充填采煤技術(shù)發(fā)展探索

李光平

摘 要：所謂充填采煤，其實(shí)就是將煤矸石等固體廢棄材料作為充填材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，不僅可以使煤矸石的排放量得以降低，而且也可以使巖層移動(dòng)以及開采淪陷得到有效控制，從而使地面建筑物的安全和土地資源得到有效保護(hù)。充填采煤技術(shù)是一種綠色環(huán)保、回收率較高的礦井開采方式，能夠使煤礦作業(yè)更好地適應(yīng)其開采條件，特別是能夠有效地避免對(duì)地表的破壞。針對(duì)充填采煤技術(shù)的必要性進(jìn)行分析，進(jìn)而引申出充填采煤技術(shù)的社會(huì)效益以及充填采煤技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：充填采煤技術(shù)；必要性；發(fā)展

1 充填采煤技術(shù)的必要性

充填采煤技術(shù)，其實(shí)就是在采礦過程中，填充遺留下來(lái)的廢棄物，例如，黃沙、粉煤灰等。與此同時(shí)，開采“三下”壓煤，也就是建筑物下、鐵路下、水體下一些挖掘難度相對(duì)較大的煤礦，在綠色煤礦開采技術(shù)體系中，充填采煤技術(shù)發(fā)展著極其重要的作用。所以，隨著我國(guó)煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，充填采煤技術(shù)在當(dāng)前能源資源緊缺現(xiàn)狀下占據(jù)著重要地位，而且也是煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要手段。充填采煤技術(shù)的必要性大致可以劃分為以下幾方面內(nèi)容。

1.1 保護(hù)環(huán)境

利用充填采煤技術(shù)發(fā)揮最為直接的作用就是開采之后的地形、環(huán)境不會(huì)受到破壞。煤礦開采對(duì)于地表和地下都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響和損害，例如，植被的破壞、水土流失等問題，充填技術(shù)可以再利用開采之后的固體垃圾，與此同時(shí)，因?yàn)椴傻V資源不斷減少，涌現(xiàn)出較多的“三下”壓煤，充填采煤技術(shù)可以對(duì)這些資源進(jìn)行很好地開采。不僅可以使礦山的經(jīng)濟(jì)效益得以增加，而且也可以開采的綠色環(huán)保，進(jìn)而使采礦得到健康可持續(xù)發(fā)展。

1.2 解決了以往充填材料的供需問題

煤礦所產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物相對(duì)較少，想要完全填補(bǔ)采空區(qū)相對(duì)存在一定的難度。所以，不僅會(huì)使煤礦公司充填材料的成本不斷增加，而且供需方面也會(huì)出現(xiàn)困難。而充填采煤技術(shù)能夠?qū)@些固體廢棄物進(jìn)行有效利用，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行填充，不僅使充填成本得以降低，安全生產(chǎn)得到有效保障，而且其經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)得到全面提升。

1.3 維持了采礦-充填的循環(huán)

煤礦的開采和充填相互作用，相輔相成，沒有開采，填充也就無(wú)從談起，沒有填充，開采也就不可能實(shí)現(xiàn)。所以，要求兩者相互配合，共同進(jìn)行。然而，人們只是將眼光放在煤礦開采上，直到現(xiàn)在煤礦業(yè)的開采已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面機(jī)械化，這樣的高產(chǎn)高效開采方式，促使人們通過各種方式對(duì)煤礦行業(yè)繼續(xù)經(jīng)營(yíng)，但是對(duì)于填充技術(shù)的改革創(chuàng)新卻沒有引起足夠的重視。所以，只有使開采-充填這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)平衡，才能夠使煤礦行業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。

1.4 加快了充填設(shè)備的創(chuàng)新

隨著充填采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，充填設(shè)備必定會(huì)不斷創(chuàng)新，當(dāng)前中國(guó)采礦業(yè)充填設(shè)備與采礦技術(shù)之間存在著較大差距，這種差距十分突顯。采用充填采煤技術(shù)，不斷推進(jìn)充填設(shè)備的創(chuàng)新，使充填設(shè)備和采礦技術(shù)實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。與此同時(shí)，在我國(guó)，外來(lái)充填設(shè)備占據(jù)著一定的比例，通過充填技術(shù)使我國(guó)充填設(shè)備得到迅猛發(fā)展，把握機(jī)會(huì)吸取外來(lái)資金，進(jìn)而使我國(guó)充填設(shè)備市場(chǎng)得到有效開拓和發(fā)展，從而使充填設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力得到有效提升。

1.5 提高了經(jīng)濟(jì)效益

綜上所述，不管是充填材料的供需問題，還是充填設(shè)備的不斷創(chuàng)新，采用充填采煤技術(shù)最根本的原因就是使煤礦經(jīng)濟(jì)效益得以提升。通過充填技術(shù)，不僅可以使煤礦采出率以及礦區(qū)安全性得到提高，而且礦難的發(fā)生幾率也有所降低，在某種程度上，使煤礦的開采成本得以降低，進(jìn)而使煤礦的經(jīng)濟(jì)效益全面提升。

2 充填采煤的社會(huì)效益

充填采煤技術(shù)的推廣和應(yīng)用，使煤炭開采工藝得到了全新的變化和改革，具有較為深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。通過充填開采，在完全接頂?shù)幕A(chǔ)上，充實(shí)采空區(qū)，能夠使原來(lái)的頂板垮落、采空區(qū)回風(fēng)、超前壓力、底板突水等問題得到有效解決，作業(yè)環(huán)境的安全程度能夠在一定程度上得到全面提高；充填之后所形成的以充填體為主的覆巖支控體系，能夠針對(duì)地表開采沉陷在建筑物允許值范圍內(nèi)進(jìn)行有效控制，從而使煤炭資源采出率得到提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不搬遷采煤，使村莊建筑物下、鐵路下、水體上下煤炭資源得到充分解放，以使礦井服務(wù)年限得以延長(zhǎng)；充填開采使大量煤矸石、粉煤灰等工業(yè)廢棄物大量消耗，進(jìn)而使其占地以及對(duì)環(huán)境造成的污染得以減輕，從而是煤炭工業(yè)得到良性循環(huán)發(fā)展。

總而言之，在煤礦企業(yè)中廣泛運(yùn)用充填開采技術(shù)，可以使其經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益得到最大化提升，促使煤炭開采工藝的進(jìn)一步改革，推進(jìn)煤礦科技進(jìn)步，從而使煤礦企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而使開采更加綠色環(huán)保。

3 充填采煤的技術(shù)發(fā)展

3.1 充填采煤技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力

傳統(tǒng)的開采方式，使采空區(qū)的出水、發(fā)火以及上隅角的瓦斯超標(biāo)，當(dāng)前采空區(qū)大面積垮落導(dǎo)致涌出大量瓦斯等問題需要得到及時(shí)解決；“三下”礦井優(yōu)質(zhì)煤炭資源的回采應(yīng)該具有安全性和高效性，同時(shí)也需要有效地處理大量煤矸石以及城市垃圾；當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)有一些礦井呈現(xiàn)出衰老現(xiàn)象，伴隨著開采深度的不斷下延，開采成本隨之大幅度增加，并且會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的災(zāi)害，沒有較強(qiáng)的災(zāi)害控制方法，導(dǎo)致礦井無(wú)法承受進(jìn)一步開采等一系列問題，都可以利用充填采煤技術(shù)進(jìn)行全面有效地解決。在煤礦行業(yè)的效益增長(zhǎng)過程中，充填開采發(fā)揮著極其重要的作用，也標(biāo)志著我國(guó)煤礦開采的進(jìn)一步發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，充填開采方式得到了較大程度地推廣和應(yīng)用，充填開采技術(shù)也隨之體現(xiàn)出越來(lái)越重要的利用價(jià)值。

3.2 充填采煤技術(shù)發(fā)展目標(biāo)

充填開采技術(shù)的發(fā)展，在高效率、低成本、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上得以進(jìn)行。一些較為簡(jiǎn)單的充填技術(shù)設(shè)備，如膏體充填、超高水材料充填等，這樣的充填材料本身流動(dòng)性較強(qiáng)，通過管道運(yùn)輸，能夠很好地適應(yīng)仰斜開采，不過其充填效率不高。當(dāng)前，綜合機(jī)械化開采相配套技術(shù)在不斷探索和研究過程中，充填效率也因此會(huì)得到進(jìn)一步提升。

3.3 充填采煤技術(shù)發(fā)展方向

通過充填技術(shù)，巖層運(yùn)動(dòng)可以得到有效控制，因此，應(yīng)該進(jìn)一步探索和研究充填開采地表沉陷以及巖層破斷的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而可以使與地表沉陷和巖層運(yùn)動(dòng)控制要求相符合的開采理論和方法研究出來(lái)。從當(dāng)前充填開采實(shí)踐分析，煤礦開采的技術(shù)推廣受到充填采煤能力的限制，不能與高產(chǎn)高效的煤礦生產(chǎn)模式相匹配。究其原因，其實(shí)就是采煤工藝與充填工藝之間沒有形成有效地配合。因此，充填采煤能力的提升在今后將會(huì)是重要研究的內(nèi)容之一。

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