充填采煤技術在煤層開采中的技術要點分析

＊李 艦

（山西省長治市潞安化工集團常村煤礦 山西 046100）

現階段是我國社會經濟迅猛發展的新時期，經濟市場呈現出一片繁榮的景象，煤礦在眾多產業中占據著較大的經濟市場比重。雖然采煤行業的發展推動了社會經濟的發展和增長，但是在發展中出現了諸多的問題，例如，煤礦企業在生產過程中普遍存在濫開濫采的問題，這也是造成不能平衡分配煤礦地區結構的主要因素。只有進一步對煤礦企業浪費資源的問題進行改善，才能促使煤炭行業向著可持續發展的方向發展，因此，煤礦企業需要重視充分的利用礦區四周的煤炭、地下水、煤層瓦斯以及砂礫等物，同時還要充分的利用充填采煤技術。

1.充填采煤技術的內涵和重大意義

(1)充填采煤技術的內涵

在對人們正常生活進行保證和對經濟發展進行推動兩個方面煤炭資源具有重要的作用，但是不能忽視的是煤炭行業的發展對環境在一定程度上不可避免的會造成污染，現階段人們越來越重視環保，國家也提出了構建環保社會的戰略，因此，煤礦生產企業只有從自身出發進行改進、創新、轉型，才能更好的滿足新時期經濟社會發展提出來的更高的要求，才能真正的實現煤礦行業從高耗能、高污染向環境保護和資源利用率高進行轉變，在這個轉變過程中，煤礦生產企業要主動的應用新的開采技術，要對開采煤礦現代化水平進一步提升。開采煤礦的過程中污染環境主要是由于所使用的開采技術會導致巖層出現沉降甚至受損的現象，這樣同時也給環境造成了污染，為了解決這一問題，煤礦生產企業要把充填采煤技術應用到實際開采煤礦過程中。在使用充填采煤技術的時候可以利用矸石、粉煤灰等對采空區進行填充，這樣能夠有效的減少沉降問題出現概率。通過充填采煤技術在實際應用中的大量經驗可以得出這一技術的主要優勢為：采煤生產過程中會產生矸石、粉煤灰等多種數量巨大的廢棄物，傳統開采技術需要將這些廢棄物專門的運送出來，這樣會對資源造成大量的浪費，而充填采煤工藝的有效應用，能夠把這些廢棄物利用起來，從而避免了浪費資源，同時還節約了處理廢棄物的成本。另外，作為綠色生產的填充采煤技術能夠推動環保社會的發展。

(2)充填采煤技術所具有的重大意義

①充填采煤技術能對開采煤層的范圍進一步的拓展，充填采煤技術科學合理的應用能夠挖掘到傳統采煤技術無法觸及到的“三下”，能夠有效的對煤礦產量進一步的提升，能夠對開采煤礦過程中可能出現的缺少能源的問題進一步的緩解，能夠更好的滿足社會生產對能源的大量需求。充填采煤技術是綠色煤礦開采技術體系中的一個主要內容，合理的運用這一技術能夠對煤礦開采的效率和質量進一步的提升。

②開采煤礦的過程會產生大量的廢棄物，在傳統的煤礦開采技術下需要專門處理這些廢棄物，需要大量的處理成本，而充填開采技術把這些廢棄物充分的利用起來，不僅提高了能源利用率，還減低了煤礦企業的生產成本。

2.煤層開采過程中應用充填采煤技術多需要關注的技術要點

現階段我國煤礦企業在開采煤礦的時候把更多的充填采煤技術應用到開采煤層過程中，為煤礦生產的順利實施提供保障，且在應用過程中獲得了理想的效果。

(1)充填采煤技術中的膏體充填

現階段我國煤礦企業在開采煤礦的時候經常使用到膏體充填采煤技術。膏體充填采煤技術是整合碎石、煤渣、黃土等礦產四周的廢棄物，然后按照一定的比例把上述的廢棄物融合成具有膏狀特征的黏液體，最后利用重力式增壓或是重力直充對目標區域實施填充[1]。膏體充填采煤技術在開采煤層的過程中合理有效的應用，能夠起到對煤礦采集目標區底板在煤礦企業生產過程中有效的降低破壞程度的作用，還能夠起到最大程度的利用生產過程中出現的煤矸石、泥沙等廢料的作用，這樣能夠有效的對煤礦資源利用率進一步的提升，能夠有效的對礦區四周的生態環境減少破壞，從而達到對礦區生態環境最大程度保護的目的。另外，研究煤礦開采技術的相關人員基于現行的膏體充填采煤技術在對二次膏體充填采煤技術進行深入的研究，在傳統膏體充填采煤技術實施的基礎上加入二次膏體充填采煤技術，這是對舊的膏體填充采煤技術的一次重大改革和創新，是技術層次的一次重大進步。二次膏體充填采煤技術可以邁過掘進送巷這一過程直接對工作面、開采眼的具體工作步驟進行部署，然后逆方向對留巷進行推進并充填。二次膏體充填采煤技術在開采煤層中的有效應用，能夠實現對開采煤礦成本進一步降低，能夠實現煤礦生產最大化經濟效益，還能夠進一步節約掘巷期間的局部通風、運輸等時間。膏體充填采煤技術要結合礦區的實際地形才能更好的實施。膏體充填采煤技術所需要使用到的料漿材料的特點是流動、充填密實、充填強度高等，因此在實際使用中要關注并控制礦區周圍巖層移動、地表沉陷等問題[2]。

(2)充填采煤技術中的煤矸石充填

開采煤礦的過程中，礦井四周建筑物下面和大巷內部的留設煤柱等都會出現大量浪費煤礦資源的問題，這同時也會大量的增加煤矸石的數量，利用風力、重力等動力因素可以把這些煤矸石和其他的固體廢棄物輸送到礦井的采煤區，實現填充采煤區。人工充填、自溜充填、風力充填、普通機械化充填以及綜合機械化充填等不同的煤矸石充填采煤技術種類是依據不同的填充煤矸石的動力來源劃分的，其中人工充填在實際填充采煤區的時候基本不會使用[3]。風力充填以及自溜充填兩種煤矸石充填采煤技術由于動力來自自然因素，受到外界自然環境的影響十分大，不能穩定的供給動力，因此，在使用這兩種煤矸石充填采煤技術的時候就有十分大的局限性，只有自然條件極好的煤礦區才會使用這兩種煤矸石充填采煤技術。普通機械化充填技術的使用需要結合煤礦采空區的實際情況，填充工作還需要專門的技術設備來實施，這種煤矸石充填采煤技術的成本相對很少，主要是基于礦井下形成的煤矸石進行施工，操作相對比較簡單，因此在煤礦企業中得以普遍的應用。煤矸石充填采煤技術的一個最大的優勢是有效地控制煤礦采空沉陷區，這樣也能實現煤炭資源最大的程度上回收利用，還能有效的對土地資源進行保護，因此煤矸石充填采煤技術能夠有效的利用煤矸石等廢棄物，能夠推動煤礦企業可持續發展[4]。

(3)充填采煤技術中的高水材料充填

高水材料充填采煤技術是相關人員按照合理的比例在充填材料里面添加一定數量的高水速凝固結材料，以此來實現對煤礦采空區進行充填的目的。在應用高水材料充填采煤技術的時候要使用到大量的水，但是和其他類型的充填技術相比較，這種技術使用的固體材料相對來說是很少的，這也就很好的緩解了填充煤礦過程中出現固體材料不夠的問題，同時還使充填采煤技術的應用更加的簡單[5]。隨著高水材料填充采煤技術不斷的成熟和完善，在使用過程中所使用到的固體材料數量越來越小，另外，具有流動性的充填材料、具有便捷性的充填操作技術，都會對充填資本進一步的降低，從而實現大幅度降低開采煤礦生產成本的目的。在使用高水材料充填采煤技術之前要詳細的探查采煤區覆巖結構所具有的承受能力，這樣才能最大程度的對填充工作量進行有效的降低，從而達到對煤礦充填開采工程的綜合成本進一步降低的目的。高水材料充填采煤技術不是完美無缺的，也是存在一定的缺點的，例如如果受到高溫以及大風的影響，就會對煤礦采空區充填后的穩定性造成直接的不利影響。

(4)充填采煤技術中的綜合機械化固體充填

綜合機械化固體充填采煤技術的技術要點主要有以下三個方面。

①要對掩護綜采液壓支架的斜梁進行拆除，并用水平短梁代之，同時還要把固體充填進水平短梁掩護的空間內部。特別需要注意的是充填過程固體材料不能直接充入進去，要利用機械化固體采煤工藝中充填空間技術對空間不足的問題進行解決。

②充填固體配比好以后利用帶式輸送機輸送進去，在運送充填固體的時候要保證不間斷的為采空區輸送充填固體，最大程度的減少間斷或者擁堵充填通道等問題。

③充填固體受到自重作用可以通過刮板機充填開口填入短梁所掩護的空間，然后利用壓實機把充填固體在壓力作用下壓實，這樣就能得到煤矸石等密實性能強的固體混合物，從而實現采煤工作擁有良好空間環境的目的。

3.結束語

充填采煤技術對于煤礦企業來說具有重大的作用和意義，它所起到作用是對巖層進一步保護、對礦區地表質量進一步維護，能夠起到為開采煤礦工作順利進行提供保障的作用，同時還能夠最大幅度的降低開采煤礦的成本。充填采煤技術具有多樣性，煤礦企業要結合自身的優勢以及工程特點對充填采煤技術進行科學合理的選擇，同時還要對礦區的實際情況進行詳細的探查和分析，不能忽視創新和發展現有的充填采煤技術。