西部生態(tài)脆弱區(qū)村莊下固廢綠色充填開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用研究

常西坤，王明國(guó)，王中青，范津萌

(1.山東科技大學(xué) 能源與礦業(yè)工程學(xué)院，山東 青島 266590； 2.山東科技大學(xué) 礦山巖層智能控制與綠色開(kāi)采重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590； 3.鄂爾多斯市綠礦技術(shù)服務(wù)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010)

隨著我國(guó)西部地區(qū)工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，“三下”壓煤量不斷增加，嚴(yán)重制約了煤礦的可持續(xù)發(fā)展，其中主要為建筑物下壓煤，并以村莊下壓煤量最大。同時(shí)大部分西部煤炭資源處于干旱～半干旱帶沙漠、黃土覆蓋的生態(tài)脆弱區(qū)[1-4]，在煤礦高強(qiáng)度開(kāi)采[5]下產(chǎn)生大量煤矸石排放，造成環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題，充填開(kāi)采是針對(duì)“三下”采煤、矸石排放處置、地表沉陷控制難題開(kāi)發(fā)出來(lái)的綠色采煤技術(shù)之一[6-8]。國(guó)家高度重視西北生態(tài)文明建設(shè)，提出生態(tài)環(huán)境綜合治理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型并行發(fā)展。新修訂的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》[9]明確規(guī)定“源頭防控”，提出減量化、資源化和無(wú)害化三大原則；《中華人民共和國(guó)民法典》確立“綠色原則”，對(duì)生態(tài)環(huán)境損害賠償?shù)膬?nèi)容作出統(tǒng)一規(guī)定；《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》[10]提出大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，提高資源的高效利用、循環(huán)利用水平，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)。因此，實(shí)施充填開(kāi)采，建立綠色礦山對(duì)西部生態(tài)脆弱區(qū)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。近年來(lái)我國(guó)學(xué)者在基于工業(yè)固廢資源利用的膠結(jié)充填開(kāi)采技術(shù)方面進(jìn)行了大量研究工作[11-15]，并在現(xiàn)場(chǎng)取得了顯著效果。

針對(duì)上述問(wèn)題，提出了短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤技術(shù)。闡述該技術(shù)的技術(shù)內(nèi)涵和采充工藝，通過(guò)試驗(yàn)得到充填體的強(qiáng)度，系統(tǒng)介紹該技術(shù)充填系統(tǒng)流程，并在西部生態(tài)脆弱區(qū)察哈素煤礦進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)可解決西部生態(tài)脆弱區(qū)村莊下壓煤及高強(qiáng)度開(kāi)采產(chǎn)生的固廢排放處置和地表沉陷控制難題，為西部生態(tài)脆弱區(qū)村莊下采煤提供技術(shù)借鑒。

1 礦井概況

察哈素礦井位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗，地處晉陜黃土高原與毛烏素沙漠東北邊緣接壤地帶，水資源匱乏，地表植被稀疏，屬于典型的西部生態(tài)脆弱區(qū)。31采區(qū)為察哈素礦井首采區(qū)，東至32采區(qū)、西至33采區(qū)、南至井田邊界、北至34采區(qū)，地面標(biāo)高+1243.6～+1391.5m。采區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，煤層傾角較平緩，一般為1°～3°，采區(qū)資源總量29056.16萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量19097.48萬(wàn)t，主采3-1煤層，厚度2.05～7.15m，平均厚度5.25m，位于延安組的中部，平均埋深400m，全區(qū)穩(wěn)定可采。煤層頂板巖性為砂質(zhì)泥巖、泥巖，局部為細(xì)-中粒砂巖；底板巖性以砂質(zhì)泥巖為主，局部為泥巖。

2 礦井面臨的問(wèn)題

2.1 工業(yè)固廢排放處置和村莊下壓煤情況

察哈素礦井隸屬于國(guó)電建投內(nèi)蒙古能源有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“蒙能公司”)，在該礦井高強(qiáng)度開(kāi)采條件下，生產(chǎn)過(guò)程中矸石、粉煤灰、石膏、爐渣固體廢棄物累計(jì)年排放量高達(dá)115.3萬(wàn)t，其中洗煤廠、礦井年排放矸石85萬(wàn)t，電廠年排放粉煤灰22萬(wàn)t、爐渣3.3萬(wàn)t、石膏5萬(wàn)t。固廢處理途徑主要依靠電廠排渣場(chǎng)就地儲(chǔ)存和作為建材輔料對(duì)外銷(xiāo)售兩種處理方式，存在處置費(fèi)用較高、占用大量土地及環(huán)境污染等問(wèn)題；同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)企業(yè)環(huán)保及排放處置要求的不斷提高，給煤炭企業(yè)的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)帶來(lái)越來(lái)越大的壓力，制約了企業(yè)的快速發(fā)展，且不利于綠色礦山的建設(shè)。

目前井下為建(構(gòu))筑物、大巷等留設(shè)了大量保護(hù)煤柱，據(jù)估算，察哈素礦井目前正在回采的31采區(qū)，共留設(shè)約4728萬(wàn)t煤炭資源量，其中31采區(qū)北翼村莊建筑物下壓煤面積共計(jì)5.12km2，滯留煤量約3108萬(wàn)t，嚴(yán)重影響了工作面正常布置及生產(chǎn)接續(xù)，造成大量煤炭資源無(wú)法開(kāi)采利用。

2.2 礦井開(kāi)采后地表變形破壞情況

察哈素礦井開(kāi)采影響范圍內(nèi)有柴登壕、窩圖溝、崗房梁等10個(gè)村莊，其建筑物大多為磚混結(jié)構(gòu)，其他的還有：鐵路、公路和輸電線(xiàn)路等。根據(jù)預(yù)測(cè)煤礦開(kāi)采后地面沉降變形見(jiàn)表1。

表1 地表下沉、移動(dòng)與變形的預(yù)測(cè)結(jié)果

由于全井田3-1煤層開(kāi)采后地表下沉、移動(dòng)與變形值中Imax=18.25mm/m>10mm/m、Emax=8.40mm/m>6mm/m，且3-1煤全區(qū)可采，故井田內(nèi)村莊全部受其開(kāi)采沉陷影響，根據(jù)“三下”規(guī)范[16]中磚混結(jié)構(gòu)建筑物受地表移動(dòng)變形影響的損害等級(jí)，井田內(nèi)村莊都將受到Ⅳ破壞，建(構(gòu))筑物破壞嚴(yán)重，難以修復(fù)，應(yīng)遷村開(kāi)采。但單純依靠村莊搬遷解放“三下”壓煤?jiǎn)栴}，面臨巨大困難和挑戰(zhàn)，一方面村莊搬遷土地征用困難、費(fèi)用大和周期長(zhǎng)，給煤礦企業(yè)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；另一方面由于搬遷距離過(guò)大，給村民帶來(lái)了許多生產(chǎn)和生活上的不便。

綜上礦井所面臨的問(wèn)題，工業(yè)固廢排放處置、村莊建筑物下壓煤量大以及受采動(dòng)影響地表變形破壞嚴(yán)重均不利于礦井可持續(xù)性發(fā)展，因此，科學(xué)、綠色、合理地處置工業(yè)固廢，并在保證地表建筑物安全的前提下，采取有效的技術(shù)途徑最大限度地采出建筑物下壓煤已勢(shì)在必行。

3 短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤技術(shù)

3.1 技術(shù)內(nèi)涵

針對(duì)礦井面臨的問(wèn)題，提出短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在源頭上消納固體廢棄物、置換村莊下煤柱和原態(tài)控制地表，做到固廢零排放、環(huán)境低損傷和生態(tài)弱擾動(dòng)，從而推動(dòng)綠色礦山建設(shè)。該技術(shù)框架如圖1所示。

圖1 短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤技術(shù)框架

3.2 充填采煤工藝

根據(jù)煤層強(qiáng)度和采場(chǎng)頂板條件，工作面采用“隔一采一、兩步式回采”的充填開(kāi)采模式，如圖2所示。將工作面待開(kāi)采煤層，沿平行于開(kāi)切眼的方向，劃分多個(gè)條帶支巷。為保證工作面充填采煤效率，工作面長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為50～100m，根據(jù)礦井開(kāi)采地質(zhì)條件和綜采設(shè)備等，支巷寬度設(shè)計(jì)為4～6m。由里向外依次順序編號(hào)為1支巷，2支巷，3支巷，……。先開(kāi)采奇數(shù)編號(hào)支巷，每條支巷開(kāi)采結(jié)束后應(yīng)立即充填，同時(shí)開(kāi)采下一條奇數(shù)編號(hào)支巷，采充實(shí)現(xiàn)間隔分布、連續(xù)平行作業(yè)；待充填支巷穩(wěn)定后，再依次進(jìn)行偶數(shù)支巷的開(kāi)采和充填，最終完成連采連充、全采全充過(guò)程[17]。

圖2 充填開(kāi)采模式

3.3 充填材料

3.3.1 原材料

對(duì)于蒙能公司排放的矸石、粉煤灰、石膏、爐渣固體廢棄物，充填材料選用矸石、爐渣作為骨料，粉煤灰、石膏和水泥作為膠結(jié)料，按照一定比例混合進(jìn)行井下充填，實(shí)現(xiàn)固廢資源化利用。

煤矸石是選煤廠及察哈素礦井在開(kāi)拓掘進(jìn)、采煤過(guò)程中排出的固體廢棄物，主要礦物成分為高嶺石和伊利石等黏土礦物，其余為石英和黃鐵礦等。破碎后的矸石顆粒表面孔隙、裂紋發(fā)育，整體結(jié)構(gòu)疏松，對(duì)料漿有很好的膠結(jié)作用。根據(jù)充填材料的制備要求，矸石最大粒徑不超過(guò)25mm，因此一般需要對(duì)矸石進(jìn)行二級(jí)破碎處理。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行篩分試驗(yàn)得到的矸石顆粒級(jí)配如圖3所示。由圖3可知，經(jīng)破碎的矸石絕大部分粒徑介于0.1～13.2mm，僅個(gè)別粒徑達(dá)到20～25mm，滿(mǎn)足充填材料對(duì)骨料粒徑的要求。

圖3 矸石顆粒級(jí)配

粉煤灰是布連電廠燃煤排放的火山灰粉體廢棄物，具有潛在的活性。該粉煤灰主要化學(xué)成分為SiO2、A12O3、Fe2O3，其活性主要與這幾種成分的含量有關(guān)，在CaO或Ca(OH)2的作用下，粉煤灰的活性會(huì)被激發(fā)，發(fā)生水化反應(yīng)，配制的充填體試塊在28d取樣所得到的X射線(xiàn)衍射圖譜、SEM圖像如圖4、圖5所示。由圖4、圖5可知，試塊水化反應(yīng)進(jìn)行得很充分，SiO2與Ca(OH)2的衍射峰進(jìn)一步降低，C-S-H、C-A-H等膠凝性物質(zhì)的衍射峰大大增強(qiáng)，大量的團(tuán)簇狀C-S-H、部分針狀A(yù)Ft和一些無(wú)定形狀的膠凝類(lèi)物質(zhì)致密地排列在一起，相互交叉耦合，這說(shuō)明在激發(fā)劑的作用下，粉煤灰的火山灰活性在最大程度上被發(fā)揮出來(lái)，使得整個(gè)試塊滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度要求。因此粉煤灰的火山灰性質(zhì)可以有效替代部分水泥，制備強(qiáng)度性能良好的膠結(jié)料[18]。除此之外，粉煤灰還可以改善充填材料的流動(dòng)性[19]。

圖4 28d XRD圖譜

圖5 28d水化微觀特征

布連電廠排放的爐渣、石膏每年的產(chǎn)量較少，爐渣粉碎后與矸石一樣充當(dāng)骨料，石膏可與粉煤灰混合使用，且爐渣、石膏也是一種活性材料，在合適激發(fā)條件下發(fā)生水化反應(yīng)，可以提高充填體的抗壓強(qiáng)度[20]。

另外水泥作為膠結(jié)材料主要采用42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥不僅能激發(fā)粉煤灰活性，還能產(chǎn)生水化反應(yīng)凝結(jié)充填體，使其具有良好的承載能力。

3.3.2 充填材料的強(qiáng)度

將充填材料制成70.7mm×70.7mm×70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)試件并在相對(duì)濕度95%，溫度20±1℃條件下養(yǎng)護(hù)至一定齡期。針對(duì)充填材料矸石(爐渣)、粉煤灰、石膏、水泥、礦井水配比為74∶2∶2∶7∶15，料漿濃度為85%制成的充填體養(yǎng)護(hù)至9，15，28d齡期進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。根據(jù)工作面作業(yè)循環(huán)和充填開(kāi)采模式，大約10～15d后才進(jìn)行充填體煤壁的開(kāi)采，短壁連采連充工藝對(duì)充填體的早期(7～8h)強(qiáng)度要求不高，因此本次試驗(yàn)僅研究充填體后期(9d、15d、28d)的抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 充填材料強(qiáng)度

由圖6(a)可知，本次試件凝結(jié)9d、15d、28d抗壓強(qiáng)度分別為2.93MPa、3.01MPa、3.10MPa，隨著齡期的增大，充填體的單軸抗壓強(qiáng)度不斷增大，但是在15d之后充填體的單軸抗壓強(qiáng)度增加幅度并不明顯，僅增加0.09MPa。由此可見(jiàn)，試件15d齡期的抗壓強(qiáng)度基本達(dá)到試件最終抗壓強(qiáng)度(28d)的97%以上。由圖6(b)可知，試件在9d、15d、28d的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)規(guī)律基本相同，具有很好的彈性變形能力，能夠有效控制開(kāi)采后覆巖移動(dòng)變形，但其塑性變形能力相對(duì)較差；充填體破壞前的變形很小，不超過(guò)2%。綜合礦井地質(zhì)采礦條件及地面建筑特征，要求充填體的最終單軸抗壓強(qiáng)度不低于2.0MPa?？芍鲜雠浔认?，充填體齡期在達(dá)到9d后，基本滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工藝要求。

3.4 充填系統(tǒng)

在配比試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)煤礦充填方法及管道輸送特性，提出了適用于短壁連采連充膠結(jié)充填采煤技術(shù)的充填系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，將充填系統(tǒng)分為矸石運(yùn)輸系統(tǒng)、泥漿制備系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和工作面充填系統(tǒng)四大部分，系統(tǒng)流程如圖7所示。

圖7 充填系統(tǒng)流程

矸石運(yùn)輸系統(tǒng)由矸石存儲(chǔ)場(chǎng)地和輸矸孔組成。矸石經(jīng)地面選煤廠洗選出來(lái)后運(yùn)送至儲(chǔ)矸場(chǎng)，經(jīng)破碎車(chē)間進(jìn)行分級(jí)破碎，破碎后矸石粒徑不超過(guò)25mm。滿(mǎn)足粒徑要求后，通過(guò)帶式輸送機(jī)均勻地進(jìn)入矸石輸料井進(jìn)行下放，矸石輸料井底部建有矸石緩沖倉(cāng)，由倉(cāng)下帶式輸送機(jī)運(yùn)至回風(fēng)巷支巷上口。

泥漿制備系統(tǒng)包括原料的存儲(chǔ)、計(jì)量、制備、配料、攪拌、輸送等環(huán)節(jié)，主要有水泥罐、粉煤灰罐、輔料罐、蓄水池、攪拌機(jī)、儲(chǔ)漿池等設(shè)備。為了便于集中管理、減少設(shè)備和運(yùn)輸環(huán)節(jié)、合理利用現(xiàn)有場(chǎng)地，地面制漿站采用集料場(chǎng)、料倉(cāng)、微機(jī)配比系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)(泵送系統(tǒng))等集中布置。

制漿站將水泥、粉煤灰、石膏及礦井水配比、攪拌均勻后，制成充填開(kāi)采用泥漿，結(jié)合充填材料性質(zhì)、可輸送性及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，泥漿制備配比為粉煤灰∶石膏∶水泥∶礦井水=2∶2∶7∶15，其質(zhì)量密度為1.3g/cm3，流動(dòng)性能較好。然后注入儲(chǔ)漿池，采用管道自流輸送方式將泥漿送至回風(fēng)巷支巷上口。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為井上井下兩部分，井下部分主要包括監(jiān)測(cè)管道壓力和充填體壓力、變形量及溫度，通過(guò)在管道沿程和工作面布置多功能分站，對(duì)井下定時(shí)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。井上部分主要為地表沉陷觀測(cè)，通過(guò)沿回采工作面走向和傾向主斷面上布置觀測(cè)線(xiàn)，對(duì)工作面回采過(guò)程中及停采后各測(cè)站下沉量進(jìn)行觀測(cè)。

工作面充填系統(tǒng)采用充填料漿井下混合。工作面充填開(kāi)始前在待充支巷下口布設(shè)擋漿板進(jìn)行封堵，并在擋漿板外側(cè)設(shè)單體液壓支柱，加強(qiáng)“三岔門(mén)”支護(hù)和提高封堵密閉穩(wěn)定性。然后在待充支巷上口將泥漿與矸石進(jìn)行混合，利用其落差產(chǎn)生的動(dòng)能和煤層傾角，料漿通過(guò)在支巷中自流使充填材料混合均勻。對(duì)于近水平煤層易出現(xiàn)采空區(qū)一側(cè)頂部充填料漿不能充滿(mǎn)的三角區(qū)空間，為提高支巷充填率以實(shí)現(xiàn)預(yù)期頂板控制效果，可在支巷充填末期降低矸石配比，確保料漿具備足夠好的流動(dòng)性，使其在較小壓力下能充滿(mǎn)整個(gè)采空區(qū)。

4 工程應(yīng)用

考慮到察哈素煤礦村莊下壓煤特點(diǎn)，在礦井31采區(qū)31312工作面內(nèi)靠近大巷選一長(zhǎng)500m、寬220m的試采工作面，進(jìn)行短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤試驗(yàn)效果驗(yàn)證。為察哈素煤礦進(jìn)一步開(kāi)展村莊下固廢充填采煤提供科學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在西部生態(tài)脆弱區(qū)高強(qiáng)度開(kāi)采下，通過(guò)固廢資源化利用，置換村莊下煤柱并控制地表沉陷變形，從而避免村莊搬遷。

4.1 固廢處理與煤柱置換

工作面3-1煤層平均采厚5.25m，充填材料選用矸石、粉煤灰、石膏、爐渣、水泥和礦井水。矸石為洗煤廠及察哈素礦井開(kāi)拓掘進(jìn)、采煤排放的固體廢棄物，粉煤灰、石膏和爐渣為電廠燃煤排放的固體廢棄物，水泥為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的42.5R普通硅酸鹽水泥。結(jié)合充填材料的強(qiáng)度、流動(dòng)性等特性及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，選擇矸石(爐渣)、粉煤灰、石膏、水泥、礦井水配比為74∶2∶2∶7∶15，料漿濃度為85%，充填體在28d強(qiáng)度可達(dá)到3.1MPa左右，滿(mǎn)足充填體強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。工作面設(shè)計(jì)料漿日充填量1350m3，制漿能力60m3/h，試采期間年充填量確定為40萬(wàn)t，產(chǎn)量36萬(wàn)t/a，可處理矸石(爐渣)27.9～29.7萬(wàn)t、粉煤灰0.5～1.2萬(wàn)t、石膏0.3～1.0萬(wàn)t，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)充填率達(dá)98%以上，可成功將該技術(shù)應(yīng)用于西部生態(tài)脆弱區(qū)村莊下壓煤及高強(qiáng)度開(kāi)采產(chǎn)生的固廢排放處置和地表沉陷控制。

首采試驗(yàn)成功驗(yàn)收后，進(jìn)入生產(chǎn)提效階段，在確保安全前提下，預(yù)計(jì)可達(dá)到年充填量100萬(wàn)t，產(chǎn)量90萬(wàn)t/a水平，可處理矸石(爐渣)69.7～74.4萬(wàn)t、粉煤灰1.1～3.1萬(wàn)t、石膏0.8～2.5萬(wàn)t。

4.2 地表沉陷控制

為觀測(cè)地表下沉情況，沿試采工作面的主斷面分別設(shè)置走向、傾向觀測(cè)線(xiàn)。走向觀測(cè)線(xiàn)長(zhǎng)1050m，設(shè)置KA1、KA2、KA3，3個(gè)控制點(diǎn)，間距為50m，布置測(cè)點(diǎn)30個(gè)，測(cè)點(diǎn)編號(hào)A4—A33，間距為30m；傾向觀測(cè)線(xiàn)長(zhǎng)810m，設(shè)置KB1、KB2、KB3，3個(gè)控制點(diǎn)，間距為50m，布置測(cè)點(diǎn)23個(gè)，測(cè)點(diǎn)編號(hào)B4—B26，間距為30m。

根據(jù)觀測(cè)，試采工作面地面沉陷測(cè)線(xiàn)最終下沉曲線(xiàn)如圖8所示。由圖8可知，工作面采用短壁連采連充式膠結(jié)充填開(kāi)采，地面最大下沉量約為180mm，而根據(jù)31303工作面采用垮落法開(kāi)采，實(shí)測(cè)地面最大下沉量約為2550mm，減少了約93%的沉降量，表明短壁連采連充式膠結(jié)充填開(kāi)采對(duì)地表沉陷控制效果顯著，滿(mǎn)足對(duì)地表建筑物安全使用要求。試采成功后，可對(duì)村莊下壓煤實(shí)施“規(guī)模性”不搬遷開(kāi)采，解放大量滯留煤炭資源量，減少了煤炭損失，提高了資源回收率，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，促進(jìn)礦井高效、安全的可持續(xù)發(fā)展。

圖8 試采區(qū)域地面沉陷測(cè)線(xiàn)最終下沉曲線(xiàn)

5 結(jié) 論

1)針對(duì)西部生態(tài)脆弱區(qū)村莊下壓煤及高強(qiáng)度開(kāi)采產(chǎn)生的工業(yè)固廢排放處置、地表沉陷控制難題，提出了短壁連采連充式膠結(jié)充填采煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在源頭上消納固體廢棄物、置換村莊下煤柱和原態(tài)控制地表，做到固廢零排放、環(huán)境低損傷和生態(tài)弱擾動(dòng)，從而推動(dòng)綠色礦山建設(shè)。

2)實(shí)測(cè)結(jié)果表明，試采工作面采用短壁連采連充式膠結(jié)充填開(kāi)采，地面最大下沉量約為180mm，而根據(jù)鄰近31303工作面地面移動(dòng)變形實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，工作面采用垮落法開(kāi)采后地面最大下沉量約為2550mm，減少了約93%的沉降量，對(duì)地表沉陷控制效果顯著，滿(mǎn)足對(duì)地表建筑物安全使用要求。

3)現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用表明，該技術(shù)可成功應(yīng)用于31312工作面的試采工作面，實(shí)現(xiàn)年充填量40萬(wàn)t，產(chǎn)量36萬(wàn)t/a，工作面充填率達(dá)98%以上，可處理矸石(爐渣)27.9～29.7萬(wàn)t、粉煤灰0.5～1.2萬(wàn)t、石膏0.3～1.0萬(wàn)t。首采試驗(yàn)成功驗(yàn)收后，進(jìn)入生產(chǎn)提效階段，預(yù)計(jì)可達(dá)到年充填量100萬(wàn)t，產(chǎn)量90萬(wàn)t/a，可處理矸石(爐渣)69.7～74.4萬(wàn)t、粉煤灰1.1～3.1萬(wàn)t、石膏0.8～2.5萬(wàn)t。