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摘要：煤炭作为我国社会生产的主要能源之一，随着社会生产速度的加快，对煤炭资源的需求量也与日俱增。为了保障我国工业以及经济的稳定发展，需加大对煤矿资源的开采力度。在前期的煤矿开采工作中，部分地表煤炭资源已经被全部开采并利用。因此，现阶段以深层资源的开采为主，随着开采力度的增大，开采区域地表沉陷的现象常发，这不仅会影响资源开展效率，还会对周边的生态环境构成一定威胁。而充填开采技术的应用则可有效控制煤矿开采的沉陷问题。因此，本文围绕充填开采技术的应用展开研究。
关键词：煤矿开采;充填;开采技术;地表沉陷
在煤矿开采过程难免会遇到地质沉陷问题，对周围建筑物的稳定性、自然生态环境会造成严重影响。在我国社会经济持续发展的背景下，对煤炭资源的需求量与日俱增。为保证煤炭开采的安全性，提升开采效率，需要采取科学有效的技术来控制煤矿开采沉陷问题。基于此，开展控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究就显得尤为必要。
1 煤矿开采沉陷造成的危害
煤矿开采沉陷指的是在煤矿开采中，原有地质结构被破坏引起的地质沉陷问题，此种问题对地面建筑物会造成较大程度的破坏。在煤矿开采之前，通常需要将地面建筑全部或者部分拆除，以避免发生煤矿开采沉陷问题，此种做法会大幅度提升煤矿开采的成本。此外，煤矿开采沉陷也会对周围的自然生态环境造成不同程度的影响，如果情况严重，甚至会引起地下水渗漏问题，引起不必要的安全事故。因此，煤矿开采单位必须高度重视煤矿开采沉陷的控制，通过一系列行之有效的技术和措施，降低煤矿开采沉陷造成的危害及影响。
2 煤矿开采沉陷部分充填开采可行性分析
煤层经过开采之后，地表会发生不同程度的位移，关键层就会充分体现控制功能，一旦失去控制效果，就极易引起地面沉陷。需对关键层进行有效保护，保证关键层的稳定性和牢固性，才能避免发生煤矿开采沉陷。而部分充填开采技术的主要应用机理为：在煤矿开采过程中，先对覆盖层的关键层具体位置进行分析判断，然后研究其发生破碎的特点，按照分析结果，合理设计条带开采，最后和其他部分充填开采技术相互结合，保证关键层的稳定性和煤矿开采的安全性。因此，在煤矿开采沉陷中应用部分充填开采技术是可行的。
3 几种常用的部分充填开采技术
部分填充技术在煤矿开采中的应用，主要是对覆岩主关键层进行控制，以此来防范煤矿开采沉陷问题的出现。该项工作建立在地质移动规律基础之上，对覆岩主关键层进行控制，能够及时发现潜在风险，并控制破裂现象，进而确保地表建筑物、生态环境的良性运转。不同于全部填充技术，部分填充开采技术对于材料需求量较小，且实际效果较好。唯一的差别是部分填充技术对人员专业知识及技能要求较高。如果技术水平达不到要求，将无法发挥填充作用。结合当前煤矿开采工作现状来看，受到诸多因素的影响，煤矿开采环境有所差别。因此选择的部分填充技术也应作出相应调整。具体来说：
3.1 条带采空区膏体填充技术
此种部分充填开采技术的主要机理为：在露天煤层开采过程中，通过膏体材料填充煤矿开采沉陷区域，填充物结合相间填充条带，作为覆岩层的支护架构，为充填开采提供良好的环节。大量控制煤矿开采沉陷实例和经验表明，采用此种部分充填开采技术时，需要严格控制煤矿开采沉陷充填宽度，保证充填宽度小于第一次破裂间距。当第一个工作面开采完成之后立即进行充填，然后进行第二工作面和第三个工作面的开采。等第三个工作面开采完成之后，再进行充填，简而言之，就是每隔一个工作面充填一次。此外，还要结合充填条带的实际情况，选择科学有效的加固处理技术，保证充填的膏体材料可以长时间发挥充填作用。目前在过煤矿开采沉陷控制处理中，常用的膏体充填技术有两种，一种是布置短臂条带充填技术，另一种布置长臂条带充填技术。无论哪种技术，均可以起到控制充填条带隔离距离的作用，主要是按照煤矿开采沉陷的范围及长度来选择。
3.2 覆岩离层分区隔离注浆充填技术
此项技术应用机理为：对岩层进行钻孔处理，通过移动岩层的方法，形成离层空洞，然后在空洞中充填注浆材料，从而达到提升岩层承载力和支撑力的效果。此种技术可大幅度提升煤矿开采中覆层的稳定性，避免发生煤矿开采沉陷问题。但应用难度略大，需要煤矿开采单位从覆岩离层量控制和离层位置控制两个方面入手，然后再结合煤矿开采区域的地质条件，合理选择充填技术。需要对煤矿开采沉陷的离层量、离层位置进行深入研究，以确定最佳的充填范围和充填时间。但通常情况下，不同关键层之间存在较大的离层量，可有效支持充填材料。所以在应用此项技术时，可在关键层初次断裂之间对隔离层进行分离处理，从而为注浆充填营造良好的空间和条件。但离层注浆并非完全的固态物质，需要人工搭设支撑结构，人工量比较大。
3.3 條带开采冒落区注浆充填
此种煤矿开采沉陷控制技术，通常会使采空区内部形成冒落区，一旦冒落区的承载力被架空，此时煤柱来承受上层荷载，当承受的荷载超过煤柱自身极限能力时，就会发生不同程度的变形，引起煤矿开采沉陷。注浆充填是解决此类煤矿开采沉陷的主要方法，通过地表钻孔的方式，将注浆材料充填到冒落层，以提升其承载力。可选择破碎的研石作为充填材料，此种材料在煤矿开采区域来源比较广泛，并且具有良好的环保性。
一般来说，条带开采会导致采空区及其上部岩层形成冒落区。如果冒落区失去承载力，将上部岩层的载荷集中到预留的煤柱上，对煤柱产生了过大的压力，进而导致煤柱发生形变。煤柱压缩形变，最终会导致地表沉陷。因此控制该问题的最佳技术就是对该区域进行注浆填充，对冒落层进行充填。在地表、井下通过钻孔方式，向冒落区进行注浆充填，促使其能够获取更强的承载能力。经过充填处理后，能够有效缩短条带预设宽度，进而促使煤矿开采量有效提升。在填充材料选择方面，可以选择破碎的研石，补充孔隙，既环保，且效果非常明显，能够有效分担荷载，从而降低地表沉陷程度。综合三种技术来看，部分填充仅针对采空区局部地区进行处理，凭借覆岩关键层结构、煤柱等能够防范开采塌陷情况的出现，从而削减填充任务量，进一步控制成本，为煤矿资源的开发奠定坚实的基础。随着煤矿资源开采的发展，相关主体还应加大对资金、人力的投入力度，研发更多新型填充技术，选择新型填充材料，提高资源利用率的同时，还能够为地层提供较强的支撑力，促使煤矿资源开采工作处于良性循环状态当中。
结论
根据上文所述，部分填充开采技术作为一项新型技术，是煤矿开采工作发展到一定阶段的产物，以其自身灵活性、经济性等优势成为煤矿资源开采持续发展不可缺少的一部分。因此在资源开采过程中，应从实际情况出发，坚持科学、合理原则，在煤炭资源开采之前，对地表、地下等情况进行充分考察，为后续工作顺利开展提供依据。另外，还应结合填充技术特点，进行针对性施工，促使技术能够最大限度上发挥积极作用，不断提高填充有效性，从而促进煤矿经济循环发展，为我国经济持续发展注入更多力量。
参考文献
[1]张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品，2012，（18）：158.
[2]缪协兴，巨峰，黄艳利，郭广礼.充填采煤理论与技术的新进展及展望[J].中国矿业大学学报，2015，（03）：391-399+429.
[3]王振海.煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用[J].技术与市场，2015.（06）：228+230.
关键词：煤矿开采;充填;开采技术;地表沉陷
在煤矿开采过程难免会遇到地质沉陷问题，对周围建筑物的稳定性、自然生态环境会造成严重影响。在我国社会经济持续发展的背景下，对煤炭资源的需求量与日俱增。为保证煤炭开采的安全性，提升开采效率，需要采取科学有效的技术来控制煤矿开采沉陷问题。基于此，开展控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究就显得尤为必要。
1 煤矿开采沉陷造成的危害
煤矿开采沉陷指的是在煤矿开采中，原有地质结构被破坏引起的地质沉陷问题，此种问题对地面建筑物会造成较大程度的破坏。在煤矿开采之前，通常需要将地面建筑全部或者部分拆除，以避免发生煤矿开采沉陷问题，此种做法会大幅度提升煤矿开采的成本。此外，煤矿开采沉陷也会对周围的自然生态环境造成不同程度的影响，如果情况严重，甚至会引起地下水渗漏问题，引起不必要的安全事故。因此，煤矿开采单位必须高度重视煤矿开采沉陷的控制，通过一系列行之有效的技术和措施，降低煤矿开采沉陷造成的危害及影响。
2 煤矿开采沉陷部分充填开采可行性分析
煤层经过开采之后，地表会发生不同程度的位移，关键层就会充分体现控制功能，一旦失去控制效果，就极易引起地面沉陷。需对关键层进行有效保护，保证关键层的稳定性和牢固性，才能避免发生煤矿开采沉陷。而部分充填开采技术的主要应用机理为：在煤矿开采过程中，先对覆盖层的关键层具体位置进行分析判断，然后研究其发生破碎的特点，按照分析结果，合理设计条带开采，最后和其他部分充填开采技术相互结合，保证关键层的稳定性和煤矿开采的安全性。因此，在煤矿开采沉陷中应用部分充填开采技术是可行的。
3 几种常用的部分充填开采技术
部分填充技术在煤矿开采中的应用，主要是对覆岩主关键层进行控制，以此来防范煤矿开采沉陷问题的出现。该项工作建立在地质移动规律基础之上，对覆岩主关键层进行控制，能够及时发现潜在风险，并控制破裂现象，进而确保地表建筑物、生态环境的良性运转。不同于全部填充技术，部分填充开采技术对于材料需求量较小，且实际效果较好。唯一的差别是部分填充技术对人员专业知识及技能要求较高。如果技术水平达不到要求，将无法发挥填充作用。结合当前煤矿开采工作现状来看，受到诸多因素的影响，煤矿开采环境有所差别。因此选择的部分填充技术也应作出相应调整。具体来说：
3.1 条带采空区膏体填充技术
此种部分充填开采技术的主要机理为：在露天煤层开采过程中，通过膏体材料填充煤矿开采沉陷区域，填充物结合相间填充条带，作为覆岩层的支护架构，为充填开采提供良好的环节。大量控制煤矿开采沉陷实例和经验表明，采用此种部分充填开采技术时，需要严格控制煤矿开采沉陷充填宽度，保证充填宽度小于第一次破裂间距。当第一个工作面开采完成之后立即进行充填，然后进行第二工作面和第三个工作面的开采。等第三个工作面开采完成之后，再进行充填，简而言之，就是每隔一个工作面充填一次。此外，还要结合充填条带的实际情况，选择科学有效的加固处理技术，保证充填的膏体材料可以长时间发挥充填作用。目前在过煤矿开采沉陷控制处理中，常用的膏体充填技术有两种，一种是布置短臂条带充填技术，另一种布置长臂条带充填技术。无论哪种技术，均可以起到控制充填条带隔离距离的作用，主要是按照煤矿开采沉陷的范围及长度来选择。
3.2 覆岩离层分区隔离注浆充填技术
此项技术应用机理为：对岩层进行钻孔处理，通过移动岩层的方法，形成离层空洞，然后在空洞中充填注浆材料，从而达到提升岩层承载力和支撑力的效果。此种技术可大幅度提升煤矿开采中覆层的稳定性，避免发生煤矿开采沉陷问题。但应用难度略大，需要煤矿开采单位从覆岩离层量控制和离层位置控制两个方面入手，然后再结合煤矿开采区域的地质条件，合理选择充填技术。需要对煤矿开采沉陷的离层量、离层位置进行深入研究，以确定最佳的充填范围和充填时间。但通常情况下，不同关键层之间存在较大的离层量，可有效支持充填材料。所以在应用此项技术时，可在关键层初次断裂之间对隔离层进行分离处理，从而为注浆充填营造良好的空间和条件。但离层注浆并非完全的固态物质，需要人工搭设支撑结构，人工量比较大。
3.3 條带开采冒落区注浆充填
此种煤矿开采沉陷控制技术，通常会使采空区内部形成冒落区，一旦冒落区的承载力被架空，此时煤柱来承受上层荷载，当承受的荷载超过煤柱自身极限能力时，就会发生不同程度的变形，引起煤矿开采沉陷。注浆充填是解决此类煤矿开采沉陷的主要方法，通过地表钻孔的方式，将注浆材料充填到冒落层，以提升其承载力。可选择破碎的研石作为充填材料，此种材料在煤矿开采区域来源比较广泛，并且具有良好的环保性。
一般来说，条带开采会导致采空区及其上部岩层形成冒落区。如果冒落区失去承载力，将上部岩层的载荷集中到预留的煤柱上，对煤柱产生了过大的压力，进而导致煤柱发生形变。煤柱压缩形变，最终会导致地表沉陷。因此控制该问题的最佳技术就是对该区域进行注浆填充，对冒落层进行充填。在地表、井下通过钻孔方式，向冒落区进行注浆充填，促使其能够获取更强的承载能力。经过充填处理后，能够有效缩短条带预设宽度，进而促使煤矿开采量有效提升。在填充材料选择方面，可以选择破碎的研石，补充孔隙，既环保，且效果非常明显，能够有效分担荷载，从而降低地表沉陷程度。综合三种技术来看，部分填充仅针对采空区局部地区进行处理，凭借覆岩关键层结构、煤柱等能够防范开采塌陷情况的出现，从而削减填充任务量，进一步控制成本，为煤矿资源的开发奠定坚实的基础。随着煤矿资源开采的发展，相关主体还应加大对资金、人力的投入力度，研发更多新型填充技术，选择新型填充材料，提高资源利用率的同时，还能够为地层提供较强的支撑力，促使煤矿资源开采工作处于良性循环状态当中。
结论
根据上文所述，部分填充开采技术作为一项新型技术，是煤矿开采工作发展到一定阶段的产物，以其自身灵活性、经济性等优势成为煤矿资源开采持续发展不可缺少的一部分。因此在资源开采过程中，应从实际情况出发，坚持科学、合理原则，在煤炭资源开采之前，对地表、地下等情况进行充分考察，为后续工作顺利开展提供依据。另外，还应结合填充技术特点，进行针对性施工，促使技术能够最大限度上发挥积极作用，不断提高填充有效性，从而促进煤矿经济循环发展，为我国经济持续发展注入更多力量。
参考文献
[1]张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品，2012，（18）：158.
[2]缪协兴，巨峰，黄艳利，郭广礼.充填采煤理论与技术的新进展及展望[J].中国矿业大学学报，2015，（03）：391-399+429.
[3]王振海.煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用[J].技术与市场，2015.（06）：228+230.