对矸石井下充填采煤技术应用的探讨

对矸石井下充填采煤技术应用的探讨

高压平

山西乡宁焦煤集团台头煤焦有限责任公司，山西乡宁，042100

摘要：我国地域辽阔，拥有相对丰富的煤炭资源，但是影响煤炭资源开采效率以及质量的因素较多，在实际展开煤炭开采作业的过程中，积极引入先进采煤技术至关重要。现今的煤矿开采技术能够充分提升没开采的效率，促进煤炭企业的发展与进步。鉴于此，本文以矸石井下充填采煤技术为例，详细探讨了这一技术的应用途径，以供参考。

关键词：矸石；井下充填；采煤技术；应用

前言：煤炭资源开采作业过程中，容易破坏周边生态环境，不合理的开采很容易导致资源的浪费。当大量煤矸石产生于煤炭资源开采过程中时，必须采用科学的开采技术做好填充工作，只有这样才能够加大地质环境保护力度。在这一过程中，矸石井下充填采煤技术的重要性突显出来。结合煤炭资源开采实际加大对矸石井下充填采煤技术应用研究具有重要意义。

一、充填采煤技术概述

大量矸石的产生是煤炭资源开采过程中不可避免的，要想科学处理矸石类废弃物质，就必须引入先进充填采煤技术，在此基础上才能够降低因空洞过多而引发塌方事故的概率，从而加大对采煤地质环境的保护力度，更重要的是，在这一过程中可以提升煤炭资源开采作业安全性，采用矸石填充空洞的方式，可以对煤炭资源开采区域的地下结构起到一定支撑作用[1]。同时，煤炭资源开采中，填充采煤技术的应用，可以通过机械设备来完成施工，降低了人力资源消耗，更能够提升整个煤炭资源开采作业的安全性。

二、矸石井下充填及技术分类及应用要求

（一）原生矸石综采架后充填技术

在将原生矸石综采架后充填开采技术应用于煤炭资源开采过程当中时，需要的时间相对较短，并且在整个施工中需要对相关设备进行应用，如充填刮板和自移式液压支架等，此时可以向专门设立的矸石仓中转移矸石，这一方式可以粉碎性处理大块矸石，胶带式运输机用于运输小块矸石，并向综采工作面卸载，进一步加工处理矸石，并在填充采空区时采用专业填充设备[2]。由于这一操作过程中可以对机械设备进行充分应用，因此可以减少人为工作量，但是由于缺乏专业填充物压实，因此在填充过程中密度相对较低，因此在填充较大空洞时这一方法并不适用。

（二）高水材料填充技术

针对高水材料填充技术技术而言，在进行应用的过程中会呈现出较强的便捷性，在实际施工中需要对高水速凝固材料进行应用，其应呈现出良好的凝结性，并结合施工实际引入适量比例水，提升其凝结速度，在此基础上形成的固态物质可以呈现出较高的强度[3]。这一固态物质包含多种材料，如凝结剂、石膏、石灰、高铝水泥等，在喷洒施工基础上，应确保其在短时间内形成一定硬度，由于整个材料当中拥有最高比例的是凝结剂类物质，这一过程中能够快速的进行凝结。

由于其可以在短时间内凝结，因此应在原材料中分别加料，通常应从性质以及成分等角度出发将材料划分成两种，确保这两种物质在凝结过程中速度不会很快，在此基础上向混合池中运输这两种物质，在确保两种物质充分混合的基础上应向工作面运输这一物质，完成填充施工以后等待期凝结。这一过程中严禁晃动凝结剂。

在空洞填充中应用这一技术，需要使用含水量较大的材料，由于材料本身成本你脚底，因此在大型空洞填充施工中这一技术呈现出较高应用价值，且可以产生坚固性良好的凝结物。但是其缺陷在于拥有较差的抵御风化的能力，当施工环境温度过高时，其会产生较低的稳定性。

（三）综合性机械化固体填充采煤技术

难度大是煤炭填充开采的主要特点，通常会严重影响采煤效果，在对综合性机械化固体填充采煤技术进行充分应用的过程中可以同时进行填充和采煤施工，对于提升采煤效率与质量具有重要意义。

通常情况下应用这一技术展开施工的过程中，以采煤作业中产生的废料为主要填充材料，其中包括黄土、粉煤灰和矸石等[4]。同时还可以改装利用旧的机械设备，将采煤装置放置在前方，将填充装置放置于采煤空洞区，充填采煤液压支架是这一技术应用过程中的关键设备，对于构建坚固的填充物质具有促进作用。

在对这一技术进行应用的过程中，可以加大环境保护力度，构建良好的填充效果，对于提升采煤作业安全性具有重要意义。

三、矸石井下充填采煤技术施工流程要点

目前来看，要想将矸石井下充填采煤技术的功能全面发挥出来，在实际施工中就必须严格遵守施工流程。首先，应开采设备进行合理布置，在设备组装基础上向工作区域运送。在此基础上采用“以冲定采”原则对填充工序以及煤炭开采作业进行合理安排，只有这样才能够确保采煤作业中形成的空洞区可以全权填充废料[5]。

在矸石井下充填采煤技术中，爆破式方法是采煤作业的主要方法之一，需要将炸药放置在设计位置上，并维护爆破区，确保稳定的状态产生于爆破区当中，同时在此基础上才可以展开煤炭开采以及矸石填充作业，并对打柱、移溜等施工环节所需设备进行安装，在填充施工以前展开打柱施工，可以提升作业区安全性，保证煤矿开采的效率，两柱子之间应严格根据设计要求进行距离控制；在矸石填充作业以前，应对各种填充技术进行综合分析，并结合煤炭资源开采作业区域实际特点选择最佳技术，为提升填充效果奠定基础；在完成填充作业以后，还必须拆除和撤回溜子、抛矸机等设备，为重复利用相关设备、节约资源奠定基础，以此来充分提升采煤工作的效率。

结束语：

综上所述，近年来我国在积极加强现代化经济建设的过程中，对煤炭资源的需求量不断增加，然而不科学开采煤炭资源容易给周边环境带来破坏，不利于我国实现可持续发展的目标。在这种情况下，要想提升煤炭资源开采安全性并加大环境保护力度，就必须对矸石井下充填采煤技术的重要性产生深刻认知，并结合工程实际特点，合理设计施工工序，为将矸石井下充填采煤技术的功能全面发挥出来奠定基础。

参考文献：

[1]张冬冬.矸石-粉煤灰充填技术在新阳煤矿三下采煤中的应用[J].能源与节能,2018(10):120-121+124.

[2]殷伟,缪协兴,张吉雄,张强,孙强.矸石充填与垮落法混合综采技术研究与实践[J].采矿与安全工程学报,2016,33(05):845-852.

[3]张吉雄,缪协兴,张强,张建国,闫浩.“采选抽充采”集成型煤与瓦斯绿色共采技术研究[J].煤炭学报,2016,41(07):1683-1693.

[4]缪协兴,张吉雄.井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术[J].煤炭学报,2017,39(08):1424-1433.

[5]张吉雄,缪协兴,郭广礼.矸石(固体废物)直接充填采煤技术发展现状[J].采矿与安全工程学报,2019,26(04):395-401.