煤礦井下充填式開采技術分析

楊成　呂朝命

摘 要：隨著社會的發展，我國對煤炭需求量也呈上升趨勢，煤礦井下開采工作量越來越大，因傳統煤礦開采技術而引發的水土流失，人們的生活環境受到污染，居民居住的房屋倒塌，道路出現嚴重的斷裂現象，更嚴重地會引發地球表面的塌陷，人民的生產生活得不到很好的經濟保障。所以，煤礦井下充填式開采技術是當前關系著我國的經濟發展和人民的正常生活的重中之重。

關鍵詞：煤礦；充填式；開采技術

按照一定的比例將硅類物質做為主要材料與固化劑、膨脹劑等輔助材料進行配比制作出來的即為充填物。煤礦井下充填式開采技術就是將這種充填物，通過技術手段從地面上向地下鉆取多個大小不一的孔，將這些孔做為輸送管道將充填物輸入到井下的做法。這種開采技術幾乎不需要運行成本，煤礦的輸出率較高，而且也不會使地面出現明顯的下沉或下降的現象。這種開采技術的優勢對我國煤礦開采做出了重大貢獻。

1 我國充填開采技術的應用現狀

傳統條狀柱式的開采技術，技術手段比較落后，進行煤礦開采時，可以進行開采的開采面較短，可開采煤礦的數量特別低，一般都是數個開采方位同時開采，煤礦回采工藝較為簡單，煤礦輸送方向與煤礦開采方向呈垂直狀態，這種開采技術遇到大范圍的建筑群體或在鐵路下方進行煤礦開采時，開采工作極不方便進行，開采進度慢，開采質量不高。我國煤礦開采一般采用高水充填工藝、膏體充填工藝、煤矸石充填工藝，這三種工藝開采法對水土流失、生態環境、水資源的破壞力較小，這種開采技術對我國水力資源的保護，生態環境的保護，城市的穩定發展等具有極其深遠的影響。

充填式開采技術的出現，解決傳統開采技術帶給人們的傷害，使我國一些老礦區煤礦的可開采資源有了很大的提高，同時提高了煤礦資源的回收率，有效緩解了煤礦開采對水土流失、生態環境、水資源的破壞力。充填式開采技術使一些煤礦廢渣、超大型的煤礦開采群和部分尾礦的后期工作無形中得到了有效的解決。我國對煤礦開采的提倡方案一出臺，加快了充填式開采技術在我國煤礦業的推廣速度，對我國一些老煤礦的開采工作提供了很好的發展空間，為我國提出綠色開采打下了良好基礎。

2 煤礦井下充填式開采技術分析

充填式開采技術根據充填材料不同分為三類：干式充填法、水力充填法、膠結充填法。

2.1 干式充填法

將地下開采出來的廢物礦石和碎石，通過碎石機進行粉碎后，借助風力或人力將其輸送到煤礦采空區域，有些比較復雜的會借助機器進行輸送工作。干式充填法，通過從上到下的方法先開采煤礦比較集中的區域，然后再開采煤礦比較分散的區域，這種充填法一般使用在開采區域厚度小于4米的價值比較高的礦石群、水力資源相對缺乏的礦山和水力資源比較豐富的礦山等。

2.2 水力充填法

通過水力將廢爐渣、碎石、砂石等充填物運用輸送法將充填物送到煤礦采空區域。水力充填法的充填物具有較好的抗壓能力，適用范圍比較廣泛，普通的煤礦群都可以使用，而且廢石含量少、礦石純度較高。

2.3 膠結充填法

通過水力將廢爐渣、碎石、砂石等混合在一起制成水泥或泥漿狀膠結物運用機械輸送法將充填物輸送到采空區域。膠結充填法的充填物會稍微產生膨脹，結晶水晶比較大，而且充填物的使用強度的增長速度比較快，與大部分的尾礦都可以產以膠結，膠結充填法可以使生產成本降低，達到廢物利用，不會破壞生態環境。

3 充填開采技術應用過程的分析

根據煤礦所在環境、地理位置不同，運用充填開采技術的方法也有所不同。比如，在礦石與圍巖結構比較穩固，礦體整體厚度在15米以下的開采區域，可以進行自上而下，逐步分層方法進行充填采空區域的工作；在礦石、圍巖結構不穩固的開采區域，回采工作結束后，需要進行從下而上，逐步分層方法進行充填采空區域的工作，以保證采礦過程中的安全；地面上面積較大的煤礦，可以將其分成幾個開采區域，面積變小使開采工作容易進行，礦石回采率也會提升，這就是分段充填采礦技術；在礦體比較薄的開采區域，可以使用削壁充填采礦技術進行充填采空區域的工作。

4 國家應完善煤礦充填的政策和法規

我國對煤礦資源的需求量較大，而實施全面充填開采并不可行，對于有煤礦可開采資源的人口相對密集、自然生態環境比較差、需要保護的國家級耕地等地方，這些開采區域的道路、大型建筑群、水力資源、空氣質量、生態環境等與人們生活息息相關的保護，就需要國家按照相關法規，制定科學合理的條款。

通過我國煤礦資源的分布情況，國家應該規劃出適用煤礦充填開采技術的區域，并將各分布區域之間的關系進行協調，不要對煤礦開采區域劃分產生異議。對充填式開采每個環節和生產加工過程所產生的費用實行一定的優惠政策，以保證充填技術的推廣和合理運用。

5 結束語

充填式開采技術對煤礦井下開采工作的安全系數提高、煤礦的回采率有所加大，而且對開采過程中產生的垃圾進行有效利用，符合綠色環保的煤礦開采技術的要求。充填式開采技術對我國煤礦開采領域做出了很大貢獻。

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