充填采煤技術(shù)在煤層開(kāi)采中的技術(shù)要點(diǎn)分析

＊李 艦

（山西省長(zhǎng)治市潞安化工集團(tuán)常村煤礦 山西 046100）

現(xiàn)階段是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的新時(shí)期，經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)呈現(xiàn)出一片繁榮的景象，煤礦在眾多產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著較大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)比重。雖然采煤行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和增長(zhǎng)，但是在發(fā)展中出現(xiàn)了諸多的問(wèn)題，例如，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在濫開(kāi)濫采的問(wèn)題，這也是造成不能平衡分配煤礦地區(qū)結(jié)構(gòu)的主要因素。只有進(jìn)一步對(duì)煤礦企業(yè)浪費(fèi)資源的問(wèn)題進(jìn)行改善，才能促使煤炭行業(yè)向著可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，因此，煤礦企業(yè)需要重視充分的利用礦區(qū)四周的煤炭、地下水、煤層瓦斯以及砂礫等物，同時(shí)還要充分的利用充填采煤技術(shù)。

1.充填采煤技術(shù)的內(nèi)涵和重大意義

(1)充填采煤技術(shù)的內(nèi)涵

在對(duì)人們正常生活進(jìn)行保證和對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行推動(dòng)兩個(gè)方面煤炭資源具有重要的作用，但是不能忽視的是煤炭行業(yè)的發(fā)展對(duì)環(huán)境在一定程度上不可避免的會(huì)造成污染，現(xiàn)階段人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保，國(guó)家也提出了構(gòu)建環(huán)保社會(huì)的戰(zhàn)略，因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)只有從自身出發(fā)進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型，才能更好的滿足新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提出來(lái)的更高的要求，才能真正的實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)從高耗能、高污染向環(huán)境保護(hù)和資源利用率高進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，煤礦生產(chǎn)企業(yè)要主動(dòng)的應(yīng)用新的開(kāi)采技術(shù)，要對(duì)開(kāi)采煤礦現(xiàn)代化水平進(jìn)一步提升。開(kāi)采煤礦的過(guò)程中污染環(huán)境主要是由于所使用的開(kāi)采技術(shù)會(huì)導(dǎo)致巖層出現(xiàn)沉降甚至受損的現(xiàn)象，這樣同時(shí)也給環(huán)境造成了污染，為了解決這一問(wèn)題，煤礦生產(chǎn)企業(yè)要把充填采煤技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際開(kāi)采煤礦過(guò)程中。在使用充填采煤技術(shù)的時(shí)候可以利用矸石、粉煤灰等對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，這樣能夠有效的減少沉降問(wèn)題出現(xiàn)概率。通過(guò)充填采煤技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的大量經(jīng)驗(yàn)可以得出這一技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)為：采煤生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生矸石、粉煤灰等多種數(shù)量巨大的廢棄物，傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)需要將這些廢棄物專(zhuān)門(mén)的運(yùn)送出來(lái)，這樣會(huì)對(duì)資源造成大量的浪費(fèi)，而充填采煤工藝的有效應(yīng)用，能夠把這些廢棄物利用起來(lái)，從而避免了浪費(fèi)資源，同時(shí)還節(jié)約了處理廢棄物的成本。另外，作為綠色生產(chǎn)的填充采煤技術(shù)能夠推動(dòng)環(huán)保社會(huì)的發(fā)展。

(2)充填采煤技術(shù)所具有的重大意義

①充填采煤技術(shù)能對(duì)開(kāi)采煤層的范圍進(jìn)一步的拓展，充填采煤技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用能夠挖掘到傳統(tǒng)采煤技術(shù)無(wú)法觸及到的“三下”，能夠有效的對(duì)煤礦產(chǎn)量進(jìn)一步的提升，能夠?qū)﹂_(kāi)采煤礦過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺少能源的問(wèn)題進(jìn)一步的緩解，能夠更好的滿足社會(huì)生產(chǎn)對(duì)能源的大量需求。充填采煤技術(shù)是綠色煤礦開(kāi)采技術(shù)體系中的一個(gè)主要內(nèi)容，合理的運(yùn)用這一技術(shù)能夠?qū)γ旱V開(kāi)采的效率和質(zhì)量進(jìn)一步的提升。

②開(kāi)采煤礦的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，在傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采技術(shù)下需要專(zhuān)門(mén)處理這些廢棄物，需要大量的處理成本，而充填開(kāi)采技術(shù)把這些廢棄物充分的利用起來(lái)，不僅提高了能源利用率，還減低了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2.煤層開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用充填采煤技術(shù)多需要關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)

現(xiàn)階段我國(guó)煤礦企業(yè)在開(kāi)采煤礦的時(shí)候把更多的充填采煤技術(shù)應(yīng)用到開(kāi)采煤層過(guò)程中，為煤礦生產(chǎn)的順利實(shí)施提供保障，且在應(yīng)用過(guò)程中獲得了理想的效果。

(1)充填采煤技術(shù)中的膏體充填

現(xiàn)階段我國(guó)煤礦企業(yè)在開(kāi)采煤礦的時(shí)候經(jīng)常使用到膏體充填采煤技術(shù)。膏體充填采煤技術(shù)是整合碎石、煤渣、黃土等礦產(chǎn)四周的廢棄物，然后按照一定的比例把上述的廢棄物融合成具有膏狀特征的黏液體，最后利用重力式增壓或是重力直充對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)嵤┨畛鋄1]。膏體充填采煤技術(shù)在開(kāi)采煤層的過(guò)程中合理有效的應(yīng)用，能夠起到對(duì)煤礦采集目標(biāo)區(qū)底板在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有效的降低破壞程度的作用，還能夠起到最大程度的利用生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的煤矸石、泥沙等廢料的作用，這樣能夠有效的對(duì)煤礦資源利用率進(jìn)一步的提升，能夠有效的對(duì)礦區(qū)四周的生態(tài)環(huán)境減少破壞，從而達(dá)到對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境最大程度保護(hù)的目的。另外，研究煤礦開(kāi)采技術(shù)的相關(guān)人員基于現(xiàn)行的膏體充填采煤技術(shù)在對(duì)二次膏體充填采煤技術(shù)進(jìn)行深入的研究，在傳統(tǒng)膏體充填采煤技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)上加入二次膏體充填采煤技術(shù)，這是對(duì)舊的膏體填充采煤技術(shù)的一次重大改革和創(chuàng)新，是技術(shù)層次的一次重大進(jìn)步。二次膏體充填采煤技術(shù)可以邁過(guò)掘進(jìn)送巷這一過(guò)程直接對(duì)工作面、開(kāi)采眼的具體工作步驟進(jìn)行部署，然后逆方向?qū)α粝镞M(jìn)行推進(jìn)并充填。二次膏體充填采煤技術(shù)在開(kāi)采煤層中的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)開(kāi)采煤礦成本進(jìn)一步降低，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦生產(chǎn)最大化經(jīng)濟(jì)效益，還能夠進(jìn)一步節(jié)約掘巷期間的局部通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)葧r(shí)間。膏體充填采煤技術(shù)要結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際地形才能更好的實(shí)施。膏體充填采煤技術(shù)所需要使用到的料漿材料的特點(diǎn)是流動(dòng)、充填密實(shí)、充填強(qiáng)度高等，因此在實(shí)際使用中要關(guān)注并控制礦區(qū)周?chē)鷰r層移動(dòng)、地表沉陷等問(wèn)題[2]。

(2)充填采煤技術(shù)中的煤矸石充填

開(kāi)采煤礦的過(guò)程中，礦井四周建筑物下面和大巷內(nèi)部的留設(shè)煤柱等都會(huì)出現(xiàn)大量浪費(fèi)煤礦資源的問(wèn)題，這同時(shí)也會(huì)大量的增加煤矸石的數(shù)量，利用風(fēng)力、重力等動(dòng)力因素可以把這些煤矸石和其他的固體廢棄物輸送到礦井的采煤區(qū)，實(shí)現(xiàn)填充采煤區(qū)。人工充填、自溜充填、風(fēng)力充填、普通機(jī)械化充填以及綜合機(jī)械化充填等不同的煤矸石充填采煤技術(shù)種類(lèi)是依據(jù)不同的填充煤矸石的動(dòng)力來(lái)源劃分的，其中人工充填在實(shí)際填充采煤區(qū)的時(shí)候基本不會(huì)使用[3]。風(fēng)力充填以及自溜充填兩種煤矸石充填采煤技術(shù)由于動(dòng)力來(lái)自自然因素，受到外界自然環(huán)境的影響十分大，不能穩(wěn)定的供給動(dòng)力，因此，在使用這兩種煤矸石充填采煤技術(shù)的時(shí)候就有十分大的局限性，只有自然條件極好的煤礦區(qū)才會(huì)使用這兩種煤矸石充填采煤技術(shù)。普通機(jī)械化充填技術(shù)的使用需要結(jié)合煤礦采空區(qū)的實(shí)際情況，填充工作還需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)設(shè)備來(lái)實(shí)施，這種煤矸石充填采煤技術(shù)的成本相對(duì)很少，主要是基于礦井下形成的煤矸石進(jìn)行施工，操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因此在煤礦企業(yè)中得以普遍的應(yīng)用。煤矸石充填采煤技術(shù)的一個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)是有效地控制煤礦采空沉陷區(qū)，這樣也能實(shí)現(xiàn)煤炭資源最大的程度上回收利用，還能有效的對(duì)土地資源進(jìn)行保護(hù)，因此煤矸石充填采煤技術(shù)能夠有效的利用煤矸石等廢棄物，能夠推動(dòng)煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展[4]。

(3)充填采煤技術(shù)中的高水材料充填

高水材料充填采煤技術(shù)是相關(guān)人員按照合理的比例在充填材料里面添加一定數(shù)量的高水速凝固結(jié)材料，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦采空區(qū)進(jìn)行充填的目的。在應(yīng)用高水材料充填采煤技術(shù)的時(shí)候要使用到大量的水，但是和其他類(lèi)型的充填技術(shù)相比較，這種技術(shù)使用的固體材料相對(duì)來(lái)說(shuō)是很少的，這也就很好的緩解了填充煤礦過(guò)程中出現(xiàn)固體材料不夠的問(wèn)題，同時(shí)還使充填采煤技術(shù)的應(yīng)用更加的簡(jiǎn)單[5]。隨著高水材料填充采煤技術(shù)不斷的成熟和完善，在使用過(guò)程中所使用到的固體材料數(shù)量越來(lái)越小，另外，具有流動(dòng)性的充填材料、具有便捷性的充填操作技術(shù)，都會(huì)對(duì)充填資本進(jìn)一步的降低，從而實(shí)現(xiàn)大幅度降低開(kāi)采煤礦生產(chǎn)成本的目的。在使用高水材料充填采煤技術(shù)之前要詳細(xì)的探查采煤區(qū)覆巖結(jié)構(gòu)所具有的承受能力，這樣才能最大程度的對(duì)填充工作量進(jìn)行有效的降低，從而達(dá)到對(duì)煤礦充填開(kāi)采工程的綜合成本進(jìn)一步降低的目的。高水材料充填采煤技術(shù)不是完美無(wú)缺的，也是存在一定的缺點(diǎn)的，例如如果受到高溫以及大風(fēng)的影響，就會(huì)對(duì)煤礦采空區(qū)充填后的穩(wěn)定性造成直接的不利影響。

(4)充填采煤技術(shù)中的綜合機(jī)械化固體充填

綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)主要有以下三個(gè)方面。

①要對(duì)掩護(hù)綜采液壓支架的斜梁進(jìn)行拆除，并用水平短梁代之，同時(shí)還要把固體充填進(jìn)水平短梁掩護(hù)的空間內(nèi)部。特別需要注意的是充填過(guò)程固體材料不能直接充入進(jìn)去，要利用機(jī)械化固體采煤工藝中充填空間技術(shù)對(duì)空間不足的問(wèn)題進(jìn)行解決。

②充填固體配比好以后利用帶式輸送機(jī)輸送進(jìn)去，在運(yùn)送充填固體的時(shí)候要保證不間斷的為采空區(qū)輸送充填固體，最大程度的減少間斷或者擁堵充填通道等問(wèn)題。

③充填固體受到自重作用可以通過(guò)刮板機(jī)充填開(kāi)口填入短梁所掩護(hù)的空間，然后利用壓實(shí)機(jī)把充填固體在壓力作用下壓實(shí)，這樣就能得到煤矸石等密實(shí)性能強(qiáng)的固體混合物，從而實(shí)現(xiàn)采煤工作擁有良好空間環(huán)境的目的。

3.結(jié)束語(yǔ)

充填采煤技術(shù)對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)具有重大的作用和意義，它所起到作用是對(duì)巖層進(jìn)一步保護(hù)、對(duì)礦區(qū)地表質(zhì)量進(jìn)一步維護(hù)，能夠起到為開(kāi)采煤礦工作順利進(jìn)行提供保障的作用，同時(shí)還能夠最大幅度的降低開(kāi)采煤礦的成本。充填采煤技術(shù)具有多樣性，煤礦企業(yè)要結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)以及工程特點(diǎn)對(duì)充填采煤技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，同時(shí)還要對(duì)礦區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的探查和分析，不能忽視創(chuàng)新和發(fā)展現(xiàn)有的充填采煤技術(shù)。