充填采煤技術(shù)現(xiàn)狀與展望

魏建軍

摘 要：煤炭是一種重要的能源燃料，雖然近些年我國的新能源取得快速發(fā)展，但是煤炭仍然占據(jù)了很多的比例。但是開采煤炭資源的過程中會涉及到如何選擇采煤技術(shù)，不同的充填采煤技術(shù)具有不同的特點，因此本文在此基礎(chǔ)上就充填采煤技術(shù)現(xiàn)狀與展望做了一定的探索，同時對于如何保護采煤區(qū)周圍的環(huán)境提出幾點建議，從而更好促進我國采煤技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：充填采煤技術(shù);現(xiàn)狀;展望;環(huán)境保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.040

1 國內(nèi)外充填采礦法的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

最早進行充填采礦法的研究是在國外。在美國的一個煤礦在采煤過程中，為了防止地表發(fā)生位移，第一次運用水砂充填充技術(shù)。到了20世紀50年代，澳大利在進行開采金屬礦山時，逐步把干填充技術(shù)換為水填充法取代。但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，國外在處理空場法進行采礦的礦山時，根據(jù)實際情況采取了不同的充填技術(shù)。

我國礦山開始應用充填采礦法大概開始于20世紀50年代初，當時采取干充填法生產(chǎn)的有色金屬礦石占總礦石量的三分之一。但是后來的幾十年隨著技術(shù)不斷更新，充填采礦法逐漸被更加先進的采礦法所取代，應用范圍很有局限性。但是隨著技術(shù)進一步發(fā)展，現(xiàn)在的先進的設(shè)備和技術(shù)被廣泛應用于煤礦，為充填采礦奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)和材料基礎(chǔ)。從而使得充填采礦法應用前景變得廣闊。

2 充填采煤技術(shù)的現(xiàn)狀

充填采煤技術(shù)在分類時可以采用多種分類方法。如果按照填充材料分類的話可以分為高水充填技術(shù)、水砂充填技術(shù)或者是矸石充填技術(shù)等;但是如果按照運送充填材料的方式進行劃分是，主要可以分為機械充填技術(shù)、水利充填技術(shù)、風力充填技術(shù)等填充技術(shù)。同時按材料充填的方式來進行劃分是，主要可以分為采空區(qū)充填技術(shù)、冒落區(qū)充填技術(shù)等方式。本文在此基礎(chǔ)上選取了幾種方式進行劃分。

2.1 高水充填采煤技術(shù)

高水充填技術(shù)是一種常用的填充技術(shù)，之所以叫做高水充填采煤技術(shù)，是因為在采煤的過程中主要使用了高水材料。高水材料一般主要由石灰膏、解凝劑、懸浮劑等材料構(gòu)成的混合凝膠材料。高水充填技術(shù)有一定的適用范圍，主要常用在井下作業(yè)，它工作原理如圖1所示。在施工環(huán)節(jié)，需要將A、B兩種單漿液分別加入到緩沖池當中去，當A、B兩種單漿液逐漸上升到一定量的時候，然后將閘門打開將其運輸?shù)街贫ǖ墓ぷ髅?，然后在溫度和壓力的條件下，將A、B兩種漿液按照一定的比例進行混合，然后注入到相應的采空區(qū)。這種技術(shù)和其他技術(shù)在施工和效率方面有如下的優(yōu)勢，第一：使用較小的固體材料能進行充填，這樣不僅能夠節(jié)約成本降低企業(yè)的運營成本，同時對于巖層的沖擊較小，有效防止坍塌事故的出現(xiàn)。第二：充填的穩(wěn)定性比較強，為后續(xù)開展采煤工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

2.2 膏體充填采煤技術(shù)

膏體充填采煤技術(shù)，主要是通過填充膏體，膏體材料主要是由矸石、爐渣、固體垃圾以及粉煤灰等構(gòu)成的，在混合的過程中只需要直接復合即可，不需要在混合的過程中使用脫水技術(shù)。膏體充填采煤技術(shù)的完成主要石油要由制漿系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、充填工作面三部分組成。膏體充填采煤技術(shù)該膏體的流動性較好，而且密度很高，在施工過程中容易控制膏體的運動，但是這種技術(shù)有一個明顯的缺點，就是成本較高，因此膏體充填采煤技術(shù)應用存在著一定的局限性。

2.3 局部充填采煤技術(shù)

局部充填采煤技術(shù)是在整體充填的基礎(chǔ)上發(fā)展來的，為了開展采煤工作，有時候需要對于采空區(qū)的一部分進行充填而不是整個采空區(qū)間，這樣的填充形式在很多實踐環(huán)節(jié)效果會更好。雖然局部充填技術(shù)是在整體概念的基礎(chǔ)發(fā)展而來的，但是兩者的技術(shù)是存在著很大區(qū)別的。對于整體填充技術(shù)來說，是通過全部填充技術(shù)來把整個采空區(qū)都填滿相應的物質(zhì)從而控制巖層的運動，通過這樣的方式可以把對于巖層影響降到最低，從而有效避免塌方事故的出現(xiàn)。但是局部充填技術(shù)如果這是利用填充物進行充填的話那么是無法控制延時運動，因此還需要利用覆巖的結(jié)構(gòu)以及煤柱的支撐力的作用來共同來控制巖層運動。在實際使用局部填充的過程中要能夠充分利用已有的條件進行填充。但是同樣需要注意到填充的經(jīng)濟性，如果在填充過程中使用了太多的填充物就會加大開采的成本，會增加企業(yè)的成本。因此要保障合理使用填充物，在實現(xiàn)采煤安全性的同時提高采煤的經(jīng)濟性。

3 充填采煤周圍環(huán)境保護問題

3.1 利用先進技術(shù)進行修復

礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)比其他生態(tài)系統(tǒng)更加復雜，因此生態(tài)系統(tǒng)被破壞的原因十分復雜，不同礦區(qū)的破壞程度不同。所以不能夠簡單地從一個角度看問題，因此利用某一學科的理論和技術(shù)來修復和控制礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞，往往是不現(xiàn)實的，甚至是起到的作用往往是適得其反的。

因此在進行修復的時候，我們可以從多個角度，多個方面對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境損害評估、修復和治理。

3.2 實行科學有效的措施進行土地恢復

礦區(qū)土地復墾對象主要是塌陷的土地和被煤石、粉煤灰污染的土地?？茖W的補救應該是根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的地面塌陷的程度來進行的。比如在淺層沉陷區(qū)可恢復耕作，可種植溫室蔬菜、瓜類、水果等;對于常年積水區(qū)邊緣地區(qū)和淺水或季節(jié)性積水區(qū)，可修建挖掘堤壩修建魚塘。

4 結(jié)語

充填采煤技術(shù)的分類方式很多，而且每一種采煤技術(shù)都有著自己的優(yōu)勢和特點，煤炭行業(yè)在選擇采煤技術(shù)時要進行充分的考慮在選擇最佳的采煤方式，另外還需要注意采煤技術(shù)對于環(huán)境污染的問題。

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