煤矿充填开采的现状综合分析与展望 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 23:00:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

煤矿充填开采的现状综合分析与展望

摘要:近些年来,随着社会经济快速发展,煤矿领域逐渐拓展。对于煤矿行业而言,更加注重绿色环保,坚持环保生产,可持续发展理念。本文主要分析我国常用煤矿充填开采技术,分析充填开采现状,提出煤矿充填开采的发展展望。

关键词:煤矿;充填开采;现状;展望

对于煤矿开采,具有经常性、长期性开采特点,极易引起岩层移动、地表沉陷与岩石破坏问题,严重影响了道路工程、农田水利,危害生态环境。随着采矿技术日益更新,人们环保意识逐渐提升,愈加重视资源科学、合理开采。因此,笔者根据自身的煤矿技术经验,主要分析我国常用煤矿充填开采技术,分析充填开采现状,提出煤矿充填开采的发展展望。

1.我国煤矿充填开采的现状分析

首先,水砂充填长壁。水砂充填长壁在金属矿中较为适用,技术发展也比较成熟。在波兰、德国地区,大多采取采空区开采,选择电厂粉煤灰、河砂与煤矸石制作充填材料。由于这些水砂运用范围较广。一般而言,输送水砂至长壁工作面,经过充填之后,地表下沉值0.2,可获得良好充填效果。

其次,膏体充填。在1960年开始,我国即开始使用水砂充填长壁,以保护煤柱开采,具有良好开采效果。然而因成本较高、工艺复杂,并未广泛运用于我国煤矿开采。对于充填泌水与立隔排水问题,从1980年开始,开始运用膏体充填技术。制作充填材料,可降低泌水率与膏体浆体流速,确保正常泵送,进而提升充填效果,该技术广泛运用于金属煤矿开采。现阶段,膏体充填法在工业中运用,属于可行性试验。

第三,离层注浆减缓地表下沉。从1990年开始,我国既开始运用离层注浆减缓地表下沉,各开采沉陷专家、技术人员十分重视该技术运用。从2000年开始,充填技术经过逐渐改造、创新,胶结、高水速凝与膏体等充填技术,被广泛运用于煤矿开采。然而各种技术,均存在不同缺点。胶结充填选择水泥作为胶凝材料,但水泥固结细粒性能较差,在初次充填之后,需实施少量脱水,使得析出料浆颗粒逐渐流失。处于污染井作业时,充填体自身强度会有所下降。

2.我国煤矿充填开采的常见技术

首先,传统煤矿充填。在传统煤矿充填中,主要包含了风力、粉煤灰、矸石带状、水力与矸石自溜等充填技术。水力充填主要通过水力进行输送,通过充填管路,将充填材料输送至采空区进行充填。对于风力充填,按照压缩气风压理论,通过垂直管理,将材料输送至井下贮料仓,接着通过普通输送机,输送至采空区,再凭借风力输送充填材料至采空区进行充填。对于矸石自溜充填,是选择齿轨车与卡轨车,输送矸石至采空区,若煤层倾角较大,可选择矸石自溜进行充填。对

于矸石带状充填,是以开切眼、顺着工作面推进,直到隔开一段距离之后,将垒砌作为矸石支撑顶板,避免地表下沉。

其次,现代煤矿充填。其一,注浆胶结充填。该技术包含离层带注浆、采空区注浆等方式,采空区注浆是指,处于地面浆膏状时,选择高固低水浆液进行制备,选择管道输送至井下工作面。处于工作面时,将充填材料推进至采空区充填。而离层带注浆属于岩石控制技术,处于特定地址环境中,开采空间尺寸固定,在采空区覆岩层,其弯曲带、断裂带有机结合,处于一定范围内,内岩层出现离层,利用地面钻孔方式,将粉煤灰充填材料输送至离层带,在岩体中起着支撑作用,严格控制覆岩下沉,进而避免地表下沉。其二,膏体充填。该技术指顶板冒落、煤层采出前,把粉煤灰、煤矸石等充填材料,无需脱水处理,没有临界的流入膏液体,处于泵压、重力作用之下,输送至回采工作面,接着对采空区进行充填,且形成相间条带,充填条带具有覆岩支撑作用,主要分为非胶结膏体、胶结膏体两种充填方式。膏体充填技术采出率极高,可选择多种材料,环保性与安全性较高,可实现管道运输。其三,超高水材料充填。使用该技术,超高水充填材料是ZKD材料,具有高水速凝特点,由B-B与A-A添加剂、B与A料制作而成,掺水量极高,可达到96%掺水量,可降低固体粉料用量,属于最佳充填材料,主要选择水力泵送与挂包泵送方式充填,制作高水速凝材料,接着把充填材料输送至泵,选择泵充填,实时监控充填情况。

3.我国煤矿充填开采的发展展望

对于三下压煤,煤矿充填开采技术是主要途径,可提升煤矿开采可靠性、安全性,为降低固体垃圾率,减少采出矸石垃圾,降低矸石山污染,提供安全煤矿,具有重要的现实意义。同时,必须解决传统采空区问题,确保三下煤炭安全性,解决瓦斯超限问题,进而提升煤矿企业经济效益。另外,膏体充填技术与超高水材料技术正在逐步推广煤矿开采,且技术发展愈加成熟,虽然这些技术优点众多,然而也具有一定缺陷。例如,研发新型充填材料,必须提高固体废料利用率,减少固体污染率,做到废物利用。尤其需注重充填理论的研究,实现充填介质量化,解决地表沉降、充填参数的关系问题,研发新型充填设备时,加强材料输送机、材料充填支架等设备研究。

4.结束语

综上所述,随着社会经济不断发展,科学技术日益更新,煤矿开采技术发展、创新水平进一步提高,有效推动了我国煤矿航而已发展,提高了煤矿开采经济性与环保性,确保了煤矿开采高效性、安全性。在今后发展历程中,我们必须以理论研究为基础,加强充填技术、充填设备、充填材料的研发力度,进而促进煤矿充填开采的科学、长远发展。

参考文献:

[1]杨胜利,白亚光,李佳等.煤矿充填开采的现状综合分析与展望[J].煤炭工程,2013,45(10):4-6,10.

[2]徐法奎.我国煤矿充填开采现状及发展前景[J].煤矿开采,2012,17(4):6-7,49.

[3]许家林,赖文奇,钱鸣高等.中国煤矿充填开采的发展前景与技术途径探讨[J].矿业研究与开发,2004,24(z1):18-21.