充填采煤技術(shù)有何現(xiàn)狀

　　目前使用的采煤技術(shù)主要包括膏體填充采煤技術(shù)，高填水采煤技術(shù)，蛭石填充采煤技術(shù)和部分填煤采礦技術(shù)。文章介紹了各種灌裝技術(shù)相關(guān)知識(shí)。該技術(shù)分析并提出了這些技術(shù)在當(dāng)前煤炭開采過程中的不足，著重解決煤礦工程中填充技術(shù)不足的問題，接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀采煤技術(shù)論文。

　　建筑物下、水體下、鐵路下(簡稱“三下”)積壓了大量的煤炭資源。隨著煤炭開采技術(shù)水平的提高，為了解放“三下”壓煤，煤礦“三下”采技術(shù)得到了極大發(fā)展。我國煤礦“三下”傳統(tǒng)開采技術(shù)有離層注漿、條帶式開采，其中離層注漿能有效控制地表下沉，成本高，效率低;條帶式開采，資源回收率低，一般不超過50%，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。充填開采不僅能有效控制地表下沉，而且資源回收率可達(dá)90%以上。充填開采目前有超高水材料充填、膏體充填、固體物充填三種技術(shù)。

　　充填采煤技術(shù)的目標(biāo)與要求

　　現(xiàn)代化礦區(qū)的充填采煤技術(shù)目標(biāo)是：在安全、高效采煤的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)安全、高效快速充填。所以應(yīng)該開發(fā)與現(xiàn)代化綜合機(jī)械化采煤技術(shù)相匹配的快速機(jī)械化充填一體化技術(shù)，并且要實(shí)現(xiàn)采煤與充填并行作業(yè)。在這樣的目標(biāo)前提下，現(xiàn)代化充填采煤技術(shù)應(yīng)滿足：①安全、高效采出煤炭資源;②控制巖層與地表移動(dòng)要能充分滿足被保護(hù)對(duì)象的要求;③顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

　　1 充填采煤技術(shù)特點(diǎn)

　　1.1 傳統(tǒng)煤礦采空區(qū)充填工藝

　　(1)水力充填-水力充填法是通過充填管路將充填料漿送入采空區(qū)進(jìn)行充填的煤礦采空區(qū)充填工藝;(2)矸石自溜充填工藝是當(dāng)煤層傾角較大時(shí)，采用矸石自溜充填法對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填;(3)矸石帶狀充填-矸石帶狀充填是沿工作面開切眼或推進(jìn)方向，每隔一定距離壘砌一個(gè)矸石帶來支撐頂板，以達(dá)到減少地表下沉的目的。(4)粉煤灰充填;(5)風(fēng)力充填采煤法是普通輸送機(jī)輸送到采空區(qū)風(fēng)力充填機(jī)，風(fēng)力充填機(jī)利用風(fēng)壓，通過充填管道將充填材料輸送到采空區(qū)進(jìn)行充填。

　　1.2 建筑物下采煤

　　建筑物下開采是指那些不適合搬遷的城鎮(zhèn)、工廠、居民區(qū)、村莊等所壓礦層的開采，其中包括井筒礦柱的回收。做到即采出資源，又要保護(hù)地面建筑物。采取的措施主要是在井下開采時(shí)采取一些不同于普通的開采方法，以減少地面移動(dòng)與變形，另外對(duì)地面的建筑物或構(gòu)筑物采取加固與維修的方法，使其所受的采動(dòng)影響和破壞程度在其本身允許的范圍之內(nèi)。

　　1.3 鐵路下采煤

　　鐵路下開采系指鐵路干線與支線下所壓煤層的開采，礦區(qū)專用線下開采已不存在問題，故不包括在內(nèi)。過去對(duì)鐵路的保護(hù)也是采用留設(shè)礦柱的方法，目前對(duì)鐵路礦柱的開采已取得了足夠的經(jīng)驗(yàn)。我國礦區(qū)專用線下開采，在技術(shù)上已完全過關(guān)，所以鐵路下開采不包括專用線下開采。

　　1.4 水體下采煤

　　水體下開采包括地面水體下和地下水體下的開采。地面水體包括江河湖海、水庫池塘、沼澤洪區(qū)、灌區(qū)水田、山溝小溪以及地表沉降區(qū)積水等。地下水體包括表土層的砂層水、頂板灰?guī)r中的巖溶水、砂巖含水層及老窟水等。 水體下開采的實(shí)質(zhì)是如何確定防水和防砂礦柱的高度，此上限到地面的垂高，就是安全開采深度。水體下開采主要是防止覆水和泥砂潰人井下，有時(shí)還要保護(hù)地面水體，如水庫、堤壩等。水體下開采通常用疏干、排放、隔離等措施，使資源盡量采出，還要減少排水費(fèi)用。

　　1.5 矸石直接充填采煤方法

　　利用工作面采空區(qū)處置煤矸石的充填采煤方法，既可以減少煤礦固體廢棄物排放，又可以減輕開采沉陷災(zāi)害、提高礦井資源回收率，是實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一。目前，已經(jīng)形成了矸石直接充填采煤的技術(shù)框架，其中包括綜采矸石充填技術(shù)、普采矸石充填技術(shù)和掘巷充填技術(shù)等。

　　2 充填采煤技術(shù)現(xiàn)狀

　　目前充填開采法在金屬礦應(yīng)用較多，技術(shù)相對(duì)成熟，可以為煤礦的充填開采提供相應(yīng)的借鑒。煤礦采空區(qū)充填開采技術(shù)在波蘭、德國應(yīng)用較多，充填材料通常是河砂、煤矸石和電廠粉煤灰。其中以水砂充填技術(shù)應(yīng)用最多。正常情況下長壁工作面使用水砂充填后地表下沉系數(shù)為0.10～0.20。波蘭采用水砂充填條帶法，已經(jīng)成功地開采了多座城市下的煤炭資源。

　　充填開采消除了傳統(tǒng)的采空區(qū)，既可以安全地開采三下煤炭資源，又解決了采空區(qū)瓦斯超限的安全問題，同時(shí)能處理大量的矸石和城市垃圾，而且傳統(tǒng)采空區(qū)帶來的應(yīng)力集中問題得到大大緩解，對(duì)于防突和防沖擊地壓將有更大的意義。因此，充填開采技術(shù)必將成為煤炭企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，是我國煤礦開采技術(shù)的一次革命。為此，以超高水材料充填、膏體充填、固體物充填為代表的充填技術(shù)在我國正在大面積推廣，技術(shù)逐步成熟。

　　3 沖天采煤技術(shù)展望

　　煤礦充填開采技術(shù)是開采“三下”壓煤的根本途徑，是提高煤礦開采安全可靠性的一項(xiàng)重要舉措，是具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一項(xiàng)新技術(shù)，為礦山采出矸石、解決矸石山污染及安全、處理城市固體垃圾提供了一個(gè)新途徑。充填開采消除了以往所謂的采空區(qū)，不僅可以安全地開采“三下”煤炭資源，而且解決了采空區(qū)瓦斯超限的安全問題，同時(shí)能處理大量的矸石和城市垃圾。因此，充填開采技術(shù)必將為煤炭企業(yè)帶來巨大的利益。

　　長壁垮落頂板控制方法可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)是建國以來我國煤礦開采主導(dǎo)頂板控制方法。這種方法著重考慮回采中頂板災(zāi)害對(duì)于回采空間的危害，而少于考慮開采后生態(tài)、建筑物等的破壞，結(jié)果造成對(duì)人類生存環(huán)境的嚴(yán)重破壞。煤柱式控制頂板法這種方法的優(yōu)勢是簡單易行，投資少等。

　　充填式控頂方法，在國內(nèi)外得到一定程度的發(fā)展和應(yīng)用，很顯然這種方法對(duì)于開采后地表環(huán)境的保護(hù)是有利的，也有利于減少開采所造成的工作面災(zāi)害。

　　矸石直接充填采煤技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤炭資源的綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一，目前已在新汶、邢臺(tái)、淄博等礦區(qū)實(shí)施并取得成功，具有廣泛的應(yīng)用前景.理論分析與工程應(yīng)用表明，矸石直接充填開采主要通過限定關(guān)鍵層的彎曲下沉量而達(dá)到控制地表沉陷的目的，最終的實(shí)現(xiàn)是通過選取合適的充填材料、研制配套的充填開采設(shè)備及設(shè)計(jì)合理的充填工藝來完成，目前國內(nèi)外關(guān)于充填開采后采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究尚屬空白，加強(qiáng)對(duì)充填開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究對(duì)進(jìn)一步完善充填開采技術(shù)有重要的意義。充填之前頂板的下沉量成為影響充填開采效果重要的因素，因此需要進(jìn)一步改善充填開采支架的結(jié)構(gòu)，并對(duì)充填開采工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減小充填之前頂板的下沉量。

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　　閱讀期刊：山東煤炭

　　《山東煤炭科技》(雙月刊)創(chuàng)刊于1983年，是由山東省煤炭學(xué)會(huì)主辦的科技刊物。本刊辦刊宗旨是宣傳黨和國家有關(guān)發(fā)展煤炭工業(yè)的方針、政策、法規(guī)，交流煤炭工業(yè)深化改革的經(jīng)驗(yàn)，報(bào)道煤炭及其相關(guān)行業(yè)安全生產(chǎn)、科研設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化管理等方面的新技術(shù)、新工藝、新動(dòng)向，傳播國內(nèi)外最新技術(shù)信息。