淺談煤礦用混凝土泵的發(fā)展

摘要：煤礦用混凝土泵是一種通過水平或垂直鋪設(shè)的管道將混凝土或其它充填料連續(xù)輸送到礦下施工現(xiàn)場的泵送設(shè)備，通過礦用泵可將地面的混凝土、矸石等充填料輸送到井下以實現(xiàn)煤礦采空區(qū)采后充填的目的，從而為實現(xiàn)無搬遷的“綠色采煤”技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 煤礦 充填 混凝土泵發(fā)展

中圖分類號：TU37文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

Abstract： coal mine for concrete pump is a kind of concrete or other filling continuously transported to the construction site of the mine pump feeding device through the horizontal or vertical laying of pipelines， the mine pump can transport of concrete， gangue filling the ground to underground to achieve mine goaf stowing after mining purposes， so as to no relocation "green mining" technology laid the foundation.

Keywords： coal mine； filling； development of concrete pump

1采空區(qū)充填的必要性

經(jīng)有關(guān)部門統(tǒng)計，在我國煤炭儲量中有超過30%的煤炭埋藏在水體下、建筑下、路橋下（簡稱“三下”）等不允許產(chǎn)生開采后塌陷的區(qū)域[1]；煤礦充填作為煤礦綠色開采技術(shù)之一，是當(dāng)前解決“三下”采煤最具有發(fā)展前景的核心技術(shù)。近兩年，在我國部分地區(qū)頻繁發(fā)生地震等自然災(zāi)害，給人民群眾生民和財產(chǎn)造成了莫大的損失，比如陜西省神木縣與府谷縣一年已發(fā)生了5次震級在里氏2.0-3.5級的地震，最近一次為2010年12月28日，經(jīng)陜西省地震局確認(rèn)，此種地震多為采空區(qū)塌陷引發(fā)的地震。我國因煤炭開采過度而造成的地面塌陷已達60多萬公頃，且每年新增沉陷面積達4萬公頃之多，同時地面塌陷在地質(zhì)、環(huán)保和安全等方面的負(fù)面影響也是不可估量的，有效地解決因采煤而產(chǎn)生的地面塌陷問題已經(jīng)成為了煤炭行業(yè)亟待解決的問題；另一方面，煤礦在開采過程中產(chǎn)生大量的煤矸石，堆積在地面不僅占用了大量的土地，而且污染了環(huán)境。煤礦充填技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對采空區(qū)的及時充填，有效避免了因地下采空而產(chǎn)生的地表塌陷問題。近年來，隨著煤礦充填站的研發(fā)成功并逐漸成熟，“三下”采煤已經(jīng)成為了可能，這將大大提高煤礦資源的回收率。因此，推廣煤礦采空區(qū)充填技術(shù)是實現(xiàn)煤炭企業(yè)清潔發(fā)展、綠色開采，保證采空區(qū)安全發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

2煤礦用混凝土泵的發(fā)展

我國從上個世紀(jì)70年代開始探索開發(fā)混凝土泵，80年代引進技術(shù)開始制造混凝土泵，經(jīng)過近30年的發(fā)展中國已經(jīng)成為世界上最大的混凝土泵生產(chǎn)國[2]，國內(nèi)該領(lǐng)域最好的代表就是三一重工和中聯(lián)重科。這兩年，依靠三一重工堅強的混凝土泵技術(shù)基礎(chǔ)，三一重型裝備有限公司開發(fā)研制出了煤礦用系列混凝土泵，該系列泵填補了國內(nèi)該領(lǐng)域的空白。煤礦用混凝土泵是一種通過現(xiàn)有管道裝置將混凝土或其它充填料（類膏體）連續(xù)輸送到礦下施工現(xiàn)場的泵送設(shè)備，可用于壁后充填、鋪設(shè)底板，提高巷道準(zhǔn)備效率，增強巷道支護效果及底板強度，并能夠滿足深井礦的強大地壓要求，巷道變形?。豢捎糜谙锏雷{及快速噴漿，可連續(xù)操作，無需額外添加噴漿機，噴漿效果較好；可用于進行沿空留巷，解決了采掘矛盾、瓦斯處理等問題；可用于采空區(qū)充填的主要施工設(shè)備，實現(xiàn)了“三下”采煤及矸石處理。煤礦用混凝土泵的不斷發(fā)展為國內(nèi)大規(guī)模的礦區(qū)施工提供了有利的技術(shù)保障，也為我國礦產(chǎn)資源的綠色開采提供了基礎(chǔ)保證。以三一重型裝備有限公司研制生產(chǎn)的HBMD-150/15-500S型煤礦用混凝土泵為例，該泵的成功開發(fā)填補了國內(nèi)在大排量礦用泵上的空白，替代了進口設(shè)備，是實現(xiàn)“三下”采煤的最主要設(shè)備，由三大部分組成，分別是泵送機構(gòu)、動力單元和電控裝置。（1）泵送機構(gòu)主要是完成混凝土或其它充填料的輸送。（2）動力單元主要是為泵送提供動力促使完成混凝土或其它充填料的泵送工作。（3）電控裝置時實現(xiàn)設(shè)備操作的電器控制部分。

它主要有以下幾個特點：（1）主要用于煤礦采空區(qū)充填，也適用于其它工程泵送作業(yè)。（2）泵送壓力大、輸送距離遠(yuǎn)、單位時間內(nèi)泵送量大。（3）液壓系統(tǒng)穩(wěn)定性高，電液換向、緩沖，換向沖擊??；工作油路環(huán)節(jié)少；液壓閥組質(zhì)量優(yōu)良、維修方便；主油泵采用世界名牌產(chǎn)品，性能卓越，工作可靠。（4）分配閥采用先進的S管閥系統(tǒng)，可自動補償間隙，密封性能好，結(jié)構(gòu)簡單可靠，易損件更換方便。（5）具有恒功率變量的大排量主油泵，在處于恒功率狀態(tài)時能充分發(fā)揮主動力效率。（6）攪拌裝置采用大扭矩鋼球柱塞馬達，攪拌能力強。（7）具有自動退活塞功能，檢查和更換活塞方便、快捷。（8）料斗死角少、積料少且清除方便。（9）可維護性好，設(shè)計時充分考慮了系統(tǒng)的可維護性。

傳統(tǒng)的煤礦充填工藝主要是用礦用車輛或其他運輸裝置將充填物運至工作面，再由膠帶輸送機送至采空區(qū)進行填充，這種方法不但占用井下空間而且需要配備專門的人力和設(shè)備，增加了井下工作量和風(fēng)險系數(shù)；而利用混凝土泵技術(shù)就彌補了傳統(tǒng)工藝在這一方面的不足。在地表，利用破碎機將采出的煤矸石破碎，破碎后的矸石，摻和粉煤灰、水泥、河沙、水和其它輔助物料制成類膏體（或混凝土），直接由礦用混凝土泵通過預(yù)先鋪設(shè)好的管道打入待充填區(qū)實施充填，不僅效率高而且減少了井下工作人員和設(shè)備的配備，降低了成本和風(fēng)險系數(shù)。

3應(yīng)用實例

冀中能源集團邯鄲礦業(yè)陶一礦12701上5工作面地表有村民房屋建筑、沖溝、梯田、地面標(biāo)高171.2～179.1m。工作面標(biāo)高-145.6～207.0m，工作面埋深316.8～386.1m。 工作面巷道沿煤層頂板掘進，按傾斜長壁開采發(fā)布置，其走向長度為50.0m，傾斜長度為292.0m[3]。該礦使用礦用混凝土泵將高水材料打入采空區(qū)實施充填，已經(jīng)成功采出壓煤20多萬t，既未對工作面地表造成危害，又創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏。

4結(jié)語

煤礦充填開采技術(shù)是開采“三下”壓煤的根本途徑，是實現(xiàn)煤炭資源“綠色開采”的一項革命性舉措，而煤礦用混凝土泵的不斷發(fā)展為該項技術(shù)的發(fā)展提供了堅強的技術(shù)支持，隨著國家對煤炭資源開采的逐漸重視起來，煤礦用混凝土泵將會在該領(lǐng)域顯示出越來越重要的地位，應(yīng)用也會越來越廣泛。

參考文獻

[1] 姜寄.煤礦充填站應(yīng)用和前景的探討[J]，黑龍江科技信息，2009：58.

[2] 陳庚順.現(xiàn)代混凝土泵車的發(fā)展趨勢[J]，丹東紡專學(xué)報，2005：66～68.

[3] 惠功領(lǐng).我國煤礦充填開采技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]，煤炭工程，2010：21～23.