿法是一种新兴的矿山开采方式，其基础理论主要围绕高效、环保和安全的矿山开采目标展开。随着回采工作面的推进，用水泥等胶凝材料与砂石、炉渣或选矿尾砂等配置成浆状物，通过管道利用自然重力或机械动力将其输送至采场充填采矿区，以控制采场地压的采矿方法，形成连续高效的开采系统。这种方法大大提高了矿山的采矿效率，有助于实现资源的最大化利用。

膏体充填技术是该采矿法的核心。它采用废弃的煤矸石、粉煤灰、矿渣或炉渣等，通过一定手段制作成用于充填的膏状。在填充时，主要利用膏体自身的重力进入采空区。膏体填充状态需要进行实时观测，以确保其稳定性，使工作人员的自身安全得到保证。同时，膏体充填技术对于排放出的多种固体废弃物进行循环利用，实现了矿产资源的有效综合利用和地表沉陷的有效抑制，符合绿色开采的理念。

此外，进路式膏体充填采矿法还注重采矿方案的合理设计和充填工艺的选择。它采用分层回采的方式，每一分层均掘进分层联络道，以分层全高沿走向或垂直走向划分进路，这些进路顺序或间隔回采。这种回采方式不仅提升了回采率，还有效缩短了采空区的暴露时间，进一步提升了整体工作的安全性与高效性。

2.充填接顶技术的创新实践：

充填接顶技术的创新实践主要集中在提高充填效率、优化充填质量以及确保安全生产等方面。以下是一些具体的创新实践内容：

在充填材料方面，我们研发了新型充填材料，这些材料具有更好的流动性和压缩性，能够更好地适应采空区的形态，提高充填接顶的质量。同时，新型充填材料还具备环保性能，降低了采矿活动对环境的影响。

在充填工艺方面，我们引入了自动化和智能化技术，实现了对充填过程的精确控制。通过智能监测与控制系统，我们可以实时监测充填体的流动状态、接顶情况等关键参数，并根据监测数据进行及时调整，确保充填接顶过程的顺利进行。

此外，还对充填接顶设备进行了改进和创新。例如，我们采用了新型充填泵和输送设备，提高了充填材料的输送效率；同时，我们还设计了更加合理的充填管道布局，减少了管道阻力，进一步提高了充填效率。

在安全生产方面，我们注重充填接顶过程中的风险防控。通过优化作业流程、加强作业人员的安全培训等措施，我们降低了充填接顶过程中的安全风险，确保了采矿活动的安全稳定进行。

充填接顶技术的创新实践涵盖了充填材料、充填工艺、充填设备以及安全生产等多个方面。这些创新实践不仅提高了充填接顶的质量和效率，还为矿山的可持续发展和安全生产提供了有力支持。

3.创新实践中的挑战与对策

3.1挑战

创新实践进路式膏体充填采矿法充填接顶技术面临多重挑战。技术层面，需解决充填材料流动性、稳定性和强度问题，精确控制充填速度和量，确保紧密接顶。现场操作中，采矿环境复杂多变，采空区不规则，充填管道易堵塞，操作技术也影响实施效果。此外，管理层面同样重要，需制定详细技术方案和计划，建立管理体系和监督机制，并与其他部门协调合作。面对这些挑战，我们应深入研究材料配方和工艺，提升操作人员技能，强化管理监督，以推动创新实践的顺利进行。

3.2对策与建议

加强技术研发，优化充填材料配方和制备工艺，提高充填材料的性能。引入先进的监测和控制技术，实现充填过程的实时监控和调整，确保充填体能够紧密接顶。加强现场操作人员的培训和技术指导，提高他们的操作水平和技能，确保创新实践的顺利实施。建立完善的管理体系和监督机制，制定详细的技术方案和实施计划，确保创新实践的顺利进行。加强与其他部门和单位的沟通协调，形成合力，共同推动创新实践的发展。

4.效果分析

充填接顶技术的创新实践在矿山生产中的应用取得了显著的效果。首先，在充填接顶质量方面，新型充填材料的应用使得充填体更加均匀、致密，与矿体顶部的接触更为紧密。同时，智能监测与控制系统的引入使得充填过程更加精准可控，减少了充填体的流失和垮落现象。这些措施共同提升了充填接顶的质量，为矿山的稳定开采提供了有力保障。

从安全生产效益角度来看，充填接顶技术的创新实践显著降低了矿山生产中的安全风险。通过优化充填工艺和设备，减少了作业人员的劳动强度和安全风险；同时，新型充填材料的环保性能也降低了采矿活动对环境的影响。这些措施共同提升了矿山的安全生产水平，为矿工的生命安全和身体健康提供了更好的保障。

经济效益分析显示，充填接顶技术的创新实践也带来了显著的经济效益。新型充填材料的研发和应用降低了采矿成本，提高了资源利用率；同时，充填接顶质量的提高也减少了矿石的贫化率，提高了矿石的品质和价值。此外，通过提高采矿效率和降低安全风险，还减少了矿山生产中的损失和赔偿成本。这些经济效益的提升为矿山的可持续发展奠定了坚实的基础。

充填接顶技术的创新实践在矿山生产中的应用取得了显著的效果，不仅提升了充填接顶的质量和安全生产效益，还带来了显著的经济效益。这些成果为矿山的稳定开采和可持续发展提供了有力支持，也为其他类似矿山提供了有益的参考和借鉴。

结论

充填接顶技术的创新实践显著提高了充填接顶的质量和效率。新型充填材料的研发和应用，使得充填体更加适应采空区的形态，提高了充填的密实度和均匀性。同时，智能监测与控制系统的引入，使得充填过程更加精准可控，有效减少了充填体的流失和垮落现象。这些改进措施共同提升了充填接顶的整体质量，为矿山的稳定开采奠定了坚实基础。

创新实践在安全生产方面取得了显著成效。通过优化充填工艺和设备，降低了作业人员的劳动强度和安全风险，提高了矿山的安全生产水平。同时，新型充填材料的环保性能也降低了采矿活动对环境的影响，符合绿色矿山建设的要求。

从经济效益角度来看，充填接顶技术的创新实践为矿山带来了显著的经济效益。新型充填材料的研发和应用降低了采矿成本，提高了资源利用率。同时，充填接顶质量的提高减少了矿石的贫化率，提高了矿石品质，进而提升了矿山的经济效益。

参考文献：

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[3]王梓安.进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用[J].内蒙古煤炭经济,  2021,(15):122-123.