充填采煤技术现状与展望

魏建军

摘 要：煤炭是一种重要的能源燃料，虽然近些年我国的新能源取得快速发展，但是煤炭仍然占据了很多的比例。但是开采煤炭资源的过程中会涉及到如何选择采煤技术，不同的充填采煤技术具有不同的特点，因此本文在此基础上就充填采煤技术现状与展望做了一定的探索，同时对于如何保护采煤区周围的环境提出几点建议，从而更好促进我国采煤技术的发展。

关键词：充填采煤技术;现状;展望;环境保护

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

1 国内外充填采矿法的发展现状与前景

最早进行充填采矿法的研究是在国外。在美国的一个煤矿在采煤过程中，为了防止地表发生位移，第一次运用水砂充填充技术。到了20世纪50年代，澳大利在进行开采金属矿山时，逐步把干填充技术换为水填充法取代。但是随着技术的不断发展，国外在处理空场法进行采矿的矿山时，根据实际情况采取了不同的充填技术。

我国矿山开始应用充填采矿法大概开始于20世纪50年代初，当时采取干充填法生产的有色金属矿石占总矿石量的三分之一。但是后来的几十年随着技术不断更新，充填采矿法逐渐被更加先进的采矿法所取代，应用范围很有局限性。但是随着技术进一步发展，现在的先进的设备和技术被广泛应用于煤矿，为充填采矿奠定了坚实的技术基础和材料基础。从而使得充填采矿法应用前景变得广阔。

2 充填采煤技术的现状

充填采煤技术在分类时可以采用多种分类方法。如果按照填充材料分类的话可以分为高水充填技术、水砂充填技术或者是矸石充填技术等;但是如果按照运送充填材料的方式进行划分是，主要可以分为机械充填技术、水利充填技术、风力充填技术等填充技术。同时按材料充填的方式来进行划分是，主要可以分为采空区充填技术、冒落区充填技术等方式。本文在此基础上选取了几种方式进行划分。

2.1 高水充填采煤技术

高水充填技术是一种常用的填充技术，之所以叫做高水充填采煤技术，是因为在采煤的过程中主要使用了高水材料。高水材料一般主要由石灰膏、解凝剂、悬浮剂等材料构成的混合凝胶材料。高水充填技术有一定的适用范围，主要常用在井下作业，它工作原理如图1所示。在施工环节，需要将A、B两种单浆液分别加入到缓冲池当中去，当A、B两种单浆液逐渐上升到一定量的时候，然后将闸门打开将其运输到制定的工作面，然后在温度和压力的条件下，将A、B两种浆液按照一定的比例进行混合，然后注入到相应的采空区。这种技术和其他技术在施工和效率方面有如下的优势，第一：使用较小的固体材料能进行充填，这样不仅能够节约成本降低企业的运营成本，同时对于岩层的冲击较小，有效防止坍塌事故的出现。第二：充填的稳定性比较强，为后续开展采煤工作打下了坚实的基础。

2.2 膏体充填采煤技术

膏体充填采煤技术，主要是通过填充膏体，膏体材料主要是由矸石、炉渣、固体垃圾以及粉煤灰等构成的，在混合的过程中只需要直接复合即可，不需要在混合的过程中使用脱水技术。膏体充填采煤技术的完成主要石油要由制浆系统、运输系统、充填工作面三部分组成。膏体充填采煤技术该膏体的流动性较好，而且密度很高，在施工过程中容易控制膏体的运动，但是这种技术有一个明显的缺点，就是成本较高，因此膏体充填采煤技术应用存在着一定的局限性。

2.3 局部充填采煤技术

局部充填采煤技术是在整体充填的基础上发展来的，为了开展采煤工作，有时候需要对于采空区的一部分进行充填而不是整个采空区间，这样的填充形式在很多实践环节效果会更好。虽然局部充填技术是在整体概念的基础发展而来的，但是两者的技术是存在着很大区别的。对于整体填充技术来说，是通过全部填充技术来把整个采空区都填满相应的物质从而控制岩层的运动，通过这样的方式可以把对于岩层影响降到最低，从而有效避免塌方事故的出现。但是局部充填技术如果这是利用填充物进行充填的话那么是无法控制延时运动，因此还需要利用覆岩的结构以及煤柱的支撑力的作用来共同来控制岩层运动。在实际使用局部填充的过程中要能够充分利用已有的条件进行填充。但是同样需要注意到填充的经济性，如果在填充过程中使用了太多的填充物就会加大开采的成本，会增加企业的成本。因此要保障合理使用填充物，在实现采煤安全性的同时提高采煤的经济性。

3 充填采煤周围环境保护问题

3.1 利用先进技术进行修复

矿区生态系统比其他生态系统更加复杂，因此生态系统被破坏的原因十分复杂，不同矿区的破坏程度不同。所以不能够简单地从一个角度看问题，因此利用某一学科的理论和技术来修复和控制矿区生态环境的破坏，往往是不现实的，甚至是起到的作用往往是适得其反的。

因此在进行修复的时候，我们可以从多个角度，多个方面对矿区生态环境损害评估、修复和治理。

3.2 实行科学有效的措施进行土地恢复

矿区土地复垦对象主要是塌陷的土地和被煤石、粉煤灰污染的土地。科学的补救应该是根据已经发生的地面塌陷的程度來进行的。比如在浅层沉陷区可恢复耕作，可种植温室蔬菜、瓜类、水果等;对于常年积水区边缘地区和浅水或季节性积水区，可修建挖掘堤坝修建鱼塘。

4 结语

充填采煤技术的分类方式很多，而且每一种采煤技术都有着自己的优势和特点，煤炭行业在选择采煤技术时要进行充分的考虑在选择最佳的采煤方式，另外还需要注意采煤技术对于环境污染的问题。

参考文献：

[1]赵法领.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（02）：10+15.

[2]王军.充填采矿技术应用发展和存在的问题探析[J].江西建材，2015（20）：230.

[3]庞亮.煤矿采矿技术应用现状及改进技术探讨[J].引文版：工程技术，2016（08）：12.