浅谈林西矿充填开采应用分析

韩帅

摘 要：重组以后矿井安全生产建设是保证企业持续生产的关键。通过发展新型的采煤工艺、改进新型的生产工艺流程方法、优化企业内部组织结构等，充填开采的应用可以有效的提升生产能力和企业的经济效益等方面取得较好的效果。

关键词：充填开采;技术创新;安全高效

1 矿井概况

唐山开滦林西矿业有限公司（以下简称林西矿）处于河北省唐山市古冶区林西村境内。林西矿的井田走向为8.2km，倾斜平均显示为4.0km，井田的面积为32.8km2，林西矿始建于1878年，在1902年的时候投入生产，矿井设计生产的能力为每年230万吨，林西矿的开采已经经历了一百多年，其先后经历清朝政府和中华民国及新中国等不同时期，林西矿由于资源枯竭和资不抵债在2003年的时候经国务院批准宣布政策性破产，2007年的时候重组新公司，并且成立唐山开滦林西矿业有限公司。在新公司成立之后不断创新在科技进步的基础上有效实现减人提效和安全高效生产之路，在已经组建综合机械化的基础上进行全机械化开采矿井，在生产作业线不断减少的基础上原煤生产由破产前的80万吨提升到120万吨，开采效率也得到明显提升，其经济效益较为显著，促使百年老矿具备新的生机和活力，为企业积蓄资本实现转型发展提供相关的物质基础。

2 实现快速高效、持续性发展矿井建设的一些实践做法

（1）大采区巷道断面，有效和综合机械化开采对巷道断面需要相符合，近些年以来，在企业进行矿井综合机械化开采的基础上对巷道断面与综采设备运输等相关问题有效解决，从而对综采巷道实施较大断面的施工施工处理，工作面上风和下运及轨道上山巷道断面由7m2和9m2全部改变为10.4m2，局部已经使用14m2，并逐步进行14m2的方向过度，从而对因外界因素显现而造成巷道变形限制综采设备（包括皮带运输机）运输和使用的诸多问题有效解决，为后续综合机械化开采工艺的推广应用创造更加稳固的基础，确保了生产区域的安全可靠。

（2）实现机械化，推广综合机械化开采。企业破产重组后，大量技术人员流失，为解决技术人员不足等现状，使用和提升综合机械化开采工艺的人员素质和管理能力是非常重要的。到2009年9月26日林西矿最后一个炮采工作面收尾，同时引进了2台西安煤机厂制造的采煤机和6台佳木斯生产的掘进机（2台55型、4台135型），有效实现回采工艺由炮采向综采的转型，煤巷掘进工艺也由全部炮掘的方向转为86.8%的机掘，在当前矿井综合机械化开采水平大幅提高的基础上有效实现减人提效，安全可靠的工作面布置。

以上为林西矿在煤矿高速发展、煤矿产能快速提升的当今，如何使开采多年的老矿井在激烈竞争中生存和持续发展，要依靠科技进步，应用先进开采技术，其中之一是实现充填开采。

3 当前国内井下开采煤炭方法比较多样，在围岩变形及地表塌陷等现象控制的时候，对比已实现的多种充填方法额实施情况和当前林西矿实际地质条件，充填采煤法逐渐成为首要选择

3.1 充填方法方式的选择

国内其他煤矿充填开采所应用的方式具有多样化的特点，其中包含着矸石充填和高水充填及膏体充填等，林西矿井田对应区域建设着多个村镇，建筑群较以前增加较多，在选择充填方法的时候，使用充填采煤的方式会造成当地地面建筑物总体损坏的现象，不得超过国家规定的I级标准。矸石充填的方式具有成本高和效率低及工作劳动强度大等特点，回采工艺也具有复杂性的特点，而林西矿煤层倾角多数超过16.8°，矸石充填的方式并不适合在林西矿井下应用。高水充填抗风化性和抗温性能及长期稳定性等方面特点不确定，无法促使井下围岩保持长期稳定，也不能对林西矿底板塌陷情况有效控制。似膏体充填的方式需要进行井下脱水处理，废水处理的时候存在着一定难度，容易对生产造成不利影响，也无法对林西矿充填中较好应用。膏体充填主要是对井下开采得到的煤矸石和粉煤灰等加工成膏状浆体，在自身重力和外部加压的充填泵作用下运送到需要充填的工作面中，浆体本身具有不可离析和不可泌水无临界流速等优点，其膏体抗压缩性也相对比较显著，能够防止矿井周围地表建筑出现变形塌陷的现象，林西矿及周边矿井包含着大量矸石，这些矸石可作为充填骨料，附近2个电厂即开滦电厂和东方发电厂能够供给大量粉煤灰。在成本及充填后的效果分析的基础上确定林西矿建筑下方煤炭资源开采的时候主要利用膏体充填法开采。使用膏体充填法能够保护矿区内建筑物，减少煤矸石粉煤灰等废物堆积所造成的环境污染，更好的实现建筑物下方煤炭的有效开采。

3.2 液压支架性能要求

液压支架是对采煤工作面充填处理最重要的设备，目前林西矿的主力液压支架为支撑掩护式3200-13/32支架，需要引进充填型液压支架，与500变频采煤机、刮板输送机配套使用，起到支护顶板，填充膏体混合物进行填充。隔离围岩。有效加强工作空间的作用，因此需要满足以下条件：①对工作面作业空间提供支持，支撑强度需要处于6000kN以上。②在控制顶板的过程中拉长充填前顶与地板间的距离。③浆体在固化的阶段中也会受到因顶板冒落等问题的影响，起到可靠支撑和保护的作用。④有效隔离工作面和准备充填的区域，保证充填有效接顶。

选择如下图充填型液压支架实施填充开采煤层，能够使得开采过程中具有有效的作业空间，从而保障行人通行和通风更加顺畅，对工作面的安全生产提供必要保障。

1.立柱 2.顶梁 3.后梁 4.掩护梁 5.底座 6.推移装置

充填支架

4 结论

应用充填法采煤不仅需要使用填充型液压支架还需要在新的采煤工艺，新的管理理念上都要进行改进。充填开采可以从源头上对林西矿附近覆岩破坏地表下沉情况加以控制，能够促使建筑物下煤炭资源得到更加有效的开采和利用，增加矿井的可采储量，有效延长服务年限和矿山寿命，同时对矿山附近即其附属单位大量员工的就业问题加以解决，逐渐维护社会和谐稳定，使得地方繁荣和经济发展得以实现，同时在对矸石和粉煤灰的再利用基础上减少环境的二次污染，美化当地环境。林矿充填开采的应用可以为我国煤炭企业提供相关的技术支撑和管理资料等，为条件相似的其他矿山提供必要借鉴。

参考文獻：

[1]王有俊.煤矿矸石井下充填处理技术[J].矿山压力与顶板管理，2010.01.

[2]刘同有，蔡嗣经.国内外膏体充填技术的应用于研究现状[J].中国矿业，1998（05）.

[3]冯振忠.井下巷道矸石充填输送机的研制及应用.矿山机械，2006，34.