充填采煤技術(shù)發(fā)展探索

李光平

摘 要：所謂充填采煤，其實就是將煤矸石等固體廢棄材料作為充填材料對采空區(qū)進行充填，不僅可以使煤矸石的排放量得以降低，而且也可以使巖層移動以及開采淪陷得到有效控制，從而使地面建筑物的安全和土地資源得到有效保護。充填采煤技術(shù)是一種綠色環(huán)保、回收率較高的礦井開采方式，能夠使煤礦作業(yè)更好地適應(yīng)其開采條件，特別是能夠有效地避免對地表的破壞。針對充填采煤技術(shù)的必要性進行分析，進而引申出充填采煤技術(shù)的社會效益以及充填采煤技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：充填采煤技術(shù)；必要性；發(fā)展

1 充填采煤技術(shù)的必要性

充填采煤技術(shù)，其實就是在采礦過程中，填充遺留下來的廢棄物，例如，黃沙、粉煤灰等。與此同時，開采“三下”壓煤，也就是建筑物下、鐵路下、水體下一些挖掘難度相對較大的煤礦，在綠色煤礦開采技術(shù)體系中，充填采煤技術(shù)發(fā)展著極其重要的作用。所以，隨著我國煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，充填采煤技術(shù)在當前能源資源緊缺現(xiàn)狀下占據(jù)著重要地位，而且也是煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要手段。充填采煤技術(shù)的必要性大致可以劃分為以下幾方面內(nèi)容。

1.1 保護環(huán)境

利用充填采煤技術(shù)發(fā)揮最為直接的作用就是開采之后的地形、環(huán)境不會受到破壞。煤礦開采對于地表和地下都會產(chǎn)生不同程度的影響和損害，例如，植被的破壞、水土流失等問題，充填技術(shù)可以再利用開采之后的固體垃圾，與此同時，因為采礦資源不斷減少，涌現(xiàn)出較多的“三下”壓煤，充填采煤技術(shù)可以對這些資源進行很好地開采。不僅可以使礦山的經(jīng)濟效益得以增加，而且也可以開采的綠色環(huán)保，進而使采礦得到健康可持續(xù)發(fā)展。

1.2 解決了以往充填材料的供需問題

煤礦所產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物相對較少，想要完全填補采空區(qū)相對存在一定的難度。所以，不僅會使煤礦公司充填材料的成本不斷增加，而且供需方面也會出現(xiàn)困難。而充填采煤技術(shù)能夠?qū)@些固體廢棄物進行有效利用，對采空區(qū)進行填充，不僅使充填成本得以降低，安全生產(chǎn)得到有效保障，而且其經(jīng)濟效益也會得到全面提升。

1.3 維持了采礦-充填的循環(huán)

煤礦的開采和充填相互作用，相輔相成，沒有開采，填充也就無從談起，沒有填充，開采也就不可能實現(xiàn)。所以，要求兩者相互配合，共同進行。然而，人們只是將眼光放在煤礦開采上，直到現(xiàn)在煤礦業(yè)的開采已經(jīng)實現(xiàn)全面機械化，這樣的高產(chǎn)高效開采方式，促使人們通過各種方式對煤礦行業(yè)繼續(xù)經(jīng)營，但是對于填充技術(shù)的改革創(chuàng)新卻沒有引起足夠的重視。所以，只有使開采-充填這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)平衡，才能夠使煤礦行業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。

1.4 加快了充填設(shè)備的創(chuàng)新

隨著充填采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，充填設(shè)備必定會不斷創(chuàng)新，當前中國采礦業(yè)充填設(shè)備與采礦技術(shù)之間存在著較大差距，這種差距十分突顯。采用充填采煤技術(shù)，不斷推進充填設(shè)備的創(chuàng)新，使充填設(shè)備和采礦技術(shù)實現(xiàn)共同發(fā)展。與此同時，在我國，外來充填設(shè)備占據(jù)著一定的比例，通過充填技術(shù)使我國充填設(shè)備得到迅猛發(fā)展，把握機會吸取外來資金，進而使我國充填設(shè)備市場得到有效開拓和發(fā)展，從而使充填設(shè)備的競爭力得到有效提升。

1.5 提高了經(jīng)濟效益

綜上所述，不管是充填材料的供需問題，還是充填設(shè)備的不斷創(chuàng)新，采用充填采煤技術(shù)最根本的原因就是使煤礦經(jīng)濟效益得以提升。通過充填技術(shù)，不僅可以使煤礦采出率以及礦區(qū)安全性得到提高，而且礦難的發(fā)生幾率也有所降低，在某種程度上，使煤礦的開采成本得以降低，進而使煤礦的經(jīng)濟效益全面提升。

2 充填采煤的社會效益

充填采煤技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使煤炭開采工藝得到了全新的變化和改革，具有較為深遠的社會意義。通過充填開采，在完全接頂?shù)幕A(chǔ)上，充實采空區(qū)，能夠使原來的頂板垮落、采空區(qū)回風(fēng)、超前壓力、底板突水等問題得到有效解決，作業(yè)環(huán)境的安全程度能夠在一定程度上得到全面提高；充填之后所形成的以充填體為主的覆巖支控體系，能夠針對地表開采沉陷在建筑物允許值范圍內(nèi)進行有效控制，從而使煤炭資源采出率得到提升，進而實現(xiàn)不搬遷采煤，使村莊建筑物下、鐵路下、水體上下煤炭資源得到充分解放，以使礦井服務(wù)年限得以延長；充填開采使大量煤矸石、粉煤灰等工業(yè)廢棄物大量消耗，進而使其占地以及對環(huán)境造成的污染得以減輕，從而是煤炭工業(yè)得到良性循環(huán)發(fā)展。

總而言之，在煤礦企業(yè)中廣泛運用充填開采技術(shù)，可以使其經(jīng)濟效益以及社會效益得到最大化提升，促使煤炭開采工藝的進一步改革，推進煤礦科技進步，從而使煤礦企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展得以實現(xiàn)，進而使開采更加綠色環(huán)保。

3 充填采煤的技術(shù)發(fā)展

3.1 充填采煤技術(shù)發(fā)展的動力

傳統(tǒng)的開采方式，使采空區(qū)的出水、發(fā)火以及上隅角的瓦斯超標，當前采空區(qū)大面積垮落導(dǎo)致涌出大量瓦斯等問題需要得到及時解決；“三下”礦井優(yōu)質(zhì)煤炭資源的回采應(yīng)該具有安全性和高效性，同時也需要有效地處理大量煤矸石以及城市垃圾；當前，我國已經(jīng)有一些礦井呈現(xiàn)出衰老現(xiàn)象，伴隨著開采深度的不斷下延，開采成本隨之大幅度增加，并且會產(chǎn)生嚴重的災(zāi)害，沒有較強的災(zāi)害控制方法，導(dǎo)致礦井無法承受進一步開采等一系列問題，都可以利用充填采煤技術(shù)進行全面有效地解決。在煤礦行業(yè)的效益增長過程中，充填開采發(fā)揮著極其重要的作用，也標志著我國煤礦開采的進一步發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，充填開采方式得到了較大程度地推廣和應(yīng)用，充填開采技術(shù)也隨之體現(xiàn)出越來越重要的利用價值。

3.2 充填采煤技術(shù)發(fā)展目標

充填開采技術(shù)的發(fā)展，在高效率、低成本、設(shè)備標準化基礎(chǔ)上得以進行。一些較為簡單的充填技術(shù)設(shè)備，如膏體充填、超高水材料充填等，這樣的充填材料本身流動性較強，通過管道運輸，能夠很好地適應(yīng)仰斜開采，不過其充填效率不高。當前，綜合機械化開采相配套技術(shù)在不斷探索和研究過程中，充填效率也因此會得到進一步提升。

3.3 充填采煤技術(shù)發(fā)展方向

通過充填技術(shù)，巖層運動可以得到有效控制，因此，應(yīng)該進一步探索和研究充填開采地表沉陷以及巖層破斷的運動規(guī)律，進而可以使與地表沉陷和巖層運動控制要求相符合的開采理論和方法研究出來。從當前充填開采實踐分析，煤礦開采的技術(shù)推廣受到充填采煤能力的限制，不能與高產(chǎn)高效的煤礦生產(chǎn)模式相匹配。究其原因，其實就是采煤工藝與充填工藝之間沒有形成有效地配合。因此，充填采煤能力的提升在今后將會是重要研究的內(nèi)容之一。

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