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【摘 要】煤矿在我国能源中占有较大的比重，如何在煤炭资源日益枯竭的情况下对其进行更加高效的开采和利用，同时又能更好的充填采空区，实现经济效益和环境效益的共同提升，成为煤矿和相关学者需要重点考虑的问题。本文以此为视角，介绍了煤矿充填采煤的关键技术，并从多个层面讨论了这些技术的应用范围和成效。
【关键词】煤矿；充填采煤；关键技术；应用
自100年前充填开采技术得到有效应用以来，在不断的发展过程中，这一煤矿开采技术已经在采矿工程中不断得到提升和进步，应用效果不断显现。在目前情况下，我国常采用的充填采煤技术主要有膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术和高水材料充填采煤技术等，这些技术旨在在采矿过程中，把遗留下来的固体废弃物进行填充，不但能够应对当下我国能源资源紧缺的现状，还能确保经济社会的可持续发展，促进绿色煤矿开采技术体系的构建。
一、煤矿充填采煤技术的必要性
（1）维持了采矿—充填的循环。煤矿的开采和充填二者是相辅相成的，如果没有开采就没有填充，同样如果没有填充也就无法开采，所以，就需要二者相互配合，同时进行。然而，人们的眼光通常只是局限在煤矿的开采上，导致当前煤矿业的开采实现了全面的机械化，这种高产与高效的开采方式更加激励人们以这样的方式持续经营煤矿行业，这样就忽视了填充技术的不断改革创新，所以，只有通过平衡开采—充填这个生产环节，才可以促使煤矿行业更好的实现持续发展。（2）加快了充填设备的创新。随着充填采煤技术的不断发展，一定会推动着充填设备的进一步创新，目前我国采矿业充填设备仍然很难跟上采矿技术是有目共睹的，如果采用充填采煤技术，可以加快推进充填设备的创新，能够促使充填设备和采矿技术健康发展，于此同时，外来充填设备在我国市场前景较好，采用充填技术促进我国充填设备的发展，能够开拓我国充填设备的市场占有率，进而增强我国充填设备的竞争力。（3）保护环境。煤矿充填采煤技术最主要的作用就是可以保护开采后的地形与环境不被损害。而煤矿开采对地表以及地下均会有着不同程度的破坏，诸如植被的破坏与水土流失等破坏的环境问题，充填技术可以把开采后的固体垃圾进行重复利用，与此同时，因为采矿资源的不断减少，涌现出了很多“三下”压煤，而充填采煤技术可以很好的开采这些资源。通过该技术不但能够增加了矿山的经济效益，而且又做到了绿色环保地开采，从根本上促进了采矿的可持续发展。（4）解决了以往充填材料的供需问题。通常煤矿具有很少的工业废弃物，全部填补采空区非常困难，所以，这些不但会给煤矿公司提高充填材料的成本，而且供需也会遇到困难，通过充填采煤技术可以很好的利用固体废弃物，能够填充采空区，降低了充填成本，不断可以确保了安全生产，而且又可以提高经济效益。
二、煤矿充填采煤的关键技术解析
（1）不稳定顶板充填技术。当完成充填采煤后，可以消除了周期来压，使得空顶距离对工作面的支撑压力不再是主要问题，如果一次充填宽度较大能够大幅增强充填效率，减少充填成本。然而对于稳定性不好的破碎顶板，通常建议实施掩护式支架技术，采用辅助干式码垛充填局部支撑，通过密闭挡墙来加压速凝充填等方面的不断研究探索，这样能够确保制作挡墙工人的安全，进一步扩大充填距离，进而处理了冒落废石阻挡料浆与上部空洞的充填接顶难题。（2）厚大煤层分层充填开采技术。现如今的充填采煤因为受到采煤方法与充填技术等多因素的制约，通常用于厚2.0m上下的中厚以下煤层进行开采，如果厚到特厚煤层的充填开采依然存在较大的困难。而就理论和技术而言，厚大煤层的充填开采通常不是问题，目前金属矿山的下向充填采矿技术已经发展成熟。因此，必须解决下面两个问题：首先是对于厚大煤层的开采，要允许减少产量，开展精细化分层开采；其次是是在分层充填采煤方法上，处理好上分层充填底板的快速加筋加强技术，这样可以使得这个充填分层作为下分层充填的安全顶板。（3）自流满管输送控制技术。煤炭满管输送指管道输送功能和连续搅拌制浆效果不掉一样，可以让搅拌桶或者缓冲槽中的料浆维持在一个平稳的动态液位，能够使得输入和流出量大致一致。当前，自流满管输送在理论和技术已经成熟，在既定输送能力的条件下，只要展开一项管道流阻环管试验与研究，就可以获得管道输送的水力坡度实测数值，通过该数值合理设计管径与料浆浓度，同时在充填系统设计当中增加一个满管输送控制单元就可以很好的解决。（4）挡墙快速制作技术。为了处理好随采随充的充填料浆封堵产生的问题，近水平或者缓倾斜煤层的充填采煤工作面通常沿倾向布置，仰采推进。通过这样布置的优势在于料浆接顶较好，而挡墙承受的料浆压力较低，这样工作面挡墙就可以不接顶。它的主要缺点是当煤层倾角较大时采煤机与刮板运输机工作不便利，煤炭非常容易滚落。（5）激发性速凝膨胀技术。性能良好的煤矿充填胶固料通常具备以下特点：首先是全面利用当地充填资源，对能够利用的充填料具备良好的适应性；其次是含水量要大，自流性要好，不分层与离析，同时泌水排水量要小；再次是凝固时间要短，早期强度要高，能够达到采充循环衔接的要求，同时充填体固化性质要稳定。最后是能够充分利用工业废渣或者废料，材料成本要低，具备市场竞争优势。以上特征这就决定了煤矿充填胶固料的多样性与适应性，要求按照矿山充填料的具体性质开展研发配制，目前的产品不一定适合。
三、煤矿充填采煤技术的应用
（1）充填系统组成。不同的充填采煤技术因为使用材料与充填工艺不相同，因此，系统组成也是不相同，通常均是由制备系统、输送系统以及工作面充填系统构成的。通过不同充填系统的组成能够反映出，高水材料充填通常不需要在地面建筑专门的制备站，也没有必要专门打钻孔，除此之外，都要求在地面建筑充填制备站，主要用于充填料的加工，同时需要有两套完备的制浆系统；通常固体充填不要求有专门泵送系统、支架以及后运输机是主要的制作设备。（2）地表变形分析。充填采煤的主要目标是将地表变形控制在允许范围之内，高效采出煤炭资源，不但要维持较高的采出率与生产规模，而且要在最大限度地降低覆岩与地表沉陷变形，让建筑物可以完好地保存与使用。通常均要求建筑物破坏程度限制在I级范围之内，能够让地表几乎不变形或者变形非常小。而建筑物受到开采影响的危害程度是由地表变形值的高低与建筑物本身的抵抗采动变形的能力所决定的。（3）充填采煤的社會效益。充填采煤技术的广泛运用，使得煤炭开采工艺新实现了真正的变革，这对整个社会的发展意义重大。煤矿采用充填开采技术，经过完全接顶把采空区充实，可以有效处理以往的顶板垮落、采空区回风、超前压力以及底板突水等现实问题，使得煤矿作业环境的安全程度大力提高；而充填以后建立的以充填体为主的覆岩支控系统，可以有效控制地表开采沉陷在建筑物允许值范围之内，增加煤炭资源采出率，完成了不搬迁采煤，全面解放村庄建筑物下、铁路下以及水体上下等煤炭资源，进一步延长矿井服务期限；通过充填开采消耗了许多的煤矸石与粉煤灰等工业废弃物，降低了占地与对环境的破坏，极大的推动了煤炭工业的循环发展。
我国煤矿的充填采煤技术主要是通过国外引进，当前，煤矿充填采煤技术是目前我国采煤挖矿的主要技术，同时也将是未来我国煤矿研究领域所要潜心研究并创新的主要技术。因为开采量的日益加大，煤矿充填采煤技术不但提高了“三下”煤矿开采的安全性，与此同时，煤矿开采过程中发生的坍塌与瓦斯爆炸等安全问题，均可以的到有效的制止。然而随着高产与高效采煤行业的高速发展，对煤矿的充填采煤技术也提出了更高的目标。
参 考 文 献
[1]王谦源.我国充填采煤的发展与关键技术[C].会议论文集.2009（3）
[2]王林堂.浅谈充填采煤技术[J].科技风.2011（6）：33～34
[3]叶常伟.煤矿充填采煤技术的应用[J].工程管理.2013（1）：44～45
【关键词】煤矿；充填采煤；关键技术；应用
自100年前充填开采技术得到有效应用以来，在不断的发展过程中，这一煤矿开采技术已经在采矿工程中不断得到提升和进步，应用效果不断显现。在目前情况下，我国常采用的充填采煤技术主要有膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术和高水材料充填采煤技术等，这些技术旨在在采矿过程中，把遗留下来的固体废弃物进行填充，不但能够应对当下我国能源资源紧缺的现状，还能确保经济社会的可持续发展，促进绿色煤矿开采技术体系的构建。
一、煤矿充填采煤技术的必要性
（1）维持了采矿—充填的循环。煤矿的开采和充填二者是相辅相成的，如果没有开采就没有填充，同样如果没有填充也就无法开采，所以，就需要二者相互配合，同时进行。然而，人们的眼光通常只是局限在煤矿的开采上，导致当前煤矿业的开采实现了全面的机械化，这种高产与高效的开采方式更加激励人们以这样的方式持续经营煤矿行业，这样就忽视了填充技术的不断改革创新，所以，只有通过平衡开采—充填这个生产环节，才可以促使煤矿行业更好的实现持续发展。（2）加快了充填设备的创新。随着充填采煤技术的不断发展，一定会推动着充填设备的进一步创新，目前我国采矿业充填设备仍然很难跟上采矿技术是有目共睹的，如果采用充填采煤技术，可以加快推进充填设备的创新，能够促使充填设备和采矿技术健康发展，于此同时，外来充填设备在我国市场前景较好，采用充填技术促进我国充填设备的发展，能够开拓我国充填设备的市场占有率，进而增强我国充填设备的竞争力。（3）保护环境。煤矿充填采煤技术最主要的作用就是可以保护开采后的地形与环境不被损害。而煤矿开采对地表以及地下均会有着不同程度的破坏，诸如植被的破坏与水土流失等破坏的环境问题，充填技术可以把开采后的固体垃圾进行重复利用，与此同时，因为采矿资源的不断减少，涌现出了很多“三下”压煤，而充填采煤技术可以很好的开采这些资源。通过该技术不但能够增加了矿山的经济效益，而且又做到了绿色环保地开采，从根本上促进了采矿的可持续发展。（4）解决了以往充填材料的供需问题。通常煤矿具有很少的工业废弃物，全部填补采空区非常困难，所以，这些不但会给煤矿公司提高充填材料的成本，而且供需也会遇到困难，通过充填采煤技术可以很好的利用固体废弃物，能够填充采空区，降低了充填成本，不断可以确保了安全生产，而且又可以提高经济效益。
二、煤矿充填采煤的关键技术解析
（1）不稳定顶板充填技术。当完成充填采煤后，可以消除了周期来压，使得空顶距离对工作面的支撑压力不再是主要问题，如果一次充填宽度较大能够大幅增强充填效率，减少充填成本。然而对于稳定性不好的破碎顶板，通常建议实施掩护式支架技术，采用辅助干式码垛充填局部支撑，通过密闭挡墙来加压速凝充填等方面的不断研究探索，这样能够确保制作挡墙工人的安全，进一步扩大充填距离，进而处理了冒落废石阻挡料浆与上部空洞的充填接顶难题。（2）厚大煤层分层充填开采技术。现如今的充填采煤因为受到采煤方法与充填技术等多因素的制约，通常用于厚2.0m上下的中厚以下煤层进行开采，如果厚到特厚煤层的充填开采依然存在较大的困难。而就理论和技术而言，厚大煤层的充填开采通常不是问题，目前金属矿山的下向充填采矿技术已经发展成熟。因此，必须解决下面两个问题：首先是对于厚大煤层的开采，要允许减少产量，开展精细化分层开采；其次是是在分层充填采煤方法上，处理好上分层充填底板的快速加筋加强技术，这样可以使得这个充填分层作为下分层充填的安全顶板。（3）自流满管输送控制技术。煤炭满管输送指管道输送功能和连续搅拌制浆效果不掉一样，可以让搅拌桶或者缓冲槽中的料浆维持在一个平稳的动态液位，能够使得输入和流出量大致一致。当前，自流满管输送在理论和技术已经成熟，在既定输送能力的条件下，只要展开一项管道流阻环管试验与研究，就可以获得管道输送的水力坡度实测数值，通过该数值合理设计管径与料浆浓度，同时在充填系统设计当中增加一个满管输送控制单元就可以很好的解决。（4）挡墙快速制作技术。为了处理好随采随充的充填料浆封堵产生的问题，近水平或者缓倾斜煤层的充填采煤工作面通常沿倾向布置，仰采推进。通过这样布置的优势在于料浆接顶较好，而挡墙承受的料浆压力较低，这样工作面挡墙就可以不接顶。它的主要缺点是当煤层倾角较大时采煤机与刮板运输机工作不便利，煤炭非常容易滚落。（5）激发性速凝膨胀技术。性能良好的煤矿充填胶固料通常具备以下特点：首先是全面利用当地充填资源，对能够利用的充填料具备良好的适应性；其次是含水量要大，自流性要好，不分层与离析，同时泌水排水量要小；再次是凝固时间要短，早期强度要高，能够达到采充循环衔接的要求，同时充填体固化性质要稳定。最后是能够充分利用工业废渣或者废料，材料成本要低，具备市场竞争优势。以上特征这就决定了煤矿充填胶固料的多样性与适应性，要求按照矿山充填料的具体性质开展研发配制，目前的产品不一定适合。
三、煤矿充填采煤技术的应用
（1）充填系统组成。不同的充填采煤技术因为使用材料与充填工艺不相同，因此，系统组成也是不相同，通常均是由制备系统、输送系统以及工作面充填系统构成的。通过不同充填系统的组成能够反映出，高水材料充填通常不需要在地面建筑专门的制备站，也没有必要专门打钻孔，除此之外，都要求在地面建筑充填制备站，主要用于充填料的加工，同时需要有两套完备的制浆系统；通常固体充填不要求有专门泵送系统、支架以及后运输机是主要的制作设备。（2）地表变形分析。充填采煤的主要目标是将地表变形控制在允许范围之内，高效采出煤炭资源，不但要维持较高的采出率与生产规模，而且要在最大限度地降低覆岩与地表沉陷变形，让建筑物可以完好地保存与使用。通常均要求建筑物破坏程度限制在I级范围之内，能够让地表几乎不变形或者变形非常小。而建筑物受到开采影响的危害程度是由地表变形值的高低与建筑物本身的抵抗采动变形的能力所决定的。（3）充填采煤的社會效益。充填采煤技术的广泛运用，使得煤炭开采工艺新实现了真正的变革，这对整个社会的发展意义重大。煤矿采用充填开采技术，经过完全接顶把采空区充实，可以有效处理以往的顶板垮落、采空区回风、超前压力以及底板突水等现实问题，使得煤矿作业环境的安全程度大力提高；而充填以后建立的以充填体为主的覆岩支控系统，可以有效控制地表开采沉陷在建筑物允许值范围之内，增加煤炭资源采出率，完成了不搬迁采煤，全面解放村庄建筑物下、铁路下以及水体上下等煤炭资源，进一步延长矿井服务期限；通过充填开采消耗了许多的煤矸石与粉煤灰等工业废弃物，降低了占地与对环境的破坏，极大的推动了煤炭工业的循环发展。
我国煤矿的充填采煤技术主要是通过国外引进，当前，煤矿充填采煤技术是目前我国采煤挖矿的主要技术，同时也将是未来我国煤矿研究领域所要潜心研究并创新的主要技术。因为开采量的日益加大，煤矿充填采煤技术不但提高了“三下”煤矿开采的安全性，与此同时，煤矿开采过程中发生的坍塌与瓦斯爆炸等安全问题，均可以的到有效的制止。然而随着高产与高效采煤行业的高速发展，对煤矿的充填采煤技术也提出了更高的目标。
参 考 文 献
[1]王谦源.我国充填采煤的发展与关键技术[C].会议论文集.2009（3）
[2]王林堂.浅谈充填采煤技术[J].科技风.2011（6）：33～34
[3]叶常伟.煤矿充填采煤技术的应用[J].工程管理.2013（1）：44～45