煤矿充填开采的现状综合分析与展望

殷术明

摘要：近些年来，随着社会经济快速发展，煤矿领域逐渐拓展。对于煤矿行业而言，更加注重绿色环保，坚持环保生产，可持续发展理念。本文主要分析我国常用煤矿充填开采技术，分析充填开采现状，提出煤矿充填开采的发展展望。

关键词：煤矿；充填开采；现状；展望

对于煤矿开采，具有经常性、长期性开采特点，极易引起岩层移动、地表沉陷与岩石破坏问题，严重影响了道路工程、农田水利，危害生态环境。随着采矿技术日益更新，人们环保意识逐渐提升，愈加重视资源科学、合理开采。因此，笔者根据自身的煤矿技术经验，主要分析我国常用煤矿充填开采技术，分析充填开采现状，提出煤矿充填开采的发展展望。

1.我国煤矿充填开采的现状分析

首先，水砂充填长壁。水砂充填长壁在金属矿中较为适用，技术发展也比较成熟。在波兰、德国地区，大多采取采空区开采，选择电厂粉煤灰、河砂与煤矸石制作充填材料。由于这些水砂运用范围较广。一般而言，输送水砂至长壁工作面，经过充填之后，地表下沉值0.2，可获得良好充填效果。

其次，膏体充填。在1960年开始，我国即开始使用水砂充填长壁，以保护煤柱开采，具有良好开采效果。然而因成本较高、工艺复杂，并未广泛运用于我国煤矿开采。对于充填泌水与立隔排水问题，从1980年开始，开始运用膏体充填技术。制作充填材料，可降低泌水率与膏体浆体流速，确保正常泵送，进而提升充填效果，该技术广泛运用于金属煤矿开采。现阶段，膏体充填法在工業中运用，属于可行性试验。

第三，离层注浆减缓地表下沉。从1990年开始，我国既开始运用离层注浆减缓地表下沉，各开采沉陷专家、技术人员十分重视该技术运用。从2000年开始，充填技术经过逐渐改造、创新，胶结、高水速凝与膏体等充填技术，被广泛运用于煤矿开采。然而各种技术，均存在不同缺点。胶结充填选择水泥作为胶凝材料，但水泥固结细粒性能较差，在初次充填之后，需实施少量脱水，使得析出料浆颗粒逐渐流失。处于污染井作业时，充填体自身强度会有所下降。

2.我国煤矿充填开采的常见技术

首先，传统煤矿充填。在传统煤矿充填中，主要包含了风力、粉煤灰、矸石带状、水力与矸石自溜等充填技术。水力充填主要通过水力进行输送，通过充填管路，将充填材料输送至采空区进行充填。对于风力充填，按照压缩气风压理论，通过垂直管理，将材料输送至井下贮料仓，接着通过普通输送机，输送至采空区，再凭借风力输送充填材料至采空区进行充填。对于矸石自溜充填，是选择齿轨车与卡轨车，输送矸石至采空区，若煤层倾角较大，可选择矸石自溜进行充填。对于矸石带状充填，是以开切眼、顺着工作面推进，直到隔开一段距离之后，将垒砌作为矸石支撑顶板，避免地表下沉。

其次，现代煤矿充填。其一，注浆胶结充填。该技术包含离层带注浆、采空区注浆等方式，采空区注浆是指，处于地面浆膏状时，选择高固低水浆液进行制备，选择管道输送至井下工作面。处于工作面时，将充填材料推进至采空区充填。而离层带注浆属于岩石控制技术，处于特定地址环境中，开采空间尺寸固定，在采空区覆岩层，其弯曲带、断裂带有机结合，处于一定范围内，内岩层出现离层，利用地面钻孔方式，将粉煤灰充填材料输送至离层带，在岩体中起着支撑作用，严格控制覆岩下沉，进而避免地表下沉。其二，膏体充填。该技术指顶板冒落、煤层采出前，把粉煤灰、煤矸石等充填材料，无需脱水处理，没有临界的流入膏液体，处于泵压、重力作用之下，输送至回采工作面，接着对采空区进行充填，且形成相间条带，充填条带具有覆岩支撑作用，主要分为非胶结膏体、胶结膏体两种充填方式。膏体充填技术采出率极高，可选择多种材料，环保性与安全性较高，可实现管道运输。其三，超高水材料充填。使用该技术，超高水充填材料是ZKD材料，具有高水速凝特点，由B-B与A-A添加剂、B与A料制作而成，掺水量极高，可达到96%掺水量，可降低固体粉料用量，属于最佳充填材料，主要选择水力泵送与挂包泵送方式充填，制作高水速凝材料，接着把充填材料输送至泵，选择泵充填，实时监控充填情况。

3.我国煤矿充填开采的发展展望

对于三下压煤，煤矿充填开采技术是主要途径，可提升煤矿开采可靠性、安全性，为降低固体垃圾率，减少采出矸石垃圾，降低矸石山污染，提供安全煤矿，具有重要的现实意义。同时，必须解决传统采空区问题，确保三下煤炭安全性，解决瓦斯超限问题，进而提升煤矿企业经济效益。另外，膏体充填技术与超高水材料技术正在逐步推广煤矿开采，且技术发展愈加成熟，虽然这些技术优点众多，然而也具有一定缺陷。例如，研发新型充填材料，必须提高固体废料利用率，减少固体污染率，做到废物利用。尤其需注重充填理论的研究，实现充填介质量化，解决地表沉降、充填参数的关系问题，研发新型充填设备时，加强材料输送机、材料充填支架等设备研究。

4.结束语

综上所述，随着社会经济不断发展，科学技术日益更新，煤矿开采技术发展、创新水平进一步提高，有效推动了我国煤矿航而已发展，提高了煤矿开采经济性与环保性，确保了煤矿开采高效性、安全性。在今后发展历程中，我们必须以理论研究为基础，加强充填技术、充填设备、充填材料的研发力度，进而促进煤矿充填开采的科学、长远发展。

参考文献：

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