充填采煤技術現狀與展望

魏建軍

摘 要：煤炭是一種重要的能源燃料，雖然近些年我國的新能源取得快速發展，但是煤炭仍然占據了很多的比例。但是開采煤炭資源的過程中會涉及到如何選擇采煤技術，不同的充填采煤技術具有不同的特點，因此本文在此基礎上就充填采煤技術現狀與展望做了一定的探索，同時對于如何保護采煤區周圍的環境提出幾點建議，從而更好促進我國采煤技術的發展。

關鍵詞：充填采煤技術;現狀;展望;環境保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.040

1 國內外充填采礦法的發展現狀與前景

最早進行充填采礦法的研究是在國外。在美國的一個煤礦在采煤過程中，為了防止地表發生位移，第一次運用水砂充填充技術。到了20世紀50年代，澳大利在進行開采金屬礦山時，逐步把干填充技術換為水填充法取代。但是隨著技術的不斷發展，國外在處理空場法進行采礦的礦山時，根據實際情況采取了不同的充填技術。

我國礦山開始應用充填采礦法大概開始于20世紀50年代初，當時采取干充填法生產的有色金屬礦石占總礦石量的三分之一。但是后來的幾十年隨著技術不斷更新，充填采礦法逐漸被更加先進的采礦法所取代，應用范圍很有局限性。但是隨著技術進一步發展，現在的先進的設備和技術被廣泛應用于煤礦，為充填采礦奠定了堅實的技術基礎和材料基礎。從而使得充填采礦法應用前景變得廣闊。

2 充填采煤技術的現狀

充填采煤技術在分類時可以采用多種分類方法。如果按照填充材料分類的話可以分為高水充填技術、水砂充填技術或者是矸石充填技術等;但是如果按照運送充填材料的方式進行劃分是，主要可以分為機械充填技術、水利充填技術、風力充填技術等填充技術。同時按材料充填的方式來進行劃分是，主要可以分為采空區充填技術、冒落區充填技術等方式。本文在此基礎上選取了幾種方式進行劃分。

2.1 高水充填采煤技術

高水充填技術是一種常用的填充技術，之所以叫做高水充填采煤技術，是因為在采煤的過程中主要使用了高水材料。高水材料一般主要由石灰膏、解凝劑、懸浮劑等材料構成的混合凝膠材料。高水充填技術有一定的適用范圍，主要常用在井下作業，它工作原理如圖1所示。在施工環節，需要將A、B兩種單漿液分別加入到緩沖池當中去，當A、B兩種單漿液逐漸上升到一定量的時候，然后將閘門打開將其運輸到制定的工作面，然后在溫度和壓力的條件下，將A、B兩種漿液按照一定的比例進行混合，然后注入到相應的采空區。這種技術和其他技術在施工和效率方面有如下的優勢，第一：使用較小的固體材料能進行充填，這樣不僅能夠節約成本降低企業的運營成本，同時對于巖層的沖擊較小，有效防止坍塌事故的出現。第二：充填的穩定性比較強，為后續開展采煤工作打下了堅實的基礎。

2.2 膏體充填采煤技術

膏體充填采煤技術，主要是通過填充膏體，膏體材料主要是由矸石、爐渣、固體垃圾以及粉煤灰等構成的，在混合的過程中只需要直接復合即可，不需要在混合的過程中使用脫水技術。膏體充填采煤技術的完成主要石油要由制漿系統、運輸系統、充填工作面三部分組成。膏體充填采煤技術該膏體的流動性較好，而且密度很高，在施工過程中容易控制膏體的運動，但是這種技術有一個明顯的缺點，就是成本較高，因此膏體充填采煤技術應用存在著一定的局限性。

2.3 局部充填采煤技術

局部充填采煤技術是在整體充填的基礎上發展來的，為了開展采煤工作，有時候需要對于采空區的一部分進行充填而不是整個采空區間，這樣的填充形式在很多實踐環節效果會更好。雖然局部充填技術是在整體概念的基礎發展而來的，但是兩者的技術是存在著很大區別的。對于整體填充技術來說，是通過全部填充技術來把整個采空區都填滿相應的物質從而控制巖層的運動，通過這樣的方式可以把對于巖層影響降到最低，從而有效避免塌方事故的出現。但是局部充填技術如果這是利用填充物進行充填的話那么是無法控制延時運動，因此還需要利用覆巖的結構以及煤柱的支撐力的作用來共同來控制巖層運動。在實際使用局部填充的過程中要能夠充分利用已有的條件進行填充。但是同樣需要注意到填充的經濟性，如果在填充過程中使用了太多的填充物就會加大開采的成本，會增加企業的成本。因此要保障合理使用填充物，在實現采煤安全性的同時提高采煤的經濟性。

3 充填采煤周圍環境保護問題

3.1 利用先進技術進行修復

礦區生態系統比其他生態系統更加復雜，因此生態系統被破壞的原因十分復雜，不同礦區的破壞程度不同。所以不能夠簡單地從一個角度看問題，因此利用某一學科的理論和技術來修復和控制礦區生態環境的破壞，往往是不現實的，甚至是起到的作用往往是適得其反的。

因此在進行修復的時候，我們可以從多個角度，多個方面對礦區生態環境損害評估、修復和治理。

3.2 實行科學有效的措施進行土地恢復

礦區土地復墾對象主要是塌陷的土地和被煤石、粉煤灰污染的土地。科學的補救應該是根據已經發生的地面塌陷的程度來進行的。比如在淺層沉陷區可恢復耕作，可種植溫室蔬菜、瓜類、水果等;對于常年積水區邊緣地區和淺水或季節性積水區，可修建挖掘堤壩修建魚塘。

4 結語

充填采煤技術的分類方式很多，而且每一種采煤技術都有著自己的優勢和特點，煤炭行業在選擇采煤技術時要進行充分的考慮在選擇最佳的采煤方式，另外還需要注意采煤技術對于環境污染的問題。

參考文獻：

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