充填采煤技术在煤层开采中的技术要点分析

＊李 舰

（山西省长治市潞安化工集团常村煤矿 山西 046100）

现阶段是我国社会经济迅猛发展的新时期，经济市场呈现出一片繁荣的景象，煤矿在众多产业中占据着较大的经济市场比重。虽然采煤行业的发展推动了社会经济的发展和增长，但是在发展中出现了诸多的问题，例如，煤矿企业在生产过程中普遍存在滥开滥采的问题，这也是造成不能平衡分配煤矿地区结构的主要因素。只有进一步对煤矿企业浪费资源的问题进行改善，才能促使煤炭行业向着可持续发展的方向发展，因此，煤矿企业需要重视充分的利用矿区四周的煤炭、地下水、煤层瓦斯以及砂砾等物，同时还要充分的利用充填采煤技术。

1.充填采煤技术的内涵和重大意义

(1)充填采煤技术的内涵

在对人们正常生活进行保证和对经济发展进行推动两个方面煤炭资源具有重要的作用，但是不能忽视的是煤炭行业的发展对环境在一定程度上不可避免的会造成污染，现阶段人们越来越重视环保，国家也提出了构建环保社会的战略，因此，煤矿生产企业只有从自身出发进行改进、创新、转型，才能更好的满足新时期经济社会发展提出来的更高的要求，才能真正的实现煤矿行业从高耗能、高污染向环境保护和资源利用率高进行转变，在这个转变过程中，煤矿生产企业要主动的应用新的开采技术，要对开采煤矿现代化水平进一步提升。开采煤矿的过程中污染环境主要是由于所使用的开采技术会导致岩层出现沉降甚至受损的现象，这样同时也给环境造成了污染，为了解决这一问题，煤矿生产企业要把充填采煤技术应用到实际开采煤矿过程中。在使用充填采煤技术的时候可以利用矸石、粉煤灰等对采空区进行填充，这样能够有效的减少沉降问题出现概率。通过充填采煤技术在实际应用中的大量经验可以得出这一技术的主要优势为：采煤生产过程中会产生矸石、粉煤灰等多种数量巨大的废弃物，传统开采技术需要将这些废弃物专门的运送出来，这样会对资源造成大量的浪费，而充填采煤工艺的有效应用，能够把这些废弃物利用起来，从而避免了浪费资源，同时还节约了处理废弃物的成本。另外，作为绿色生产的填充采煤技术能够推动环保社会的发展。

(2)充填采煤技术所具有的重大意义

①充填采煤技术能对开采煤层的范围进一步的拓展，充填采煤技术科学合理的应用能够挖掘到传统采煤技术无法触及到的“三下”，能够有效的对煤矿产量进一步的提升，能够对开采煤矿过程中可能出现的缺少能源的问题进一步的缓解，能够更好的满足社会生产对能源的大量需求。充填采煤技术是绿色煤矿开采技术体系中的一个主要内容，合理的运用这一技术能够对煤矿开采的效率和质量进一步的提升。

②开采煤矿的过程会产生大量的废弃物，在传统的煤矿开采技术下需要专门处理这些废弃物，需要大量的处理成本，而充填开采技术把这些废弃物充分的利用起来，不仅提高了能源利用率，还减低了煤矿企业的生产成本。

2.煤层开采过程中应用充填采煤技术多需要关注的技术要点

现阶段我国煤矿企业在开采煤矿的时候把更多的充填采煤技术应用到开采煤层过程中，为煤矿生产的顺利实施提供保障，且在应用过程中获得了理想的效果。

(1)充填采煤技术中的膏体充填

现阶段我国煤矿企业在开采煤矿的时候经常使用到膏体充填采煤技术。膏体充填采煤技术是整合碎石、煤渣、黄土等矿产四周的废弃物，然后按照一定的比例把上述的废弃物融合成具有膏状特征的黏液体，最后利用重力式增压或是重力直充对目标区域实施填充[1]。膏体充填采煤技术在开采煤层的过程中合理有效的应用，能够起到对煤矿采集目标区底板在煤矿企业生产过程中有效的降低破坏程度的作用，还能够起到最大程度的利用生产过程中出现的煤矸石、泥沙等废料的作用，这样能够有效的对煤矿资源利用率进一步的提升，能够有效的对矿区四周的生态环境减少破坏，从而达到对矿区生态环境最大程度保护的目的。另外，研究煤矿开采技术的相关人员基于现行的膏体充填采煤技术在对二次膏体充填采煤技术进行深入的研究，在传统膏体充填采煤技术实施的基础上加入二次膏体充填采煤技术，这是对旧的膏体填充采煤技术的一次重大改革和创新，是技术层次的一次重大进步。二次膏体充填采煤技术可以迈过掘进送巷这一过程直接对工作面、开采眼的具体工作步骤进行部署，然后逆方向对留巷进行推进并充填。二次膏体充填采煤技术在开采煤层中的有效应用，能够实现对开采煤矿成本进一步降低，能够实现煤矿生产最大化经济效益，还能够进一步节约掘巷期间的局部通风、运输等时间。膏体充填采煤技术要结合矿区的实际地形才能更好的实施。膏体充填采煤技术所需要使用到的料浆材料的特点是流动、充填密实、充填强度高等，因此在实际使用中要关注并控制矿区周围岩层移动、地表沉陷等问题[2]。

(2)充填采煤技术中的煤矸石充填

开采煤矿的过程中，矿井四周建筑物下面和大巷内部的留设煤柱等都会出现大量浪费煤矿资源的问题，这同时也会大量的增加煤矸石的数量，利用风力、重力等动力因素可以把这些煤矸石和其他的固体废弃物输送到矿井的采煤区，实现填充采煤区。人工充填、自溜充填、风力充填、普通机械化充填以及综合机械化充填等不同的煤矸石充填采煤技术种类是依据不同的填充煤矸石的动力来源划分的，其中人工充填在实际填充采煤区的时候基本不会使用[3]。风力充填以及自溜充填两种煤矸石充填采煤技术由于动力来自自然因素，受到外界自然环境的影响十分大，不能稳定的供给动力，因此，在使用这两种煤矸石充填采煤技术的时候就有十分大的局限性，只有自然条件极好的煤矿区才会使用这两种煤矸石充填采煤技术。普通机械化充填技术的使用需要结合煤矿采空区的实际情况，填充工作还需要专门的技术设备来实施，这种煤矸石充填采煤技术的成本相对很少，主要是基于矿井下形成的煤矸石进行施工，操作相对比较简单，因此在煤矿企业中得以普遍的应用。煤矸石充填采煤技术的一个最大的优势是有效地控制煤矿采空沉陷区，这样也能实现煤炭资源最大的程度上回收利用，还能有效的对土地资源进行保护，因此煤矸石充填采煤技术能够有效的利用煤矸石等废弃物，能够推动煤矿企业可持续发展[4]。

(3)充填采煤技术中的高水材料充填

高水材料充填采煤技术是相关人员按照合理的比例在充填材料里面添加一定数量的高水速凝固结材料，以此来实现对煤矿采空区进行充填的目的。在应用高水材料充填采煤技术的时候要使用到大量的水，但是和其他类型的充填技术相比较，这种技术使用的固体材料相对来说是很少的，这也就很好的缓解了填充煤矿过程中出现固体材料不够的问题，同时还使充填采煤技术的应用更加的简单[5]。随着高水材料填充采煤技术不断的成熟和完善，在使用过程中所使用到的固体材料数量越来越小，另外，具有流动性的充填材料、具有便捷性的充填操作技术，都会对充填资本进一步的降低，从而实现大幅度降低开采煤矿生产成本的目的。在使用高水材料充填采煤技术之前要详细的探查采煤区覆岩结构所具有的承受能力，这样才能最大程度的对填充工作量进行有效的降低，从而达到对煤矿充填开采工程的综合成本进一步降低的目的。高水材料充填采煤技术不是完美无缺的，也是存在一定的缺点的，例如如果受到高温以及大风的影响，就会对煤矿采空区充填后的稳定性造成直接的不利影响。

(4)充填采煤技术中的综合机械化固体充填

综合机械化固体充填采煤技术的技术要点主要有以下三个方面。

①要对掩护综采液压支架的斜梁进行拆除，并用水平短梁代之，同时还要把固体充填进水平短梁掩护的空间内部。特别需要注意的是充填过程固体材料不能直接充入进去，要利用机械化固体采煤工艺中充填空间技术对空间不足的问题进行解决。

②充填固体配比好以后利用带式输送机输送进去，在运送充填固体的时候要保证不间断的为采空区输送充填固体，最大程度的减少间断或者拥堵充填通道等问题。

③充填固体受到自重作用可以通过刮板机充填开口填入短梁所掩护的空间，然后利用压实机把充填固体在压力作用下压实，这样就能得到煤矸石等密实性能强的固体混合物，从而实现采煤工作拥有良好空间环境的目的。

3.结束语

充填采煤技术对于煤矿企业来说具有重大的作用和意义，它所起到作用是对岩层进一步保护、对矿区地表质量进一步维护，能够起到为开采煤矿工作顺利进行提供保障的作用，同时还能够最大幅度的降低开采煤矿的成本。充填采煤技术具有多样性，煤矿企业要结合自身的优势以及工程特点对充填采煤技术进行科学合理的选择，同时还要对矿区的实际情况进行详细的探查和分析，不能忽视创新和发展现有的充填采煤技术。