充填式采煤技术在煤矿开采中的应用.pdf

应用 技 术 I ■ Q Ii ra s c i e n c e en d Te c h no lo g y R e v ie w 充填式采煤技术在煤矿开采中的应用 刘宏 河南煤化集团永煤公司城郊矿4 7 6 6 0 0 j [ 摘 要】 煤炭资源的开采过程中， 岩层沉陷是造成矿区地质环境灾害的重要因素， 充填式采煤技术， 是有效控制和减少矿区地表岩层的沉陷程度， 实现煤矿 安全生产的技术保障。坚持科技创新， 探究煤矿充填式开采技术的实践与应用， 是当代煤矿稳定运行和发展的重要技术措施 。 ’ [ 关键词] 煤矿开采充填式采煤技术 实践应用 中图分类号 T D 8 2 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 1 3 5 0 6 0 8 一 O 1 市场经济的发展， 加剧了煤炭资源的大量需求， 推动了矿采技术的创新研 发， 煤 炭矿 采技术 的提 高， 导致煤 矿地 下采 空区顶 部岩层 出现不 同程度 的大 面 积沉 降。 给 煤矿地 面建 筑物 以及井 下开 采的稳 定运行 带来 了严重 的安全 隐患 。 新形 势下， 安全 的矿 采理 念。 成 为 煤矿 生产 的主 导宗 旨。充填 式采 煤技 术， 是 预防煤矿采空区地表岩层沉降的新技术。本文针对煤矿充填式开采技术特征 进行了简要分析。 阐述了煤矿充填式开采技术的应用和发展趋势。 1煤矿采空区的特征及安金隐患 煤矿采空区是指煤矿生产与开采过程中， 在地表岩层下逐渐形成的巨大空 旷区域。煤矿采空区具有分布规律性差、地下隐伏性强 、安全隐患性多等 诸多特征。我国的煤矿开采管理相对混乱， 长期非法无序的乱采滥挖在很多 矿山及其周边地域留下了大量煤矿采空区， 给煤矿的安全运行造成了严重的安 全隐 患 1 ． 1矿区地表塌陷开裂变形 由于煤矿地下矿层被采空。 位于采空区上方的顶板岩层失去支撑， 平衡条 件被破坏。 致使上方岩层在重力作用下。 产生大幅度形变， 形成不同程度的冒落 带、裂隙带和弯曲带。 导致矿区地表出现大面积沉降， 塌落和凹陷， 破坏了地 面建筑和农 田环境 。 1 ． 2 煤 矿瓦斯 聚集 爆炸 隐患 煤炭资源形成过程中， 在相应岩层或煤层中含有大量游离状态的瓦斯气 体， 地下煤层采空后形成的巨大空间， 正好汇聚容积了矿区煤层的大量瓦斯气 体。 当瓦斯浓度达到一定极限时， 在一定温度条件下， 则会引发严重的煤矿瓦斯 气体爆炸事故． ． 3 、 煤矿 开采 生产 安全 隐患 随着煤炭矿采的深度增加， 在强大地压条件下， 容易发生采空区岩层坍塌 现象， 引起井下矿柱变形。 导致矿井岩移或大面积冒落。 造成矿井采场巷道等开 采条件恶化。 给井下作业人员和机械设备带来严重的安全威胁。 1 ． 4 自然生态环境破坏严重 地下煤层的分布往往位于地下含水层以下。 穿过含水层的矿采防水设施。 影响了地下水的循环补给。同时， 煤矿采空区的出现， 导致地下水源枯竭断 流， 造成地表水体锐减， 导致生态环境逐步恶化， 生态资源破坏严重。 2充填式采煤技术分析 充填式采煤技术是现代绿色开采的重要组成部分， 它是运用置换原理， 将 可填充材料输送到煤矿采空区。 代替煤层充实采空区空间， 以便消除采空区隐 患的矿采措施 ．充填式开采技术成功消除了传统开采技术导致的采空区瓦 斯、突水以及岩板冒落等安全隐患。 缓解了采空矿区地压应力相对集中的相 关问题．同时， 又有效处理 了大量煤矿矸石和城市固体垃圾， 减少了环境污染 源。充填式采煤技术的应用。 推动 了煤矿生产的安全运行和采空区的有效处 理 2 ． 1膏体充填采煤技术 膏体充填采煤技术。 是将水泥 、粉煤灰、煤矸石、劣质土等固体废物 加入减水剂制成膏状浆体， 通过泵压或重力作用输送到回采工作面。 适时充填 采空区的技术 。该技术具有高效环保、安全可靠等优势， 膏体充填采煤技术 是相对复杂 的高新技术 。 2 ． 2高水材料充填技术 高水速凝充填技术， 是采用高水凝固技术工艺． 采用大量水体掺配适量固 体粉料， 使其速凝固化， 达到填充作用 。高水材料填充技术相对简单灵活机 动， 是煤矿仰斜式作业采空区理想的快速填充技术， 对仰斜式煤层开采十分有 效。 2 ． 3固体物充填采煤技术 固体物充填技术。 是运用置换技术直接将破碎后的煤矸石、粉煤灰或黄 土粗砂等固体废料， 通过输送运至煤矿采空区进行充填的技术 。固体物充填 技术可因地制宜， 不受地形和季节限制， 实现井下矸石的现场处理， 节约人力资 源， 提高了生产效能。 3煤r充填式开采技术的应用曩删 充填采煤技术的应用。 需要遵循以下原则进行实际操作 3 ． 1安 全生产 充填 式采煤 技术 。 要 全面 综合考 虑煤矿地 压及 矿采技 术方式 等 因素， 运 用 先进 技术 控制 地压 ， 解 决采 空区顶 部 自重压力，防止 地表 岩层 冒落沉 陷坍塌 事 故发生，实现煤矿安全生产。 3 ． 2成本节约 煤矿采空区的充填技术落实过程中， 有些技术基建费用和运营费用落差很 大。矿区在选择充填式采煤技术时要根据实际情况进行科学合理的分析， 尽 量节 约成本 。 3 ． 3高效可靠 煤矿采空区充填开采过程中， 要尽可能的优化充填技术程序， 严格控制充 填物料的配比度， 保障充填系统的稳定运行， 运用充填开采技术实现煤矿采空 区的充填效果与高效生产 。 3 ． 4环境保护 充填式采煤规划时。 应当重视和协调充填技术对周边环境保护自 4 矛盾问 题， 尽量做到对煤灰、尾砂等废弃物的回收再利用， 减少环境污染。 促进经济 与环境的可持续 发展 。 4充壤式采煤技术的发展趋势 随着矿采技术的研发。 因此。 充填式开采技术是我国煤矿开采技术的科学 创新。煤矿 充填 开采技术 以低成本、高效率、 自动化 为发展 目标。充填 式采煤技术。 将是我国今后煤矿实现绿色开采的必要技术 4 ． 1新型充填材料的研发 随着矿采技术的不断提高。 以及煤矿采空区充填理论的深入研究， 充填式 采煤技术。 依靠现代信， 皇 科技， 能够开发出更为高效能、低成本、环保型 的新型充填材料， 实现现代煤矿的可持续发展。 4 ． 2充填开采工艺的创新 结合矿区开采技术条件特点， 坚持科技创新， 研发新型煤矿开采工艺． 有利 于煤矿深部充填采矿技术的研发。为解决矿井采场地压应力的传递问题． 平 衡采空区岩层应力的稳定状态提供技术保障。 4 ． 3高效 自动化技术的实现 机械 自动化作业程度。 是现代矿采技术水平的标志。煤矿开采技术的规 模化需求， 将加大矿采 自动化技术设备性能的创新研发， 实现采空区充填采煤 作业的机械化， 全面实现充填系统的高效自动化。 结语 总之， 安全矿采的运行理念， 推动了煤矿地下开采技术的研发与更新。煤 矿采空区充填开采技术， 是加强煤矿安全开采和有效处理矿山矸石污染及固体 垃圾的创新性实用技术。 科学的分析地下采空区充填式采煤技术， 是煤矿绿色 开采 的技术实践和有效保障。 万方数据