充填采煤技术发展探索

李光平

摘 要：所谓充填采煤，其实就是将煤矸石等固体废弃材料作为充填材料对采空区进行充填，不仅可以使煤矸石的排放量得以降低，而且也可以使岩层移动以及开采沦陷得到有效控制，从而使地面建筑物的安全和土地资源得到有效保护。充填采煤技术是一种绿色环保、回收率较高的矿井开采方式，能够使煤矿作业更好地适应其开采条件，特别是能够有效地避免对地表的破坏。针对充填采煤技术的必要性进行分析，进而引申出充填采煤技术的社会效益以及充填采煤技术的发展。

关键词：充填采煤技术；必要性；发展

1 充填采煤技术的必要性

充填采煤技术，其实就是在采矿过程中，填充遗留下来的废弃物，例如，黄沙、粉煤灰等。与此同时，开采“三下”压煤，也就是建筑物下、铁路下、水体下一些挖掘难度相对较大的煤矿，在绿色煤矿开采技术体系中，充填采煤技术发展着极其重要的作用。所以，随着我国煤矿行业的不断发展和壮大，充填采煤技术在当前能源资源紧缺现状下占据着重要地位，而且也是煤矿行业可持续发展的必要手段。充填采煤技术的必要性大致可以划分为以下几方面内容。

1.1 保护环境

利用充填采煤技术发挥最为直接的作用就是开采之后的地形、环境不会受到破坏。煤矿开采对于地表和地下都会产生不同程度的影响和损害，例如，植被的破坏、水土流失等问题，充填技术可以再利用开采之后的固体垃圾，与此同时，因为采矿资源不断减少，涌现出较多的“三下”压煤，充填采煤技术可以对这些资源进行很好地开采。不仅可以使矿山的经济效益得以增加，而且也可以开采的绿色环保，进而使采矿得到健康可持续发展。

1.2 解决了以往充填材料的供需问题

煤矿所产生的工业废弃物相对较少，想要完全填补采空区相对存在一定的难度。所以，不仅会使煤矿公司充填材料的成本不断增加，而且供需方面也会出现困难。而充填采煤技术能够对这些固体废弃物进行有效利用，对采空区进行填充，不仅使充填成本得以降低，安全生产得到有效保障，而且其经济效益也会得到全面提升。

1.3 维持了采矿-充填的循环

煤矿的开采和充填相互作用，相辅相成，没有开采，填充也就无从谈起，没有填充，开采也就不可能实现。所以，要求两者相互配合，共同进行。然而，人们只是将眼光放在煤矿开采上，直到现在煤矿业的开采已经实现全面机械化，这样的高产高效开采方式，促使人们通过各种方式对煤矿行业继续经营，但是对于填充技术的改革创新却没有引起足够的重视。所以，只有使开采-充填这一生产环节实现平衡，才能够使煤矿行业得到可持续发展。

1.4 加快了充填设备的创新

随着充填采煤技术的不断发展，充填设备必定会不断创新，当前中国采矿业充填设备与采矿技术之间存在着较大差距，这种差距十分突显。采用充填采煤技术，不断推进充填设备的创新，使充填设备和采矿技术实现共同发展。与此同时，在我国，外来充填设备占据着一定的比例，通过充填技术使我国充填设备得到迅猛发展，把握机会吸取外来资金，进而使我国充填设备市场得到有效开拓和发展，从而使充填设备的竞争力得到有效提升。

1.5 提高了经济效益

综上所述，不管是充填材料的供需问题，还是充填设备的不断创新，采用充填采煤技术最根本的原因就是使煤矿经济效益得以提升。通过充填技术，不仅可以使煤矿采出率以及矿区安全性得到提高，而且矿难的发生几率也有所降低，在某种程度上，使煤矿的开采成本得以降低，进而使煤矿的经济效益全面提升。

2 充填采煤的社会效益

充填采煤技术的推广和应用，使煤炭开采工艺得到了全新的变化和改革，具有较为深远的社会意义。通过充填开采，在完全接顶的基础上，充实采空区，能够使原来的顶板垮落、采空区回风、超前压力、底板突水等问题得到有效解决，作业环境的安全程度能够在一定程度上得到全面提高；充填之后所形成的以充填体为主的覆岩支控体系，能够针对地表开采沉陷在建筑物允许值范围内进行有效控制，从而使煤炭资源采出率得到提升，进而实现不搬迁采煤，使村庄建筑物下、铁路下、水体上下煤炭资源得到充分解放，以使矿井服务年限得以延长；充填开采使大量煤矸石、粉煤灰等工业废弃物大量消耗，进而使其占地以及对环境造成的污染得以减轻，从而是煤炭工业得到良性循环发展。

总而言之，在煤矿企业中广泛运用充填开采技术，可以使其经济效益以及社会效益得到最大化提升，促使煤炭开采工艺的进一步改革，推进煤矿科技进步，从而使煤矿企业的健康可持续发展得以实现，进而使开采更加绿色环保。

3 充填采煤的技术发展

3.1 充填采煤技术发展的动力

传统的开采方式，使采空区的出水、发火以及上隅角的瓦斯超标，当前采空区大面积垮落导致涌出大量瓦斯等问题需要得到及时解决；“三下”矿井优质煤炭资源的回采应该具有安全性和高效性，同时也需要有效地处理大量煤矸石以及城市垃圾；当前，我国已经有一些矿井呈现出衰老现象，伴随着开采深度的不断下延，开采成本随之大幅度增加，并且会产生严重的灾害，没有较强的灾害控制方法，导致矿井无法承受进一步开采等一系列问题，都可以利用充填采煤技术进行全面有效地解决。在煤矿行业的效益增长过程中，充填开采发挥着极其重要的作用，也标志着我国煤矿开采的进一步发展。在此基础上，充填开采方式得到了较大程度地推广和应用，充填开采技术也随之体现出越来越重要的利用价值。

3.2 充填采煤技术发展目标

充填开采技术的发展，在高效率、低成本、设备标准化基础上得以进行。一些较为简单的充填技术设备，如膏体充填、超高水材料充填等，这样的充填材料本身流动性较强，通过管道运输，能够很好地适应仰斜开采，不过其充填效率不高。当前，综合机械化开采相配套技术在不断探索和研究过程中，充填效率也因此会得到进一步提升。

3.3 充填采煤技术发展方向

通过充填技术，岩层运动可以得到有效控制，因此，应该进一步探索和研究充填开采地表沉陷以及岩层破断的运动规律，进而可以使与地表沉陷和岩层运动控制要求相符合的开采理论和方法研究出来。从当前充填开采实践分析，煤矿开采的技术推广受到充填采煤能力的限制，不能与高产高效的煤矿生产模式相匹配。究其原因，其实就是采煤工艺与充填工艺之间没有形成有效地配合。因此，充填采煤能力的提升在今后将会是重要研究的内容之一。

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