山西臨縣華燁煤業(yè)有限公司 山西 呂梁 033200

引言

礦井在開采過程中存在著諸多問題，而對礦井生產(chǎn)影響最大的就是礦井的開采沉陷問題，在很多礦井生產(chǎn)中都很常見。為了確保采掘工作正常進(jìn)行，采掘部門應(yīng)充分重視采掘過程中的沉陷區(qū)充填問題，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，并減少許多不良現(xiàn)象的發(fā)生，如地基塌陷。

一、采煤塌陷對礦山的危害

采煤沉陷是指在煤礦開采過程中，由于原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞而引起地面建筑物嚴(yán)重破壞的一種地質(zhì)沉陷。為防止煤炭開采沉陷，一般在煤礦開采前，必須拆除地面上全部或部分建筑物，這將大大增加煤礦的開采成本。此外，采煤塌陷還會(huì)對周邊自然生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響。嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致地下水滲漏，造成不必要的安全事故。因此，煤礦企業(yè)必須高度重視煤礦塌陷的防治工作，并采取一系列有效的技術(shù)措施，降低塌陷的危害和影響。

二、煤礦開采沉陷部分充填開采可行性分析

開采之后，地表會(huì)出現(xiàn)不同程度的位移，主層次充分體現(xiàn)了控制功能。失去控制，就容易引起地面塌陷。為了避免礦井塌陷，必須對其進(jìn)行有效的保護(hù)，確保其穩(wěn)定可靠。局部性充填開采技術(shù)的主要應(yīng)用機(jī)理是在煤礦開采過程中，對重要層蓋層的具體位置進(jìn)行分析判斷，研究其破碎特性，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行條狀充填開采設(shè)計(jì)，最后與其他局部性充填開采技術(shù)相結(jié)合，以確保重要層蓋層的穩(wěn)定和煤礦的安全生產(chǎn)。因此，在煤礦開采中采用部分填埋工藝是可行的。

三、充填開采的基本工藝原理

簡言之，充填采礦技術(shù)就是利用一定類型的礦漿對陷落礦區(qū)進(jìn)行充填，從而有效地保證采礦過程的安全。在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)了充填采礦的多種技術(shù)手段和方法。在這些工藝中最典型的是漿液充填，低濃度和高濃度工藝。對不同位置的充填沉陷區(qū)，應(yīng)著重處理好冒落區(qū)和采空區(qū)。一般來說，在充填過程中，如果有采空區(qū)，相關(guān)人員應(yīng)采用高濃度膠體；反之，如果有冒泥現(xiàn)象，則可采用注漿礫石充填相應(yīng)區(qū)域，這主要是因?yàn)槟承┑蜐舛鹊姆悄z體由于其綜合性能，在高層建筑地區(qū)非常適用。為保證煤礦開采的正常進(jìn)行，井下工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，將高濃度的礦漿充填于原有空腔內(nèi)，有效地將空腔內(nèi)上側(cè)覆蓋。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在煤炭開采過程中，煤炭開采的數(shù)量和充填開采的數(shù)量之間存在著非常密切的關(guān)系，二者對采礦活動(dòng)的影響非常大。煤層充填部分的關(guān)鍵在于采空區(qū)的沉陷充填量及煤層大小，能夠起到很好的預(yù)防煤層沉陷的作用。

四、部分開采技術(shù)

1.覆巖離層區(qū)隔離注漿充填工藝

目前，我國大部分煤礦在開采過程中，覆巖層往往位于關(guān)鍵層之下，相鄰關(guān)鍵層之間發(fā)生斷裂。對傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則的有效利用，也為找出有效的涂膜實(shí)際位置和分離量提供了有效的數(shù)據(jù)。注水時(shí)間的嚴(yán)格控制，用該方法可以確定注水質(zhì)量是否滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這段時(shí)間是關(guān)鍵層接近首次破裂時(shí)的最好時(shí)機(jī)。這是因?yàn)楣茏右婚_始破裂的時(shí)候，管子的內(nèi)側(cè)距離很遠(yuǎn)，很容易注水。

關(guān)鍵層的首次斷裂引起了人們的廣泛關(guān)注。灌漿過程中，由于注漿腔在灌漿過程中先破洞，很容易造成灌漿效果不理想，使灌漿過程不能起支撐作用。為了解決這個(gè)問題，提出了一種覆蓋層離層灌漿技術(shù)。技術(shù)原理比較簡單。采用最大跨距法對關(guān)鍵層首次破碎進(jìn)行工作面劃分。采用間歇跳汰法，也可在不同隔離層間灌注礦漿，以保證關(guān)鍵層支護(hù)的穩(wěn)定性。

2.采空區(qū)填膏技術(shù)

所謂膏狀充填采空區(qū)，是指采空區(qū)頂板冒落前，用相應(yīng)的膏狀材料對采空區(qū)進(jìn)行局部充填。在使用構(gòu)件填充皮帶時(shí)，皮帶間應(yīng)保持一致，并能很好地支撐表皮。為有效防治地表塌陷，不僅要保證各充填帶的長期穩(wěn)定，還要使未充填采空區(qū)的實(shí)際寬度小于其覆蓋關(guān)鍵層的第一破斷距離，以充分發(fā)揮膏條充填技術(shù)在實(shí)際開采中的作用。采空區(qū)膏條充填技術(shù)一般分為兩種模式。一個(gè)是長臂條帶充填開采模式，在這種模式下，工作面可以進(jìn)行長臂條帶改造，其主要推進(jìn)方向是在不同的采空區(qū)建立相同的充填開采帶；另一個(gè)是短壁條帶充填開采模式，需要后續(xù)相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際開采情況，進(jìn)行短壁條帶的開采。一邊填滿后，另一邊要填滿。這一工藝因其簡單易行，已廣泛應(yīng)用于許多煤礦。

3.條狀灌漿充填采煤冒落區(qū)

當(dāng)前，國內(nèi)煤礦開采多采用帶狀開采技術(shù)，使采空區(qū)與上部巖層形成一個(gè)較大的噴流區(qū)，而上部巖層則承受不了重力和荷載，因此上部巖層的荷載集中在同一方向，最終集中在煤柱上。如果荷載作用過大，就會(huì)超過柱體的最大荷載，從而出現(xiàn)柱體的變形、破壞等問題。因此，噴射區(qū)域的注水灌注技術(shù)必須有效。首先在地面、井下等處鉆一孔，沿孔向噴射區(qū)注水，以達(dá)到充填效果；最后注水結(jié)束后，可使落區(qū)保持結(jié)實(shí)，還能起到抗新負(fù)荷的作用。具體地說：冒落區(qū)注水充填具有堅(jiān)固的作用；實(shí)用型填料為石柱提供側(cè)向力，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)寬度控制。其填充會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而實(shí)現(xiàn)石柱本身的分載，有效地控制石柱沉積。在此基礎(chǔ)上，采用實(shí)心填料，可起到有效的保護(hù)作用，也可保證石柱、基巖等的穩(wěn)定與安全。

五、結(jié)束語

因此，在我國有效控制煤炭占補(bǔ)平衡技術(shù)具有重要意義。為了科學(xué)、有效地解決地質(zhì)敵占區(qū)的問題，必須對上述技術(shù)進(jìn)行深入研究和分析。結(jié)合實(shí)際開采條件，選擇合適的充填工藝；這樣既保證了正常的開采，又避免了對結(jié)構(gòu)的較大破壞，從而使源頭得到了很好的保護(hù)，可持續(xù)發(fā)展的思想在實(shí)際的煤礦開采工作中得以貫徹。煤礦企業(yè)掌握這些充填技術(shù)，可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，對企業(yè)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。