煤层开采中的充填采煤技术要点探讨

煤层开采中的充填采煤技术要点探讨

雷向阳

山西乡宁焦煤集团燕家河煤业有限公司，山西省临汾市 042100

摘要：目前在煤炭开发过程中，仍然存在许多问题，这既是一种资源浪费，也是一种经济损失。根据目前我国煤矿充填开采的现状，其基本原则是采用各种类型的充填材料，对采煤工作面的采空区进行有效治理。本文简单分析了煤层开采中充填采煤技术的应用价值，探讨了常见充填采煤技术的应用要点，旨在为相关工作提供帮助，提升开采质量。

关键词：煤层开采；充填采煤技术；技术要点

引言：无论采用哪一种充填开采工艺，都能有效地缓解工作面支撑压力所呈现的矿压显现。尤其是能够有效地改善巷道的养护情况，将地表出现的沉降与变形降到最低，能有效地提高煤炭的采出率，并能更好地保护地表水体和建筑物。从目前采用的充填采煤法来看，能用到的充填物料也比较多，所以研究充填采煤工艺的技术要点就显得尤为重要。

一、煤层开采中的充填采煤技术的应用价值

（一）有利于拓宽煤层开采范围

采用充填采煤技术，扩大了煤层的采区。相对于常规的采煤技术，采用更加科学、更加合理的充填采煤技术，能有效地解决铁路下、建筑物下和水体下的煤炭难采问题，进一步提高煤炭的产量，可以有效地改善目前的能源短缺状况，更好地满足社会的生产需要。充填采煤技术是一种可持续发展的绿色采煤技术，掌握其技术要点，科学选择技术种类，合理地应用于煤矿生产实践中，可以有效提高煤矿生产的效益。

（二）有利于高效利用煤炭资源

在煤矿开采中，会产生大量的垃圾，但在传统的采煤工艺中，垃圾的外运和处置都要经过特殊的处理，不仅费时费力，而且影响了煤层的开采效率。采用充填采煤技术，可以很好地解决这个问题，极大地提高废料的利用率，同时也能够确保采矿的安全与稳定，达到更高的开采效率。

二、煤层开采中的充填采煤技术要点

（一）膏体充填

该技术是将煤炭开采过程中产生的废料，如胶结料、粉煤灰、碎石等，进行综合处理，把这些物质按特定的比例混合制成一种类似于牙膏的糊剂，采用重力增压、充填泵加压的方法等进行压力灌注，由管道输送到矿井中，用来填充已被开采的区域。采用膏体充填采煤技术，可以使煤层在开采时对底板造成的破坏得到最大程度地减少，同时也可以使煤层在开采时形成的各类废料得到充分地利用，从而提升资源的利用率[1]。并在此基础上，对采空区进行及时地回填，以保障开采作业的安全性，从而保障回采作业的正常进行。采用这种方法时，应根据矿井的具体情况，对采空区进行充填。这种方法采用的料浆流动性较强，并且具有较高的密实度和充填强度，可以很好的解决由于采矿引起的周围地层破坏问题。然而，当采用膏体充填采煤技术时，其初始投资费用过高，对煤炭开采公司的经济效益产生了很大的影响，从而在某种意义上限制了该技术的进一步推广和应用。在目前阶段，伴随着科学技术的发展，进行了二次膏体充填开采技术的研究与开发，它是对现有的膏体充填开采技术进行了改良与创新，有效地提高了煤炭开采技术的使用效率，降低了开采成本，使煤炭生产企业的经济效益达到最大化。

（二）高水材料充填

在采用高水材料充填采煤技术时，工人们必须按照特定的比例，将充填材料与高水速固化结材料进行充分的混合，将所配制好的充填物料运送到矿井的采空区，进行充填作业，以确保开采作业的安全。在这种填充技术的应用中，煤矿企业需要消耗大量的水，而在应用的过程中，只需要少量的固体物质。所以，高水材料充填采煤技术的有效应用，能对少量的固体物料进行有效的利用，能很好地解决当前煤矸石短缺的问题[2]。近几年来，随着有关科技的进步，高水材料充填采煤技术得到了不断的发展和完善。在使用这项技术的时候，煤炭企业使用的固体材料数量会有所降低，充填材料的流动性也会有所增强，材料充填技术也会变得更为简单。从而使充填作业环节的费用大幅度下降，有利于减少煤炭企业的资金投入，提高经济效益。在采用高水物质充填开采技术时，一定要先对开采区的岩石和煤炭进行调查，确定岩体结构的承载能力，这样可以将填充工序的工作量降到最低，提高煤炭资源的开采效率，能有效地减少煤矿企业的煤层开采成本。然而，在采用高水材料充填采煤技术的时候，煤矿公司必须要控制好它的缺陷。如果开采的煤层处于温度较高或者风力较大的条件下，这样就会对充填后采空区的稳定产生不利的影响，工作人员一定要注意，防止由于采空区不稳定而引起的安全事故。

（三）煤矸石充填

在煤矿开采中，在矿井周围的建筑下，在大巷内留有煤柱，造成了煤炭资源的极大浪费，这也导致了煤矸石的大量增多。通过风能、自重等动态条件，将煤矸石及其他固体废物运至采煤区，能够达到充填采煤区的目的。人工、自溜、风力、普通机械化和综合机械化等多种煤矸石充填开采技术类型，它们是根据不同的充填煤矸石的动力来源进行分类的。其中，人工充填几乎没有用于实际的开采过程。因为风力充填和自滑充填这两种煤矸石充填开采技术，其动力来源于自然，并受外部自然环境的影响很大，不能提供稳定的动力

[3]。所以，这两种煤矸石充填开采技术的应用受到了很大的限制，只在天然条件非常好的煤矿区中应用。一般的机械化充填技术的应用，必须要与煤炭开采中的具体条件相联系，同时，在进行充填时，还必须有专业的技术装备。该煤矸石充填采煤技术费用较低，且主要是利用井下生成的煤矸石来进行建设，操作较为简便，所以在煤炭企业中得到了广泛的使用。煤矸石充填采煤技术最大的优点就是可以对矿区的采空沉陷区进行有效的治理，从而达到最大限度地回收和保护土壤的目的。所以，采用煤矸石充填采煤技术，可以实现对煤矸石等废物的高效利用，促进煤炭行业的可持续发展[4]。

（四）综合机械化固体充填

首先，在采用这种充填技术时，综放工作面液压支护的倾斜梁需要拆除，然后放上水平的短梁。在此过程中，工人必须在被短梁保护的区域内，用固体材料填满。在进行充填时，要注意充填方法，因为固态材料的特性和空间尺寸等因素，所以不能直接进行充填。需要采用机械固体开采技术来解决这种充填问题，采用充填空间技术进行充填。其次，工作人员在调配好了填充固体之后，要使用先进的带式输送机，将充填固体送入其中。在输送时，必须保持连续，以确保采空区内填充有足够的固体物质，在输送时，应确保输送的连续性，避免中断，并确保输送管道的通畅[5]。最后，在自重的影响下，充填固体可以使用刮板机将其填充到短梁所遮挡的空隙中，之后再使用压实机将充填固体在压力的影响下进行压实。通过这种方法可以获得煤矸石等致实性能强的固体混合物，使开采工作具有较好的空间环境。

三、结语

总而言之，将充填采煤技术应用于煤矿开采，能够实现对整体开采的质量和效益的提升。然而，从目前充填采煤技术的应用情况来看，无论是在充填材料的选用，还是在充填工艺的选用上，都存在着许多需要改进的地方。所以，要求加强对充填采煤技术在该矿区的应用的研究，要保证技术的供需平衡，将充填采煤技术的优点完全利用起来，进而更好地促进煤炭企业的高品质发展。

参考文献：

[1]宁立军.充填采煤技术在煤层开采中的技术要点探析[J].矿业装备,2021(06):34-35.

[2]吴志涛.煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析[J].当代化工研究,2022(20):141-143.

[3]李舰.煤层开采中的充填采煤技术要点[J].能源与节能,2023(03):134-136.

[4]宋宇晨.煤矿采矿技术应用现状与改进路径探究[J].内蒙古煤炭经济,2022(03):22-24.

[5]张汝伟.综合机械化固体充填采煤技术的分析[J].当代化工研究,2021(14):55-56.