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[摘 要]当前我国能源供应仍处于紧张的局面，能源开采特别是煤炭资源开采带来的污染也日益严重，因此为了提高我国煤炭资源开采的利用效率以及环保性。本文针对当前我国矸石充填采煤中的实际情况，论述了矸石充填采煤方法，重点分析了矿压显现规律，以期在和广大同行交流的过程中，促进我国煤炭开采作业技术和水平的进步发展。
[关键词]矸石充填采煤；采场矿压；地表沉陷；规律分析
中图分类号：P536 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0055-01
前言
目前，煤炭资源仍然在我国能源供应中处于举足轻重的地位，煤炭资源的巨大需求也催生着煤炭开采业的不断发展。在科学发展观和可持续发展战略的形势下，我国煤炭开采业有必要进行资源利用效率和环境保护的研究工作，促使煤炭开采业的发展可以适应社会发展的要求。由于煤炭资源在改革开放几十年来的被大量开采，我国的煤炭资源储藏量也在逐渐缩小，为了提高煤炭资源的开采效率，矸石充填采煤技术逐渐被应用到煤炭资源开采作业中去，虽然取得了不错的应用效果，但是为了适应能源发展的新目标和新要求，本文针对当前我国矸石充填采煤中的实际情况，论述了矸石充填采煤方法，重点分析了矿压显现规律，以期在和广大同行交流的过程中，促进我国煤炭开采作业技术和水平的进步发展。
1、矸石充填采煤方法概述
随着煤炭开采业的不断进步发展，矸石充填采煤方法被广泛应用到我国的煤炭资源开采作业中。但是在实践中遇到了不同的实践情况和问题，因此为了提高矸石充填采煤方法的适应性和应用性，广大技术人员将矸石充填采煤方法发展为综采矸石充填采煤法和普采矸石填充采煤法，以上两种方法很好的适应了我国煤炭开采业的实际情况，在应用中也取得了不错的效果，以下将综采矸石充填采煤法和普采矸石填充采煤法分别介绍分析。
1.1 综采矸石充填采煤法
根据目前的煤炭开采情况，综采矸石充填采煤法是指在开采煤炭的作业的支架上安装矸石充填溜子，然后再矸石传输系统在溜子中运进充入矸石，并在开采工作中同时进行矸石充填和采煤作业的方法。在综采矸石充填采煤法的应用中，除了要保持矸石填充和采煤作业的同步性，还要保持好割煤、采煤作业区域和矸石充填溜子之间的实际距离，防止引起二者之间的冲突，并且技术工人要做好矸石运输系统的维护保养工作，因为在煤炭开采作业中，矸石会对运输系统造成很大的磨损，所以为了提高煤炭资源开采的效率，一定要科学合理的使用矸石运输系统，避免整个采煤作业的工作效率受到矸石充填作业的不利影响。在当前的矸石充填采煤方法中，综采矸石充填采煤方法和普采矸石充填采煤方法相比，主要区别是支架的后面没有设置掩护设备，也就是直接在短尾梁上面悬挂矸石充填溜子以便开采工人可以平直的进行割煤、采煤作业。
1.2 普采矸石充填采煤法
普采矸石充填采煤法是指在支架后面安装支撑装置的自动抛矸采煤方法，该方法一般被应用到煤矿的采空区域，在使用普采矸石充填方法的时候，后面的自动抛矸设备不仅可以自动化的抛扔矸石，还可以进行充填矸石的作业。普采矸石充填方法和综采矸石充填采煤方法相比较，可以保持矸石运输系统和运送煤炭系统平行运行，也就是不会互相干扰，因此这种方法在煤炭开采作业中可以取得更高的开采效率。尤其是在环境适应性上，由于普采矸石充填采煤方法对于自动化系统的应用，因而相对于综采矸石充填采煤法具有更好的采煤环境适应性，特别是在高位置的煤矿采空区域，普采矸石充填采煤方法能够实现更高的充实力度，保证采煤作业的安全和稳定。所以在我国目前的煤炭开采作业中，形成了普采矸石充填方法为主综采矸石充填方法为辅的局面，这两种方法的运用有力的提高了我国煤炭开采作业的工作效率。
2、矸石充填采煤中的矿压显现规律分析
通过以上两种采煤方法的分析，虽然这两种采煤方法在实践中提高了我国煤炭开采作业的工作效率，但是在对充填矸石的压实处理上都具有一定的局限性，无法沉底有效的完成充填矸石的压实处理要求。具体原因有很多，但主要是因为矸石具有膨胀易碎的特性，导致自身在充填的过程中会形成一定的空隙，这种空隙在沉淀以后会造成采空区域形成更大的空隙。虽然这种空隙无法避免的情况，但是通过有关研究分析可以适当控制这种空隙的程度，并减轻采矿区域地表下沉的程度。
2.1 矸石碎胀和压实处理
在对矸石实施多次碎胀性能的实验后，发现矸石会因为采煤地质条件的不一致从而在碎胀性能上表现出微小的不同。根据有关矸石碎胀和压实处理关系的分析，得出了矸石的强度性能参数是矸石碎胀性能的决定因素，也就是矸石的强度越高，那么矸石就越容易碎胀，因此就会在矸石充填过程中造成更大的空隙，因此在矸石强度和矸石充填的充实率之间存在负相关的关系。另一方面，研究也发现矸石的颗粒是否均匀也会对矸石充填效果产生一定程度的影响，也就是说矸石的颗粒均匀程度越高，那么矸石填充中的空隙就會越小，意味着矸石充填的充实率也就越高。以上研究分析对于提高矸石填充的充实率，减轻采矿区域地表下沉的程度具有重要参考价值。
2.2 采煤场矿压显现规律分析
研究采煤场矿压显现规律具有很高的实际意义，因为煤炭开采就是将原本处于地质结构中的矿产资源取出来，这种开采会破坏原本的地质结构，造成地层出现空隙并进而引起地表下沉等问题，非常不利于开采地区地质环境的保护工作，所以分析采煤场矿压显现规律具有紧迫性和必要性。
2.3 支架载荷理论分析
在目前的采煤作业中，一般煤矿开采单位都会在采空区域做好安全保护工作，通过安全支架等装置来防止地质塌方事故的出现。所以支架负荷理论的研究分析会对矿压显现规律分析工作具有基础作用，在具体的支架负荷理论分析中，要对煤矿开采高度、煤层开采深度以及支架的支撑能力进行计算分析，在计算分析和采煤作业的实践中，如果煤炭开采的高度增大、深度加深，那么支架就会承受更大的负荷，简而言之，采煤场的矿压越高，安全支架的载荷能力也就越大。
2.4 矿压显现规律
通过以上分析，可以看出矿压和安全支架的负荷能力呈正相关关系，也就是可以根据安全支架的负荷大小来推测出采煤场的矿压。但是这种方法具有测算不精确的缺点，因为安全支架的负荷能力不能完全体现整个采煤场巨大的矿压。在实践中，采煤场安全顶板和安全支架会随着采煤时间的延长而呈现出下降的趋势，所以根据有关矸石充填采煤地区的记录调查，发现在已经填充过的采空区域，顶板和安全支架的下降程度和没有填充处理的采空区域相比，下沉速度相对较高。因此有必要积极对采空区域进行矸石填充处理，并在一定程度上控制了采煤场的矿压。
2.5 地表下沉的研究分析
根据矿压显现规律，地表下沉的程度和矿压具有紧密的关系。具体而言，在对采煤场越高高度的开采和越深深度的开挖，那么矿压就会越大，而矿压越大采煤场地表下陷的程度也就会越大。所以为了防止地表下沉的程度，矸石充填采煤应用被积极应用推广。
通过以上分析研究，我们加深了煤炭资源开采方法重要性的认识，更意识到采煤作业中提高采煤效率，防止地表下沉和保护环境的重要意义。总而言之，通过本次矸石充填采煤中的矿压显现规律分析研究，广大煤炭开采工作应当在实践中积极探索，努力学习先进技术和方法，并结合实际中的新情况和新问题，促进我国煤炭开采作业水平和质量的提高，推动我国煤炭开采业的可持续发展。
参考文献
[1] 高玉军.矸石充填采煤中的矿压显现规律分析[J].科学探索.2012（5）.
[2] 张吉雄.煤矿矸石井下处理的研究[J].中国矿业大学学报.2011（2）.
[关键词]矸石充填采煤；采场矿压；地表沉陷；规律分析
中图分类号：P536 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0055-01
前言
目前，煤炭资源仍然在我国能源供应中处于举足轻重的地位，煤炭资源的巨大需求也催生着煤炭开采业的不断发展。在科学发展观和可持续发展战略的形势下，我国煤炭开采业有必要进行资源利用效率和环境保护的研究工作，促使煤炭开采业的发展可以适应社会发展的要求。由于煤炭资源在改革开放几十年来的被大量开采，我国的煤炭资源储藏量也在逐渐缩小，为了提高煤炭资源的开采效率，矸石充填采煤技术逐渐被应用到煤炭资源开采作业中去，虽然取得了不错的应用效果，但是为了适应能源发展的新目标和新要求，本文针对当前我国矸石充填采煤中的实际情况，论述了矸石充填采煤方法，重点分析了矿压显现规律，以期在和广大同行交流的过程中，促进我国煤炭开采作业技术和水平的进步发展。
1、矸石充填采煤方法概述
随着煤炭开采业的不断进步发展，矸石充填采煤方法被广泛应用到我国的煤炭资源开采作业中。但是在实践中遇到了不同的实践情况和问题，因此为了提高矸石充填采煤方法的适应性和应用性，广大技术人员将矸石充填采煤方法发展为综采矸石充填采煤法和普采矸石填充采煤法，以上两种方法很好的适应了我国煤炭开采业的实际情况，在应用中也取得了不错的效果，以下将综采矸石充填采煤法和普采矸石填充采煤法分别介绍分析。
1.1 综采矸石充填采煤法
根据目前的煤炭开采情况，综采矸石充填采煤法是指在开采煤炭的作业的支架上安装矸石充填溜子，然后再矸石传输系统在溜子中运进充入矸石，并在开采工作中同时进行矸石充填和采煤作业的方法。在综采矸石充填采煤法的应用中，除了要保持矸石填充和采煤作业的同步性，还要保持好割煤、采煤作业区域和矸石充填溜子之间的实际距离，防止引起二者之间的冲突，并且技术工人要做好矸石运输系统的维护保养工作，因为在煤炭开采作业中，矸石会对运输系统造成很大的磨损，所以为了提高煤炭资源开采的效率，一定要科学合理的使用矸石运输系统，避免整个采煤作业的工作效率受到矸石充填作业的不利影响。在当前的矸石充填采煤方法中，综采矸石充填采煤方法和普采矸石充填采煤方法相比，主要区别是支架的后面没有设置掩护设备，也就是直接在短尾梁上面悬挂矸石充填溜子以便开采工人可以平直的进行割煤、采煤作业。
1.2 普采矸石充填采煤法
普采矸石充填采煤法是指在支架后面安装支撑装置的自动抛矸采煤方法，该方法一般被应用到煤矿的采空区域，在使用普采矸石充填方法的时候，后面的自动抛矸设备不仅可以自动化的抛扔矸石，还可以进行充填矸石的作业。普采矸石充填方法和综采矸石充填采煤方法相比较，可以保持矸石运输系统和运送煤炭系统平行运行，也就是不会互相干扰，因此这种方法在煤炭开采作业中可以取得更高的开采效率。尤其是在环境适应性上，由于普采矸石充填采煤方法对于自动化系统的应用，因而相对于综采矸石充填采煤法具有更好的采煤环境适应性，特别是在高位置的煤矿采空区域，普采矸石充填采煤方法能够实现更高的充实力度，保证采煤作业的安全和稳定。所以在我国目前的煤炭开采作业中，形成了普采矸石充填方法为主综采矸石充填方法为辅的局面，这两种方法的运用有力的提高了我国煤炭开采作业的工作效率。
2、矸石充填采煤中的矿压显现规律分析
通过以上两种采煤方法的分析，虽然这两种采煤方法在实践中提高了我国煤炭开采作业的工作效率，但是在对充填矸石的压实处理上都具有一定的局限性，无法沉底有效的完成充填矸石的压实处理要求。具体原因有很多，但主要是因为矸石具有膨胀易碎的特性，导致自身在充填的过程中会形成一定的空隙，这种空隙在沉淀以后会造成采空区域形成更大的空隙。虽然这种空隙无法避免的情况，但是通过有关研究分析可以适当控制这种空隙的程度，并减轻采矿区域地表下沉的程度。
2.1 矸石碎胀和压实处理
在对矸石实施多次碎胀性能的实验后，发现矸石会因为采煤地质条件的不一致从而在碎胀性能上表现出微小的不同。根据有关矸石碎胀和压实处理关系的分析，得出了矸石的强度性能参数是矸石碎胀性能的决定因素，也就是矸石的强度越高，那么矸石就越容易碎胀，因此就会在矸石充填过程中造成更大的空隙，因此在矸石强度和矸石充填的充实率之间存在负相关的关系。另一方面，研究也发现矸石的颗粒是否均匀也会对矸石充填效果产生一定程度的影响，也就是说矸石的颗粒均匀程度越高，那么矸石填充中的空隙就會越小，意味着矸石充填的充实率也就越高。以上研究分析对于提高矸石填充的充实率，减轻采矿区域地表下沉的程度具有重要参考价值。
2.2 采煤场矿压显现规律分析
研究采煤场矿压显现规律具有很高的实际意义，因为煤炭开采就是将原本处于地质结构中的矿产资源取出来，这种开采会破坏原本的地质结构，造成地层出现空隙并进而引起地表下沉等问题，非常不利于开采地区地质环境的保护工作，所以分析采煤场矿压显现规律具有紧迫性和必要性。
2.3 支架载荷理论分析
在目前的采煤作业中，一般煤矿开采单位都会在采空区域做好安全保护工作，通过安全支架等装置来防止地质塌方事故的出现。所以支架负荷理论的研究分析会对矿压显现规律分析工作具有基础作用，在具体的支架负荷理论分析中，要对煤矿开采高度、煤层开采深度以及支架的支撑能力进行计算分析，在计算分析和采煤作业的实践中，如果煤炭开采的高度增大、深度加深，那么支架就会承受更大的负荷，简而言之，采煤场的矿压越高，安全支架的载荷能力也就越大。
2.4 矿压显现规律
通过以上分析，可以看出矿压和安全支架的负荷能力呈正相关关系，也就是可以根据安全支架的负荷大小来推测出采煤场的矿压。但是这种方法具有测算不精确的缺点，因为安全支架的负荷能力不能完全体现整个采煤场巨大的矿压。在实践中，采煤场安全顶板和安全支架会随着采煤时间的延长而呈现出下降的趋势，所以根据有关矸石充填采煤地区的记录调查，发现在已经填充过的采空区域，顶板和安全支架的下降程度和没有填充处理的采空区域相比，下沉速度相对较高。因此有必要积极对采空区域进行矸石填充处理，并在一定程度上控制了采煤场的矿压。
2.5 地表下沉的研究分析
根据矿压显现规律，地表下沉的程度和矿压具有紧密的关系。具体而言，在对采煤场越高高度的开采和越深深度的开挖，那么矿压就会越大，而矿压越大采煤场地表下陷的程度也就会越大。所以为了防止地表下沉的程度，矸石充填采煤应用被积极应用推广。
通过以上分析研究，我们加深了煤炭资源开采方法重要性的认识，更意识到采煤作业中提高采煤效率，防止地表下沉和保护环境的重要意义。总而言之，通过本次矸石充填采煤中的矿压显现规律分析研究，广大煤炭开采工作应当在实践中积极探索，努力学习先进技术和方法，并结合实际中的新情况和新问题，促进我国煤炭开采作业水平和质量的提高，推动我国煤炭开采业的可持续发展。
参考文献
[1] 高玉军.矸石充填采煤中的矿压显现规律分析[J].科学探索.2012（5）.
[2] 张吉雄.煤矿矸石井下处理的研究[J].中国矿业大学学报.2011（2）.