浅析煤矿膏体充填绿色开采技术

浅析煤矿膏体充填绿色开采技术

【摘要】煤矿膏体充填技术是一种新型的绿色环保技术，能实现煤矿的高产高效和环境保护。本文介绍了煤矿膏体充填的特点，重点阐述了膏体充填采煤的关键技术和膏体充填采煤技术应用前景，对于煤矿的开采技术来说有一定的参考价值。

【关键词】膏体充填煤矿绿色开采

煤矿膏体充填，就是指把煤矿周围的矸石、粉煤灰、工业产生的炉渣、城市排出的固体垃圾及胶结料等固体废物通过地面加工制作成“无临界流速、不需要脱水”的膏状浆体，在重力或泵压的作用下对工作面支架后方的采空区进行充填而形成必要的人工支撑体系，把采煤引起的地表移动控制在建筑物允许的范围内，实现不迁村采煤的方法。煤矿膏体充填料浆是一种利用矸石、粉煤灰等固体废物制作的，适合管道输送的、低成本的、特殊“混凝土”或特殊“砂浆”。在煤矿企业中应用膏体充填技术，可以实现煤矿的低碳运行及绿色开采。而且，固体废物膏体充填开采把矸石等固体废物的利用，与控制采煤工作面顶底板岩层破坏，减少开采沉陷，保护地面建构物有效的结合起来，具有提高资源采出率、增强矿井安全保障度、保护矿区生态环境的鲜明特性的绿色开采核心技术，也是我国煤炭工业科技发展的主要方向。

1 煤矿膏体充填的特点

膏体充填最早是1979年在德国格伦德金属矿发展起来的；国内金川有色金属公司1989年开始试验膏体充填；膏体充填已经在世界金属矿山开采和尾矿处理等方面得以比较广泛的应用，一年一度的世界膏体充填研讨会已经召开13次。国内外金属矿山膏体充填技术研究成果，对我国煤矿发展膏体充填有重要参考借鉴价值，但是，以解放“三下一上”压煤为主要目的的煤矿膏体充填与金属矿山膏体充填有重要的区别。与金属矿山膏体充填比较，解放“三下一上”压煤的煤矿膏体充填开采主要特点是：

（1）充填的主要目的是减沉。

（2）充填与采煤同在一个工作面，充填体构筑方法不同于金属矿山，煤矿需要发展专门膏体充填隔离支架。

（3）充填材料强度性能要求不同，煤矿充填以后数小时后就要求充填体承载，否则，影响采煤面产量。

（4）煤矿膏充填原料主要是煤矸石、坑口电厂低质粉煤灰等，材料品质差，质量波动大。

2 膏体充填采煤的关键技术

2.1 膏体充填岩层控制规律

膏体充填改变了垮落法采场矿压规律，正常膏体充填直接顶板不垮落，老顶不出现周期性破断，采场相当于移动的开切眼，顶板只有裂缝带和弯曲下沉带，甚至只有弯曲下沉带。膏体充填采煤控制地表沉陷的关键是控制好工作面采煤区和待充填区上方的直接顶板和下位基本顶板。膏体充填采煤可以利用直接顶板下沉预计地面开采沉陷。

2.2 膏体充填材料

（1）膏体充填材料早期强度是指充填材料8h～1d龄期抗压强度。早期强度的作用：保持充填体自稳定；支撑直接顶板岩石重量；适应老顶变形的附加应力。

（2）膏体充填材料后期强度是指28d强度。支撑上覆岩土层重量。膏体充填体依靠的是密实度、三向抗压强度，而不是单向抗压强度支撑上覆岩土层重量；厚煤层假顶或假底作用，控制支架插入量。

（3）膏体胶结料。SL膏体胶结料为一种以钢厂水淬渣为基材的复合材料，具有早期强度高、亲泥特性好等特点，可以和各种含泥高的低质充填原材料良好凝固，为膏体充填面快速推进创造了条件。

2.3 煤矿膏体充填工艺

我国煤矿企业已经初步形成了一套适合煤矸石膏体充填工艺技术，主要特点是：

（1）采用批次搅拌，搅拌电流监测等，保证每批次料浆在允许变化范围内，不合格料及时处理，适应煤矿膏体充填原材料质量波动大的需要。

（2）逐渐引入膏体输送管道状态监测与控制，提高了系统保障与事故快速处理能力。

（3）开发出煤矿膏体充填计算机控制系统和特殊管件产品。

膏体充填采煤工艺为采用整体式充填液压支架时，膏体充填采煤过程：采煤—充填—凝固；采煤—隔离—充填—凝固，为了提高产量，通常布置2个工作面轮采。

3 膏体充填采煤技术应用前景

随着我国社会经济的飞速发展，铁路、城镇和工业占地面积迅速增加，“三下”压煤量上升的势头十分强劲。利用煤矿固体废弃物进行井下充填，可以避免地面排放造成的环境污染，同时可以减少地表沉陷，是解放“三下” 压煤的重要

途径。煤矿膏体充填主要应用于“三下一上”，效益体现在：（1）扩大开采范围，提高采出率，多回收煤炭资源；（2）沿空留巷，节省巷道掘进与支护费用；（3）变短壁条带面为长壁膏体充填工作面，并可以实行往复式开采，减少工作面搬家次数和搬家距离，节省工作面搬家费用；（4）相对节省准备开拓巷道工程与费用；（5）减少固体废物堆放占用土地和处理费用；（6）减少排水费用；（7）减少底板注浆改造底板钻孔工程量和工程费用；（8）有效防止采空区漏风、自燃，方便瓦斯治理，节省相关安全工程费用。随着人们对环境保护和可持续发展认识的提高，“绿色开采”、“洁净生产”和“绿色矿区”已成为当前的研究热点。膏体充填采煤在4个方面凸显出优势：充填骨料可以就地取材，以煤矸石和粉煤灰作充填骨料，既解决了充填原料的来源，又可降低充填成本，减小固体废弃物污染；井下充填不需脱水或微量脱水，工作面充填工序简单，井下污染小；充填体早期强度高，有利于对覆岩的有效控制和机械化采煤的快速推进；充填成本低。膏体充填采煤技术实现了矿山开采无废无害、资源开发安全高效，是矿山实现全面绿色开采的有效途径。尤其是当前“三下”采煤越来越受到人们关注和重视的情况下，膏体充填采煤在技术和经济方面的优势必将愈显突出。

4 结语

总之，随着社会的发展需要，我国煤炭开采已经由最初的追求产量到现代的保护性开采转变，膏体充填开采技术作为一种绿色的、保护的采矿技术，不仅有效的解决了“三下一上”的开采问题，而且也使固体废物得到了充分的利用，实现了变废为宝的转变。不仅促进了煤炭行业的经济发展，也有效的保证了煤矿企业的环境，真正实现了经济与环保的共赢。相信在未来的煤炭工业的发展过程中，膏体充填技术将会在煤矿充填开采中发挥出更加重要的作用。

参考文献：

[1]邹友峰，邓喀中，马伟民.矿山开采沉陷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]郭振华，周华强.村庄下膏体充填采煤控制地表沉陷的研究[D].徐州：中国矿业大学，2008.

[3]刘明.膏体充填开采控制地表沉陷影响因素研究[D].青岛：山东科技大学，2008.

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应 用探讨 摘要：采矿工程是人类获取地下资源的一项重要活动，然而，传统的开采方法存在着资源浪费、环境污染和安全隐患等问题。为了解决这些问题，条带膏体充填采矿技术应运而生。该技术通过在采空区或已采空的区域填充胶结材料，实现了资源的高效利用、环境的保护以及采矿过程中的安全性提升。基于此，本文章对采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用进行探讨，以供参考。 关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用 引言 带膏体充填采矿技术通过使用胶结材料填充采空区域，提高了采矿效率、改善了矿山环境，是一种具有潜力的矿山开采方法。随着科学技术的不断进步和研究的深入，带膏体充填采矿技术有望在未来得到更广泛的应用和发展。 1带膏体充填采矿技术概述 1.1定义 带膏体充填采矿技术（Paste backfill mining technology）是一种在开采过程中利用胶结材料填充采空区或者已经采空区域的采矿方法。该技术使用浆体（含水）材料替代传统挖掘材料进行采矿，具有提高采矿效率、改善矿山环境和资源有效利用等优点。本文将对带膏体充填采矿技术进行概述，讨论其原理、应用领域以及未来的发展趋势。 1.2优势 带膏体充填采矿技术相对于传统的采矿方法具有多项优势。首先，它可以提高采矿效率。通过使用浆体填充采空区，能够提高下一次开采的回收率，从而有

效地利用了矿石资源。其次，该技术可以改善矿山环境。填充采矿方法能够减少 地表沉陷、防止水体受到污染，并且减少开采所产生的粉尘和噪音等环境问题。 此外，带膏体充填采矿技术还可以提高煤矿、金矿等有害气体的析出率，并降低 工业废料和尾矿的产生。 1.3局限性 带膏体充填采矿技术也存在着一定的局限性。首先，这种技术需要占用大量 的水资源，因此在水资源稀缺的地区使用可能会受到限制。其次，对于一些具有 高渗透性的地层，浆体可能会流失，导致填充效果不佳。最后，胶结材料的选择 和配方问题可能会影响浆体的凝固强度和稳定性。 2条带膏体充填采矿技术的应用领域 2.1地下矿井中的应用 金矿：条带膏体充填采矿技术在金矿中的应用被广泛采纳。通过将胶结材料 填充入采空区，可以实现金矿开采过程的资源高度回收率、保护地表环境和防止 水体污染。 铜矿：铜矿是另一个适合应用条带膏体充填采矿技术的矿种。该技术可以有 效降低开采引起的地表沉陷，控制边坡稳定性，并提高铜矿资源利用率。 锌矿：条带膏体充填采矿技术在锌石矿山中也有广泛应用。该技术可以减轻 对水资源的需求，提高矿石的回收率，并且能够将尾矿转化为有价值的胶结材料，实现资源的循环利用。 铀矿：条带膏体充填采矿技术在铀矿开采中的应用也具有潜力。将浆体注入 采空区可以有效控制辐射物质的扩散，并减少对环境的污染。 2.2露天矿中的应用 煤矿：在煤矿采矿过程中应用条带膏体充填技术可以实现挤出矸石的填充效果，提高采矿效率和矸石的回收率；同时，通过填充遗址可以减少地表沉陷和改 善环境。

浅析煤矿膏体充填绿色开采技术

浅析煤矿膏体充填绿色开采技术 【摘要】煤矿膏体充填技术是一种新型的绿色环保技术，能实现煤矿的高产高效和环境保护。本文介绍了煤矿膏体充填的特点，重点阐述了膏体充填采煤的关键技术和膏体充填采煤技术应用前景，对于煤矿的开采技术来说有一定的参考价值。 【关键词】膏体充填煤矿绿色开采 煤矿膏体充填，就是指把煤矿周围的矸石、粉煤灰、工业产生的炉渣、城市排出的固体垃圾及胶结料等固体废物通过地面加工制作成“无临界流速、不需要脱水”的膏状浆体，在重力或泵压的作用下对工作面支架后方的采空区进行充填而形成必要的人工支撑体系，把采煤引起的地表移动控制在建筑物允许的范围内，实现不迁村采煤的方法。煤矿膏体充填料浆是一种利用矸石、粉煤灰等固体废物制作的，适合管道输送的、低成本的、特殊“混凝土”或特殊“砂浆”。在煤矿企业中应用膏体充填技术，可以实现煤矿的低碳运行及绿色开采。而且，固体废物膏体充填开采把矸石等固体废物的利用，与控制采煤工作面顶底板岩层破坏，减少开采沉陷，保护地面建构物有效的结合起来，具有提高资源采出率、增强矿井安全保障度、保护矿区生态环境的鲜明特性的绿色开采核心技术，也是我国煤炭工业科技发展的主要方向。 1 煤矿膏体充填的特点 膏体充填最早是1979年在德国格伦德金属矿发展起来的；国内金川有色金属公司1989年开始试验膏体充填；膏体充填已经在世界金属矿山开采和尾矿处理等方面得以比较广泛的应用，一年一度的世界膏体充填研讨会已经召开13次。国内外金属矿山膏体充填技术研究成果，对我国煤矿发展膏体充填有重要参考借鉴价值，但是，以解放“三下一上”压煤为主要目的的煤矿膏体充填与金属矿山膏体充填有重要的区别。与金属矿山膏体充填比较，解放“三下一上”压煤的煤矿膏体充填开采主要特点是： （1）充填的主要目的是减沉。 （2）充填与采煤同在一个工作面，充填体构筑方法不同于金属矿山，煤矿需要发展专门膏体充填隔离支架。 （3）充填材料强度性能要求不同，煤矿充填以后数小时后就要求充填体承载，否则，影响采煤面产量。 （4）煤矿膏充填原料主要是煤矸石、坑口电厂低质粉煤灰等，材料品质差，质量波动大。 2 膏体充填采煤的关键技术

煤矿膏体充填开采工艺的探讨

煤矿膏体充填开采工艺的探讨 摘要：工艺方法的实施是煤矿膏体充填开采的重要组成部分，研究其相关课题 有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了煤矿膏体充填开采技术应 用的优势，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就膏体充填开采技术应 用要点展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。 关键词：煤矿膏体；充填；开采；工艺 1前言 煤矿膏体充填开采是一项实践性较强的综合性工作，其工艺方法的特殊性不 言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对煤矿膏体充填开采工艺的分析与掌 控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项开采工作的最终整体效果。 2概述 20世纪60年代抚顺胜利煤矿采用水砂充填技术开采出了保护煤柱，虽然获 得了较好的开采效果，但是成本高、工艺复杂，限制了该技术的普及。直至20 世纪80年代，膏体充填技术由于其有效解决了水砂充填过程中存在的泌水问题，须建立隔排水系统等问题，该材料是牙膏状浆体，不仅不会发生泌水现象，而且 可以在流速较低的情况下正常泵送，大大提高了充填效率，故其在煤矿生产中的 应用越来越广泛。充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，也是解决建筑 物下大量压煤开采的重要途径。其中膏体充填技术与钱鸣高院士提出的绿色开采 理论相符，可有效防止采空区的塌陷，提高开采安全，能够有效控制开采过程中 顶板的稳定性，防止溃砂溃水和顶板事故，防止矿井重特大事故的发生。 3煤矿膏体充填开采技术应用的优势 3.1稳定性更强 充填开采技术的应用中充填材料的性质与充填开采作业的效果是具有直接关 系的，膏体充填开采主要是使用矸石粉、粉煤灰、胶固料、矿井水等混合形成的 膏体作为填充材料，通过膏体的凝结发挥出充填支撑的作用，膏体材料往往能够 具有较强的稳定性，这对于防止分层、离析等问题的发生是具有着良好效果的。 膏体充填材料的强稳定性与其充填料浆的高浓度是有很大关系的，传统充填技术 中所使用的充填料浆浓度最高只能达到65%，普遍属于低浓度充填料浆，而膏体 充填开采技术中所使用的充填料浆的质量浓度一般都可达到75%-82%的水平，如 配合骨料的使用甚至可达到88%，高质量浓度也赋予了膏体充填材料较强的屈服 切应力和塑性粘度，在同一横截面上浆体流动速度为常数，浓度、流速基本不会 发生改变，因此稳定性更高。 3.2抗错位变形能力更强 充填材料的可塑性对于其错位变形的抵抗能力有着较大的影响，而膏体充填 开采技术中应用的膏体充填材料质量浓度高，可塑性也较传统的充填材料更强， 在实际的施工应用中既能够保证充填料的有效输送，同时也能够保证管输过程中 在管道弯曲、连接部位发生变形后不影响料浆的结构、成分及性质，也不会因此 导致料浆沉淀、离析、脱水等问题的发生，这也就大大减少了管输过程中对材料 的不利影响因素的产生，保证了充填施工的整体效果。此外，经科学配比配制出 的膏体充填材料在充填后能够在较短时间内完成初凝，并保证初凝后的整体强度，进而发挥出围岩支撑的作用，也能够在合理的时间范围内完成终凝，达到有效充

膏体充填

充填开采煤矿实践中的应用 摘要： 煤矿绿色开采的发展要求和村庄压煤开采的迫切性，提出了膏体充填不迁村采煤技术。通过研制专用膏体充填胶结料和选择廉价的充填材料，大幅度降低了膏体充填成本，提出了满足煤矿开采适用的膏体材料的合理配比，提出了适合煤矿应用的膏体充填方法，以及系统介绍膏体充填在煤矿实践中的应用。 中国矿业大学钱鸣高院士最近提出了煤矿绿色开采技术，充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，是解决煤矿开采环境问题的理想途径。当前，研究解决村庄等建筑物下大量压煤开采，实现不迁村采煤更应受到重视。我国村庄压煤具有量大面广的特点，人口密集的河南、河北、山东、安徽、江苏五省压煤的村庄达1094个，住户11万户，占我国村庄总压煤量的55%以上，仅兖州矿业集团109个村庄压煤就达5.5亿t。村庄下压煤开采涉及到土地、环境保护、工农关系等社会各方面问题。目前，从村庄下采出的煤量仅占其压煤可采储量的4 %，其中75%以上还是靠搬迁村庄之后采出来的，而村庄搬迁费、塌陷土地赔偿费已达到20万元/户，并且对矿区环境造成了严重破坏。 关键词：膏体充填；不迁村采煤；充填工艺；膏体材料配比；材料配置控制 1 充填采煤工艺的发展背景 1．1 传统的不迁村采煤方法 村庄等建筑物下的大量压煤不仅造成煤炭资源的巨大浪费，并且严重制约矿井的正常生产和接续。通过几十年的努力，村庄下采煤技术的整体水平有了较大的提高。目前，能实现不迁村采煤的主要方法是条带开采和充填开采，特别是两者的有机结合。 条带开采是控制地表移动和变形的最有效方法之一。其最大优点是在不改变采煤工艺的前提下，较大幅度地减少地表沉降，在无法采取其它措施的条件下采出部分建筑物下压煤，最大缺点是采出率低，资源浪费严重，且生产效益较低。 充填开采是实现不迁村采煤、提高煤炭采出率的最有效途径，以水砂充填开采应用最多，效果也最好。但水砂充填开采存在工艺复杂、不利于机械化生产、效率低、成本高等问题，近十多年来，国内几乎未用该技术来开采村庄下压煤[1]。 1.2膏体充填技术及其煤矿应用的可行性 所谓固体废物膏体充填不迁村采煤，就是把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、工业炉渣、劣质土、城市固体垃圾等在地面加工制作成不需要脱水处理的牙膏状浆体，采用充填泵或重力加压，通过管道输送到井下，适时充填采空区或离层区，形成以膏体充填体为主的上覆岩层支撑体系，有效控制地表沉陷在建筑物允许值

关于煤矿膏体充填开采工艺分析

关于煤矿膏体充填开采工艺分析 摘要：随着社会的不断进步以及人们环保观念的持续增强，煤矿膏体充填这 种新型绿色环保煤矿开采技术也被越来越多的应用到了实际开采工作中去，并取 得了非常有益的成绩，不仅极大提升了煤矿开采效率，同时还有效降低了煤矿开 采对周边生态环境造成了的破坏。但是，要想将这项技术的作用充分发挥出来， 煤矿开采单位必须要跟上时代发展的脚步，准确把握开采工艺特点，结合煤矿实 际情况展开开采模式优化，这样才能够进一步提高开采效率与质量，并避免周边 环境遭到破坏，推动我国长远可持续发展。鉴于这种情况，本文首先简单介绍了 煤矿膏体充填开采工艺特点，然后详细分析了煤矿膏体充填开采工艺，希望可以 为我国煤矿开采事业的持久发展起到一定的促进作用。 关键词：煤矿；膏体充填；开采工艺 煤矿膏体充填开采工艺的主要应用机理为有效应用粉煤灰与煤矸石等固体废 弃物，通过膏体充填开采技术的有效应用实现“三上一下”开采目标。在应用这 项工艺的时候，工作人员需要先把固体废弃物制成膏状浆体，然后再采用泵压这 种手段，将其沿着管道运输到目标充填采空区中，从而有效预防塌陷、滑坡等现象，在保证开采安全性的同时，进一步提高开采效率与质量，防止周边环境受到 破坏，并且经济性更为优秀。所以，本文展开煤矿膏体充填开采工艺分析有着重 要的现实意义。 一、煤矿膏体充填开采工艺特点介绍 在煤矿开采过程中，融合和应用煤矿膏体充填开采工艺能够有效提高开采效率，降低开采需要花费的成本，并且有效避免煤矿周边生态环境遭受破坏，能够 为我国煤矿开采事业的长远可持续发展提供更为强有力的支持和保障。通过实际 分析发现，煤矿膏体充填开采工艺主要有如下特点存在： 首先，展开煤矿膏体充填处理的主要目标为减沉，以此来降低安全意外事故 发生几率；其次，充填层与开采层所处工作面相同，需要使用专用膏体进行充填，

煤矿绿色开采技术

煤矿绿色开采技术 1煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子.”因此，我们必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路. 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1]，将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度.它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”，而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标.显然，此处的“绿色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现.对矿业来说就是要实现“绿色矿业”.“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采” 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等. 我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全.如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低.二是相关费用支付不全.如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失;污染治理等.提出并形成绿色开采技术是为了使我们正视开采对环境造成的影响和破坏，并有清醒的认识与足够的估量，以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议. 煤炭开采形成的环境问题主要为: 1)对土地资源的破坏和占用煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主. 2)对水资源的破坏和污染煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，破坏了地下水资源.同时开采还可能污染地下水资源. 3)对大气环境的污染主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿研石山的自燃. 以山西省为例，1949-1998年共生产原煤56亿多吨，地面塌陷破坏面积达100多万亩，其中40%是耕地.研石山占地3万多亩，至1998年煤炭地下采空面积达1 300 km2(全省面积的1写).采煤破坏地下水4. 2亿m3/a，地表水逸流减少，导致井水水位下降或断流共计3 218个，影响水利工程433处、水库40座、输水管道793. 89 km;造成1678个村庄，81. 2715万人，10. 824 1 万头牲畜饮水困难.使本来缺水的山西环境受到进一步破坏.平均每采万吨原 煤造成塌陷土地0. 2 hm2，每年新增塌陷地约2万hm2. 矿井瓦斯即煤层气，它是比CO2还严重的温室气体，也是导致煤矿重大安全事故的根源.据初步估计，我国2 000 m浅范围内具有30-35万亿m3煤层气资源，居世界前列.但由于我国煤层透气性小，难以在开采前抽出.建国以来，我国煤矿发生煤与瓦斯突出事故1 500余次，仅2001年由于瓦斯事故的死亡

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煤矿膏体充填开采工艺研究 摘要：近些年来，我国社会发展对各类能源的需求量持续增加，虽然我国一直 致力于开发新型能源，但煤炭、石油等依旧会是未来一段时间我国最广为使用的 能源类型。因此，为了更好的满足市场需求，我国进一步加大了煤矿开采的力度。为了开采许多特殊条件的煤炭资源，越来越多的新技术得到应用。本文将就煤矿 膏体充填开采工艺进行研究。 关键词：煤矿开采；膏体充填开采工艺；工作面充填 前言：我国煤炭资源储量丰富，但是其中的很大一部分积压在建筑物、水体 或是道路之下。为了更好的满足新时期市场需求，我国开始探索这部分煤炭资源 的开采之路。充填法开采是煤矿开采技术的革命性创新，其独有的巷道开拓和采 空区处理等方法使得积压煤炭资源的开采成为可能。煤矿膏体充填开采是充填开 采技术的一部分，对其进行研究具有重要意义。 1.充填开采及煤矿膏体充填开采工艺概述 1.1充填开采的定义和分类 充填开采即是指利用机械或是爆破的方法对矿物进行开采，同时对采空区域 进行物料充填，最大程度的降低开采作业对上层覆岩的扰动，避免地面沉降等不 良现象的发生[1]。当前阶段，充填开采在我国已经经历了几十年的发展，形成了 内容丰富的充填开采技术体系，其中包含了多种充填方法，在煤矿开采作业中得 到了不同程度的应用。 以主体充填材料以及输送过程中相态的差异为依据，可以将充填开采分为水 砂充填开采、膏体充填开采、矸石充填开采、高水材料充填开采等方法。而以充 填系统动力的差异为依据，可以将其分为风力充填开采、机械充填开采、水力充 填开采等方法。此外，以充填量和充填范围占据采出煤层的比例为依据，可以将 其分为全部充填和部分充填两种类型[2]。 1.2膏体充填开采法介绍 膏体充填开采是将粉煤灰、煤矸石等材料加工制成牙膏状浆体，通过管道输 送充填到煤矿采空区域的煤炭资源开采方法。该方法具有充填材料凝固时间长、 材料成本低等优点。下图为膏体充填系统，主要包括原料破碎系统、混合系统、 管路系统以及检测控制系统等多个部分构成。 图1 膏体充填系统 膏体充填开采工艺所采用的浆体具有一定的流动性和较高的密实度，因此充 填效果更加显著，基本上可以完全消除开采作业对上层覆岩和地层的影响。但其 同样存在一定的不足，如膏体凝固所需的时间过长，影响工作进度，同时充填系 统出现故障的几率较高，且维修难度大[3]。 2.煤矿膏体充填工艺研究 上文中笔者已经的煤矿膏体充填开采工艺进行了简要的介绍，下图为膏体充 填系统的工艺流程图，综合来看，其工艺流程大致可以概括为材料准备、配料制浆、管道泵送、工作面充填等四个环节，接下来笔者将对这四个环节进行分别阐述。 图2 膏体充填系统工艺流程 2.1材料准备

探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用

探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的 应用 摘要：在煤矿采空区开采的过程中，膏体填充技术发挥着重要的作用。膏体 充填开采技术是煤矿开采行业的重要技术形式，膏体充填开采技术有利于优化煤 矿生产环境，避免塌陷、滑坡等安全事故，促进煤矿开采效率的提高。煤矸石、 粉煤灰等均是膏体充填开采工艺中的重要材料，诸如此类固体废弃物的应用价值 得以充分发挥，避免资源浪费问题，与节能环保、经济高效的生产理念相契合。 本文首先分析膏体充填开采的必要性，其次探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区 的应用，煤基固废充填开采技术是实现煤炭资源绿色智能高效开采的重要代表性 途径,以供参考。 关键词：煤矿开采；采空区；膏体充填开采；效果评价 引言 煤基固废充填开采技术是实现绿色低碳开采的重要代表性技术，在地表沉陷 控制、生态环境保护、矿山固废处置与利用、绿色低碳减排等方面最优显著的技 术优势。煤基固废充填开采技术实现煤炭安全开采的同时从源头上解决了地表沉陷、地下水流失、瓦斯排放、土地占用损害等难题，同时也减少了运输、提升等 工序，节能降碳效益十分显著。煤基固废充填开采技术符合煤炭绿色智能开采和 洁净高效低碳利用行业主要攻关方向及新发展理念要求，顺应“碳达峰、碳中和”战略，有利于促进煤炭开采高质量化、环境低损伤化、绿色低碳化发展。 1膏体充填开采的必要性 （1）膏体充填既可以解决煤矿矸石污染环境问题，也可以节省矸石处理费用。（3）可以提高煤炭资源采出率，防止煤炭资源的永久性浪费。（4）村庄搬 迁难度大，征地困难，膏体充填开采可以实现不搬迁开采，同时可以防止地表塌 陷坑的出现，保护农田。

2膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用 2.1工艺流程分析 在实际进行煤体开采时，通常情况下，包括了多项采煤环节。比如针对现有 的工作面，需要进行扩帮回采。在此基础上，还需要开展联合支护工作，并在工 作面之上，完成条带掘进，才能更好地发挥膏体充填开采技术的价值。膏体充填 开采技术工艺流程如下：首先，结合工作面实际情况，开展条带掘进施工，为提 升掘进面的工作效率，需要采用综掘自动化掘进巷道，从而尽可能减轻施工人员 劳动强度从中采掘更多煤炭资源，避免出现资源浪费问题。后续在进行煤炭运输时，可以采用胶带输送机、刮板输送机等，在这一过程中，还应注意配合采用单 体液压支柱，完成对巷道的支护工作。在具体开展施工的过程中，应对工作面进 行全面检查，做好杂物情况。然后在工作面之上，选择合适的位置，打设钻孔， 实施爆破。在爆破期间，禁止闲杂人等靠近爆破施工现场，避免发生安全事故。 在完成爆破后，由技术人员下场，实施敲帮问顶工作，此时围岩经过爆破，已经 变得比较松散，因此非常易于清理。在将围岩全部清除后，再进行临时支护，避 免发生坍塌问题。在确保采煤工作环境安全后，再进行出煤操作。随后还需要结 合实际情况，做好支架的架设，并延长刮板运输机，便于煤炭长距离稳定运输。 2.2料浆的配制 根据设计配合比、浓度要求等取用原材料，做充分的拌和，得到均匀性较好 的充填浆体。煤矿膏体充填施工中仅采用少量的胶结料，因此制作的是“极贫” 混凝土。充填浆体必须具有良好的流动性和固结性能，保证充填结构体的稳定性，进而有效控制地表沉陷量。具体的配料制浆作业要点如下：①各类原材料均要进 行称重计量，为保证称量结果的准确性，在静态条件下称量。②适配高精度的称 重传感器，用于精准控制材料的用量。③联合应用PLC可编程控制器和工控微机，根据预设的参数控制配料系统，实现自动配料。准确测定煤矸石、粉煤灰的质量，根据测定数据评价变化特征，根据实际变化动态调整配合比。④浆液的拌和采用 周期式混凝土搅拌机，启用前检验装置的性能。 2.3综合机械化膏体充填技术

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 本文就现阶段四种最常用的充填采煤技术在煤层开采中的技术要点作系统的分析综述，包括膏体充填采煤技术、煤矸石充填采煤技术、高水材料性质的充填采煤技术及综合机械化的固体充填礦井采煤技术。 标签：充填采煤技术;煤层开采;技术要点 充填采煤技术的优势在于可以对煤层开采过程中产生的固体废弃物进行处理，并采用充填矿井的方式实现保护矿区岩层的目的，可以做到环保、绿色与科学[1]。但因为煤层所处的环境较为恶劣，实际挖掘过程中往往会遇到各种各样的技术难题。因此，进一步明确和掌握充填采煤技术在煤层开采中的技术要点尤为必要。 1.膏体充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 膏体充填采煤技术是煤层开采中一种常用技术，其工作原理是先对矿产区周围的矿石、黄土及煤渣等废弃物进行整合，而后将这些废弃物按照一定的比例融合为膏状粘液体，最后通过重力式增压或者重力直充的方式将膏状粘液体充填至目标区域。长期的实践应用发现，这种技术可以降低煤层挖掘过程中对采集目标区底板的破坏，一些开采过程中产生的废弃物可以得到有效的再利用，资源利用率大大提升。近年来随着采煤技术的快速发展，二次膏体充填采煤技术也开始被研发和应用，优势在于可以不进行掘进送巷，直接进行工作面布置与开采眼即可。在利用膏体充填采煤技术开采煤层时，需要重点把握以下技术要点：①鉴于膏状粘稠物充填工作需要在原来的采矿区域内进行，而煤矿本身存在很大的限制条件，因而为了保证充填效果的人员的安全，需要事先对充填物质进行试验验证，确保质量满足充填要求。另外，还需要对矿区附近的岩层移动、地表强度等进行全面的勘察[2];②长期的实践应用发现，膏体充填采煤技术往往需要投入大量的资金，实际充填时对技术要点高。因此，在实际应用过程中，一方面也加大技术的研发力度，提升技术应用的适用性。另一方面，需要加强成本控制管理力度，做到成本全过程控制。 2.煤矸石充填采煤技术在煤层开采中的技术要点 煤层开采过程中所产生的煤矸石可以直接应用于充填，应用原理是借助重力和风力等动力因素将其输送至矿井的采空区，继而实现充填目的。就现阶段煤矸石充填采煤技术应用情况来看，主要有机械化充填、人工充填、风力充填及自溜充填等，均可以取得良好的成效。人工充填因为效率低，且人工费较高，因而实际并不常用。风力充填与自溜充填所需要的动力均来源于自然，导致其受到自然因素的影响较大，因而实际也并不常用。机械化充填可以分为两类，即一般性机械化充填与综合性机械充填。在应用一般性机械化充填技术时，需要先对采空矿井周边的地质地形进行全面的勘察，而后再根据实际情况采用煤矸石抛掷机械向采空区域进行充填，经常被应用于煤层较浅、规模较小的煤矿地区。总的来讲，

煤矿绿色开采技术研究与应用

煤矿绿色开采技术研究与应用 一、煤炭绿色开采的必要性 煤炭绿色开采是一种将可持续发展理念应用于煤炭资源开采、加工和利用的新技术，在保持煤炭生产的基础上，通过减少排放和资源利用的方式，实现资源的可持续利用和环境的可持续发展。这项工作的核心是通过研究新型煤炭开采技术和新型煤炭加工工艺，以减少煤矿企业的环境影响。具体地说，煤炭绿色开采的必要性主要体现在以下方面： 1. 保护环境。煤炭开采会造成大量废弃物和废水的排放，严重污染地表和地下水，威胁人类健康和生态环境。因此，开展煤炭绿色开采是保护环境的重要手段之一。 2. 节约资源。传统的煤炭开采方式存在大量资源浪费的问题，因此开展煤炭绿色开采可以最大限度地减少资源浪费和对煤炭资源的消耗。 3. 发展低碳经济。采用新型煤炭开采技术可以减少二氧化碳的排放量，促进低碳经济的发展。 4. 提高煤炭开采效率。煤炭绿色开采技术可以提高煤炭开采的效率，降低煤炭生产成本，提高企业的竞争力。 为了实现煤炭绿色开采，需要开展一系列新型技术的研究和应用。其中，以下几种新型技术具有重要的研究价值和应用前景： 1. 煤炭地下水压力控制技术。传统的煤炭开采方式容易导致煤炭地下水位上升，造成煤矿涌水，对矿井安全带来严重威胁。而煤炭地下水压力控制技术通过采用高压注浆、衬砌隔水帷幕、井壁灌浆等措施，可有效控制地下水位，降低矿井涌水量，从而保证矿井生产和工人安全。 2. 无烟煤的洁净化技术。无烟煤是一种高品质的煤炭品种，采用无烟煤进行燃烧可有效减少二氧化碳的排放。目前，无烟煤的洁净化技术主要包括物理洗选、化学洗选和生物化学处理等多种方法，这些方法可以从根本上减少煤炭中的杂质和污染物，提高煤炭的品质，从而降低工业污染物的排放。 3. 煤炭地下采空区管理技术。采空区是指煤炭被开采后所形成的空洞和裂隙，由于采出的煤炭占比较大，因此在采空区形成后会形成新的地下水系统。传统的采空区管理方式是向采空区倾倒大量的废渣石和废土，造成了严重的地下负荷，这种方式容易导致土地沉降和煤矿后期安全事故。为了解决这个问题，现代煤矿企业采用了多种方法，如采用新型的充填体材料、注浆等方法，来有效地管理煤炭地下采空区。

现阶段我国煤矿充填开采技术及其发展趋势

现阶段我国煤矿充填开采技术及其发展趋势 1. 煤矿充填开采技术概述 在现阶段我国，煤矿充填开采技术是煤炭资源开采中的重要方法。煤矿充填开采技术是指在煤矿开采完毕后，利用充填物将采空区填充，以保障煤矿地表安全和有效利用地下空间资源。煤矿充填开采技术具有环保、安全、资源综合利用等多重优势，对于煤矿地下空间的合理利用和综合治理具有重要意义。 2. 煤矿充填开采技术的发展历程 回顾煤矿充填开采技术的发展历程，最初的煤矿开采方式是采用传统的矿柱法或采空区回填法。随着科学技术的不断进步，我国煤矿充填开采技术不断创新，逐渐形成了充填煤柱法、充填采煤法、充填法采空区等多种技术方法。这些技术方法在提高煤矿开采效率和保障地下安全方面发挥了重要作用。 3. 煤矿充填开采技术的发展趋势 随着社会经济的不断发展和对煤炭资源利用效率的要求日益提高，煤矿充填开采技术也在不断向着更加环保、高效、安全、智能化的方向

发展。未来，我国煤矿充填开采技术将更加注重工艺装备的研发和创新，推动煤矿开采方式向着更加绿色、高效的方向迈进。 4. 个人观点和理解 对于现阶段我国煤矿充填开采技术及其发展趋势，我认为需要更加注 重资源综合利用和煤矿开采方式的可持续性。煤矿充填开采技术的发 展需要充分考虑环保、安全和资源利用效率等方面，从而促进煤矿开 采方式向着更加可持续的方向发展。还需要加强技术研发和创新，不 断提升煤矿充填开采技术的水平，以满足社会对煤炭资源利用效率不 断提高的需求。 5. 总结 现阶段我国煤矿充填开采技术及其发展趋势是一个备受关注的话题。 通过深入探讨煤矿充填开采技术的概述、发展历程、发展趋势以及个 人观点和理解，可以更好地全面、深刻和灵活地理解这一主题。我们 也应该意识到煤矿充填开采技术在煤炭资源开采中的重要作用，以及 未来发展的方向和挑战，从而为我国煤矿充填开采技术的发展提供参 考和借鉴。新增内容：煤矿充填开采技术在我国的实践和应用 在我国，煤矿充填开采技术已经得到了广泛的应用和实践。通过实践，人们发现充填开采技术可以有效提高煤矿开采效率，减少矿山地表沉

煤矿充填开采技术及其发展

煤矿充填开采技术及其发展 充填开采技术是现如今煤炭开采的重要方式之一，使用这一技术能够有效解决采空区沉陷所产生的生态环境这方面的问题，促进了煤炭开采的可持续发展。本文主要分析现如今我国常用的三种充填开采技术以及未来我国煤矿充填开采技术的发展情况。 标签：煤矿；充填开采；发展 现如今我国工业化发展的步伐变得越来越快，我国煤炭开采的速度也变得越来越快，所开采的煤炭规模也越来越高，在这一过程中也出现了一系列问题，例如所带来了环境污染方面的问题，还有生态方面带来的问题等等。为了有效解决这一系列问题，我国现如今已经将以充填开采为主要理念的采煤技术作为我国煤炭开采的指导理念。 1 现如今我国主要的充填开采方式 1.1 干式充填开采技术 在所有的开采技术之中发展历史最长的就是干式充填开采技术，这一充填开采技术发展的已经比较成熟，在这之中应用最广泛的就是以矸石充填。矸石充填开采技术有效解决了因为煤炭开采所引起的地面沉降等一系列问题，而且用这一技术来开采煤矿也解决了因为煤矸石的积压而造成的环境污染这方面的问题，还有就是使用这一技术煤炭开采的效率将会大大提高。利用这一技术进行煤炭开采所用的原料主要源自于井下煤炭开采或者是巷道掘进过程中所产生的掘进矸石，再者来源于地面堆积的原有矸石。这两类矸石将会经过井下矸石输送系统到采空面，然后再经由专门的机械化煤矸石充填液压支架进行传送和压实。干式充填的原料还有黄土、砂石等，在一些黄土资源比较丰富的地区就可以用黄土充填方式进行充填开采，但在之前一定要进行试验将有效地充填量算好，这一技术原理和矸石充填一样。 1.2 膏体充填采煤技术 膏体充填采煤方法就是在煤矿地面的配料系统之中将煤矸石、粉煤灰、风积砂、工业炉渣或者是一些劣质土等进行加工，将其加工成不需要脱水的处理的膏体浆液，之后再运用充填泵输送管路到井下，最后使胶结充入到采空区之中。膏体和传统的水砂、矸石等材料不同，在膏体中除了加入矸石、粉煤或者是固体垃圾之外，还加入了水泥或者是其他材料当作凝胶剂。用膏体作为充填材料在早期的强度还比较高，能在比较短的时间就到达需要达到的强度，对顶板起到了很好的支撑作用，这对控制采空区顶板的移动非常重要。还有就是利用膏体这一充填材料在采空区不需要脱水，在很大程度上简化了工艺。其充填系统主要有三部分，分别是充填制备站、浆液输送系统以及采空区充填系统。在这之中充填制备站修建在煤矿地面的合适地带，其作用是将煤矸石、粉煤灰以及固体垃圾强制混合，

煤矿充填开采技术现状及发展方向

煤矿充填开采技术现状及发展方向 摘要：随着社会的发展，环保概念已经深入人心，影响着我们生活的方方面面，其中采用环保采矿技术显得尤为重要，正是在这种理念和发展中充填开采技术应运而生。煤矿充填开采是随着采煤工作全面的推进，通过合理的充填技术与工艺向采空区输送充填物料，达到规模化处理固体废弃物、控制地表沉陷目的的采煤方法。使用了采矿装瓶技术是为了是防止煤炭开采衰退、这是建设生态矿山的一种重要手段，充填开采技术包括煤矿安全生产、环境治理、废弃物回收等层面。当然这里更多关注符合建设社会主义文明建设和自然环境保护发展目标的社会非营利性企业。本文通过大量案例及其他佐证分析了目前的应用现状、存在的问题以及在充填开采的技术推广方面存在着哪些制约因素，以及各种充填技术的原理、应用范围、技术特点、成本架构和已经应用在哪些场景，同时我们为了加大充填开采技术的应用程度，如何进行并扩大煤矿充填开采的区域，以及我国煤矿充填开采的确切模式和政策体系提供了一定的支撑。 关键词：充填开采；“三下”开采；充填材料 引言：目前在国际采矿业，普遍认为煤矿充填开采是一种比较环保且实用的开采方式。是国际发展绿色开采技术的一种体现，可以有效的提高资源回收率、减少环境破坏，是一种最有效的途径。本文结合我国煤炭开采的现状以及国家对矿物开采的宏观方针，提出了我国煤炭开采未来的发展方向：在实际操作及作业过程中我们要大力支持并发展深井充填技术，提高地下开采的资源回收率；重点研究开发以淤泥、流沙、黄土、建筑垃圾、生活垃圾为主要充填材料的煤矿充填新技术。地下工业布局和煤炭的有效利用。 1常见煤矿充填开采技术 1.1煤矿矸石充填开采技术 目前我国比较流行的技术是充填采空区实现以矸换煤，可以减少地表下沉，使对土地和建筑物的破坏降到较低，减少赔偿费用可以实现矸石不升井，减少运

矿山充填开采技术分析

矿山充填开采技术分析 摘要：矿山充填开采技术通常是"三下"压煤开采的技术方法,而且也有利于 发展煤矿相关绿色开采技术。为积极响应煤矿产业可持续发展与环境保护的号召，本文意在浅析煤矿充填开采技术的必要性。本文对我国目前三种充填开采技术 （固体充填、煤矿膏体充填和高水充填）的技术特点及这三种充填技术具体应用 原理进行了简要介绍,并简单分析了现行煤矿充填技术的发展。 关键词：充填技术；固体充填；作用分析 一、充填开采技术研发背景 我国"三下"(包括村庄下、道路下、水体下)压煤能力已高达143亿吨,占全 国可采用煤炭资源总储量7.2%。全国累计统配"三下"压煤产量高达137.9亿吨。 东部地区由于人口密集,"三下"压煤严重,大部分矿井"三下"压煤产量仅仅占到了 实际可采储量的40%,部分矿井的实际可采储量均被称为"三下"压煤。 据资料统计，全国煤矿有待开发和开发中的矸石山1600余座，约存在55亿 吨矸石堆积量，综合占地面积约22.5万亩。对空气、地下水、土地造成一定程 度上的污染，且易自然、爆炸，严重影响了矿区周边居民的生活与安全问题。煤 矿区电厂有大量粉煤灰排放，近来排放累计达5亿吨以上，目前每年新增约5千 万到7千万吨。 煤炭传统开采方法为垮落法，垮落法会引起土地塌陷，每年造成的塌陷面积 约60万亩，受影响土地面积可达到900万亩。每年因开采煤炭排放矿井水超80 亿立方米，新增破坏耕地约115万亩。 基于以上问题专家提出充填开采技术思路，利用矿区固体废弃物填入采空区 置换“三下”压煤，从而实现矿区资源开采与环境协调发展。 二、充填开采技术发展分类

在19世纪60年代之前，我国煤矿充填一直采用干式充填法开采，直到1960 年以后，尾矿充填和膏体充填技术才逐渐取代干式充填方法。他们由德国的膏状 灌装技术衍变而来，德国的告状罐装技术是一种绿色采矿技术，优点是安全性高，回收率高和环保，它已在包括中国在内的全球多数国家使用。基本技术方法是将 固体废物（粉煤灰、煤矸石，劣质土壤等）制成浆状浆料膏体，使用压力泵或结 构方法把膏体从管道送往采空区，充填膏体充填材料的强度直接影响膏体充填的 效果，充填膏体后，地面沉降将大大减少。这项新技术既有利于减少煤矿生产过 程中的污染问题，也比较适合解决乡村等特殊地区建筑物下的规模化煤矿开采问题。 目前，就充填材料和充填体的状态而言，我国用煤矿充填主要分为三类：煤 石的固体压实充填，灌浆膏体充填和高水质充填。 煤石的固体压实本质上是干式充填方法，通常情况下用的材料主要有：矸矿石、粉煤灰、黄土、风积沙、建筑垃圾、露天矿排土等。隧道和煤矿开采中产生 的废弃煤石被直接压碎运送至采空区，另将通过机器将准备好的固体材料直接充 入采空区，不需要添加任何胶结辅料，然后通过机械，进行物理压实，并利用充 分压实的固体材料作为支撑，以达到控制沉降的目的，充填体前期强度高，受开 采影响岩层移动发生概率较小。 煤矿的膏体充填是将非固体材料（煤矸石，粉煤灰，水泥和其他添加剂）充 分混合制成膏体，利用泵站通过管道泵，然后运至采空区，膏状充填材料相对而言，对于糊状充填材料而言，浆液浓度较低且含水量较高，并且可以通过重力将 其输送至井下。 高水充填主要是将特制的高水材料（A料B料）与水混合，利用泵站，然后 将其注入采空区，浆料可以在一定时间内凝结以实现采空区充填，超高水材料的 水含量可以达达到97％以上，高水填充开采技术使用的固体物料量可以根据实际 情况减少，解决了煤矿井下固体物料不足的问题。 三、固体充填采煤一体化技术的机械原理

煤矿井下充填式开采技术分析

煤矿井下充填式开采技术分析 随着社会的发展，我国对煤炭需求量也呈上升趋势，煤矿井下开采工作量越来越大，因传统煤矿开采技术而引发的水土流失，人们的生活环境受到污染，居民居住的房屋倒塌，道路出现严重的断裂现象，更严重地会引发地球表面的塌陷，人民的生产生活得不到很好的经济保障。所以，煤矿井下充填式开采技术是当前关系着我国的经济发展和人民的正常生活的重中之重。 标签：煤矿；充填式；开采技术 按照一定的比例将硅类物质做为主要材料与固化剂、膨胀剂等辅助材料进行配比制作出来的即为充填物。煤矿井下充填式开采技术就是将这种充填物，通过技术手段从地面上向地下钻取多个大小不一的孔，将这些孔做为输送管道将充填物输入到井下的做法。这种开采技术几乎不需要运行成本，煤矿的输出率较高，而且也不会使地面出现明显的下沉或下降的现象。这种开采技术的优势对我国煤矿开采做出了重大贡献。 1 我国充填开采技术的应用现状 传统条状柱式的开采技术，技术手段比较落后，进行煤矿开采时，可以进行开采的开采面较短，可开采煤矿的数量特别低，一般都是数个开采方位同时开采，煤矿回采工艺较为简单，煤矿输送方向与煤矿开采方向呈垂直状态，这种开采技术遇到大范围的建筑群体或在铁路下方进行煤矿开采时，开采工作极不方便进行，开采进度慢，开采质量不高。我国煤矿开采一般采用高水充填工艺、膏体充填工艺、煤矸石充填工艺，这三种工艺开采法对水土流失、生态环境、水资源的破坏力较小，这种开采技术对我国水力资源的保护，生态环境的保护，城市的稳定发展等具有极其深远的影响。 充填式开采技术的出现，解决传统开采技术带给人们的伤害，使我国一些老矿区煤矿的可开采资源有了很大的提高，同时提高了煤矿资源的回收率，有效缓解了煤矿开采对水土流失、生态环境、水资源的破坏力。充填式开采技术使一些煤矿废渣、超大型的煤矿开采群和部分尾矿的后期工作无形中得到了有效的解决。我国对煤矿开采的提倡方案一出台，加快了充填式开采技术在我国煤矿业的推广速度，对我国一些老煤矿的开采工作提供了很好的发展空间，为我国提出绿色开采打下了良好基础。 2 煤矿井下充填式开采技术分析 充填式開采技术根据充填材料不同分为三类：干式充填法、水力充填法、胶结充填法。 2.1 干式充填法

浅析我国煤矿的绿色开采技术

浅析我国煤矿的绿色开采技术 马建新 浅析我国煤矿的绿色开采技术 摘要：绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。 关键词:绿色开采;保水开采;煤与瓦斯共采;充填开采;煤炭地下气化 煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。 根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。 1、煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护—“保水开采”;瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护—“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系, 绿色开采理论依据: (1)关键层理论。 (2)开采对岩层移动的影响及移动规律。 (3)水在裂岩体中的渗流规律。 (4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。 2、保水开采 保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;

煤层开采中充填采煤技术分析

煤层开采中充填采煤技术分析 摘要：煤炭资源对我国经济的发展起着重要作用，随着工业现代化的发展。煤炭的开采量大幅度增加，煤层采空区的处理与加固成为煤矿企业、专家学者关注的问题之一，也是当下亟须解决的问题。为了进一步满足采煤的需求，人们提出一种充填采煤技术。这种技术已被广泛应用在煤矿生产过程中，可有效解决采矿造成的环境问题，例如固体废弃物污染、土地沉降等。充填采煤可以有效阻止地表沉陷和岩层移动，进一步提高煤矿企业的生产效率。 关键词：煤层开采；充填采煤技术；膏体充填；煤矸石充填 引言 为了适应煤层多种多样的开采条件，现在的采煤多采用综合机械化方式进行开采，某矿工作面同样运用多种机械化设备来完成矿山的开采和运输。近几年，随着我国社会经济发展速度的加快，经济市场变得越来越景气，在诸多产业中，煤炭产业仍占据主要地位，为建设社会主义现代化强国提供了强有力的支撑。但是，在煤矿实际采掘过程中，随着开采深度和难度的增加，地质结构遭到了严重的破坏。当前煤炭产业也在不断寻找新思路进行创新，其中充填采煤技术具有一定的应用优势，该技术不仅可以充分利用废弃物进行有效充填，还可以在很大程度上提升煤矿的生产效率，降低对环境的污染。 1.充填采煤技术概述 煤矿企业对我国的经济发展具有重要作用，但是煤矿企业在开采过程中由于开采技术或方法的不当使用，不可避免地对环境造成了一定的污染。造成污染的主要原因是煤矿开采过程中工作人员使用技术不当以及存在一些破坏性开采，导致煤矿岩层出现了沉降，更严重时甚至对岩层造成了损害，同时给周边环境也造成了污染，打破了生态环境的动态平衡，产生不利影响。为了避免这一问题带来的影响，国家提倡采取绿色开采。煤矿企业必须从自身出发进行整合、改进以及革新，更好地满足社会经济发展的现代化需求，减少现阶段高耗能、高污染的情况，真正实现向环保和高资源利用率的转变，进而提高煤炭开采的质量和效率，更好地促进自身的可持续发展。因此煤矿企业必须不断对技术进行优化，积极应用新的开采技术，例如在实际开采过程中可应用充填采煤技术，减少岩层沉降现象，保证开采的安全性和稳定性以及煤炭开采工作的顺利进行，进而提高煤炭开采效率。 2.充填采煤技术的重大意义