關于控制煤礦開采沉陷的部分充填開采技術初探

山西臨縣華燁煤業有限公司 山西 呂梁 033200

引言

礦井在開采過程中存在著諸多問題，而對礦井生產影響最大的就是礦井的開采沉陷問題，在很多礦井生產中都很常見。為了確保采掘工作正常進行，采掘部門應充分重視采掘過程中的沉陷區充填問題，技術人員應結合企業的實際情況，運用相關技術，給企業帶來一定的經濟效益，并減少許多不良現象的發生，如地基塌陷。

一、采煤塌陷對礦山的危害

采煤沉陷是指在煤礦開采過程中，由于原有地質結構受到破壞而引起地面建筑物嚴重破壞的一種地質沉陷。為防止煤炭開采沉陷，一般在煤礦開采前，必須拆除地面上全部或部分建筑物，這將大大增加煤礦的開采成本。此外，采煤塌陷還會對周邊自然生態環境造成不同程度的影響。嚴重者會導致地下水滲漏，造成不必要的安全事故。因此，煤礦企業必須高度重視煤礦塌陷的防治工作，并采取一系列有效的技術措施，降低塌陷的危害和影響。

二、煤礦開采沉陷部分充填開采可行性分析

開采之后，地表會出現不同程度的位移，主層次充分體現了控制功能。失去控制，就容易引起地面塌陷。為了避免礦井塌陷，必須對其進行有效的保護，確保其穩定可靠。局部性充填開采技術的主要應用機理是在煤礦開采過程中，對重要層蓋層的具體位置進行分析判斷，研究其破碎特性，根據分析結果進行條狀充填開采設計，最后與其他局部性充填開采技術相結合，以確保重要層蓋層的穩定和煤礦的安全生產。因此，在煤礦開采中采用部分填埋工藝是可行的。

三、充填開采的基本工藝原理

簡言之，充填采礦技術就是利用一定類型的礦漿對陷落礦區進行充填，從而有效地保證采礦過程的安全。在實地調查的基礎上，我們發現了充填采礦的多種技術手段和方法。在這些工藝中最典型的是漿液充填，低濃度和高濃度工藝。對不同位置的充填沉陷區，應著重處理好冒落區和采空區。一般來說，在充填過程中，如果有采空區，相關人員應采用高濃度膠體；反之，如果有冒泥現象，則可采用注漿礫石充填相應區域，這主要是因為某些低濃度的非膠體由于其綜合性能，在高層建筑地區非常適用。為保證煤礦開采的正常進行，井下工作人員應根據實際情況，將高濃度的礦漿充填于原有空腔內，有效地將空腔內上側覆蓋。

通過現場調查發現，在煤炭開采過程中，煤炭開采的數量和充填開采的數量之間存在著非常密切的關系，二者對采礦活動的影響非常大。煤層充填部分的關鍵在于采空區的沉陷充填量及煤層大小，能夠起到很好的預防煤層沉陷的作用。

四、部分開采技術

1.覆巖離層區隔離注漿充填工藝

目前，我國大部分煤礦在開采過程中，覆巖層往往位于關鍵層之下，相鄰關鍵層之間發生斷裂。對傳統經驗和規則的有效利用，也為找出有效的涂膜實際位置和分離量提供了有效的數據。注水時間的嚴格控制，用該方法可以確定注水質量是否滿足有關標準。這段時間是關鍵層接近首次破裂時的最好時機。這是因為管子一開始破裂的時候，管子的內側距離很遠，很容易注水。

關鍵層的首次斷裂引起了人們的廣泛關注。灌漿過程中，由于注漿腔在灌漿過程中先破洞，很容易造成灌漿效果不理想，使灌漿過程不能起支撐作用。為了解決這個問題，提出了一種覆蓋層離層灌漿技術。技術原理比較簡單。采用最大跨距法對關鍵層首次破碎進行工作面劃分。采用間歇跳汰法，也可在不同隔離層間灌注礦漿，以保證關鍵層支護的穩定性。

2.采空區填膏技術

所謂膏狀充填采空區，是指采空區頂板冒落前，用相應的膏狀材料對采空區進行局部充填。在使用構件填充皮帶時，皮帶間應保持一致，并能很好地支撐表皮。為有效防治地表塌陷，不僅要保證各充填帶的長期穩定，還要使未充填采空區的實際寬度小于其覆蓋關鍵層的第一破斷距離，以充分發揮膏條充填技術在實際開采中的作用。采空區膏條充填技術一般分為兩種模式。一個是長臂條帶充填開采模式，在這種模式下，工作面可以進行長臂條帶改造，其主要推進方向是在不同的采空區建立相同的充填開采帶；另一個是短壁條帶充填開采模式，需要后續相關人員結合實際開采情況，進行短壁條帶的開采。一邊填滿后，另一邊要填滿。這一工藝因其簡單易行，已廣泛應用于許多煤礦。

3.條狀灌漿充填采煤冒落區

當前，國內煤礦開采多采用帶狀開采技術，使采空區與上部巖層形成一個較大的噴流區，而上部巖層則承受不了重力和荷載，因此上部巖層的荷載集中在同一方向，最終集中在煤柱上。如果荷載作用過大，就會超過柱體的最大荷載，從而出現柱體的變形、破壞等問題。因此，噴射區域的注水灌注技術必須有效。首先在地面、井下等處鉆一孔，沿孔向噴射區注水，以達到充填效果；最后注水結束后，可使落區保持結實，還能起到抗新負荷的作用。具體地說：冒落區注水充填具有堅固的作用；實用型填料為石柱提供側向力，進一步提高其強度，實現寬度控制。其填充會產生摩擦，從而實現石柱本身的分載，有效地控制石柱沉積。在此基礎上，采用實心填料，可起到有效的保護作用，也可保證石柱、基巖等的穩定與安全。

五、結束語

因此，在我國有效控制煤炭占補平衡技術具有重要意義。為了科學、有效地解決地質敵占區的問題，必須對上述技術進行深入研究和分析。結合實際開采條件，選擇合適的充填工藝；這樣既保證了正常的開采，又避免了對結構的較大破壞，從而使源頭得到了很好的保護，可持續發展的思想在實際的煤礦開采工作中得以貫徹。煤礦企業掌握這些充填技術，可以獲得一定的經濟效益，對企業的發展有一定的促進作用。