控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究

控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究

沙金

黑龙江七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿， 黑龙江 七台河 154600

摘要：在煤矿开采过程难免会遇到地质沉陷问题，对周围建筑物的稳定性、自然生态环境会造成严重影响。在我国社会经济持续发展的背景下，对煤炭资源的需求量与日俱增。为保证煤炭开采的安全性，提升开采效率，需要采取科学有效的技术来控制煤矿开采沉陷问题。基于此，开展控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究就显得尤为必要。本文对当前我国煤矿开采中产生沉陷技术概念和原理进行分析，并对如何控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术进行讨论，希望能够给相关从业人员提供思路。

关键词：控制；煤矿开采沉陷；充填开采技术

前言

煤层经过开采之后，地表会发生不同程度的位移，关键层就会充分体现控制功能，一旦失去控制效果，就极易引起地面沉陷。需对关键层进行有效保护，保证关键层的稳定性和牢固性，才能避免发生煤矿开采沉陷。而部分充填开采技术的主要应用机理为：在煤矿开采过程中，先对覆盖层的关键层具体位置进行分析判断，然后研究其发生破碎的特点，按照分析结果，合理设计条带开采，最后和其他部分充填开采技术相互结合，保证关键层的稳定性和煤矿开采的安全性。因此，在煤矿开采沉陷中应用部分充填开采技术是可行的。

1煤矿开采沉陷造成的危害

煤矿开采沉陷指的是在煤矿开采中，原有地质结构被破坏引起的地质沉陷问题，此种问题对地面建筑物会造成较大程度的破坏。在煤矿开采之前，通常需要将地面建筑全部或者部分拆除，以避免发生煤矿开采沉陷问题，此种做法会大幅度提升煤矿开采的成本。此外，煤矿开采沉陷也会对周围的自然生态环境造成不同程度的影响，如果情况严重，甚至会引起地下水渗漏问题，引起不必要的安全事故。因此，煤矿开采单位必须高度重视煤矿开采沉陷的控制，通过一系列行之有效的技术和措施，降低煤矿开采沉陷造成的危害及影响。

2部分填充开采技术原理

填充开采是借助相关配置，符合开采需求的浆液，实现对沉陷矿区的填充，进而达到抑制沉陷区，保障煤矿开采安的目的。结合大量实践分析，可以发现填充开采中涉及多种技术方式，当前最为常见的为膏体、胶结体等填充方式，并达到实现沉陷区控制的目的。实际处理中，如果必须实施填充的采空区，可实施胶体填充，并保障胶体的浓度。如果存在冒落，则需要实施注浆碎石的方式，择取低浓度的非胶体，完成填充。说明，不同填充方式，适用于不同的沉陷环境。因为胶体的相对浓度不高，可适应离层区的基本需求。

结合填料量和开采煤矿量的联系，可实现对填充模式划分，可划分为整体与部分2种填充模式。其中整体是在开采后，且未发生冒落，实现对采空区的处理，达到填充的目的，进而规避沉陷的发生。而部分填充则是在采空区添加一定量的填充物，实现对岩层的支撑，借助岩体的关键结构，实现沉陷的控制与预防。

综合上述分析，能够得到开采量和填料量之间具有联系，需结合实际开采量，选择适宜的煤矿填充开采技术，保障煤矿安全。其中，整体填充技术，是在确保不发生沉降的基础上，实现对采空区的填充与控制。而完整度较高的煤层，关键性结构可靠性较好，则可实施部分填充，控制填充量，实现对采空区沉陷的控制。

3部分充填开采技术的具体应用

（1）覆岩离层分区隔离注浆充填技术。通过对我国大部分煤矿开采过程来看，在一般情况下，覆岩离层往往会在关键层之下出现，能够在与之相邻的关键层当中发生断裂，否则离层就不会出现。这种技术是依照传统的相关经验和规律进行有效的运用，并且其关键在于能够找到覆岩离层实际的位置和离层量的相关这些信息的有效数据。要求相关的工作人员要对注浆的时间进行严格的把控，这样才能够确保注浆质量符合相关的标准，如果关键层接近初次破裂的时候，则说明这时候就是最佳的时机，这是因为管检测在接近初次破裂的时候内部的离层是比较大的，向其内部进行注浆工作是比较容易实现的，并且还能够达到预期的效果。

关键层发生第一次破裂问题受到很大的重视，由于关键层下方的离层空洞是在关键层出现第一次破裂之前，这样容易导致填充工作没有办法达到预期的效果，而且进行填充的浆液也不能够在这种情况下对关键层起到良好的支撑作用。为了能够解决这个问题，覆岩离层注浆技术也就被研发出来，这种技术原理是比较简单的，当关键层出现第一次破裂的时候承受最大的跨距应用于针对采面进行的分区处理工作，不同的离层也能够借助区间式的跳采模式而被浆液填满，关键层支持的牢固性也就因此得到提高，出现松落现象的概率大幅度的减少。

（2）采空区膏体条带充填技术。所谓的采空区膏体条带充填，就是在煤层采出后顶板发生冒落之前，对采空区域一部分的空间使用相关的膏体材料进行充填，在构件充填条带的时候要保证每个条带之间是相互一致的，覆岩也会依靠充填条带而得到很好的支撑。为了能够对地表出现沉陷现象进行有效的防治，相关的人员不仅要保证每一个充填条带能够保持长期的稳定，而且还要对未充填采空区域实际宽度要比覆岩主关键层的第一次破锻跨距要小，这样才能够让采空区膏体条带充填技术的效果在实际的煤矿开采工作当中充分的发挥出来。在一般情况下，采空区膏体条带充填技术可以分为两个模式，第一个模式就是长臂条带充填开采模式，工作面能够在这种模式下转变成长臂工作面，而且其主要的沿推方向就是与采空区之间相同的构筑充填条带；第二种模式就是短壁间隔条带充填开采方法，要求相关人员要把工作面结合实际的开采情况而转变为短壁条带开采，在一个工作面充填之后要隔一个工作面再进行充填，这种充填模式由于其相关的工艺比较简单，因此在很多煤矿开采工作当中对其进行普遍的应用。

（3）条带开采冒落区注浆填充。目前，国内的煤矿开采通常都会采取条带开采技术，不过该类技术会使得采空区与上方岩层产生较大冒落区，此区域不能承受来自上方的载力与重力，如此便容易导致上方岩层载荷往相同方向聚集，最终于煤柱上聚集。一旦此载荷力过大，超出煤柱最大荷载限额，则会导致煤柱出现变形、损坏等问题。所以必须要有效采取冒落区注浆填充技术。先是于地表、井下等位置进行钻孔，随后沿着孔洞往冒落区内注浆，以实现填充的效果。最后注浆完毕后冒落区就能实现夯实与牢固，进而获得新的承受负荷的功能。冒落区注浆填充的牢固功能详细体现如下几方面：实际填充的材料可以给条带煤柱提供一个侧向力，进而提高了煤柱强度并实现宽度的控制，实际填充的材料会出现摩擦，进而可以实现煤柱自身荷载的分散，从而对煤柱的沉陷进行有效控制。不仅如此，实际填充物体能够起到有效的支护效果，进而保证煤柱以及关键层等稳定与安全。

4结束语

煤矿开采会导致沉陷现象，有效利用部分充填技术有效控制煤炭开采造成的沉陷现象，可进一步提高煤矿开采的有效率，可有效解决地址沦陷问题，可避免递质被严重破坏，可有效保护土地资源，并且可实现绿色开发。因此，掌握并充分利用部分充填技术，是非常有必要的。当前我国煤矿开采沉陷部分的充填开采技术已经由单一化的充填技术变成多种填充技术并用，相关的研究人员应当继续研究更高效和更稳定的充填技术，实现煤矿的绿色开采。

参考文献：

[1]任刚.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术浅析[J].石化技术,2019,26(12):179,181.

[2]马鹏飞.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术探析[J].石化技术,2019,26(12):175,178.

[3]赵斌.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究[J].中国科技投资,2019,(6):108.