綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)研究

張瑞國

摘 要：煤炭能源對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定的支撐作用，近些年來我國煤炭產(chǎn)量顯著上升，并且因?yàn)槊禾抠Y源分布不均等相關(guān)因素影響，導(dǎo)致我國某些地區(qū)煤炭資源已經(jīng)出現(xiàn)枯竭，同時(shí)我國煤炭每年都會(huì)有大量的煤矸石等固體垃圾排放，不但影響環(huán)境，也占有大量土地，所以在此基礎(chǔ)上研究新的采煤技術(shù)很有必要。本文就綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化；固體充填采煤技術(shù)；煤礦企業(yè)

近幾年，煤礦能源的發(fā)展已逐漸成為中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一個(gè)重要戰(zhàn)略。而加大對采煤作業(yè)的重視程度，并采取新型的科學(xué)技術(shù)促進(jìn)綠色采礦的實(shí)施，對我國的煤礦企業(yè)發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，故本文主要對綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)進(jìn)行了分析，具有一定的研究意義。

一、現(xiàn)代充填采煤技術(shù)概述

隨著煤礦資源需求量的不斷增加，對現(xiàn)代充填采煤技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有了新的要求：一是有著較高的采出率，使采煤資源優(yōu)質(zhì)化；二是具有先進(jìn)的機(jī)械化設(shè)備；三是采煤作業(yè)中的安全措施一定要到位。但是，由于煤礦開采作業(yè)的所處地質(zhì)環(huán)境等的影響，大部分的煤礦企業(yè)仍然使用綜合型機(jī)械長臂進(jìn)行開采。在實(shí)際的開采過程中，伴隨著作業(yè)面的深入，采空區(qū)上層的巖石可能出現(xiàn)垮落的現(xiàn)象，綜合作業(yè)面支架后部的采空區(qū)也會(huì)被垮落巖體塞滿，進(jìn)而導(dǎo)致開采困難，安全隱患增加。所以，現(xiàn)階段的采煤技術(shù)中需要將充填空間、充填物運(yùn)輸通道及充填體密實(shí)度等三個(gè)難點(diǎn)進(jìn)行攻克，在此背景下，綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有效的提高了采煤的效率和質(zhì)量，保證了采煤作業(yè)的安全性。

二、綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)分析

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)（圖1），是將粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾等固體廢棄物作為充填物料，經(jīng)固體物料的持續(xù)輸入系統(tǒng)或直接使用投放設(shè)備送至礦進(jìn)底下，再通過帶式輸送設(shè)備送至充填采煤作業(yè)面，依靠刮板式充填輸送機(jī)、采煤充填一體液壓裝置等設(shè)備使采空區(qū)得到充填及充實(shí)，進(jìn)而解決充填采煤中的技術(shù)難點(diǎn)。

另外，在綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)中，其采煤的工作面與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)的工作面是相同的，采煤的作業(yè)面都是處于后部，也就是在采空區(qū)一邊開設(shè)充填操作面，然后在操作面上布置一條固體充填物料運(yùn)輸帶，從而將固體充填物送到刮板充填運(yùn)輸機(jī)上。此種作業(yè)面布置，能夠有效達(dá)到充填和采煤在相同作業(yè)系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行的目的。

（二）工藝設(shè)計(jì)

在綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)應(yīng)用中，能夠有效實(shí)現(xiàn)采煤和固體充填并行作業(yè)，基本工藝和傳統(tǒng)綜采工藝具有相似性。綜采機(jī)械化固體充填通常應(yīng)用的是“采一充一”，具體的采充循環(huán)作業(yè)流程如圖2所示。

在充填作業(yè)過程中，從機(jī)尾位置開始向機(jī)頭方向?qū)⒊涮钚读峡滓来未蜷_和關(guān)閉，通常情況下只要確保3-4個(gè)孔同時(shí)打開即可。在充填高度中可以對夯實(shí)機(jī)角度實(shí)施任意調(diào)節(jié)，基于充填密實(shí)度需求確定具體的夯實(shí)工藝要求，并且從采空區(qū)充填密實(shí)度對系統(tǒng)和巖層移動(dòng)實(shí)施密切觀察，以此確保良好的夯實(shí)效果。當(dāng)前通常采用的是“以充定采”及“采充并舉”兩個(gè)工藝設(shè)計(jì)原則。

三、充填采煤技術(shù)的目標(biāo)與要求

隨著現(xiàn)求如今我國對煤礦資源的需求量不斷的增加，使得人們對充填采煤技術(shù)有了更高的要求，給充填采煤技術(shù)制定了新的目標(biāo)，即在實(shí)際的采煤作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)安全、高效、快速地充填，為此，科技人員和煤礦開采研究人員成功的研制出了綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人們對采煤技術(shù)的要求和目標(biāo)。在現(xiàn)代化技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，綜合機(jī)械化的采煤技術(shù)與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)相比較，實(shí)現(xiàn)了高效、安全的采煤標(biāo)準(zhǔn)，可以在煤炭的采集過程中克服充填空間、輸送通道及密實(shí)度等三大技術(shù)難點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)煤礦的采集和充填?？傊?，綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了采煤技術(shù)的一次重大改革和創(chuàng)新，標(biāo)志著煤礦企業(yè)的發(fā)展進(jìn)入新的歷史篇章，對我國的資源型行業(yè)的發(fā)展具有一定的意義和作用。

四、結(jié)束語

綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)和傳統(tǒng)綜采機(jī)械采煤技術(shù)同類地質(zhì)采礦條件相同，雖然會(huì)對固體充填直接成本有提高，但是能夠有效實(shí)施沿空留巷，從而實(shí)施無煤柱開采，顯著提高煤礦采出率，顯著提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益；能夠?qū)⒚旱V的固體廢棄物，如煤矸石、黃土以及黃沙等實(shí)施充分應(yīng)用，充填到采空區(qū)，一方面能夠提高固體廢棄物利用率，另一方面還能夠?qū)ΦV區(qū)環(huán)境和土地起到良好的保護(hù)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭太.綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)研究[J].能源與節(jié)能，2016，10：132-133.