社会正处于经济快速发展的阶段,经济市场越来越繁荣,而在众多的行业之中,煤矿在经济市场的发展中占有着很大的比重。但是,虽说采煤业为经济的增长提供了很大的助力,却也还是存在着问题,许多地方的煤矿企业在生产的过程中都存在着滥开滥采的现象,这就导致了煤矿地区结构分配的不平衡。为了实现绿色可持续发展的目标,煤炭企业的资源问题必需加以改善,煤矿企业要对矿区周边煤炭、地下水、煤层瓦斯以及砂砾等物提高其利用效率,关注充填采煤技术的应用。
1.当今煤矿生产发展现状
煤炭是一种非常重要的矿产资源,在社会发展中占有很重要的地位,国民经济的发展进步也离不开煤矿产业。煤矿企业发展时间较长,为经济发展的进步做了很多的贡献,但是在长期的发展过程中煤矿企业的经营管理者并没有对煤矿进行规范的管理,同时,当地的政府对煤矿企业的管理也不够科学,存在着层层转包等不良现象。这种情况之下煤炭资源得不到统一的整合,许多的矿井逐渐被关闭,煤炭的生产量也在逐渐的降低,这种破坏性的开采与经济发展的形势并不相符。针对此种情况,国家提出了“绿色开采,整合煤炭资源”这一政策以实现煤矿资源的统一规划,提升煤矿的产量,提高采矿技术等综合性能,提升煤矿开采过程中的安全质量,保障煤矿开采的工程安全。经过整合后的煤炭资源开采有了进步,各地区通过膏体充填采煤技术、煤矸石充填采煤技术、高水材料充填技术以及综合机械化固定充填技术等新型的采矿技术有效的提升了煤矿产业的集中程度,提升了煤矿的资源利用效率,加快了煤矿企业现代化发展的步伐。经过整改,煤矿企业获得了更加高效率的发展,煤矿企业的产业也进行了升级,所以从煤矿企业过去的发展历程中可以看出,煤矿企业的资源整合与企业之间的兼并和重组是煤矿产业科学发展、稳定发展,实现可持续发展的必经之路。
2.充填采煤技术在煤层开采中的技术要点
在进行煤矿开采过程中,为了确保煤矿生产环节的顺利进行,越来越多的充填采煤技术被引入到煤层开采中,并取得了不错的应用效果,如图1所示。
(1)膏体充填采煤技术
膏体充填采煤技术是煤矿企业开采矿产的过程中常用的采矿技术。膏体充填采煤技术可以通过对矿产周围的碎石、煤渣以及黄土等废弃物的整合,将这些废弃物按照相应的比例融合成为膏状粘液体,然后再通过重力式增压或是重力直充的方式把融合好的膏状粘液体在目标区域进行填充。这一技术的运用能够有效的降低煤矿企业生产过程中对煤矿采集目标区底板的破坏,同时还可以将煤矸石、泥沙这些生产过程中产生的废料进行最大化的利用,提升资源的利用效率,也能够更大程度上保护矿区周围的生态环境,减少对矿区生态环境的破坏。另外,在现有的膏体充填采煤技术的基础上,相关人员正在研究二次膏体充填采煤技术,这一技术在膏体充填采煤技术的基础上进行,相对于旧有的技术,它有了很大的进步。二次膏体充填采煤技术不用完成掘进送巷这一过程,可以直接进行布置工作面、开采眼的工作步骤,再然后只需顺着逆方向进行推进并充填留巷。二次膏体充填采煤技术更大的降低了煤矿开采的成本,提升了煤矿生产的经济效益,同时还能够降低掘巷期间的局部通风、运输等所花费的时间。值得注意的是,在膏体充填采煤技术运用的过程中,填充工作要根据实际的地形来开展。膏体充填采煤技术中的料浆材料要具备较好的流动性、充填密实性以及充填高强度的特性,对矿区附近的岩层移动、地表沉陷等问题也要给予足够的关注以便及时的进行控制。
(2)煤矸石充填采煤技术
在煤矿的开采过程中,矿井周边的建筑物底下以及大巷内部的留设煤柱资源都产生了大量的浪费,这就导致了煤矸石的大量增加,这些煤矸石以及其他固体废弃物通过风力、重力等动力因素的影响被输送到矿井的采空区,进行采煤区的填充。煤矸石充填采煤技术有着不同的种类,种类的不同主要依据煤矸石的动力来源进行划分,其中包括人工充填、自溜充填、风力充填、普通机械化充填以及综合机械化充填等种类。在这其中人工充填的充填效率比较低,需要的人力成本也比较高,因此在具体的煤矿充填过程中人工充填的使用频率很低。风力充填以及自溜充填技术的动力来源于自然的因素,这些因素受自然方面的影响较大,动力并不稳定,所以这一充填技术的使用有很大的限制性,一些条件优越的煤矿区才会选择这种充填技术。普通机械化充填技术的实施需要对煤矿采空区的实际情况进行判断,而且还需要使用专门的技术设备来完成充填工作,这种充填技术的成本较低,主要在矿井下形成的煤矸石的基础上进行,具体的操作过程也比较简单,所以这一充填技术获得了更为广泛的应用。煤矸石充填采煤技术能够对煤矿采空沉陷区进行有效地控制,在最大的程度上完成煤炭资源的回收,同时还能够保护土地资源,将煤矸石进行废物利用,符合可持续发展的要求。
(3)高水材料充填采煤技术
在高水材料充填采煤技术的应用过程中,相关人员将一些高水速凝固结材料按照合理的比例要求添加到充填材料里面以达到充填煤矿采空区的目的。高水材料充填采煤技术的应用需要大量的水,但是相对于其他类型的充填技术来说,它所用到的固体材料是较少的,这就避免了煤矿填充过程中可能发生的固体材料缺乏的问题,使充填采煤技术变得更加简单。高水材料填充采煤技术是在不断的发展成熟,该技术运用过程中所需的固体材料越来越少,与此同时,充填材料的流动性、便捷的充填操作技术以及充填资本的降低都会使煤矿开采工程中的生产成本大大降低。另外,高水材料充填采煤技术应用之前一般需要对采煤区的覆岩结构承受能力进行探查,这能很好的降低充填的工程量,进而降低煤矿充填开采工程的综合成本。但是高水材料充填采煤技术也有一定的缺点,高水材料充填采煤技术对高温以及大风的抵抗能力较差,这也会降低充填后煤矿采空区的稳定性。
(4)综合机械化固体充填采煤技术
综合机械化固体充填采煤技术有三个要注意的要点。第一点,要拆除综采液压支架的掩护斜梁,用水平短梁来代替斜梁,同时还要在水平短梁掩护的空间内部充填固体。在充填的过程中应该注意不能直接把固体材料充入进去,要对机械化固体采煤工艺中充填空间技术进行充分的考虑,尽量解决空间不足的问题。第二点,要用带式输送机进行配比好的充填固体的输送,而且在充填固体的运送过程中应该确保采空区下充填固体的不间断输送,尽量避免充填通道出现间断或者拥堵等问题。第三点,充填固体的过程中,自重作用下的充填固体经由刮板机充填开口落入到短梁的掩护空间,然后再通过压实机的压力作用把充填固体压实为具有较强密实性能的煤矸石等固体混合物,达到为采煤工作提供良好空间环境的目的。
3.总结
充填采煤技术在煤矿企业的工作过程中占有重要地位,它能够发挥保护岩层、维护矿区地表质量的作用,是促进煤矿开采工程顺利进行,降低煤矿开采成本的重要方式。充填采煤技术多种多样,煤矿企业应该依据自身的工程特点选择合适的充填采煤技术,充分考虑到矿区的实际情况,并努力对充填采煤技术进行创新与发展。
摘要：本文主要对充填采煤技术在煤层开采中的技术要点进行了分析,主要介绍了国内先进煤矿的生产发展现状,然后又介绍了充填采煤技术中的膏体充填采煤技术、煤矸石充填采煤技术、高水材料充填采煤技术以及综合机械化固体充填采煤技术的技术要点。通过对这些技术优点与缺点的分析,来达到实现绿色煤炭开采理念的目的,完成煤矿的高效开采,提升开采工作的质量与效率。
关键词：充填采煤技术,煤层开采,技术要点
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