浅谈煤矿用混凝土泵的发展

摘要：煤矿用混凝土泵是一种通过水平或垂直铺设的管道将混凝土或其它充填料连续输送到矿下施工现场的泵送设备，通过矿用泵可将地面的混凝土、矸石等充填料输送到井下以实现煤矿采空区采后充填的目的，从而为实现无搬迁的“绿色采煤”技术奠定了基础。

关键词： 煤矿 充填 混凝土泵发展

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：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采空区充填的必要性

经有关部门统计，在我国煤炭储量中有超过30%的煤炭埋藏在水体下、建筑下、路桥下（简称“三下”）等不允许产生开采后塌陷的区域[1]；煤矿充填作为煤矿绿色开采技术之一，是当前解决“三下”采煤最具有发展前景的核心技术。近两年，在我国部分地区频繁发生地震等自然灾害，给人民群众生民和财产造成了莫大的损失，比如陕西省神木县与府谷县一年已发生了5次震级在里氏2.0-3.5级的地震，最近一次为2010年12月28日，经陕西省地震局确认，此种地震多为采空区塌陷引发的地震。我国因煤炭开采过度而造成的地面塌陷已达60多万公顷，且每年新增沉陷面积达4万公顷之多，同时地面塌陷在地质、环保和安全等方面的负面影响也是不可估量的，有效地解决因采煤而产生的地面塌陷问题已经成为了煤炭行业亟待解决的问题；另一方面，煤矿在开采过程中产生大量的煤矸石，堆积在地面不仅占用了大量的土地，而且污染了环境。煤矿充填技术能够实现对采空区的及时充填，有效避免了因地下采空而产生的地表塌陷问题。近年来，随着煤矿充填站的研发成功并逐渐成熟，“三下”采煤已经成为了可能，这将大大提高煤矿资源的回收率。因此，推广煤矿采空区充填技术是实现煤炭企业清洁发展、绿色开采，保证采空区安全发展和可持续发展的重要举措。

2煤矿用混凝土泵的发展

我国从上个世纪70年代开始探索开发混凝土泵，80年代引进技术开始制造混凝土泵，经过近30年的发展中国已经成为世界上最大的混凝土泵生产国[2]，国内该领域最好的代表就是三一重工和中联重科。这两年，依靠三一重工坚强的混凝土泵技术基础，三一重型装备有限公司开发研制出了煤矿用系列混凝土泵，该系列泵填补了国内该领域的空白。煤矿用混凝土泵是一种通过现有管道装置将混凝土或其它充填料（类膏体）连续输送到矿下施工现场的泵送设备，可用于壁后充填、铺设底板，提高巷道准备效率，增强巷道支护效果及底板强度，并能够满足深井矿的强大地压要求，巷道变形小；可用于巷道注浆及快速喷浆，可连续操作，无需额外添加喷浆机，喷浆效果较好；可用于进行沿空留巷，解决了采掘矛盾、瓦斯处理等问题；可用于采空区充填的主要施工设备，实现了“三下”采煤及矸石处理。煤矿用混凝土泵的不断发展为国内大规模的矿区施工提供了有利的技术保障，也为我国矿产资源的绿色开采提供了基础保证。以三一重型装备有限公司研制生产的HBMD-150/15-500S型煤矿用混凝土泵为例，该泵的成功开发填补了国内在大排量矿用泵上的空白，替代了进口设备，是实现“三下”采煤的最主要设备，由三大部分组成，分别是泵送机构、动力单元和电控装置。（1）泵送机构主要是完成混凝土或其它充填料的输送。（2）动力单元主要是为泵送提供动力促使完成混凝土或其它充填料的泵送工作。（3）电控装置时实现设备操作的电器控制部分。

它主要有以下几个特点：（1）主要用于煤矿采空区充填，也适用于其它工程泵送作业。（2）泵送压力大、输送距离远、单位时间内泵送量大。（3）液压系统稳定性高，电液换向、缓冲，换向冲击小；工作油路环节少；液压阀组质量优良、维修方便；主油泵采用世界名牌产品，性能卓越，工作可靠。（4）分配阀采用先进的S管阀系统，可自动补偿间隙，密封性能好，结构简单可靠，易损件更换方便。（5）具有恒功率变量的大排量主油泵，在处于恒功率状态时能充分发挥主动力效率。（6）搅拌装置采用大扭矩钢球柱塞马达，搅拌能力强。（7）具有自动退活塞功能，检查和更换活塞方便、快捷。（8）料斗死角少、积料少且清除方便。（9）可维护性好，设计时充分考虑了系统的可维护性。

传统的煤矿充填工艺主要是用矿用车辆或其他运输装置将充填物运至工作面，再由胶带输送机送至采空区进行填充，这种方法不但占用井下空间而且需要配备专门的人力和设备，增加了井下工作量和风险系数；而利用混凝土泵技术就弥补了传统工艺在这一方面的不足。在地表，利用破碎机将采出的煤矸石破碎，破碎后的矸石，掺和粉煤灰、水泥、河沙、水和其它辅助物料制成类膏体（或混凝土），直接由矿用混凝土泵通过预先铺设好的管道打入待充填区实施充填，不仅效率高而且减少了井下工作人员和设备的配备，降低了成本和风险系数。

3应用实例

冀中能源集团邯郸矿业陶一矿12701上5工作面地表有村民房屋建筑、冲沟、梯田、地面标高171.2～179.1m。工作面标高-145.6～207.0m，工作面埋深316.8～386.1m。 工作面巷道沿煤层顶板掘进，按倾斜长壁开采发布置，其走向长度为50.0m，倾斜长度为292.0m[3]。该矿使用矿用混凝土泵将高水材料打入采空区实施充填，已经成功采出压煤20多万t，既未对工作面地表造成危害，又创造了巨大的经济效益，实现了环境保护与经济发展的双赢。

4结语

煤矿充填开采技术是开采“三下”压煤的根本途径，是实现煤炭资源“绿色开采”的一项革命性举措，而煤矿用混凝土泵的不断发展为该项技术的发展提供了坚强的技术支持，随着国家对煤炭资源开采的逐渐重视起来，煤矿用混凝土泵将会在该领域显示出越来越重要的地位，应用也会越来越广泛。

参考文献

[1] 姜寄.煤矿充填站应用和前景的探讨[J]，黑龙江科技信息，2009：58.

[2] 陈庚顺.现代混凝土泵车的发展趋势[J]，丹东纺专学报，2005：66～68.

[3] 惠功领.我国煤矿充填开采技术现状与发展[J]，煤炭工程，2010：21～23.