淺談林西礦充填開采應用分析

韓帥

摘 要：重組以后礦井安全生產建設是保證企業持續生產的關鍵。通過發展新型的采煤工藝、改進新型的生產工藝流程方法、優化企業內部組織結構等，充填開采的應用可以有效的提升生產能力和企業的經濟效益等方面取得較好的效果。

關鍵詞：充填開采;技術創新;安全高效

1 礦井概況

唐山開灤林西礦業有限公司（以下簡稱林西礦）處于河北省唐山市古冶區林西村境內。林西礦的井田走向為8.2km，傾斜平均顯示為4.0km，井田的面積為32.8km2，林西礦始建于1878年，在1902年的時候投入生產，礦井設計生產的能力為每年230萬噸，林西礦的開采已經經歷了一百多年，其先后經歷清朝政府和中華民國及新中國等不同時期，林西礦由于資源枯竭和資不抵債在2003年的時候經國務院批準宣布政策性破產，2007年的時候重組新公司，并且成立唐山開灤林西礦業有限公司。在新公司成立之后不斷創新在科技進步的基礎上有效實現減人提效和安全高效生產之路，在已經組建綜合機械化的基礎上進行全機械化開采礦井，在生產作業線不斷減少的基礎上原煤生產由破產前的80萬噸提升到120萬噸，開采效率也得到明顯提升，其經濟效益較為顯著，促使百年老礦具備新的生機和活力，為企業積蓄資本實現轉型發展提供相關的物質基礎。

2 實現快速高效、持續性發展礦井建設的一些實踐做法

（1）大采區巷道斷面，有效和綜合機械化開采對巷道斷面需要相符合，近些年以來，在企業進行礦井綜合機械化開采的基礎上對巷道斷面與綜采設備運輸等相關問題有效解決，從而對綜采巷道實施較大斷面的施工施工處理，工作面上風和下運及軌道上山巷道斷面由7m2和9m2全部改變為10.4m2，局部已經使用14m2，并逐步進行14m2的方向過度，從而對因外界因素顯現而造成巷道變形限制綜采設備（包括皮帶運輸機）運輸和使用的諸多問題有效解決，為后續綜合機械化開采工藝的推廣應用創造更加穩固的基礎，確保了生產區域的安全可靠。

（2）實現機械化，推廣綜合機械化開采。企業破產重組后，大量技術人員流失，為解決技術人員不足等現狀，使用和提升綜合機械化開采工藝的人員素質和管理能力是非常重要的。到2009年9月26日林西礦最后一個炮采工作面收尾，同時引進了2臺西安煤機廠制造的采煤機和6臺佳木斯生產的掘進機（2臺55型、4臺135型），有效實現回采工藝由炮采向綜采的轉型，煤巷掘進工藝也由全部炮掘的方向轉為86.8%的機掘，在當前礦井綜合機械化開采水平大幅提高的基礎上有效實現減人提效，安全可靠的工作面布置。

以上為林西礦在煤礦高速發展、煤礦產能快速提升的當今，如何使開采多年的老礦井在激烈競爭中生存和持續發展，要依靠科技進步，應用先進開采技術，其中之一是實現充填開采。

3 當前國內井下開采煤炭方法比較多樣，在圍巖變形及地表塌陷等現象控制的時候，對比已實現的多種充填方法額實施情況和當前林西礦實際地質條件，充填采煤法逐漸成為首要選擇

3.1 充填方法方式的選擇

國內其他煤礦充填開采所應用的方式具有多樣化的特點，其中包含著矸石充填和高水充填及膏體充填等，林西礦井田對應區域建設著多個村鎮，建筑群較以前增加較多，在選擇充填方法的時候，使用充填采煤的方式會造成當地地面建筑物總體損壞的現象，不得超過國家規定的I級標準。矸石充填的方式具有成本高和效率低及工作勞動強度大等特點，回采工藝也具有復雜性的特點，而林西礦煤層傾角多數超過16.8°，矸石充填的方式并不適合在林西礦井下應用。高水充填抗風化性和抗溫性能及長期穩定性等方面特點不確定，無法促使井下圍巖保持長期穩定，也不能對林西礦底板塌陷情況有效控制。似膏體充填的方式需要進行井下脫水處理，廢水處理的時候存在著一定難度，容易對生產造成不利影響，也無法對林西礦充填中較好應用。膏體充填主要是對井下開采得到的煤矸石和粉煤灰等加工成膏狀漿體，在自身重力和外部加壓的充填泵作用下運送到需要充填的工作面中，漿體本身具有不可離析和不可泌水無臨界流速等優點，其膏體抗壓縮性也相對比較顯著，能夠防止礦井周圍地表建筑出現變形塌陷的現象，林西礦及周邊礦井包含著大量矸石，這些矸石可作為充填骨料，附近2個電廠即開灤電廠和東方發電廠能夠供給大量粉煤灰。在成本及充填后的效果分析的基礎上確定林西礦建筑下方煤炭資源開采的時候主要利用膏體充填法開采。使用膏體充填法能夠保護礦區內建筑物，減少煤矸石粉煤灰等廢物堆積所造成的環境污染，更好的實現建筑物下方煤炭的有效開采。

3.2 液壓支架性能要求

液壓支架是對采煤工作面充填處理最重要的設備，目前林西礦的主力液壓支架為支撐掩護式3200-13/32支架，需要引進充填型液壓支架，與500變頻采煤機、刮板輸送機配套使用，起到支護頂板，填充膏體混合物進行填充。隔離圍巖。有效加強工作空間的作用，因此需要滿足以下條件：①對工作面作業空間提供支持，支撐強度需要處于6000kN以上。②在控制頂板的過程中拉長充填前頂與地板間的距離。③漿體在固化的階段中也會受到因頂板冒落等問題的影響，起到可靠支撐和保護的作用。④有效隔離工作面和準備充填的區域，保證充填有效接頂。

選擇如下圖充填型液壓支架實施填充開采煤層，能夠使得開采過程中具有有效的作業空間，從而保障行人通行和通風更加順暢，對工作面的安全生產提供必要保障。

1.立柱 2.頂梁 3.后梁 4.掩護梁 5.底座 6.推移裝置

充填支架

4 結論

應用充填法采煤不僅需要使用填充型液壓支架還需要在新的采煤工藝，新的管理理念上都要進行改進。充填開采可以從源頭上對林西礦附近覆巖破壞地表下沉情況加以控制，能夠促使建筑物下煤炭資源得到更加有效的開采和利用，增加礦井的可采儲量，有效延長服務年限和礦山壽命，同時對礦山附近即其附屬單位大量員工的就業問題加以解決，逐漸維護社會和諧穩定，使得地方繁榮和經濟發展得以實現，同時在對矸石和粉煤灰的再利用基礎上減少環境的二次污染，美化當地環境。林礦充填開采的應用可以為我國煤炭企業提供相關的技術支撐和管理資料等，為條件相似的其他礦山提供必要借鑒。

參考文獻：

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