综合机械化固体充填采煤方法与技术应用

综合机械化固体充填采煤方法与技术应用

杨吉仁南玛

内蒙古伊东集团宏测煤炭有限责任公司   内蒙古 卾尔多斯 010300

摘要：综合机械化固体充填采煤技术是近些年随着解决“三下”压煤而逐渐发展起来的开采技术，在运用其解决水体下压煤开采时，需要研究覆岩导水裂隙带发育高度及裂隙分布特征，从而为水体下安全开采以及最大限度提高煤炭资源采出率提供理论指导。

关键词：含水层下采煤；固体充填开采；固体充填

引言

我国煤矿水文地质条件复杂，受上覆水体威胁的煤层储量巨大。在东北、华北和华东平原等地区普遍被第四系的含水砂层覆盖，这些地区煤田的浅部开采都存在含水砂层下采煤问题。此外，在我国南方一些产煤大省，如贵州、湖南、江西等存在的煤层顶板石灰岩溶水患也十分严重。

1充填采煤方法与技术研究概况

一个国家开采煤矿的技术水平很大程度上可以从起充填采煤技术反映出来。现代采煤技术想要获得长足发展，离不开以下3个条件：一是器械设备的先进性，二是充填技术的可控性，以及对地表沉陷和岩层运动的操控性，三是施工技术的高效率。从国内外先进案例的实践经验和数据分析来看，一部分现代采煤充填技术如全尾矿胶填充、细沙胶结填充、水砂填充、废弃物干式充填等，发展较为成熟。而岩层控制理论在充填采煤技术领域的运用，更是为我国煤炭产业的绿色发展提供了有力的理论支持。

2密实充填采煤的岩层移动控制理论

要想突破传统充填采煤技术的桎梏，首先需要立足于煤炭资源开采的实质情况，对不同的采煤技术进行深入的分析以及研究，了解各类技术所存在的不足。学术界也站在这样的背景之下提出了充填开采岩层控制理论，该理论能够以目前煤炭资源使用的实际情况为分析对象，站在运动控制的角度来更好地实现对分析对象的有效监督。对于充填采煤岩层控制的等价采高理论来说，在实践运作的过程之中，首先需要以采矿区填充为基础，然后立足于岩层移动分析的实质情况积极控制煤层的厚度。不可否认，在进行整个填充的过程之中，大部分以固体填充为主，其中不同固体在不同的压力状态之下会产生一定的体积膨胀，同时不同压力所产生的体积膨胀以及压缩量有所区别，因此工作人员需要根据实际情况对岩层的移动状态进行进一步的分析，以此来更好地避免外部不确定性因素所带来的负面影响。

2.1密集建筑群下充填采煤

如果是在较为密集的建筑群下进行煤矿的开采，工作人员要积极地分析具体的建筑环境以及开采的条件，了解在煤炭开采过程中极易出现的各种问题，从而采取针对性的解决措施，保证煤炭资源开采的质量以及效率，只有这样才能够实现各种煤炭资源的优化配置和利用。从目前来看，在实践运作的过程之中，大部分的工作人员主要以条带开采的形式为主，但是这种煤炭的采出率比较低，因此业界开始提出了固体物料充填采煤。结合本文的资料调查可以看出，这种采煤方式的实际产出率高达80%以上，另外矿井的服务年限也有了极大的提升，在直接填充固体物料之后，下沉量不足200毫米，但是如果采取长臂开采的形式，那么下沉量预计会超过1900毫米。

2.2近松散含水层下充填采煤

从目前来看，在煤炭开采的过程之中极易出现近松散含水层以下充填采煤的现象，如果采取较为传统的方法进行煤炭的开采，就难以真正地实现煤炭资源的优化利用，同时还无法保障整个矿井的服务年限，因此工作人员在实施充填开采的过程之中首先需要了解隔水关键层的实际厚度并进行有效的保护。

3注意事项

结合实践调查以及资料分析可以得知，在综合机械化固体充填采煤方法应用以及实践的过程之中，工作人员首先需要选择一些轻型化的采煤设备，保证后期工作的有效落实，积极加强不同采煤技术之间的有效整合。其次，在利用短壁综合机械化采煤技术的过程之中，必须要结合项目快速作业的实质要求，不断提高煤炭开采的质量以及效率。如果利用长壁综合机械化技术进行采煤，那么首先需要明确工作面的实际长度，严格按照低成本、高产量的工作原则积极采取相应的解决措施，避免各个机械设备对工作长度的限制以及负面影响，实现不同环节之间的高效配合，保障工作面长度的合理性。最后，工作人员需要严格按照实际的施工程序，一一落实相关的工作环节，在施工之前需要对煤炭开采的环境进行详细的地质勘探，以此来制定相应的综合开采施工方案，严格按照安全第一的工作原则选择先进的计算机系统，实现机械一体化，除此之外，技术工作人员还需要立足于情况进行实时的监督以及管理，对最终的施工质量进行及时的记录，从而保障综合机械化固体充填采煤方法作用的有效发挥。

4研究方向

综合机械化固体充填采煤符合我国煤炭开采的现实情况，该技术能够立足于充填采煤岩层控制理论的实质要求，促进固体充填采煤技术水平的有效提升。从目前来看，我国在煤炭资源开采的过程之中促进该技术的推广以及应用，同时取得了较为明显的社会经济效益。但是在实践应用的过程之中必须要注重以下几点：首先需要加强对充填以及夯实自动化的控制，严格按照充填的相关要求保障夯实效率的整体提升，积极推进相应的采煤固体充填工作。其次，需要选择科学合理的新型充填材料，保证综合机械化固体充填采矿技术的落实，明确不同材料的来源、成本以及各种物理特性。最后，工作人员需要积极运用各种高新技术，比如开采极薄煤层充填采煤技术，在落实综合机械化固体充填采煤一体化技术的过程之中，实际的采煤高度往往不符合现有的采煤技术不符合相应的要求，工作人员需要加强不同环节之间的联系，对现有的充填采煤工艺进行分析，了解不同工艺的适应性。除此之外，工作人员还需要结合不同技术使用的实际情况朝着深井填充方向发展，保证煤炭资源开采量的整体提升。

结语

综合机械化固体充填采煤技术是近几年发展起来的，适应现代矿井高产高效要求的新型开采技术，具有充填效率高、充填材料来源广泛、成本低廉等特点，其在我国新汶、兖州等矿区解决建（构）筑物下、河堤下压煤开采已经得到成功应用。对于其应用于水下压煤开采具有广阔的前景，也是煤矿绿色开采的发展方向之一。为此，研究综合机械化固体充填采煤上覆岩层导水裂隙带发育高度，合理确定开采边界，对于最大限度的提高煤炭资源采出率具有重要现实意义。在落实可持续发展理念以及推动我国煤炭资源开采利用的过程中，工作人员必须要积极加大对各种高新技术的运用，以综合机械化固体填作为分析的立足点和核心，结合目前煤炭资源开采的实际情况不断提高开发效率，实现人类资源以及环境的共同发展，为我国政治经济文化的进步提供更多的经济基础以及依据。综合机械化固体充填采煤技术是近几年发展起来的，适应现代矿井高产高效要求的新型开采技术，具有充填效率高、充填材料来源广泛、成本低廉等特点，其在我国新汶、兖州等矿区解决建（构）筑物下、河堤下压煤开采已经得到成功应用。对于其应用于水下压煤开采具有广阔的前景，也是煤矿绿色开采的发展方向之一。为此，研究综合机械化固体充填采煤上覆岩层导水裂隙带发育高度，合理确定开采边界，对于最大限度的提高煤炭资源采出率具有重要现实意义。

参考文献

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