礦用充填材料確實是強化礦山安全的新選擇,具有多方面的優(yōu)勢,具體如下:
一、支撐加固作用:
提高井巷穩(wěn)定性:礦山開采后會形成大量的采空區(qū)和巷道,這些區(qū)域的頂板和圍巖容易發(fā)生垮塌,給礦工的生命安全帶來嚴重威脅。礦用充填材料能夠及時填充到這些空間中,對頂板和圍巖起到支撐作用,有效防止其變形和垮塌。例如,在一些深部礦井中,使用高強度的充填材料可以顯著提高巷道的穩(wěn)定性,減少頂板下沉和片幫等現(xiàn)象的發(fā)生。
增強礦柱強度:礦柱是支撐礦山采場的重要結構,其穩(wěn)定性對于整個礦山的安全至關重要。充填材料可以對礦柱進行加固,提高其承載能力,降低礦柱因受力過大而發(fā)生破壞的風險。通過合理的充填設計和施工,能夠使礦柱與充填體形成一個整體的承載結構,共同承擔采場的上部荷載。
二、防止災害發(fā)生:
預防火災:煤礦井下存在著瓦斯等易燃易爆氣體,一旦發(fā)生火災,后果不堪設想。礦用充填材料可以對采空區(qū)和易自燃區(qū)域進行及時充填,隔絕空氣,防止煤炭自燃。一些充填材料還具有良好的阻燃性能,能夠在火災發(fā)生時起到抑制火勢蔓延的作用。
控制瓦斯涌出:采空區(qū)是瓦斯涌出的主要來源之一,大量的瓦斯積聚在采空區(qū)中,不僅會影響礦工的身體健康,還容易引發(fā)瓦斯爆炸等事故。充填材料可以封閉采空區(qū)的裂隙和孔隙,減少瓦斯的涌出量,降低瓦斯爆炸的風險。同時,通過對采空區(qū)的充填,還可以改變瓦斯的流動方向和速度,使其更容易被抽采和排放。
減少地表塌陷:礦山開采會導致地下巖層的移動和變形,進而引起地表塌陷,對地面建筑物、農田和生態(tài)環(huán)境造成破壞。采用充填采礦法,利用充填材料對采空區(qū)進行及時填充,可以有效地控制地表的下沉和塌陷,保護地面設施和生態(tài)環(huán)境。例如,在一些城市周邊的礦山,采用充填技術可以更大程度地減少對城市建設和居民生活的影響。
三、改善作業(yè)環(huán)境:
降低粉塵濃度:在礦山開采和運輸過程中,會產生大量的粉塵,嚴重危害礦工的身體健康。充填材料可以對采空區(qū)和巷道進行密封,減少粉塵的飛揚和擴散,降低作業(yè)場所的粉塵濃度。同時,一些充填材料本身具有吸附粉塵的功能,能夠進一步凈化空氣。
減少噪音污染:礦山開采過程中會產生巨大的噪音,長期暴露在高噪音環(huán)境下,會導致礦工聽力下降和其他健康問題。充填材料可以對巷道和采空區(qū)進行隔音處理,降低噪音的傳播和反射,改善礦工的作業(yè)環(huán)境。
四、提高資源回收率:
減少礦石損失:傳統(tǒng)的采礦方法往往會導致大量的礦石殘留于采空區(qū)中,造成資源的浪費。采用充填采礦法,利用充填材料對采空區(qū)進行填充,可以有效地支撐頂板和圍巖,使礦石能夠得到充分的回采,提高礦石的回收率。例如,在一些薄礦體和難采礦體的開采中,充填技術的應用可以顯著提高資源的回收效率。
實現(xiàn)尾礦利用:礦山開采過程中會產生大量的尾礦,這些尾礦不僅占用土地資源,還會對環(huán)境造成污染。將尾礦作為充填材料進行回填,可以實現(xiàn)尾礦的綜合利用,減少尾礦的排放和堆存,降低環(huán)境污染的風險。同時,尾礦的利用還可以降低充填材料的成本,提高礦山的經濟效益。