充填采煤技術(shù)現(xiàn)狀與展望

劉曉鵬

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，我國的煤礦工程的發(fā)展也有了進(jìn)展。就目前來看，我國在煤礦開采過程中依然有沉陷問題發(fā)生，這就使我國煤礦開采事業(yè)的發(fā)展受到較大影響。基于此，本文首先以煤礦開采沉陷部分充填開采技術(shù)進(jìn)行研究人重要意義為切入點(diǎn)展開了分析，進(jìn)而分析了煤礦開采中部分充填開采技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，最后分析了控制煤礦開采沉陷部分充填開采技術(shù)。以期更好地對煤礦開采沉陷問題進(jìn)行有效地控制。

關(guān)鍵詞：充填采煤;技術(shù)現(xiàn)狀;展望

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對煤礦的需求量逐年上升，在一定程度上推動(dòng)了煤礦技術(shù)和采礦方法改革與深化，促使國內(nèi)大多數(shù)煤礦企業(yè)重視、強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新。技術(shù)新方法不僅可以有效提高煤礦總產(chǎn)量，同時(shí)還有提升開采的安全性，在保障企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，更快地實(shí)現(xiàn)社會(huì)穩(wěn)定、國家繁榮和發(fā)展的目標(biāo)。

1對煤礦開采沉陷部分充填開采技術(shù)進(jìn)行研究地重要意義分析

現(xiàn)如今在進(jìn)行煤礦開采過程中仍然存在沉陷問題，為了切實(shí)有效地解決和避免出現(xiàn)這種問題就應(yīng)當(dāng)深入地對煤礦開采技術(shù)進(jìn)行研究與探索，就目前來講較為有效的開采技術(shù)主要是部分充填開采技術(shù)。在實(shí)際煤礦開采過程中一旦發(fā)生淪陷問題則應(yīng)當(dāng)對其周轉(zhuǎn)建筑物做重建或拆遷處理，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)阻斷煤礦開采作業(yè)以避免造成更大經(jīng)濟(jì)損失。另外，國家有關(guān)文件規(guī)定不可以犧牲自然資源為代價(jià)來換取經(jīng)濟(jì)發(fā)展，一旦發(fā)生煤礦淪陷問題則會(huì)對周邊生態(tài)環(huán)境造成毀滅性損害，這與我國相關(guān)政策相背離。在這種形勢下，我們應(yīng)當(dāng)全面加強(qiáng)對煤礦開采技術(shù)地研究和開發(fā)，在煤礦開采過程中運(yùn)用部分充填開采技術(shù)可以較好地解決好沉陷問題，同時(shí)還可以充分利用所開采出煤礦雜物回填入礦坑內(nèi)，這樣一來可以很好地避免了煤礦廢棄物污染問題，進(jìn)而對生態(tài)環(huán)境起一定保護(hù)作用，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益共同發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，部分充填開采技術(shù)地運(yùn)用有效地推進(jìn)了我國煤礦事業(yè)地健康、穩(wěn)定發(fā)展。

2煤礦綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用

（1）保水開采技術(shù)及其應(yīng)用在煤礦開采中運(yùn)用保水開采技術(shù)可以避免對煤礦區(qū)域水資源的破壞與污染，從而實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采的目的。另外，保護(hù)水資源也是煤礦開采的重要指標(biāo)，這是因?yàn)樗Y源破壞或者污染極易出現(xiàn)水滲透，進(jìn)而引發(fā)安全事故。為了保護(hù)礦區(qū)水資源以及減少突水事故，在煤礦開采中可以運(yùn)用礦井水回注技術(shù)，這樣可以減少對煤礦周邊生態(tài)環(huán)境的破壞與影響，從而實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采的目標(biāo)。（2）分層注漿開采技術(shù)及其應(yīng)用在煤炭資源開采過程中，相關(guān)人員可以通過相應(yīng)的煤層巷道支護(hù)技術(shù)來保護(hù)煤層，或者通過減少矸石的排放來改善圍巖的應(yīng)力，從而達(dá)到凈化空氣的目的。合理應(yīng)用分層注漿充填開采技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)煤礦和礦區(qū)周圍的土地保護(hù)，而且最大程度地減少土壤侵蝕的概率，從而避免水土流失引起的土地?fù)p害現(xiàn)象。通過分層注漿充填，將固體廢物充填到煤礦采空區(qū)，避免地面沉降甚至塌陷的發(fā)生，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色開采和環(huán)境保護(hù)。（3）煤礦巷道支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用煤礦巷道支護(hù)技術(shù)主要是加強(qiáng)煤層的強(qiáng)度和硬度。通過對煤礦區(qū)脆弱區(qū)支護(hù)結(jié)構(gòu)的加固，有效地避免了煤礦區(qū)的惡化。此外，有關(guān)人員還應(yīng)將煤矸石填入煤礦采空區(qū)，減少煤矸石的排放，減少對生態(tài)環(huán)境的污染。相關(guān)人員還可以將矸石通過回用的方式填充到路基和混凝土結(jié)構(gòu)中，達(dá)到綠色開采的目的。

3充填采煤技術(shù)優(yōu)化

3.1覆巖離層分區(qū)隔離注漿充填技術(shù)

通過對我國大部分煤礦開采過程來看，在一般情況下，覆巖離層往往會(huì)在關(guān)鍵層之下出現(xiàn)，能夠在與之相鄰的關(guān)鍵層當(dāng)中發(fā)生斷裂，否則離層就不會(huì)出現(xiàn)。這種技術(shù)是依照傳統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律進(jìn)行有效的運(yùn)用，并且其關(guān)鍵在于能夠找到覆巖離層實(shí)際的位置和離層量的相關(guān)這些信息的有效數(shù)據(jù)。要求相關(guān)的工作人員要對注漿的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的把控，這樣才能夠確保注漿質(zhì)量符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如果關(guān)鍵層接近初次破裂的時(shí)候，則說明這時(shí)候就是最佳的時(shí)機(jī)，這是因?yàn)楣軝z測在接近初次破裂的時(shí)候內(nèi)部的離層是比較大的，向其內(nèi)部進(jìn)行注漿工作是比較容易實(shí)現(xiàn)的，并且還能夠達(dá)到預(yù)期的效果。關(guān)鍵層發(fā)生第一次破裂問題受到很大的重視，由于關(guān)鍵層下方的離層空洞是在關(guān)鍵層出現(xiàn)第一次破裂之前，這樣容易導(dǎo)致填充工作沒有辦法達(dá)到預(yù)期的效果，而且進(jìn)行填充的漿液也不能夠在這種情況下對關(guān)鍵層起到良好的支撐作用。為了能夠解決這個(gè)問題，覆巖離層注漿技術(shù)也就被研發(fā)出來，這種技術(shù)原理是比較簡單的，當(dāng)關(guān)鍵層出現(xiàn)第一次破裂的時(shí)候承受最大的跨距應(yīng)用于針對采面進(jìn)行的分區(qū)處理工作，不同的離層也能夠借助區(qū)間式的跳采模式而被漿液填滿，關(guān)鍵層支持的牢固性也就因此得到提高，出現(xiàn)松落現(xiàn)象的概率大幅度的減少。

3.2關(guān)于膏體充填技術(shù)分析

該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)主要是可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的有效循環(huán)使用，現(xiàn)此同時(shí)在廢棄物中可以使用的材料種類也比較多且其整個(gè)充填過程具有較高安全性。在充填過程中所使用的膏體主要是用廢棄泥土混合制作而成，其充填時(shí)間最好是在煤層和頂板冒落下來之間再進(jìn)行，其主要是充分利用自身重力使其采空區(qū)進(jìn)行充分充填。但在實(shí)際充填過程中值得注意的是應(yīng)當(dāng)切實(shí)把握好采空區(qū)寬度以確保其在可控制的有效范圍內(nèi)。此外，還應(yīng)當(dāng)對其充填狀態(tài)的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，以確保填充狀態(tài)的穩(wěn)定性，從而保障工作人員安全。

3.3條帶開采冒落區(qū)注漿填充

目前，國內(nèi)的煤礦開采通常都會(huì)采取條帶開采技術(shù)，不過該類技術(shù)會(huì)使得采空區(qū)與上方巖層產(chǎn)生較大冒落區(qū)，此區(qū)域不能承受來自上方的載力與重力，如此便容易導(dǎo)致上方巖層載荷往相同方向聚集，最終于煤柱上聚集。一旦此載荷力過大，超出煤柱最大荷載限額，則會(huì)導(dǎo)致煤柱出現(xiàn)變形、損壞等問題。所以必須要有效采取冒落區(qū)注漿填充技術(shù)。先是于地表、井下等位置進(jìn)行鉆孔，隨后沿著孔洞往冒落區(qū)內(nèi)注漿，以實(shí)現(xiàn)填充的效果。最后注漿完畢后冒落區(qū)就能實(shí)現(xiàn)夯實(shí)與牢固，進(jìn)而獲得新的承受負(fù)荷的功能。冒落區(qū)注漿填充的牢固功能詳細(xì)體現(xiàn)如下幾方面：實(shí)際填充的材料可以給條帶煤柱提供一個(gè)側(cè)向力，進(jìn)而提高了煤柱強(qiáng)度并實(shí)現(xiàn)寬度的控制，實(shí)際填充的材料會(huì)出現(xiàn)摩擦，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)煤柱自身荷載的分散，從而對煤柱的沉陷進(jìn)行有效控制。不僅如此，實(shí)際填充物體能夠起到有效的支護(hù)效果，進(jìn)而保證煤柱以及關(guān)鍵層等穩(wěn)定與安全。

結(jié)語

實(shí)施矸石充填開采技術(shù)后，提高了煤炭資源的采出率，延長了礦井的服務(wù)年限，避免了傳統(tǒng)的村下開采造成嚴(yán)重的生態(tài)與人文環(huán)境破壞，消除了煤礦生產(chǎn)中排放的矸石對人類的生存與生活環(huán)境帶來的危害，是實(shí)現(xiàn)綠色礦山的有效途徑。

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（作者單位：山西華晉明珠煤業(yè)有限責(zé)任公司）