充填采煤技术在煤层开采中的技术要点

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点

马亮

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摘要：目前，随着经济发展，国内充填采煤情况来看，主要原理是通过使用各类充填材料将采煤工作面采空区中的岩层进行有效控制，按照充填动力的不同，充填采煤技术有不同的类型，不同的充填采煤技术也有着不同的优势与不足。不论采取何种充填采煤技术，均可以对工作面支撑压力表现出的矿压显现产生较强的缓和效果，特别是对巷道维护情况可实现有效改善，最大限度的降低地表出现的下沉与变形，有效提升煤矿采出率，对于地表面的水体、建筑物等可实现较好的保护。从当前充填采煤技术在我国的应用来看，可使用到充填材料也相对较多，例如，矸石、河沙等均可以作为较好的充填材料。因此，对充填采煤技术在煤层开采中的技术要点进行分析有着较为重要的意义。

关键词：充填采煤技术；煤层开采；技术要点

引言

在开采过程中，如果应用的采煤技术与采煤方法存在不合理之处，将会使得煤炭资源的开采效率与开采质量较低，不仅不利于企业经济效益的提升，还会浪费煤炭资源。以内蒙古昊盛煤业有限公司为例，对煤炭企业在煤层开采中应用充填采煤技术时的技术要点进行深入探讨。

1充填采煤技术的发展概述

充填采煤技术迄今已经有百余年的发展历史，在该历程中，业内人士从理论深化、经验积累、技术升级等多个方面着手，做出深入的探索，因此充填采煤技术的应用水平取得显著的提升。但煤矿事业的发展环境日新月异，加之现场环境的特殊性、复杂性等层面的原因，充填采煤技术在部分煤矿工程中存在适用性不足的问题。此时，如何在既有技术的基础上予以突破成为业内人士重点关注的内容。我国在充填采煤技术应用领域存在多种细分的形式，常见有膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术等。

2煤层开采过程中应用充填采煤技术需要关注的技术要点

2.1 充填采煤技术中的膏体充填

通过相关调查可知，目前我国的各煤矿企业在煤层开采时应用膏体充填采煤技术的频率相对较高。充填采煤技术中的膏体充填主要是指： 工作人员将煤层周围的废弃物，例如煤渣、碎石、黄土等材料有效混合，将混合的废弃物以一定的比例制作成黏液体，这种充填材料具有膏状特征，在应用过程中可以通过重力直充、重力式增压等方式充填到采空区。在应用膏体充填采煤技术时，工作人员必须以当地煤矿的实际情况为基础，结合地形地势的特点，其中所应用的料浆材料具有流动性特征，作为充填材料可以使得充填效果更加密实、优良，充填强度更高。因此在使用过程中，相关技术人员必须对煤层矿区加以勘察，密切关注是否发生岩层移动或者地表沉陷。

2.2 充填采煤技术中的煤矸石充填

利用风力、重力等动力因素可以把煤矿开采过程中的煤矸石和其他的固体废弃物输送到矿井的采煤区，从而实现煤层采空区的有效填充，这种充填采煤技术被称为煤矸石充填技术。煤矸石充填采煤技术的应用类型具有多样性的特点，可以根据煤矸石材料填充的动力来源为分类依据划分为：人工充填、自溜充填、风力充填、普通机械化充填以及综合机械化充填等。煤炭企业在应用煤矸石充填采煤技术时可以有效的对煤矿的采矿沉陷区加以控制，这也是此项产品技术的最大优势，最大程度的实现煤炭资源的回收再利用，提高资源利用率。与此同时，应用此项采煤技术时，还可以有效降低煤炭开采对周围环境的影响，实现对土地资源的有效保护，不仅能够有效的利用煤矸石等废弃物，还能够推动煤矿企业可持续发展。

2.3充填采煤技术中的高水材料充填

煤炭企业在应用高水材料充填采煤技术时，工作人员需要以一定的配比将充填材料与高水速凝固结材料相混合，将混合的充填材料输送至煤矿的采矿区完成充填操作，保证开采工作的安全性。煤炭企业在应用该项填充技术时所使用的水资源较多，但是应用过程中所利用的固体材料数量较少。因此在应用高水材料充填采煤时可以有效利用少量的固体材料，可以有效适应目前煤矿填充固体材料缺乏的不良现象。近年来随着相关科学技术的进步，高水材料充填采煤技术也有所发展，并得到进一步完善。煤炭企业在应用该项技术时所应用的固体材料数量有所降低、充填材料的流动性有所增强、材料充填技术更加简便，使得充填操作环节的成本大大降低，有利于煤炭企业的资本投入有所降低，促进经济效益的提升。

2.4充填采煤技术中的综合机械化固体充填

在应用该项充电技术时必须拆除掩护综采液压支架的斜梁，并且放置水平短梁。工作人员在配比好填充固体后，要利用先进的带式输送机将充填固体输送进去，在运输的过程中要保证连续性，使得采空区的充填固体更加充足，在运输过程中要保证运输的连贯性、避免间断并且保持充填通道的畅通。充填固体受到自重作用可以通过刮板机充填开口填入短梁所掩护的空间，然后利用压实机把充填固体在压力作用下压实，这样就能得到煤矸石等密实性能强的固体混合物，从而实现采煤工作拥有良好空间环境的目的。

3充填采煤技术在煤层开采中的发展方向

充填采煤技术在波兰、德国取得广泛的应用，后续我国积极将该项技术引入，并结合实际的煤矿开采环境对该项技术做持续性的优化。

3.1 适时对采矿工艺进行创新

综合考虑矿山实际环境、开采技术条件，在既有采矿技术的基础上加强创新，衍生出更具可行性的升级型采矿技术。例如：对于矿脉厚大且矿岩稳定性较好的情况，采掘可用潜孔、中深孔钻机完成，以创造更高的效率；而对于矿床缓倾斜、极薄的矿脉，较为合适的是采取矿岩分掘、废石抛掷充填采空区的方法。经过煤矿开采后，形成一定规模的采空区，此时可用尾砂、块石等相关材料处理，也可以充填高水材料。在工艺的创新思路下，更有效地保证煤矿开采安全，更好地推进采矿进程。

3.2 充填物的充分利用

充填采煤技术高度倡导对煤矿开采期间各类废料的利用，在资源紧缺的发展环境下，其优势显著，在提高资源利用水平的同时还可减少因废料处理而产生的成本。在未来的充填技术发展方向中，充填物的形态将进一步丰富，例如实现气态、液态多种形式的有效充填。

3.3 充填设备的推陈出新

在机械化生产的行业发展趋势下，煤矿企业逐步重视设备的更新，以期依托于高性能的设备来达到安全生产、高效生产的效果。其中，充填机的升级也成为重要的方向，在提高充填设备的性能后，可解决充填硬件水平滞后于采煤活动的问题，更有利于煤矿开采工作的高效开展。而在加大对充填设备的研发力度后，可推出性能更佳的充填设备，在日益激烈的行业竞争中稳定市场份额。

3.4 低成本、高强度充填材料的研发

在现阶段的煤矿充填作业中，高水充填材料的应用效果良好，其充分利用煤矿开采期间产生的尾砂，以达到充填采空区的效果，并且可减少环境污染。此外，充填材料还具备远距离传输的条件，由此提高充填的作业效率。但从实际应用情况来看，充填材料面临着易风化、强度有限、成本相对较高等多重瓶颈。为了将充填材料的应用水平提升至全新的层次，需要在现有充填材料的基础上加强创新，探寻强度可靠、低成本的充填材料，以便更为高效地开展煤矿充填工作。

结语

充填采煤技术对于保证煤矿开采安全、控制地面塌陷、保水开采等方面均有重要的作用，其中综合机械化矸石充填采煤技术在技术可行性、经济效益性等方面更具优势，是一种优质的技术手段。在煤矿工程中，若对地面塌陷控制要求不高，可根据实际环境灵活应用综合机械化矸石充填采煤技术，在该项技术的加持下，帮助煤矿开采企业更好地推进生产工作进程，提高综合效益。

参考文献

[1] 成昕隆.充填采煤技术在煤层开采中的技术要点[J].当代化工研究 ,2020(23):83-84.

[2] 赵晋强.采煤技术在煤层开采中的技术要点分析[J].山西煤炭管理干部学院学报 ,2012,25(4):65-66+71.

[3]  杨海河 . 充填采煤技术在煤层开采中的技术要点分析 [J]. 中国新技术新产品 ,2011(21):195.