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摘要：针对开采煤矿行业当今关键技术进行分析，结合当今资源利用必须和环境保护相结合的基本国策，总结开采煤矿行业发展进程以及发展前景，研究煤矿山开采未来的技术发展趋势，本文分析和总结了地下煤矿山填充开采煤矿技术的发展现状。
关键词：资源利用 地下开采煤矿 环境保护 发展现状
1 填充开采煤矿技术的主要优势
和别的开采煤矿技术相比，填充开采煤矿技术能有效减少煤矿的贫化率，有效提高煤矿的回采率，能控制地表塌陷状况发生的概率，控制地压维持稳定，减少因开采煤矿产生的对周围环境的破坏，防止内因火灾的发生等特点。
随着当今技术的发展，国内外的填充开采煤矿水平也得到了长足的提高。填充开采煤矿的回采技术研究有很大的进展，我国开始大范围应用无轨自行设备，这一系列的因素都有助于填充开采煤矿法成为最为广泛使用的矿产开采方法。
2 填充开采煤矿技术的发展进程
中国的充填技术经分级尾砂水力充填、历了废石干式充填、碎石水力充填、磨砂胶结充填、混凝土胶结充填、分级尾砂或天然砂充填、废石胶结充填、全尾砂胶结充填、赤泥胶结充填和膏体充填的发展过程。
硬顶版的控制技术，主要研究埋藏浅、抵押小的顶板控制技术，通过倾斜深孔爆破、定向水力压裂等处理技术，提高顶煤回采率。
巷道布置单一煤层开采，不需要把矸石运到地面，简化了生产系统，中掘与中采同走发展，提高生产效率，集中挖掘，集中回采，降低岩巷掘进率，这种矸石在井下直接处理的填充采煤办法可以有效减少污染，提高了煤炭集中化生产水平。
综合看来，尽管我国的填充技术和工艺类型比较多，我国的填充开采煤矿技术研究在最近十几年来也得到了推广应用。
3 填充开采煤矿技术的优势详尽分析
首先填充开采煤矿技术的填充物可以代替煤矿填充支撑周围的岩壁，稳定开采煤矿场地的地压，避免、减少甚至是组织开采煤矿区域周围岩体的移动和破坏，在减少开采煤矿地陷事故发生之余，还有利于对更深部位的矿产、构筑物和金属地下矿产、以及有自燃倾向的矿产的开采。采用填充开采煤矿技术可以降低煤矿贫化率，提高煤矿回采率，减少地面尾矿坝的占地面积，从而提高了开采煤矿的综合效益。
填充开采煤矿技术的应用有利于推广机械化开采作业。运用凿岩台车凿岩，采用铲运机出矿，用锚杆机安装开采煤矿锚杆，用锚索保护顶部，这些机械的运用都让填充开采煤矿法成为高效率的开采煤矿方法。随着近年来填充开采煤矿技术利润的研究的推广，填充过程自动化，填充物料输送的管路化都得到了推广使用。除此以外，高浓度的均质浆体代替了原来的水泥凝胶，成功降低了填充开采煤矿的成本。
随着矿产开采技术的发展，深部矿产的开采也从不可能变成了可能。随着矿床在地底的加深，矿床地压也不断增高，高地应力的矿区不仅开采风险大，开采产生的危害也开始加大。采场不平衡应力的调整和传递在填充开采煤矿技术中的运用，使原来的岩应力场再次处于平衡。
4 填充开采煤矿技术现存的问题
虽然填充开采煤矿技术对于大部分的矿产开采都适用，但是对于一些特殊的地形地貌，也要结合特殊的环境进行特殊的分析。可以运用煤矿分掘的方法对一些缓倾斜特别薄的矿脉进行开采；采用爆力运矿以及削壁充填的开采煤矿方法针对废石抛掷充当填充物；针对矿岩比较稳固的体积比较厚大的矿体，就可以灵活采用中深孔空场开采煤矿法或是浅孔空场开采煤矿法进行开采，然后用块石胶结、尾砂胶结或者是高水材料填充对开采后的空区域进行处理，这种工艺又称为连续回采快速填充工艺，能很好地提高开采效率。
开采煤矿场设计的形状主要是为了方便开采煤矿的通达以及煤矿山开采的要求，而不是主要为了填充物的填充便利以及填充质量。如果充填材料离开了输送机卸料端、浆体的供给管路以及车辆铲斗，煤矿山工作人员就很难控制填充料的质量。
填充料充放点的位置会影响充填料的分凝度，因此在布置充填料充放点的时候，在靠近采场的一侧随着分凝量增加，在开始沉降前充填料必须移动的距离将会加大， 这种充放方式将在紧靠充放点的下部产生很强的充填角，而离开充放点的距离越大，端壁越松弱，当采场尺寸很大时，应当放置另外的充放点，以便缩小充填料移动的距离，从而使充填质量下降的趋势得到缓解。
在填充开采煤矿技术应用研究过程中，新型低成本的高强度充填固化材料研发也是其中的重点。
高水材料在充填材料当中有充填体固结的速度比较快的特点，在充填的过程中可以使用全尾砂、充填材料没有重力水的排出从而避免了矿井下的环境污染，节约排水费用，填充料可以以低浓度远距离运输以及有高填充效率等优点。但是这种材料的缺点也是显而易见的，高水材料填充的强度一般不高，在应用过程当中极为容易受到风化侵蚀的影响，并且其强度在填充物脱水以后也有很大程度的降低，再者这种填充材料的成本也比较高。在高水材料应用中还发现，这种材料不具备长期的稳定性，抵抗爆破冲击的能力也比较弱，而且长期经验看来，它的抵抗水体服饰、冰冻作用、地热作用、地应力变形的能力也远远不够强大，因此，对高水充填材料的研究着实是有待加强。
煤矿山的充填系统的自动化程度也制约着开采煤矿业的发展，因此提供充填自动化控制水平以及研制高效能的煤矿山充填设备十分重要。
我国的煤矿山要加大对研制高效浓密设备的支持力度，因为其填充设备技术稳定性不够高。高效浓密设备包括真空过滤机、陶瓷过滤机、盘式过滤机和高效浓密机等等。与此同时，高浓度压排输送设备的研发也能有效防止充填材料输送堵管现象的发生。对于控制系统的自动化研究，主要关注的是充填系统的卸料浓度的自动控制技术以及物料流量，而这种控制技术要专注的是要引进或者研制适合煤矿山使用的自动化仪表和设备，以此为基础建立的自动控制系统才能实现填充固化物料，全尾矿卸料以及清水等物流量的充填浓度的自动调节。 各个填充站包含的设备具体包括流量计、泵、阀、胶结计量装置和浓度计等等，并且都开始使用电子控制。要保持充填料的质量，就要控制混合浆体的浓度和胶结剂的材料剂量。要做到这一点，就要依赖精确的仪器和设备，要保证仪器设备的精确，就必须顶起对各种流量计计量系统设备进行检查，而这也不是普遍能做到的，很多充填料制备站都只是在系统发生事故的时候才意识到对设备进行检查，因此这也是充填开采煤矿技术应用中存在的可克服的问题。
5 填充开采煤矿技术未来的发展趋势
国内外开采煤矿行业的发展趋势都开始向填充开采煤矿法转移，开采煤矿业也随着建设绿色煤矿山呼声的越来越大，提倡保护环境节能减排，科学发展观的深入贯彻也让开采煤矿业开始重视科学发展的模式，而填充开采煤矿法正好也整合了这样的优势，迎合了开采煤矿业企业的口味。
在发展趋势预见方面，我国可以借鉴格隆德铅锌矿的采用下向分层进路式胶结充填开采煤矿技术，以重介质分选尾矿和高浓度浮选全尾砂作为骨料，在地表制备成膏体混合物，用泵直接输送到井下采场进行充填。致力于改进工作环境和煤矿山安全；提高金属的收率；取消和减少不稳定矿柱；减少地表废石处理量，让废石留在井下；减少设备需要量和支护安装的劳动；减少采场支护材料的需要量等。
随着我国保护环境基本国策的深入贯彻，节能减排，提高资源利用效率，科学发展观念的深入人心，填充开采煤矿技术这种比较环保并且高效的方式必然能在开采煤矿业中得到推广。特别是随着开采深度和难度日益加大，矿体向地表深部延伸，充填开采煤矿技术优势凸显，一些没有得到开发的难采的矿体将得到开采的机会。科学发展观要求环境保护和资源的合理开发利用同时重视，同时也对开采煤矿技术的筛选提出了严格的标准，所以充填开采煤矿必将成为今后发展矿体地下开采的关键技术。
参考文献：
[1]解伟，隋利军，何哲祥.基于矿充填的尾矿处置技术应用前景[J].工业安全与环保，2008，34（8）：37-39.
[2]开采煤矿手册编辑委员会.开采煤矿手册（第4卷）[M].北京：冶金工业出版社，1990.
[3]王新民，肖卫国，张钦礼.深井煤矿山充填理论与技术[M].长沙：中南大学出版社，2005：10-15.
[4]陈劲松.影响充填开采煤矿法质量的一些问题[J].西部探矿工程，2000，65（3）：75-78.
[5]何哲祥，周爱民.煤矿山充填技术研究与应用新进展：第七届国际充填开采煤矿大会论文述评[C].中国有色金属学会第五届学术年会论文集.北京：中国有色金属学会，2003：78-80.
关键词：资源利用 地下开采煤矿 环境保护 发展现状
1 填充开采煤矿技术的主要优势
和别的开采煤矿技术相比，填充开采煤矿技术能有效减少煤矿的贫化率，有效提高煤矿的回采率，能控制地表塌陷状况发生的概率，控制地压维持稳定，减少因开采煤矿产生的对周围环境的破坏，防止内因火灾的发生等特点。
随着当今技术的发展，国内外的填充开采煤矿水平也得到了长足的提高。填充开采煤矿的回采技术研究有很大的进展，我国开始大范围应用无轨自行设备，这一系列的因素都有助于填充开采煤矿法成为最为广泛使用的矿产开采方法。
2 填充开采煤矿技术的发展进程
中国的充填技术经分级尾砂水力充填、历了废石干式充填、碎石水力充填、磨砂胶结充填、混凝土胶结充填、分级尾砂或天然砂充填、废石胶结充填、全尾砂胶结充填、赤泥胶结充填和膏体充填的发展过程。
硬顶版的控制技术，主要研究埋藏浅、抵押小的顶板控制技术，通过倾斜深孔爆破、定向水力压裂等处理技术，提高顶煤回采率。
巷道布置单一煤层开采，不需要把矸石运到地面，简化了生产系统，中掘与中采同走发展，提高生产效率，集中挖掘，集中回采，降低岩巷掘进率，这种矸石在井下直接处理的填充采煤办法可以有效减少污染，提高了煤炭集中化生产水平。
综合看来，尽管我国的填充技术和工艺类型比较多，我国的填充开采煤矿技术研究在最近十几年来也得到了推广应用。
3 填充开采煤矿技术的优势详尽分析
首先填充开采煤矿技术的填充物可以代替煤矿填充支撑周围的岩壁，稳定开采煤矿场地的地压，避免、减少甚至是组织开采煤矿区域周围岩体的移动和破坏，在减少开采煤矿地陷事故发生之余，还有利于对更深部位的矿产、构筑物和金属地下矿产、以及有自燃倾向的矿产的开采。采用填充开采煤矿技术可以降低煤矿贫化率，提高煤矿回采率，减少地面尾矿坝的占地面积，从而提高了开采煤矿的综合效益。
填充开采煤矿技术的应用有利于推广机械化开采作业。运用凿岩台车凿岩，采用铲运机出矿，用锚杆机安装开采煤矿锚杆，用锚索保护顶部，这些机械的运用都让填充开采煤矿法成为高效率的开采煤矿方法。随着近年来填充开采煤矿技术利润的研究的推广，填充过程自动化，填充物料输送的管路化都得到了推广使用。除此以外，高浓度的均质浆体代替了原来的水泥凝胶，成功降低了填充开采煤矿的成本。
随着矿产开采技术的发展，深部矿产的开采也从不可能变成了可能。随着矿床在地底的加深，矿床地压也不断增高，高地应力的矿区不仅开采风险大，开采产生的危害也开始加大。采场不平衡应力的调整和传递在填充开采煤矿技术中的运用，使原来的岩应力场再次处于平衡。
4 填充开采煤矿技术现存的问题
虽然填充开采煤矿技术对于大部分的矿产开采都适用，但是对于一些特殊的地形地貌，也要结合特殊的环境进行特殊的分析。可以运用煤矿分掘的方法对一些缓倾斜特别薄的矿脉进行开采；采用爆力运矿以及削壁充填的开采煤矿方法针对废石抛掷充当填充物；针对矿岩比较稳固的体积比较厚大的矿体，就可以灵活采用中深孔空场开采煤矿法或是浅孔空场开采煤矿法进行开采，然后用块石胶结、尾砂胶结或者是高水材料填充对开采后的空区域进行处理，这种工艺又称为连续回采快速填充工艺，能很好地提高开采效率。
开采煤矿场设计的形状主要是为了方便开采煤矿的通达以及煤矿山开采的要求，而不是主要为了填充物的填充便利以及填充质量。如果充填材料离开了输送机卸料端、浆体的供给管路以及车辆铲斗，煤矿山工作人员就很难控制填充料的质量。
填充料充放点的位置会影响充填料的分凝度，因此在布置充填料充放点的时候，在靠近采场的一侧随着分凝量增加，在开始沉降前充填料必须移动的距离将会加大， 这种充放方式将在紧靠充放点的下部产生很强的充填角，而离开充放点的距离越大，端壁越松弱，当采场尺寸很大时，应当放置另外的充放点，以便缩小充填料移动的距离，从而使充填质量下降的趋势得到缓解。
在填充开采煤矿技术应用研究过程中，新型低成本的高强度充填固化材料研发也是其中的重点。
高水材料在充填材料当中有充填体固结的速度比较快的特点，在充填的过程中可以使用全尾砂、充填材料没有重力水的排出从而避免了矿井下的环境污染，节约排水费用，填充料可以以低浓度远距离运输以及有高填充效率等优点。但是这种材料的缺点也是显而易见的，高水材料填充的强度一般不高，在应用过程当中极为容易受到风化侵蚀的影响，并且其强度在填充物脱水以后也有很大程度的降低，再者这种填充材料的成本也比较高。在高水材料应用中还发现，这种材料不具备长期的稳定性，抵抗爆破冲击的能力也比较弱，而且长期经验看来，它的抵抗水体服饰、冰冻作用、地热作用、地应力变形的能力也远远不够强大，因此，对高水充填材料的研究着实是有待加强。
煤矿山的充填系统的自动化程度也制约着开采煤矿业的发展，因此提供充填自动化控制水平以及研制高效能的煤矿山充填设备十分重要。
我国的煤矿山要加大对研制高效浓密设备的支持力度，因为其填充设备技术稳定性不够高。高效浓密设备包括真空过滤机、陶瓷过滤机、盘式过滤机和高效浓密机等等。与此同时，高浓度压排输送设备的研发也能有效防止充填材料输送堵管现象的发生。对于控制系统的自动化研究，主要关注的是充填系统的卸料浓度的自动控制技术以及物料流量，而这种控制技术要专注的是要引进或者研制适合煤矿山使用的自动化仪表和设备，以此为基础建立的自动控制系统才能实现填充固化物料，全尾矿卸料以及清水等物流量的充填浓度的自动调节。 各个填充站包含的设备具体包括流量计、泵、阀、胶结计量装置和浓度计等等，并且都开始使用电子控制。要保持充填料的质量，就要控制混合浆体的浓度和胶结剂的材料剂量。要做到这一点，就要依赖精确的仪器和设备，要保证仪器设备的精确，就必须顶起对各种流量计计量系统设备进行检查，而这也不是普遍能做到的，很多充填料制备站都只是在系统发生事故的时候才意识到对设备进行检查，因此这也是充填开采煤矿技术应用中存在的可克服的问题。
5 填充开采煤矿技术未来的发展趋势
国内外开采煤矿行业的发展趋势都开始向填充开采煤矿法转移，开采煤矿业也随着建设绿色煤矿山呼声的越来越大，提倡保护环境节能减排，科学发展观的深入贯彻也让开采煤矿业开始重视科学发展的模式，而填充开采煤矿法正好也整合了这样的优势，迎合了开采煤矿业企业的口味。
在发展趋势预见方面，我国可以借鉴格隆德铅锌矿的采用下向分层进路式胶结充填开采煤矿技术，以重介质分选尾矿和高浓度浮选全尾砂作为骨料，在地表制备成膏体混合物，用泵直接输送到井下采场进行充填。致力于改进工作环境和煤矿山安全；提高金属的收率；取消和减少不稳定矿柱；减少地表废石处理量，让废石留在井下；减少设备需要量和支护安装的劳动；减少采场支护材料的需要量等。
随着我国保护环境基本国策的深入贯彻，节能减排，提高资源利用效率，科学发展观念的深入人心，填充开采煤矿技术这种比较环保并且高效的方式必然能在开采煤矿业中得到推广。特别是随着开采深度和难度日益加大，矿体向地表深部延伸，充填开采煤矿技术优势凸显，一些没有得到开发的难采的矿体将得到开采的机会。科学发展观要求环境保护和资源的合理开发利用同时重视，同时也对开采煤矿技术的筛选提出了严格的标准，所以充填开采煤矿必将成为今后发展矿体地下开采的关键技术。
参考文献：
[1]解伟，隋利军，何哲祥.基于矿充填的尾矿处置技术应用前景[J].工业安全与环保，2008，34（8）：37-39.
[2]开采煤矿手册编辑委员会.开采煤矿手册（第4卷）[M].北京：冶金工业出版社，1990.
[3]王新民，肖卫国，张钦礼.深井煤矿山充填理论与技术[M].长沙：中南大学出版社，2005：10-15.
[4]陈劲松.影响充填开采煤矿法质量的一些问题[J].西部探矿工程，2000，65（3）：75-78.
[5]何哲祥，周爱民.煤矿山充填技术研究与应用新进展：第七届国际充填开采煤矿大会论文述评[C].中国有色金属学会第五届学术年会论文集.北京：中国有色金属学会，2003：78-80.