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摘 要：在我国经济飞速发展的崭新历史时期，煤炭作为很多行业都广泛使用的能源，对于社会发展起到了至关重要的作用。笔者作为一名煤炭企业职工，多年来感受了煤炭企业从粗放式开采产量较低的阶段，逐步发展到机械化集约型开采和兼顾环保可持续发展理念的技术升级。本文以充填采煤技术为例，结合自身多年实践工作经验，分析一些关于开采技术的要领。
关键词：煤矿企业；充填采煤技术；应用方法
1前言
从相关部门权威数据可以看到，近年來由于冶炼、电力等行业的不断发展，能源需求的不断增大，国内煤炭产量在急剧增大。但是，前些年一些煤炭企业不科学地盲目开采和技术欠缺带来的硬伤，不能保证煤炭产量，同时对生态环境带来了一定损害。近年来，很多煤炭企业在总结以前煤炭企业开采现状后，提出了发展绿色煤炭开采技术的科学合理、高效经济的采矿理念，充填采煤技术就是可持续发展的科学采煤技术之一。
2充填采煤技术的种类
自1915年澳大利亚北莱尔矿应用废弃矿石充填矿房以来，在近百年的发展过程中，充填开采技术在金属矿山等采矿工程应用中获得了长足进步，呈现出了良好的应用效果。因此，发展先进的煤矿充填采煤技术就成为煤炭开采研究人员研究的一个热点和难点。就目前我国常用的充填采煤技术来看，大致可以分为膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术、以及高水材料充填采煤技术等多种充填采煤技术。
2.1膏体充填采煤技术
膏体充填采矿技术在充填采矿工程中发挥着非常重要的作用，尤其是在金属采矿工程中得到了广泛推广和使用。膏体充填采煤技术实际就是将煤矿矿井附近的煤矸石、粉煤灰、河砂、以及城市固体废弃垃圾等在需要填充的地面，按照相关配比要求加工制作成不需要进行脱水处理的牙膏状浆体，然后利用高压充填泵或重力加压进行加压灌注，通过浆体输送管道送入到需要充填的矿井下，根据工程实际地形适时充填已经采空的采煤区的充填采煤方法。由于膏体充填采煤技术所进行的充填与采煤工序均位于同一个工作面，同时充填体的构筑方法与金属矿山充填有所不同，需要构筑专门的充填膏体充填隔离支架，同时在充填过程中煤矿对充填材料强度性能水平要求较高，需要充填体在充填后数小时就能承载整个采煤过程。煤矿膏体充填采煤技术所采用的充填原材料多为劣质低质固体废弃物，其质量波动非常大。
膏体充填采煤技术在采空区充填过程中具有料浆流动性好、充填密实度高、以及充填体强度较高等优势，能够对采矿区周围的岩层移动与地表沉陷进行有效控制。但由于整个膏体充填工程在初期投资非常高，根据大量文献资料和实际工作经验分析，初期投资通常高达三千万元左右，这样会导致煤矿吨煤充填成本相应大大增高，这也就限制了膏体充填技术在采煤过程中的应用。
2.2矸石充填采煤技术
矸石充填采煤技术其主要充填材料为煤炭开采过程中产生的煤矸石，其主要动力是靠风力、重力，或其他机械等动力将以煤矸石为主的固体废弃物抛入或输送到矿井采空区进行充填采煤的方法。根据煤矸石动力源的不同，可以将矸石充填采煤技术划分为人工充填、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。人工煤矸石充填采煤技术由于其综合充填效率水平较低、劳动工作强度较大，加上回采工艺适应性非常差，在煤炭充填开采中很少采用。自溜充填和风力充填技术由于受到源动力输送不稳定等因素的制约，只有在外部条件非常优越特殊的矿区使用。普通机械化是根据采空区实际情况，采用专门机械如抛矸机等将采煤过程中产生的煤矸石抛射向采空区进行充填采煤。普通机械化煤矸石充填技术利用井下开采过程中形成的煤矸石进行填充，其充填系统较为简单，装备综合投资成本较低，多用在薄及中厚煤层普采工艺中进行充填采煤。综合机械化矸石充填采煤技术，是指在综合机械化采煤作业工作面上，同时利用相关机械实现综合机械化矸石充填工程，是一个在采煤作业工作面上集采煤和充填等多工艺为一体的综合采煤技术。
2.3高水材料充填采煤技术
高水材料充填采煤技术就是在充填材料中加入高水速凝固结材料的一种充填采煤技术，此采煤技术由于其用水量高，相应填充材料中所需固体材料就会减少，不仅可以有效克服煤矿充填过程中固体充填材料不足问题，同时有效简化其他充填技术在实际填充过程中需要购置庞大充填系统的填充工艺，加上填充固体材料使用量减少，充填料浆流动性好，填充施工操作较为方便，且投资较小，可以降低煤炭填充开采综合投资成本。但由于该技术中所使用高水材料填充物的抗风化及抗高温性能较差，煤矿采空区的充填物质量长期稳定性能较差。
此外，相对于全部充填采煤技术而言，部分充填采煤技术充分利用了采煤区覆岩结构的自承载能力，从而大大减少充填工程量，有效降低了煤矿充填开采综合成本。
3综合机械化固体充填采煤技术要点
实现综合机械化固体充填采煤的技术难点在于解决采空区实施充填的充填空间、充填通道、以及充填过程所带来的动力学问题。
结合大量工程实践，笔者认为，在采用综合机械化固体充填技术进行综合采煤时，可以采取以下几种方法来解决综采作业面上进行综合机械化固体充填采煤工艺中所存在的三大技术难题：拆除常规综采液压支架的掩护斜梁，用水平短梁取而代之，将填充固体直接充入到水平短梁掩护空间内，从而有效解决综合机械化固体充填采煤工艺中充填空间不足问题；通过带式输送机将已配比好的充填固体直接运至挂在充填机械掩护短梁下面的刮板式充填机中，使采空区充填固体始终处于连续输送通道中，从而有效解决充填通道不连续，容易堵塞等问题；充填固体由于自重从刮板式充填机开口中直接落入掩护短梁的掩护空间中，并在加压实机（或辅助动力机）的压力作用下将充填体在采空区中进行充分压实，从而实现煤矸石等固体填充物具有非常好的密实性能，为采空区充填后采煤提高一个优良工作环境。
作为当前很多煤炭企业都积极探索和实现广泛应用的采煤技术，综合机械化矸石充填采煤技术是在保证采矿区地表建筑物等安全的前提下，以煤矸石填充置换出煤炭开采区，实现利用矸石等固体废弃物置换开采出煤炭资源，大大提高了煤矿企业煤炭开采的综合经济效益。
关键词：煤矿企业；充填采煤技术；应用方法
1前言
从相关部门权威数据可以看到，近年來由于冶炼、电力等行业的不断发展，能源需求的不断增大，国内煤炭产量在急剧增大。但是，前些年一些煤炭企业不科学地盲目开采和技术欠缺带来的硬伤，不能保证煤炭产量，同时对生态环境带来了一定损害。近年来，很多煤炭企业在总结以前煤炭企业开采现状后，提出了发展绿色煤炭开采技术的科学合理、高效经济的采矿理念，充填采煤技术就是可持续发展的科学采煤技术之一。
2充填采煤技术的种类
自1915年澳大利亚北莱尔矿应用废弃矿石充填矿房以来，在近百年的发展过程中，充填开采技术在金属矿山等采矿工程应用中获得了长足进步，呈现出了良好的应用效果。因此，发展先进的煤矿充填采煤技术就成为煤炭开采研究人员研究的一个热点和难点。就目前我国常用的充填采煤技术来看，大致可以分为膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术、以及高水材料充填采煤技术等多种充填采煤技术。
2.1膏体充填采煤技术
膏体充填采矿技术在充填采矿工程中发挥着非常重要的作用，尤其是在金属采矿工程中得到了广泛推广和使用。膏体充填采煤技术实际就是将煤矿矿井附近的煤矸石、粉煤灰、河砂、以及城市固体废弃垃圾等在需要填充的地面，按照相关配比要求加工制作成不需要进行脱水处理的牙膏状浆体，然后利用高压充填泵或重力加压进行加压灌注，通过浆体输送管道送入到需要充填的矿井下，根据工程实际地形适时充填已经采空的采煤区的充填采煤方法。由于膏体充填采煤技术所进行的充填与采煤工序均位于同一个工作面，同时充填体的构筑方法与金属矿山充填有所不同，需要构筑专门的充填膏体充填隔离支架，同时在充填过程中煤矿对充填材料强度性能水平要求较高，需要充填体在充填后数小时就能承载整个采煤过程。煤矿膏体充填采煤技术所采用的充填原材料多为劣质低质固体废弃物，其质量波动非常大。
膏体充填采煤技术在采空区充填过程中具有料浆流动性好、充填密实度高、以及充填体强度较高等优势，能够对采矿区周围的岩层移动与地表沉陷进行有效控制。但由于整个膏体充填工程在初期投资非常高，根据大量文献资料和实际工作经验分析，初期投资通常高达三千万元左右，这样会导致煤矿吨煤充填成本相应大大增高，这也就限制了膏体充填技术在采煤过程中的应用。
2.2矸石充填采煤技术
矸石充填采煤技术其主要充填材料为煤炭开采过程中产生的煤矸石，其主要动力是靠风力、重力，或其他机械等动力将以煤矸石为主的固体废弃物抛入或输送到矿井采空区进行充填采煤的方法。根据煤矸石动力源的不同，可以将矸石充填采煤技术划分为人工充填、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。人工煤矸石充填采煤技术由于其综合充填效率水平较低、劳动工作强度较大，加上回采工艺适应性非常差，在煤炭充填开采中很少采用。自溜充填和风力充填技术由于受到源动力输送不稳定等因素的制约，只有在外部条件非常优越特殊的矿区使用。普通机械化是根据采空区实际情况，采用专门机械如抛矸机等将采煤过程中产生的煤矸石抛射向采空区进行充填采煤。普通机械化煤矸石充填技术利用井下开采过程中形成的煤矸石进行填充，其充填系统较为简单，装备综合投资成本较低，多用在薄及中厚煤层普采工艺中进行充填采煤。综合机械化矸石充填采煤技术，是指在综合机械化采煤作业工作面上，同时利用相关机械实现综合机械化矸石充填工程，是一个在采煤作业工作面上集采煤和充填等多工艺为一体的综合采煤技术。
2.3高水材料充填采煤技术
高水材料充填采煤技术就是在充填材料中加入高水速凝固结材料的一种充填采煤技术，此采煤技术由于其用水量高，相应填充材料中所需固体材料就会减少，不仅可以有效克服煤矿充填过程中固体充填材料不足问题，同时有效简化其他充填技术在实际填充过程中需要购置庞大充填系统的填充工艺，加上填充固体材料使用量减少，充填料浆流动性好，填充施工操作较为方便，且投资较小，可以降低煤炭填充开采综合投资成本。但由于该技术中所使用高水材料填充物的抗风化及抗高温性能较差，煤矿采空区的充填物质量长期稳定性能较差。
此外，相对于全部充填采煤技术而言，部分充填采煤技术充分利用了采煤区覆岩结构的自承载能力，从而大大减少充填工程量，有效降低了煤矿充填开采综合成本。
3综合机械化固体充填采煤技术要点
实现综合机械化固体充填采煤的技术难点在于解决采空区实施充填的充填空间、充填通道、以及充填过程所带来的动力学问题。
结合大量工程实践，笔者认为，在采用综合机械化固体充填技术进行综合采煤时，可以采取以下几种方法来解决综采作业面上进行综合机械化固体充填采煤工艺中所存在的三大技术难题：拆除常规综采液压支架的掩护斜梁，用水平短梁取而代之，将填充固体直接充入到水平短梁掩护空间内，从而有效解决综合机械化固体充填采煤工艺中充填空间不足问题；通过带式输送机将已配比好的充填固体直接运至挂在充填机械掩护短梁下面的刮板式充填机中，使采空区充填固体始终处于连续输送通道中，从而有效解决充填通道不连续，容易堵塞等问题；充填固体由于自重从刮板式充填机开口中直接落入掩护短梁的掩护空间中，并在加压实机（或辅助动力机）的压力作用下将充填体在采空区中进行充分压实，从而实现煤矸石等固体填充物具有非常好的密实性能，为采空区充填后采煤提高一个优良工作环境。
作为当前很多煤炭企业都积极探索和实现广泛应用的采煤技术，综合机械化矸石充填采煤技术是在保证采矿区地表建筑物等安全的前提下，以煤矸石填充置换出煤炭开采区，实现利用矸石等固体废弃物置换开采出煤炭资源，大大提高了煤矿企业煤炭开采的综合经济效益。