淺析巷道充填開采中的相關問題

王世印　樊菲　李云飛

（河南能源焦煤公司朱村礦　河南　焦作　454000）

淺析巷道充填開采中的相關問題

王世印樊菲李云飛

（河南能源焦煤公司朱村礦河南焦作454000）

本文主要針對巷道開采提出一些可行性的分析，針對開采中存在的問題進行一定的分析和處理，并對開采充填產生的一定的經濟效益和社會效益進行說明和表現(xiàn)，從而為今后煤礦的綠色生產提供一種新的方法和措施。

巷道充填；開采；技術分析

1　引言

根據(jù)我國目前一些巷道數(shù)據(jù)分析，當前我國壓煤量大概在140億左右。這占我國煤炭開采量的15%。我國煤炭的開采量占我國總能耗的70%。因此，三下壓煤合理高效的進行開采，能夠更好的實現(xiàn)我國煤炭資源的開采和生產，從而實現(xiàn)礦區(qū)生產的穩(wěn)定發(fā)展。巷道充填開采是解放這種三下壓煤的重要手段之一。本文主要對巷道開采的可行性和必要性進行研究和分析，除此之外，還對巷道開采中需要實現(xiàn)和解決的問題進行分析和研究，從而實現(xiàn)巷道開采，解決地表下沉的問題。

2　巷道開采的可行性和問題探討

2.1巷道開采的必要性

煤礦進行工作面掘進時，一般會采用各種先進施工工藝，有的煤礦采用鉆眼工藝，在進行爆破后，可能巖石裝機到礦車內，采用石門到巷子，然后在采用石門到副井，最后進行巷道開采活動。這樣采取工作面掘進的方式，能夠更好的進行巷道的開采和掘進，對整個工期也有較好的影響。

當前大多煤礦地區(qū)使用的矸石對地面良田都會產生消極的腐蝕作用。如果把矸石長期放在地面上，會引起自然現(xiàn)象，除此之外，矸石還會導致地下水的水質被污染，以及污染大氣等情況。把矸石堆在地面上，會嚴重威脅到地面的生態(tài)和環(huán)境，因此對矸石進行安全處理也是一件非常緊急的事情。因此以井下矸石開采和充填為主的手段，是實現(xiàn)矸石利用和開采，減少環(huán)境的侵蝕和污染的重要手段之一。

近幾年來，國內多個煤礦采用的都是矸石的充填可開采，這就使得在巷道開采充填方面，我國煤礦積累很多經驗，當前有很多煤礦也在切實的采取這種手段，因此這種技術是可行的。井下矸石采用的主要是煤炭常用的設備，他的特點和使用方法是煤礦工人比較熟悉的，因此這項技術發(fā)展起來并不是很容易，你不需要做特殊培訓就可以進行，可靠性比較強。

2.2矸石巷道開采的可行性思路

一般煤礦采取的巷道開采法是采用矸石充填開采法，需要在每條巷道之間設置5m的煤柱，從而起到隔離作用。然后在巷道向前進行挖掘，掘進時候采用一根錨桿進行支護防護，從而能有效的防止巷道變形。最終隔離柱會形成五米寬的巷道和隔離柱。矸石巷道的開采能夠有效的防止地面下沉，對煤礦的安全有著重要的意義。

2.3巷道開采的經濟效益

巷道開采是有一定的經濟效益的。當你使用矸石充填后，可以節(jié)省煤礦的矸石，省下大量費用。這些費用可以用來支付提升費用，井上運輸?shù)馁M用，以及占地費用。使用矸石作為充填，能夠直接處理矸石，進而變廢為寶，除了能夠減少對地面的污染，對大氣的侵蝕，以及對地下水和大氣的污染，還能防止因為長期堆放矸石導致的各種威脅，比如自燃現(xiàn)象就是一個最大的威脅。矸石巷道的充填，能夠更好的把矸石作為巷道結構的支撐，這樣能夠更好的控制地面沉降，從此解決井下突水的危險，真正實現(xiàn)三下壓煤的回收和利用。

2.4巷道開采的問題探討

2.4.1煤礦井下矸石充填技術

目前，通過進行充填開采，注漿充填等能夠有效的控制地表沉陷速度。一般情況下，在一個煤炭開采過量區(qū)域，地表沉陷率在0.16以上。條帶開采能夠很好的減少地表沉降，最近幾年，在建筑物下，鐵路壓煤開采中，這種技術得到廣泛應用。而地面建筑損害也能有效控制在一級內。煤炭矸石的開采，可以看作是一份井下工作，并且這個工作面需要有一定的寬度。在相鄰的煤巷中間需要設立一定寬度的煤柱，從而能夠更好的進行開采。這種開采是條帶開采，雖然帶寬和留寬比較小，但是充填率比較高，地面沉降數(shù)量也比較小，這樣地面建筑物比較安全，地面下降幾率小。在進行煤炭矸石充填時，煤炭矸石的充填率等對控制地面沉降和防止地面變形有著重要的作用。

2.4.2充填巷道和煤柱尺寸

想要確定充填巷道和煤柱子的尺寸和寬度，需要采取比較成熟的計算方法，進行充填開采。巷道頂板需要在左右安裝錨桿，這樣能夠更好的提高煤巷的可行性，如果巷道的開采率比較高，在大于0.5的情況下，下沉系數(shù)增長速度會比較快。煤巷矸石充填開采也可以說是窄工作面的開采。如果巷道的寬度是4.5m，那么巷道煤柱寬度不能小于這個數(shù)字。進行巷道的充填和煤柱尺寸的測量能更好的完成巷道的安全，防止地表下沉現(xiàn)象。

2.4.3煤炭充填開采的影響

目前我國尚且無法進行測試巷道開采充填的變形，在這個領域中，也沒有成熟經驗可以去參考，在使用常規(guī)方法進行開采時，需要保證煤柱寬度，防止被覆蓋巖層壓垮，這樣能達到地表減沉等目的?？梢姡禾砍涮詈烷_采的影響的巨大的，使用矸石進行煤炭的充填和開采，有利于巷道的合理開發(fā)和安全保護。

按照條帶開采的規(guī)范和要求，巷道如果不進行充填開采，則不能保證煤柱是否保持穩(wěn)定?？紤]到巷道已經加固煤柱的情況，如果此時巷道能夠進行緊密填充，這樣能夠保證巷道路的穩(wěn)定性。根據(jù)條帶開采，進行地表移動，以及變形實際測量資料可以分析出，條帶開采符合分布規(guī)律，由此可以看出巷道充填開采是可以采用概率計算方法的。

根據(jù)我國過往經驗，條帶開采能夠引起地表移動，從而引起變形。全采巷比有下面的特點，如其下沉系數(shù)小，水平移動的系數(shù)也隨著增加面積的減小而減小。主要影響角度和水平移動系數(shù)的計算中，不包括和考慮拐點及計算過程的平移距離。條帶開采能夠有效的引起地板的移動，這樣能引起變形，從而更好的利用矸石完成巷道的充填和開采，對整個巷道開采和充填有著積極的意義。因此施工單位，尤其是煤礦，經常采用這種煤炭開采的方式。

煤巷采用的是輸送機皮帶進行充填矸石，這種充填方法優(yōu)點很多，他的投資不大，建設周期不長，充填能力比較大，充填效果也比較好，這樣就會產生很好的經濟效益和環(huán)境效益。巷道的充填開采可以看作是條帶的充填開采，根據(jù)我國過往充填開采經驗，可以采用概率積分對巷道的充填開采進行合理的計算，從而選擇比較合理的方法。采用井下煤巷充填矸石，通過以矸石進行煤炭的置換，能夠更好的實現(xiàn)建筑物下進行采煤等開采方式，這樣有利于煤礦提高資源的利用率，從而改善礦區(qū)環(huán)境，這對整個煤炭開采都具有重要的意義。

3　結語

煤礦采用矸石開采充填技術，能夠更好的置換出滯煤量，這樣能更好的對煤礦增產和增加效率產生一定的積極作用和影響，并且能夠減少因為對矸石進行運輸產生的費用，從而消除矸石造成的各種安全上的危險和隱患，從而為煤礦的開采，尤其是綠色開采產生大的貢獻和影響，這樣也能更好的為其他煤礦提供一些有效的填充經驗，從而產生更好的效益。

當前我國對綠色環(huán)保開采有嚴厲的規(guī)定，對企業(yè)排放廢棄物也有很大的力度。而煤礦對環(huán)保意識和環(huán)境的開采和開發(fā)力度也進行不斷的加強。井下巷道通常會采用矸石開采方法，這樣能夠更好的進行環(huán)境保護，并且增強煤炭資源利用，提高煤炭開采率和效率。這樣產生的效益是非常明顯的，應用前景也相當廣闊。

[1]張默，李陳旭.巷道開采中遇到的相關問題[J].陜西：陜西科技出版社，2014（3）.

[2]李舒，張文瑞.矸石巷道開采問題的探討和分析[J].煤礦巷道開采，2013（11）.

[3]文華，李勝.巷道開采與矸石開采問題的分析和研究[J].上海煤礦出版社，2015（8）.

[4]煤炭科學研究總院北京開采研究所.煤礦地表移動與巖石破壞規(guī)律及應用[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1981（1）.

[5]敘永嗣，王慶龍，等.煤礦開采學[M].中國礦業(yè)大學出版社，1999（12）.

[6]賀國強.礦山開采沉陷學[M].徐州：中國礦業(yè)大學，1991（3）.

[7]郭文斌.條帶開采的非線性理論研究[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005（6）.

TD823

A

1673-0038（2015）08-0120-02

2015-1-31

王世印（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事礦山采煤技術管理工作。

樊菲（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事礦山采煤技術管理工作。

李云飛（1989-），男，技術員，專科，主要從事礦山采煤技術管理工作。