充填开采技术在煤矿中的应用

充填开采技术在煤矿中的应用

王喆

扎赉诺尔煤业有限责任公司铁北煤矿 内蒙古呼伦贝尔市扎赉诺尔区 021410

摘要：在煤矿生产中对开采技术的应用提出了较高的要求，为了满足生产的需求，应对开发进行改善，合理运用开采技术，可借助充填开采技术来加强开采的效果。通过对充填开采技术的介绍，分析煤矿生产中充填开采技术的应用，可使充填开采技术应用的优势全面发挥，进而提升我国的煤矿资源开发水平，实现开发的目标，促进我国的资源开发发展。

关键词：煤矿；充填开采技术；应用

引言

随着煤矿开发的推进，开采技术应用应得到改善，借助有效的开采技术可为煤矿开发提供良好的技术条件，优化煤矿开发效果。在开采技术发展下，充填开采技术应用有着良好的效果，可提升开发水平及效益，满足煤矿开发领域的需求。因此，应在煤矿开采中合理运用充填开采技术，对技术进行优化，为煤矿资源的开发及利用提供支持，进而推动我国的资源发展。

1充填开采技术概述

煤矿开采生产中使用的充填开采技术属于人工支护采矿技术，在开采中随着深度的增加，可借助该技术来将填充料输送到采空区，以加强对采空区的防护，避免围岩崩落情况的产生，使回采效率得到提升。充填开采技术中包括了三种类型，分别为干式充填法、水力充填法与胶结充填法，第一种方法使用碎石或者采掘的废石来进行充填，第二种及第三种是使用碎石、炉渣等作为材料。在绿色化开发的背景下，使用充填开采技术可避免塌陷及矿震问题的产生，使煤矿开发得到支持，同时可使人员的工作劳动强度降低，进而保证生产的安全性及效益。

2煤矿生产中充填开采技术的应用

2.1固体矸石充填开采技术

固体矸石充填开采在充填开采生产中有着良好的应用效果，使用的材料为经过破碎处理的煤矸石，充填材料在运输系统的传输下到达采煤工作面的后方，再将滚落的煤矸石使用压实装置来压实处理，可起到支撑顶板以及减少顶板弯曲下沉的作用。当前机械化固体矸石充填技术使用比较广泛，可结合工作面采煤工艺的特点来划分成普通机械化矸石充填和综合机械化矸石充填，前者多用于炮采及普采工作面，后者可适用于综采工作面，在应用中有着较多的优势。比如， 煤矸石不升井，可使成本降低，同时机械化水平比较高，可借助系统设备来进行生产。该系统的使用可满足经济性需求，提高开发的效率。但是在应用中需要矸石，在数量少的情况下，会对技术的应用产生影响，无法使该技术发挥出有效的作用。此外，矸石充填中的密度比较低，相比其他的技术手段，无法达到良好的岩层移动及地表沉淀控制要求。

2.2膏体充填开采技术

膏体充填开采是将矸石、粉煤灰、劣质土等进行制作后得到无临界流速的膏状浆体，借助重力的支持来经过管道将其输送到采空区，并且在一定时间之内固结，具有相应的强度，以起到充填的作用。该技术应用中有着一定的优势，比如流动性好、密度高等，可为岩层支撑及地表沉陷控制提供有效的支持。而膏体充填材料的制作环节具有复杂性，要求比较高，充填密封的难度大，管理不到位会产生影响，比如堵管等，使生产的被阻碍，无法保证系统的正常运行。而充填设备在使用的能耗比较大，初期的投资成本高，同时，充入膏体凝固需要一些时间，可能会对煤矿的生产效率产生影响，无法保证生产的效益。在使用充填系统时，应考虑到维护的要求，由于其维护比较复杂，如果不加强维护管理，会使膏体在输送中受到影响。在采空区使用该技术后，采空区顶板仅有裂隙带和弯曲下沉带，这种情况下可避免不良的影响的产生。因此，可利用该技术来进行开发，使开发发挥出有效的作用，发挥出其优势，借助减沉效果来提升煤矿生产的水平，进而使煤矿资源的开发得到支持。

2.3高水充填开采技术

高水充填开采技术应用是将主料及配料等混合，使用的水应符合要求，经过搅拌后可得到自流输送的材料，在重力的影响下可输送到采空区域内，在化学的作用下出现固结现象，具备一定的强度。高水充填材料的主料中包括矸石、粉煤灰、赤泥，使用的配料中包括石膏、石灰、水泥、膨胀剂等。运用该技术来进行充填可达到较好的效果，由于超高水材料中包含了铝矾土等多种矿物以及复合超缓凝剂，也包括石膏及复合速凝剂组合的形式。通过对材料的合理配比设计，可使材料的性能加强，以满足开发生产的需求。使用该技术可使工艺得到简化，使用的原料比较丰富，充填站的规模小，可设置在地面，也可在井下设置。充填浆体的流动性比较好，可进行远距离运输，不容易产生堵管的问题。同时，该技术在应用中使用的是自流方式，可使煤矿固体充填材料不足的问题得到避免，保证了生产的效率。因此，可根据实际情况将其应用在煤矿开发作业内，使充填的效率得到提高，也可避免充填与工作面回采之间产生矛盾问题，保证了材料的稳定性。通过对固体的性质的分析发现其有着良好的承载性，可根据需求来对凝固时间合理调整，并且保证采空区充填的密实性，使地表的沉降问题得到控制。在充填材料中含有大量的水，可使成本得到控制，保证了其效益。但是该技术应用中浆液的凝固时间长会对生产造成影响，对围护的要求比较高，也需要对倾角进行合理控制，为了加强技术应用能够效果，应对其产生重视。

2.4分段充填开采技术

分段充填技术应用可发挥有效的作用，通过对大暴露面采区进行分割，可得到矩形断面结构，实现对采取暴露面积的缩减，使稳定性比较差的矿区得到有效处理，保证充填技术应用的效果。比如在某石炭系上统矿区内，可将中段进行划分，使其形成10m的分段，并且对各段进行开采，根据开采的流程及操作深度来进行控制，使回采及充填施工的进行更加顺利，可使煤矿的开采得到支持。在实际实施过程中可使用电动铲运机，使人员的工作效率得到提升，也可使成本得到控制。在煤矿开发中合理运用充填开采技术，使煤矿的开采获得良好的条件。在应用中发现了采空区后，应及时进行胶结物填充处理，并且使用推卸式的铲运机来进行充填，为煤矿的开发建立完善的基础，加强施工的便捷性，进而使机械化作业的水平提升。

2.5下向分层充填开采技术

在下向分层充填技术应用中需要考虑到煤矿的性质，可应用在围岩不稳定的条件下，结合矿柱来进行回采作业。在实际应用中可在矿块中建造溜井及充填材料运输井，经过溜井来将获得的煤矿运输到下部巷道内，再从上部巷道来输送到采空区内。煤矿回采生产中可根据从上到下的顺序，使回采施工与充填施工交叉进行，在分层中可采用水平分层方式或者倾斜分层方式进行施工，回采前应注意各井的连通性。可借助切割巷道来进行回采，使施工顺利开展，同时加强施工的安全性。此外，应在逐层分层充填物底部建立胶结顶，为施工提供保障。

结语

在目前的煤矿开发工程中应对开发技术进行优化，可结合实际情况来对技术合理选择，使用充填开采技术可改善效果，使开发的进行更加顺利，同时控制其成本。应选择固体矸石充填开采技术、膏体充填开采技术、高水充填开采技术、分段充填开采技术以及下向分层充填开采技术来进行开发，可使开发技术发挥出有效的作用。通过对开发技术的有效运用及管理，可使煤矿开发的水平提高，更好地满足不同领域的资源供应需求，促进国家的全面发展。

参考文献

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