基于控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究

王明强

摘 要：社会经济飞速发展，资源过度开采现象愈发严重。其中煤炭资源作为资源体系的重要组成部分，具有不可再生性特点，忽视对其合理开采，势必会影响经济发展。受到煤炭开采技术的影响，直接增加了开采成本、且对环境构成了严重的破坏。而部分填充开采技术是一项新型技术，能够控制开采过程中沉陷情况，将其应用于煤矿开采工作中非常必要。文章初步了解煤矿开采沉陷产生的不良影响进行分析，并结合部分填充开采技术探讨技术的具体应用，旨在为我国煤炭事业实现持续发展目标提供借鉴。

关键词：煤矿开采沉陷；部分填充；开采技术

近年来，煤炭作为一种重要资源，在社会各领域发展中得到了广泛应用。但是煤炭开采中，常常会造成开采区域地质沉陷现象，不仅影响岩层表面建筑整体稳定性，且对生态环境构成了极大的破坏。面临着日渐增长的煤炭资源需求，加强对煤矿开采沉陷的控制势在必行。在实践中，我们可以采用部分填充开采技术，加强对煤矿开采全程的关注力度，避免不良情况的发生，不断提高开采有效性。因此加强对该问题的研究具有非常重要的现实意义。

1 煤矿开采沉陷产生的不良影响

众所周知，煤炭开采在地下对地表下的煤层进行开发。原有地质构造被破坏，造成地质沉陷，直接影响了地表建筑物整体稳固性。要想规避对地表建筑物产生消极影响，需要对建筑物进行拆迁处理，而这一行为在一定程度上增加了煤炭开采成本[ 1 ]。另外，煤矿开采工作引起的地质沉陷问题，也会影响地表生态系统平衡。需要耗费大量的人力、财力恢复[ 2 ]。如开采沉陷引发的地表水下漏，对原有生态系统产生了消极影响。可见，煤矿开采沉陷产生不良影响需要我们给予足够的重视。在实践中，我们应重视对煤矿填充开采技术的应用，以此来防范上述风险。

2 部分填充开采技术概述及其具体应用

部分填充技术在煤矿开采中的应用，主要是对覆岩主关键层进行控制，以此来防范煤矿开采沉陷问题的出现。该项工作建立在地质移动规律基础之上，对覆岩主关键层进行控制，能够及时发现潜在风险，并控制破裂现象，进而确保地表建筑物、生态环境的良性运转。不同于全部填充技术，部分填充开采技术对于材料需求量较小，且实际效果较好[ 3 ]。唯一的差别是部分填充技术对人员专业知识及技能要求较高。如果技术水平达不到要求，将无法发挥填充作用。结合当前煤矿开采工作现状来看，受到诸多因素的影响，煤矿开采环境有所差别。因此选择的部分填充技术也应作出相应调整。具体来说：

2.1条带采空区膏体填充

条带采空区膏体填充，在实际应用中，是指在煤层开采、顶板等过程中，尚未冒落的时候，采取膏体材料，对采空区部分空间进行填充，构筑相间充填条带，对覆岩构建支持架构。在具体工作中，值得注意的是，针对为充填的采空区宽度要进行合理的控制，确保其要小于覆岩关键层初次破裂间距，以便达到最佳控制目标。另外，在此过程中，应注意确保充填条带长期稳定，从而延长膏体填充体控制实效。目前，常用膏体填充技术主要有两种，一是布置短臂条带，并每间隔一个条带进行施工；二是长臂条带充填开采，当工作面开采完成后，构建长壁充填条带，并加强间隔距离的控制。

2.2覆岩离层分区隔离注浆充填

该项技术是通过钻孔对岩层经过移动后形成的离层空洞，填充充填材料，给予覆岩一定的支撑力。通过这种方式，能够减缓覆岩移动速度，避免地表沉陷情况的产生。在具体实践中，我们应注意对覆岩离层位置、离层量进行高效控制，掌握离层动态变化规律，并根据实际情况，合理选择填充技术。覆岩里层注浆充填的最佳时机在关键层初次断裂后[ 4 ]。主要原因在于关键层之间的离层量较大，为填充提供了极大的支持。但是由于离层注浆充填并非固结的物质，不能够填满离层。因此，应立即进行支持，以此来阻断关键层继续断裂。

2.3 条带开采冒落区注浆填充

一般来说，条带开采会导致采空区及其上部岩层形成冒落区。如果冒落区失去承载力，将上部岩层的载荷集中到预留的煤柱上，对煤柱产生了过大的压力，进而导致煤柱发生形变。煤柱压缩形变，最终会导致地表沉陷。因此控制该问题的最佳技术就是对该区域进行注浆填充，对冒落层进行充填。在地表、井下通过钻孔方式，向冒落区进行注浆充填，促使其能够获取更强的承载能力[ 5 ]。经过充填处理后，能够有效缩短条带预设宽度，进而促使煤矿开采量有效提升。在填充材料选择方面，可以选择破碎的矸石，补充孔隙，既环保，且效果非常明显，能够有效分担荷载，从而降低地表沉陷程度。综合三种技术来看，部分填充仅针对采空区局部地区进行处理，凭借覆岩关键层结构、煤柱等能够防范开采塌陷情况的出现，从而削减填充任务量，进一步控制成本，为煤矿资源的开发奠定坚实的基础。随着煤矿资源开采的发展，相关主体还应加大对资金、人力的投入力度，研发更多新型填充技术，选择新型填充材料，提高资源利用率的同时，还能够为地层提供较强的支撑力，促使煤矿资源开采工作处于良性循环状态当中。

3 结论

根据上文所述，部分填充开采技术作为一项新型技术，是煤矿开采工作发展到一定阶段的产物，以其自身灵活性、经济性等优势成为煤矿资源开采持续发展不可缺少的一部分。因此在资源开采过程中，应从实际情况出发，坚持科学、合理原则，在煤炭资源开采之前，对地表、地下等情况进行充分考察，为后续工作顺利开展提供依据。另外，还应结合填充技术特点，进行针对性施工，促使技术能够最大限度上发挥积极作用，不断提高填充有效性，从而促进煤矿经济循环发展，为我国经济持续发展注入更多力量。

参考文献：

[1] 张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品，2012，（18）：158.

[2] 缪协兴，巨峰，黄艳利，郭广礼.充填采煤理论与技术的新进展及展望[J].中国矿业大学学报，2015，（03）：391-399+429.

[3] 王振海.煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用[J].技术与市场，2015，（06）：228+230.

[4] 王珍龙.煤矿开采中沉陷区充填技术的运用[J].能源与节能，2015，（10）：153-154.

[5] 杨宇斌.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].内蒙古煤炭经济，2015，（12）：178+180.