充填采煤技術在煤層開采中的技術要點研究

王潤貴（山西靈石華苑煤業有限公司，山西 靈石 031302）

充填采煤技術在煤層開采中的技術要點研究

王潤貴
（山西靈石華苑煤業有限公司，山西 靈石 031302）

摘 要：本文主要對膏體物質充填采煤技術、矸石充填采煤技術以及高水材料性質的充填采煤技術三種充填技術進行技術要點研究，希望可以為采煤單位提供一些技術借鑒，以提升煤炭開采工作的效率與質量。

關鍵詞：充填采煤技術；煤層開采；技術要點；研究

煤炭開采過程中沒有經過科學系統的規劃，粗放式的開采導致了開采過程中的種種不安全因素的出現。因此有必要對煤炭開采技術要點進行系統全面研究，不斷提升煤炭開采質量，促進資源的科學合理利用，保證采煤業可持續發展。

1 煤層開采中主要使用的充填采煤技術

在煤炭資源開采過程中會產生大量的廢棄物質，而且會對巖層形成一定的破壞，據資料統計，我國現在每年因煤炭開采而產生的黃土、煤矸石等固體廢棄物可達4.5億噸，大量的固體廢棄物堆積在礦井周圍不僅會占用較大面積的耕地，還會造成生態環境的污染破壞。因此如何處理固體廢棄物質便成為煤炭開采行業面臨的重要問題。充填采煤技術可以實現對固體廢棄物的科學處理，采用充填礦井的方式還可以保護礦區的巖層穩定，避免各種人為的地質災害，保護了礦區周邊的自然生態環境，真正達到了環保、綠色、科學、經濟的煤炭開采效果。煤層開采充填技術主要是將煤礦礦井周邊區域的固體廢棄物進行適當的處理后對開挖后的煤層進行充填。煤礦礦井充填在剛出現時采用直接充填的方式，但不能達到較好的充填效果，因此發展出許多先進的充填方式，我國由于煤炭開采技術因素的限制以及開采條件與環境的制約，充填采煤技術發展并不完善。目前主要的充填采煤技術有膏體物質充填采煤技術、煤矸石充填采煤技術和高水材料性質的充填采煤技術。

1.1 膏體物質充填采煤技術

膏體物質充填技術首先對煤礦各種固體廢棄物質進行科學加工處理，主要是對黃土、煤矸石、泥沙等按照一定的配比方式與膏狀物質結合在一起，保證混合物質呈現出牙膏狀態。填充物調制好以后，在重力以及機械壓力的作用下使其充分關灌注到礦井中去，主要采用的機械設備為重力充填泵等。膏狀粘稠物充填作業一般是在原來的采煤作業區域內，因為煤礦本身存在的限制性條件，需要對充填物質進行一定的實驗考察，保證它能夠發揮充填作用時才可進行實際操作。在技術實施過程中可以發現，膏體物質對煤礦采空區域的充填具有良好的流動性，而且能夠保證充填的充分性，膏體充填物質在凝固后具有較高的強度，因此對礦區巖層的穩定性具有較大的保障作用，可以有效避免巖層滑動以及地面塌陷等狀況。膏體物質充填采煤技術往往需要投入較大的資金，較高的經濟投入使膏體物質充填技術在采煤過程中的運用得到了較大的限制。

1.2 煤矸石充填采煤技術

煤矸石主要產生于煤炭開采的過程，煤矸石充填技術就地取材，主要通過重力、風力以及其他形式的外力作用將煤矸石等其他固體廢棄物輸送至采空礦井中進行充填。煤矸石充填采煤技術主要有機械化充填、人工手動充填以及自溜充填三種形式。機械化充填技術包括一般性機械化充填與綜合性機械化充填。一般性機械化充填技術首先需要對采空礦井周邊情況進行考察，采用煤矸石拋擲機械向采空區域進行填充。一般性機械化煤矸石填充主要應用于煤層較淺、規模較小的煤礦地區，技術簡單成本低廉，具有較高的適用性。綜合性的機械煤矸石充填技術主要運用于大型綜合性機械化采煤技術的礦區，該項充填技術往往將多種充填工藝相結合，操作比較復雜，技術要求高，成本消耗也比較大。人工手動充填主要由工人進行充填操作，效率較低，質量很難保證。自溜充填技術在操作過程中會受到不穩定源動力輸送的影響，不適合在煤礦生產條件較為惡劣的環境下使用，必須在較為優越的工作環境中使用。

1.3 高水材料性質的充填采煤技術

高水材料性質的充填采煤技術一種通過向充填物質中加入具有高水速的凝結材料來提高充填物質的性能，以保障充填效果的一種技術形式。在礦井充填物質的處理過程中使用大量的水資源會減少固體物質的使用，會造成充填過程中各種固體物質的浪費，通過加入適當的高水材料可以避免固體材料的過度浪費，減少高科技設備的使用頻率，節約充填技術的成本，達到很好的環境保護的效果。但是具有高水性質的充填材料抗風化性以及耐高溫性較差，因此在長期使用的過程中，會使礦井中的填充物質性質逐漸發生改變，很難保證長久的充填效果。但通過高水材料的科技研發可以適當做出性能的改進與完善，提高其充填質量。

2 綜合機械化的固體充填礦井采煤技術要點分析

綜合機械化的固體充填技術對技術人員有較高的要求。技術人員在充填過程中應當對充填通道的設計、充填空間的限制進行科學評定，并對充填過程中可能出現的問題進行預測，制定好處理各項事故的措施。經過科學試驗以及實際操作經驗，可以通過以下幾種方式避免或解決綜合機械化固體充填礦井技術中遇到的問題。

2.1 水平短梁的應用

采用水平短梁代替一些常規綜合性采煤液壓支架所需的掩護斜梁，直接采用固體充填物灌注技術將固體充填物灌注到水平短梁所掩護的空間之內，避免了固體充填物與煤礦礦井采空區域的直接接觸，這樣便可解決由充填空間限制產生的充填技術問題。

2.2 帶式輸送機的應用

帶式輸送機可以保證固體充填物可以處在連續不斷的運送狀態。在操作時，將已經按照科學比例配制好的固體充填物質運送至充填機中，充填機所處位置是在充填機械所掩護的短梁之下，帶式輸送機可有效維護固體充填物的連續輸送，能夠保證固體充填物質不發生堵塞問題，因此直接解決了通道設計中的故障問題。

2.3 輔助動力機的應用

充填過程中所使用的固體充填物因為受到重力作用會從刮板式的充填機開口中垂直落進用于掩護短梁而設置的掩護空間中，這樣會為充填工作帶來較大的麻煩。通過輔助動力機的壓力作用可以實現充填固體在采空區域的充分壓實，防止固體充填物質的垂直落下，進而保證煤研石等一些固體填充物具備良好的密實性能，為充填后的煤礦的采空區域提供了優良的采煤環境。

結語

充填采煤技術在煤層開采中主要發揮保護巖層，維護礦區地質環境質量的作用。充填采煤技術多種多樣，在實際操作中，采煤技術工作人員需要充分考慮礦區實際情況進行充填方式的選擇實施，努力對充填技術進行創新改造，不斷提升煤炭開采工作質量。

參考文獻

[1]程懇.充填采煤技術在煤層開采中的技術要點研究[J].內蒙古煤炭經濟，2014，10（03）：12.

中圖分類號：TD823

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