关于控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术初探

山西临县华烨煤业有限公司 山西 吕梁 033200

引言

矿井在开采过程中存在着诸多问题，而对矿井生产影响最大的就是矿井的开采沉陷问题，在很多矿井生产中都很常见。为了确保采掘工作正常进行，采掘部门应充分重视采掘过程中的沉陷区充填问题，技术人员应结合企业的实际情况，运用相关技术，给企业带来一定的经济效益，并减少许多不良现象的发生，如地基塌陷。

一、采煤塌陷对矿山的危害

采煤沉陷是指在煤矿开采过程中，由于原有地质结构受到破坏而引起地面建筑物严重破坏的一种地质沉陷。为防止煤炭开采沉陷，一般在煤矿开采前，必须拆除地面上全部或部分建筑物，这将大大增加煤矿的开采成本。此外，采煤塌陷还会对周边自然生态环境造成不同程度的影响。严重者会导致地下水渗漏，造成不必要的安全事故。因此，煤矿企业必须高度重视煤矿塌陷的防治工作，并采取一系列有效的技术措施，降低塌陷的危害和影响。

二、煤矿开采沉陷部分充填开采可行性分析

开采之后，地表会出现不同程度的位移，主层次充分体现了控制功能。失去控制，就容易引起地面塌陷。为了避免矿井塌陷，必须对其进行有效的保护，确保其稳定可靠。局部性充填开采技术的主要应用机理是在煤矿开采过程中，对重要层盖层的具体位置进行分析判断，研究其破碎特性，根据分析结果进行条状充填开采设计，最后与其他局部性充填开采技术相结合，以确保重要层盖层的稳定和煤矿的安全生产。因此，在煤矿开采中采用部分填埋工艺是可行的。

三、充填开采的基本工艺原理

简言之，充填采矿技术就是利用一定类型的矿浆对陷落矿区进行充填，从而有效地保证采矿过程的安全。在实地调查的基础上，我们发现了充填采矿的多种技术手段和方法。在这些工艺中最典型的是浆液充填，低浓度和高浓度工艺。对不同位置的充填沉陷区，应着重处理好冒落区和采空区。一般来说，在充填过程中，如果有采空区，相关人员应采用高浓度胶体；反之，如果有冒泥现象，则可采用注浆砾石充填相应区域，这主要是因为某些低浓度的非胶体由于其综合性能，在高层建筑地区非常适用。为保证煤矿开采的正常进行，井下工作人员应根据实际情况，将高浓度的矿浆充填于原有空腔内，有效地将空腔内上侧覆盖。

通过现场调查发现，在煤炭开采过程中，煤炭开采的数量和充填开采的数量之间存在着非常密切的关系，二者对采矿活动的影响非常大。煤层充填部分的关键在于采空区的沉陷充填量及煤层大小，能够起到很好的预防煤层沉陷的作用。

四、部分开采技术

1.覆岩离层区隔离注浆充填工艺

目前，我国大部分煤矿在开采过程中，覆岩层往往位于关键层之下，相邻关键层之间发生断裂。对传统经验和规则的有效利用，也为找出有效的涂膜实际位置和分离量提供了有效的数据。注水时间的严格控制，用该方法可以确定注水质量是否满足有关标准。这段时间是关键层接近首次破裂时的最好时机。这是因为管子一开始破裂的时候，管子的内侧距离很远，很容易注水。

关键层的首次断裂引起了人们的广泛关注。灌浆过程中，由于注浆腔在灌浆过程中先破洞，很容易造成灌浆效果不理想，使灌浆过程不能起支撑作用。为了解决这个问题，提出了一种覆盖层离层灌浆技术。技术原理比较简单。采用最大跨距法对关键层首次破碎进行工作面划分。采用间歇跳汰法，也可在不同隔离层间灌注矿浆，以保证关键层支护的稳定性。

2.采空区填膏技术

所谓膏状充填采空区，是指采空区顶板冒落前，用相应的膏状材料对采空区进行局部充填。在使用构件填充皮带时，皮带间应保持一致，并能很好地支撑表皮。为有效防治地表塌陷，不仅要保证各充填带的长期稳定，还要使未充填采空区的实际宽度小于其覆盖关键层的第一破断距离，以充分发挥膏条充填技术在实际开采中的作用。采空区膏条充填技术一般分为两种模式。一个是长臂条带充填开采模式，在这种模式下，工作面可以进行长臂条带改造，其主要推进方向是在不同的采空区建立相同的充填开采带；另一个是短壁条带充填开采模式，需要后续相关人员结合实际开采情况，进行短壁条带的开采。一边填满后，另一边要填满。这一工艺因其简单易行，已广泛应用于许多煤矿。

3.条状灌浆充填采煤冒落区

当前，国内煤矿开采多采用带状开采技术，使采空区与上部岩层形成一个较大的喷流区，而上部岩层则承受不了重力和荷载，因此上部岩层的荷载集中在同一方向，最终集中在煤柱上。如果荷载作用过大，就会超过柱体的最大荷载，从而出现柱体的变形、破坏等问题。因此，喷射区域的注水灌注技术必须有效。首先在地面、井下等处钻一孔，沿孔向喷射区注水，以达到充填效果；最后注水结束后，可使落区保持结实，还能起到抗新负荷的作用。具体地说：冒落区注水充填具有坚固的作用；实用型填料为石柱提供侧向力，进一步提高其强度，实现宽度控制。其填充会产生摩擦，从而实现石柱本身的分载，有效地控制石柱沉积。在此基础上，采用实心填料，可起到有效的保护作用，也可保证石柱、基岩等的稳定与安全。

五、结束语

因此，在我国有效控制煤炭占补平衡技术具有重要意义。为了科学、有效地解决地质敌占区的问题，必须对上述技术进行深入研究和分析。结合实际开采条件，选择合适的充填工艺；这样既保证了正常的开采，又避免了对结构的较大破坏，从而使源头得到了很好的保护，可持续发展的思想在实际的煤矿开采工作中得以贯彻。煤矿企业掌握这些充填技术，可以获得一定的经济效益，对企业的发展有一定的促进作用。