矸石井下充填采煤技术应用探析

郭建强

(汾西矿业集团中兴煤业有限责任公司, 山西 吕梁 030500)

0 引 言

煤炭资源的开采会对周围的环境造成很大破坏，如采煤时产生大量的煤矸石，目前，矸石井下填充采煤技术在采煤后可将矸石废物随后进行填充，这种方法能够很好的保护地质环境，在煤炭绿色开采的发展中有着重要的作用和意义。

目前，矸石井下充填采煤技术开始在煤矿开采中得到广泛的应用，不仅可以提高资源的利用效率，还可以确保煤矿开采工作的顺利进行。

1 充填采煤技术概述

煤炭开采过程中会产生大量矸石，充填采煤技术的应用能很好的将这些废弃的矸石类物质进行处理，采煤进行时产生的大量空洞将会导致塌方类事故，对采煤区的地质环境造成严重破坏，给人们的生命财产安全带来很大的安全隐患，应用充填采煤技术采煤后能够利用所产生的矸石填充空洞，支撑稳定采煤时的地下结构，使采煤人员的安全得到保证。

空洞坍塌情况的发生主要是因为地表受力不均衡，对空洞进行填充能够有效地分散地表上受到的各种外力，使其受力均匀，稳定地质结构，避免采煤时产生的空洞塌陷，使采煤的空间利用率更高，利于采煤向着更于深的方向顺利进行。填充采煤技术提高了煤炭开采，机械化程度，减少了人力，保证了采煤的质量和安全。

2 矸石井下充填及技术分类及应用要求

2.1 原生矸石综采架后充填技术

煤炭开采工作中，利用原生矸石综采架后充填开采技术的时间较短，开采需要特定的设备区支持，自移式液压支架和充填刮板的结合能很好的保证作业时的安全性，可将煤炭开采后产生的矸石转移到专门进行处理的矸石仓中，在矸石仓中对这些大块矸石进行粉碎性处理，对小块矸石通过胶带式运输机运输，将其卸在综采工作面的地方，对矸石进行最后一步的处理工作，用专业的填充设备对其进行采空区域的填充。填充时仅需要很少的工作人员，全程机械化，操作人员只需远程进行机械控制就能够实现对空洞区的填充工作，其缺点是无专业的填充物压实，造成填充物的密度较低，这种方法对填充密度要求较高较大的空洞进行填充时并不是特别适用。

2.2 高水材料填充技术

这种技术应用简便，其原理是使用一种凝结性很高的高水速凝固材料，将具有一定比例的水进行快速凝结，形成一种强度较高的固态物质。这种固态物质材料主要由高铝水泥、石灰、石膏和各种凝结剂类组成，在喷洒后，短时间内就能够达到一定硬度，由于材料成分中凝结剂类物质占据的比例相对较高，凝结速度非常快，可以避免由于凝结速度慢而导致的各种问题。由于其快速的凝结性，需要对原材料进行分别加料，根据组成成分的性质将材料分成两种，保证此两种物质并不具有很快凝结的性质，可以通过管道分别将这两种物质运送到距离工作面较近的一个混合池中，在混合池中充分混合后快速将其倒入工作面，进行充分填充后等待凝结，这个期间尽量不要让凝结剂晃动，这样凝结效果更好。应用这种技术进行空洞填充时，其材料中含水量非常大，材料来源较为经济，非常适用于一些大型的空洞填充。凝结后所形成的凝结物非常坚固。其缺点是抵抗风化能力弱，在高温时其稳定性会明显降低，这种技术的应用还需要进一步研究和提升。

2.3 综合性机械化固体填充采煤技术

煤炭填充开采难度大，对采煤的效果影响也很大，全新的机械化固体填充采煤技术能够实现采煤和填充同时进行，大大提升整体采煤的效率。利用这种技术进行填充时，填充材料主要是采煤中产生的各种废料，例如矸石、粉煤灰和黄土等。工作中，将旧设备进行简单的改装利用，前方是采煤装置,后方是对采煤空洞区的填充装置，整套设备最关键的是充填采煤液压支架，能起到决定性的作用，可使填充物质更加坚固。工作时，利用机械将需要填充的物质运输到采空区中，将其放置在较为合理的位置上，然后在采煤的过程中进行填充。这种技术对于资源的利用率有很大提升，同时还能够达到保护环境的效果，对采空区的填充效果也较好，对于一些较为危险物质的控制也较好，能够很好的保证采煤工作的安全。

3 矸石井下充填采煤技术施工流程要点

矸石井下充填采煤技术施工时，必须按照施工步骤进行，首先要布置煤炭开采设备，组装各种设备并运送到相应的工作区域，设备的布置完好后，应当遵循“以冲定采”的施工原则进行煤炭开采和填充工序，以保证采煤时产生的各种废料能够完全的填充到采煤产生的空洞区中。

采煤一般采用爆破式方法，在已设置好的位置上放置炸药，爆破后应对爆破区进行维护，使爆破区能够处于较为稳定的状态，然后进行煤炭开采和矸石填充，安装相应的设备包括移溜、打柱等工序，在进行填充前，打柱工作能对工作区的安全有着很好的保证，两个柱之间的距离要达到相应的要求，准确度要高，还要设置一些备用支柱，以便在需要时立即投入使用，保证工作区域的安全。

矸石进行填充之前，应综合分析各种填充技术，选择最为合适的一种，这样才能保证最好的填充效果。填充工作结束后，要对原本安装的一些抛矸机和溜子等进行拆除和撤回，以备重新利用，最后对于采空区进行回充填工作，保证填充效果能够达到要求。

4 结束语

我国是煤炭开采大国，煤炭开采在我国经济中占有非常重要的作用。充填采煤技术是近年发展起来的一项新型的采煤技术，通过对矸石井下充填采煤技术的应用探析，总结了实际应用中存在的问题及存在的差距，可以加快创新研发，使这项技术在我国采煤业未来发展中发挥更大的作用，为提高采煤业的质量、安全及环境保护带来更大的发展空间。

参考文献:

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