煤礦充填開采的現狀綜合分析與展望

殷術明

摘要：近些年來，隨著社會經濟快速發展，煤礦領域逐漸拓展。對于煤礦行業而言，更加注重綠色環保，堅持環保生產，可持續發展理念。本文主要分析我國常用煤礦充填開采技術，分析充填開采現狀，提出煤礦充填開采的發展展望。

關鍵詞：煤礦；充填開采；現狀；展望

對于煤礦開采，具有經常性、長期性開采特點，極易引起巖層移動、地表沉陷與巖石破壞問題，嚴重影響了道路工程、農田水利，危害生態環境。隨著采礦技術日益更新，人們環保意識逐漸提升，愈加重視資源科學、合理開采。因此，筆者根據自身的煤礦技術經驗，主要分析我國常用煤礦充填開采技術，分析充填開采現狀，提出煤礦充填開采的發展展望。

1.我國煤礦充填開采的現狀分析

首先，水砂充填長壁。水砂充填長壁在金屬礦中較為適用，技術發展也比較成熟。在波蘭、德國地區，大多采取采空區開采，選擇電廠粉煤灰、河砂與煤矸石制作充填材料。由于這些水砂運用范圍較廣。一般而言，輸送水砂至長壁工作面，經過充填之后，地表下沉值0.2，可獲得良好充填效果。

其次，膏體充填。在1960年開始，我國即開始使用水砂充填長壁，以保護煤柱開采，具有良好開采效果。然而因成本較高、工藝復雜，并未廣泛運用于我國煤礦開采。對于充填泌水與立隔排水問題，從1980年開始，開始運用膏體充填技術。制作充填材料，可降低泌水率與膏體漿體流速，確保正常泵送，進而提升充填效果，該技術廣泛運用于金屬煤礦開采。現階段，膏體充填法在工業中運用，屬于可行性試驗。

第三，離層注漿減緩地表下沉。從1990年開始，我國既開始運用離層注漿減緩地表下沉，各開采沉陷專家、技術人員十分重視該技術運用。從2000年開始，充填技術經過逐漸改造、創新，膠結、高水速凝與膏體等充填技術，被廣泛運用于煤礦開采。然而各種技術，均存在不同缺點。膠結充填選擇水泥作為膠凝材料，但水泥固結細粒性能較差，在初次充填之后，需實施少量脫水，使得析出料漿顆粒逐漸流失。處于污染井作業時，充填體自身強度會有所下降。

2.我國煤礦充填開采的常見技術

首先，傳統煤礦充填。在傳統煤礦充填中，主要包含了風力、粉煤灰、矸石帶狀、水力與矸石自溜等充填技術。水力充填主要通過水力進行輸送，通過充填管路，將充填材料輸送至采空區進行充填。對于風力充填，按照壓縮氣風壓理論，通過垂直管理，將材料輸送至井下貯料倉，接著通過普通輸送機，輸送至采空區，再憑借風力輸送充填材料至采空區進行充填。對于矸石自溜充填，是選擇齒軌車與卡軌車，輸送矸石至采空區，若煤層傾角較大，可選擇矸石自溜進行充填。對于矸石帶狀充填，是以開切眼、順著工作面推進，直到隔開一段距離之后，將壘砌作為矸石支撐頂板，避免地表下沉。

其次，現代煤礦充填。其一，注漿膠結充填。該技術包含離層帶注漿、采空區注漿等方式，采空區注漿是指，處于地面漿膏狀時，選擇高固低水漿液進行制備，選擇管道輸送至井下工作面。處于工作面時，將充填材料推進至采空區充填。而離層帶注漿屬于巖石控制技術，處于特定地址環境中，開采空間尺寸固定，在采空區覆巖層，其彎曲帶、斷裂帶有機結合，處于一定范圍內，內巖層出現離層，利用地面鉆孔方式，將粉煤灰充填材料輸送至離層帶，在巖體中起著支撐作用，嚴格控制覆巖下沉，進而避免地表下沉。其二，膏體充填。該技術指頂板冒落、煤層采出前，把粉煤灰、煤矸石等充填材料，無需脫水處理，沒有臨界的流入膏液體，處于泵壓、重力作用之下，輸送至回采工作面，接著對采空區進行充填，且形成相間條帶，充填條帶具有覆巖支撐作用，主要分為非膠結膏體、膠結膏體兩種充填方式。膏體充填技術采出率極高，可選擇多種材料，環保性與安全性較高，可實現管道運輸。其三，超高水材料充填。使用該技術，超高水充填材料是ZKD材料，具有高水速凝特點，由B-B與A-A添加劑、B與A料制作而成，摻水量極高，可達到96%摻水量，可降低固體粉料用量，屬于最佳充填材料，主要選擇水力泵送與掛包泵送方式充填，制作高水速凝材料，接著把充填材料輸送至泵，選擇泵充填，實時監控充填情況。

3.我國煤礦充填開采的發展展望

對于三下壓煤，煤礦充填開采技術是主要途徑，可提升煤礦開采可靠性、安全性，為降低固體垃圾率，減少采出矸石垃圾，降低矸石山污染，提供安全煤礦，具有重要的現實意義。同時，必須解決傳統采空區問題，確保三下煤炭安全性，解決瓦斯超限問題，進而提升煤礦企業經濟效益。另外，膏體充填技術與超高水材料技術正在逐步推廣煤礦開采，且技術發展愈加成熟，雖然這些技術優點眾多，然而也具有一定缺陷。例如，研發新型充填材料，必須提高固體廢料利用率，減少固體污染率，做到廢物利用。尤其需注重充填理論的研究，實現充填介質量化，解決地表沉降、充填參數的關系問題，研發新型充填設備時，加強材料輸送機、材料充填支架等設備研究。

4.結束語

綜上所述，隨著社會經濟不斷發展，科學技術日益更新，煤礦開采技術發展、創新水平進一步提高，有效推動了我國煤礦航而已發展，提高了煤礦開采經濟性與環保性，確保了煤礦開采高效性、安全性。在今后發展歷程中，我們必須以理論研究為基礎，加強充填技術、充填設備、充填材料的研發力度，進而促進煤礦充填開采的科學、長遠發展。

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