浅析充填开采技术在煤矿开发中的应用

浅析充填开采技术在煤矿开发中的应用

对于煤矿开发而言，应用充填开采技术，可实现深部开采，提高回采率，为煤矿开采安全、绿色环保提供切实有力保障。文章通过阐述充填开采技术，对充填开采技术在煤矿开发中的实践应用进行探讨，旨在为如何促进我国煤矿事业有序健康发展提供一些思路。

标签：煤矿开发；充填开采技术；应用

引言

长期开采煤矿一方面会对岩层带来破坏，一方面会引发岩层移动、地表沉陷等现象。现如今，煤矿开采技术不断推陈出新，伴随人们对资源合理开发利用的越来越关注，从而对采矿技术提供了更为严苛的要求[1]。煤矿充填开采技术不仅有着贫化率率的优点，还有着回收率高的特征。由此可见，对充填开采技术在煤矿开发中的应用开展研究，有着十分重要的现实意义。

1 充填开采技术概述

1.1 充填开采技术

充填开采技术是一项人工支护采矿技术，指的是伴随煤矿开采的逐步深入，将充填料送往采空区，开展好采空区防护工作，一方面起到控制围岩崩落、地表移动的作用，一方面达到提高回采率的目的。充填开采技术在深部开采、不稳定围岩矿区开采中的应用，现已收获了十分可观的成效。

依据充填材料差异，对充填开采技术开展划分：（1）干式充填开采技术，通常是将采掘出的废石、碎石用以填料，经破碎处理后传输至采空区。该项技术的应用，要求依据由下而上的顺序开展分层回采，结合回采具体精度开展充填，为后续向上采矿奠定有力基础。干式充填开采技术在高价值矿石、缺水或者水量过多的矿山以及不稳定矿体中的应用，可收获良好的应用成效；（2）水力充填开采技术，该项技术应用的填料多以炉渣、碎石等为主，依托输水管道，借助水的动力，将填料传输至采空区，经脱水处理后便可生成充填体。该项技术有着十分强的适用性，同时充填物具备较强的抗压水平，可有效防止围岩移动，实现对矿山压力的有效控制；（3）胶结充填开采技术，该项技术应用的填料多以炉渣、砂石、尾砂等为主，经由科学配比调制，获得浆状膠结物，等到起凝固后，将填料传输至采空区开展充填。该项充填开采技术有着操作简便的特征，且充填物存在一定微膨胀性，强度增长迅速，相较于前两种充填开采技术，在成本、环境保护等方面具备一定应用优势[2]。

1.2 充填开采技术应用优势

充填开采技术在煤矿开发中的应用有着诸多应用优势，具体表现为：（1）可

实现对矿区地压的有效控制，控制围岩崩落、地表移动，防止引发地表沉陷、塌方等安全事故，为煤矿开发提供安全保障；（2）可改善矿石回采率，起到对矿床的保护作用，缩减火宅安全事故的引发；（3）可有效减轻作业人员工作量，缩减作业成本，确保生产安全；（4）可促进采矿区岩石应力趋向于平衡，改善深部开采效率。

2 充填开采技术在煤矿开发中的实践应用

全面煤矿开发在时代发展新形势下，要紧随社会发展脚步，强化改革创新，在先进理念、成功发展经验的支持下逐步强化充填开采技术在煤矿开发中的科学合理应用，如何进一步促进煤矿开发工作的有序开展可以从以下相关内容着手：

2.1 固体物充填开采技术

综合机械化固体废弃物充填、采煤一体化技术作为一项我国拥有充分独立知识产权的新型固体充填采煤技术，近年来，一系列应用实践证明，该项充填开采技术研究成果总体理论、技术水平已达到世界领先水平。

2.1.1 充填材料。固体物充填开采技术充填材料以煤矸石、固体废料等为主，另外还会加入黄土、煤灰等材料，经由矿区采掘矸石采用充填置换开采技术，依托该种方式，可使煤矸石达成井下处理，进一步实现煤矸石不上井的目的。

2.1.2 长壁综采固体物充填开采技术。通过对各种单一固体废弃物，诸如黄土、煤灰、地面矸石等，或者集中充填物采取合理的比例开展调制后，依托大垂深投料系统、煤矿运输系统，然后借助悬挂于充填架尾梁处的充填开采传输设备，使充填料朝长壁工作面开展充填，并采取夯实机开展夯实处理，进一步达到对煤矿资源进行置换的目的。如此一来，一方面可使三下压煤问题得到有效解决，一方面可促进地表沉陷、覆岩运动得以被有效控制。

2.2 超高水充填开采技术

2.2.1 充填材料。ZKD型高水速凝材料是一种十分理想的充填材料，作为一种新型充填材料，其组成成分包括A料、B料以及A-A、B-B添加剂等。ZKD型高水速凝材料具备良好的产水量，最高能够超过95%，基于此，固体粉料的应用剂量可实现极大水平降低[3]。超高水充填开采技术一方面有着操作便捷的应用优势，一方面占地面积较少，可于煤矿井下对充填泵送系统开展建设。

2.2.2 充填工艺。充填工艺对应实行的方式主要包括水力泵送、挂包充填，该种充填工艺系统相较于其他系统操作更简便，且不论是初期资金还是总体资金，都无需过高的投入。介于充填材料的流动性特点，对于仰斜开采而言，仅需管路，泵送、搅拌等装置便可构筑起完备的充填系统；对于俯斜、水平开采而言，工作效率会出现一定程度下降情况，一般而言，产量在5000～10000t/月范围，现阶段，在综采机械化充填中还尚未收获可观的成效。

2.3 膏体充填开采技术

伴随绿色生态理念的逐步深入，对于煤矿绿色開发而言，固体废弃物膏体充填扮演着越来越重要的角色，作为一种对粉煤灰、煤矸石、劣质土等固体废弃物开展混合调配的膏状浆体，其有着无需脱水、不存在临界流速的特征，是基于泵压或者重力作用，依托管道朝回采工作面开展传输，对采空区开展充填的一项绿色开采技术。对于膏体充填开采技术而言，可将其划分成胶结膏体充填开采技术、非胶结膏体充填开采技术，该项技术有着极高的采出率，且在生态环境、安全性方面具备一定的优势，近年来，其在众多矿井中得到推广，且大都应用于炮采工作面。

2.3.1 充填材料。膏体充填开采技术充填材料多以煤矸石、粉煤灰、水泥、减水剂为主，产生的胶结充填体具备相对高的浓度及相对强的流动性，进而呈现为膏体状态。

2.3.2 充填工艺。经破碎处理后的煤矸石作为充填的骨料，通用硅酸盐水泥作为充填胶凝材料，粉煤灰、减水剂则作为管道传输的性能优化剂。各项材料置入搅拌桶中应当添加相应的水，再开展高速搅拌，进一步产生高浓度的浆体，经由充填钻孔、管道自流传输至采空区，开展充填工作。

3 结束语

总而言之，充填开采技术既能够达成对煤矿开采深陷情况的有效控制，促进煤炭资源充分回收，强化对土地资源的保护；还能够对煤矿井下废弃物进行有效处理，降低其对生态自然的危害，十分贴近当今社会提倡绿色经济发展理念，具备十分可观的发展前景。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识充填开采技术内涵及应用优势，结合煤矿开采实际情况、实际需求，强化充填开采技术在煤矿开发中的科学合理应用，积极推动我国煤矿产业的绿色健康发展。

参考文献

[1]郭惟嘉，张新国，史俊伟，等.煤矿充填法开采技术研究现状及应用前景[J].山东科技大学学报（自然科学版），2010，29（04）：24-29.

[2]邢继亮，杨宝贵，李永亮，等.煤矿充填开采技术的发展方向探讨[J].煤矿安全，2013，44（12）：189-191.

[3]郑登栋.浅析充填采矿技术在煤矿开采中的应用[J].江西建材，2016（18）：218.

作者简介：高洁（1990，5-），女，汉族，新疆库尔勒人，本科，巴音郭楞职业技术学院，冶金与资源学院，助教，研究方向：煤矿开采技术。