淺析煤礦充填開采的重要意義及應(yīng)用

【摘要】煤炭是我國(guó)主要的能源物質(zhì)，在未來(lái)的發(fā)展中，煤炭在我國(guó)主體能源中地位不會(huì)發(fā)生改變。我國(guó)大部分的煤炭資源主要依靠井工開采的方式進(jìn)行開采，垮落式頂板管理在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。煤礦開采過(guò)程中造成了地下水流失和土地塌陷等問(wèn)題，不僅污染了生態(tài)環(huán)境，而且也影響了社會(huì)的和諧穩(wěn)定。為了解決以上的問(wèn)題，我國(guó)在煤炭的充填開采方面取得了較好的成效。充填開采是煤炭開采的重大變革，是煤炭行業(yè)落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的具體表現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】煤礦；充填開采；應(yīng)用和意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的生產(chǎn)和利用方式也在不斷的改進(jìn)，煤炭行業(yè)在努力向安全、綠色、經(jīng)濟(jì)的能源產(chǎn)業(yè)體系靠近。充填開采是在對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行變革的基礎(chǔ)上實(shí)施的，是煤炭行業(yè)發(fā)展的主要方向。筆者通過(guò)對(duì)煤礦充填開采的簡(jiǎn)要分析來(lái)說(shuō)明其對(duì)于煤炭行業(yè)的重要意義。

一、我國(guó)煤礦充填開采的發(fā)展?fàn)顩r

目前，我國(guó)的煤礦充填開采技術(shù)已日趨完善，有效的緩解了我國(guó)環(huán)境污染的問(wèn)題。煤礦企業(yè)在使用充填技術(shù)的過(guò)程中積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

我國(guó)的煤礦充填技術(shù)已經(jīng)與科學(xué)研究有效的結(jié)合在了一起，并在發(fā)展的過(guò)程中不斷完善。國(guó)家建立了專業(yè)的與煤礦企業(yè)相關(guān)的合作機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)技術(shù)的研發(fā)與更新，而且不斷的向以企業(yè)為主導(dǎo)、科研為創(chuàng)新的模式靠近。矸石充填開采技術(shù)已成為煤炭開采的工藝技術(shù)，我國(guó)在這個(gè)方面已經(jīng)有了明顯的進(jìn)步，并取得了一定的成效。例如我國(guó)某企業(yè)用煤矸石10座，減少煤矸石的平排量達(dá)到了1000噸左右，所占土地減少了250畝左右。

在進(jìn)行煤礦充填開采的過(guò)程中，由于填充物供應(yīng)量的限制，初期投資的成本過(guò)高。機(jī)械設(shè)備的不健全，相關(guān)法律法規(guī)的欠缺也都是阻礙充填開采發(fā)展的重要因素。對(duì)于這些問(wèn)題，我們應(yīng)該及時(shí)的采取一定的措施，例如對(duì)于充填方式來(lái)說(shuō)，應(yīng)該以高效率和低成本為主要的原則，積極的開發(fā)與研究高效的礦山充填機(jī)械設(shè)備，從而提高充填的自動(dòng)化水平。我們要不斷的擴(kuò)充充填開采的范圍，提高填充的效果。

二、煤礦充填開采的意義

1、對(duì)生態(tài)環(huán)境的意義

傳統(tǒng)的開采不僅占用土地，有的還會(huì)產(chǎn)生有害氣體，從而引發(fā)地下水的污染和破壞，對(duì)礦區(qū)的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前煤矸石的堆積經(jīng)達(dá)到40多億噸，而且每年還在以三億噸的速度增加，對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的污染。由于我國(guó)的人口眾多，資源的消耗量比較大，我國(guó)地表的煤矸石已經(jīng)接近了百億噸，所占土地的面積也特別的巨大，造成了土地的極大浪費(fèi)。通過(guò)實(shí)施充填開采，不僅可以使矸石不升井，不上山，而且還可以減少地面矸石和建筑垃圾。這種方法能夠節(jié)約大量土地，并可以有效的減輕地層的變動(dòng)，保護(hù)水資源，預(yù)防環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

2、對(duì)安全生產(chǎn)的意義

傳統(tǒng)的開采方式容易出現(xiàn)瓦斯大量涌出、采空區(qū)起火的現(xiàn)象，從而引發(fā)煤礦事故。充填開采能夠減少井下瓦斯的積聚空間，以此來(lái)降低瓦斯爆炸和突發(fā)事故的發(fā)生概率。另外，充填開采也可以減小煤層頂板的下沉量，以此來(lái)減少煤層頂板的下沉量，降低回采工作面的支撐壓力。所以，充填開采可以有效提高礦井的安全程度并預(yù)防安全事故的發(fā)生。

3、充填開采推進(jìn)煤炭生產(chǎn)方式的改進(jìn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤礦工業(yè)也提出了新的發(fā)展方向。我國(guó)煤炭行業(yè)以科學(xué)布局、綠色環(huán)保、高效利用、安全生產(chǎn)等為基礎(chǔ)，堅(jiān)持煤炭工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。充填開采是煤炭行業(yè)變革的主要方向，同時(shí)也是生產(chǎn)方式變革的主要方面。我國(guó)有關(guān)規(guī)定明確提出只有建立安全可靠的能源體系，才可以更好的對(duì)能源進(jìn)行利用和加工。充填方式的全面實(shí)施可以保證我國(guó)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4、提高資源的利用率

充填開采可以有效的利用我國(guó)的煤炭資源，并且也可以有效的進(jìn)行煤炭的回收，以此來(lái)提高我國(guó)煤炭的開發(fā)。我國(guó)煤炭的可采儲(chǔ)蓄量能達(dá)到1900億噸左右，壓機(jī)的煤炭量可以達(dá)到140億噸左右。充填開采的有效利用可以提高我國(guó)煤炭的開發(fā)，并延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用年限，對(duì)煤炭行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展有著重要的意義。另一方面，資源的高效利用也是變相的保護(hù)環(huán)境。

三、煤礦充填開采的應(yīng)用情況

根據(jù)采煤的工藝、充填的地點(diǎn)以及充填的機(jī)械設(shè)備，可以將充填開采分為不同的形式，下面就簡(jiǎn)要說(shuō)一下主要的充填開采形式。

1、高水材料的充填

高水材料的充填相對(duì)比較簡(jiǎn)單，并且在填充的過(guò)程中采用自流的方式。我國(guó)很多企業(yè)所采用的高水材料，不僅具有良好的流動(dòng)性，而且一定的膨脹性和很好的抗壓強(qiáng)度。

2、膏體材料的充填

膏體材料填充的成本比較高，但是它的減沉效果特別的好。濟(jì)寧太平礦以河沙為主料進(jìn)行膏體充填，淄博岱莊礦以煤矸石為主料進(jìn)行膏體充填。膏體材料的前期主要是依靠泵送充填，所以初期的投資成本相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。

3、矸石固體密實(shí)充填

矸石固體充填具有系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較少、壓縮率大大等特點(diǎn)，我國(guó)運(yùn)用這種方法的礦區(qū)主要有山東新汶集團(tuán)和河北邢東礦等。矸石不出井和壓煤技術(shù)相結(jié)合，不僅節(jié)省了費(fèi)用，而且還提高了資源的利用率。為了使減沉的效果更加的明顯，邢臺(tái)礦通過(guò)利用支架后部壓實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行矸石的充填。另外為了增加強(qiáng)度，在固體材料內(nèi)添加一定量的輔料，與此同時(shí)也增加了充填的難度，并在一定程度上提高了前期的投資。

4、充填效果的衡量

充填效果的好壞主要是看充填開采后地表的下沉情況，不論運(yùn)用怎樣的填充方法，開采后的地表都有一定的變形和下沉。下沉主要包括頂板的下沉量、充填體壓縮量和充填未接頂量三個(gè)部分。通過(guò)實(shí)際的觀察，矸石固體的密實(shí)填充下沉系數(shù)通常情況下大于0.2，而高水材料與膏體材料的充填下沉系數(shù)通常情況下是介于0.05與0.15之間的，另外超高水材料的充填減沉效果相對(duì)于其他充填來(lái)說(shuō)，效果會(huì)差一些。

結(jié)語(yǔ)

煤炭開采工作對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用，我們要采用正確的開采模式并堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上發(fā)展我國(guó)的煤炭事業(yè)。只有充分的利用充填開采技術(shù)才可以有效的利用資源、避免不必要的浪費(fèi)，并有效的減少安全事故的發(fā)生。當(dāng)前的社會(huì)為充填開采創(chuàng)造了有利的條件，并使充填開采技術(shù)的到了很大的發(fā)展。

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