煤矿开采沉陷充填开采技术应用

煤矿开采沉陷充填开采技术应用

胡艳军

山西鑫飞能源投资集团有限公司，山西 柳林 033300

摘要：在现代社会，煤矿是非常重要的能源资源，对于整个社会的运转都有着巨大的影响。不过，煤矿资源的开采往往是非常困难的，而且很多煤矿都是从地下开采出来的，在经过不断的开采以后，地下就会形成空洞，地质表层缺少支撑就会变得很不稳定，如果没有采取有效的措施进行处理的话，就可能出现地质沉陷的问题，会存在很大的安全隐患。不断发展，我们对于煤矿资源的需要也在快速的增长，煤矿开采也是必然要进行的一项工作活动，我们所能做的只是需要研究怎样对煤矿开采沉陷进行控制，要通过科学的充填开采技术来避免呈现问题的发生，此带来的人员伤亡问题，保护生态环境，这样才可以使煤矿开采行业获得持续的发展。

关键词：煤矿开采；沉陷充填；生态环境

引言：文中简单介绍了煤矿开采方面的有关内容，特别对煤矿开采沉陷充填开采技术展开了深入的研究，希望能够提高我国的煤矿开采技术水平，减轻对于环境造成的不良影响，提高对于土地资源的利用率。文中深入研究了煤矿开采沉陷充填开采技术，技术能够获得更好的发展，能够在煤矿开采中发挥更大的作用，保护环境，促进煤矿开采行业的绿色发展。

1充填开采技术概念

充填开采技术是有着很多的技术种类的，划分的标准也有多种，主要的标准就是开采的方式、填充浆料的浓度等，以这两种标准进行划分的话，就有膏体、胶体充填技术，低浓度、高浓度充填技术等。我根据开采位置区域进行分类的话，就有采空区域、离层区域以及冒落区等几种填充技术类型。在对冲田工程进行设计的时候，不只是要考虑应用的效果，对于实施的成本，对于环境的作用同样也是需要考虑的重点因素。

2煤矿开采沉陷造成的不利条件

进行煤矿开采的时候，很多都是需要进行地下作业，需要对地表之下的煤矿资源进行挖掘以及搬运。可是地下煤矿存在，才能够使地球保持平衡，煤矿开采就会对地层的结构造成破坏，可能会影响其稳定性，如果不加以处理的话，就可能出现地表呈现的问题，不但会对生态环境造成破坏，还会有巨大的安全隐患。当开采区域的地表有建筑物的时候，那么煤矿开采也会对地表建筑物的稳定性产生影响，这样也是有着很大的安全隐患的。

3煤矿填充开采技术的应用现状

如今在进行金属矿石开采的时候，通常都会运用到填充技术，这一技术在这方面的应用也相对来说比较成熟，不过在煤矿开采方面的应用则还比较逊色，还有许多有待改进的地方。煤矿是一种层状岩石层结构，在经过开采以后，就可能导致岩石层被移动或被破坏，为了避免因为出现这种问题而造成安全隐患，就需要采用充填技术，不过对于这一技术的应用与金属矿石开采有着一定的差别。经过调查研究以后，我们发现很多地方煤矿在进行经过开采以后，还是采用传统的方法来填充呈现区域。不过如今我们也在积极的进行学习与改进，也在持续的优化我们的填充技术，经过多年的发展，也取得了一定的进步，在改善因为煤矿开采引起的地表沉陷问题上取得了一定的成效。随着社会的发展，我们对于煤矿的需求量也正在快速的增长，煤矿开采量不断增加，那么有地面呈现问题的面积也会变得更大。各个地区他们的地质情况都是有着自己的特点的，在选用填充方法时也必须要有针对性，必须要符合实际的情况，如果不考虑实际问题的话，那么采用的填充方法就很难达到预期的效果。同时在开采煤矿的时候还会形成很多的矸石，如果随意的进行堆积的话，就会占用很多的土地资源，这显然是一种对于土地的浪费，并且还会污染环境，对人们的生活造成不良的影响。因此，我们需要对煤矿开采填充技术进行研究、发展，要改善生态问题，实现绿色开采的目标，这样才可以使煤矿行业获得可持续的发展。

4煤矿开采沉陷充填开采技术的应用及研究分析

4.1膏体充填技术

这一技术的应用主要就是在进行开采的时候，还没有掉落时，就在踩空区填充膏体浆料，通过充填条带来支撑覆岩。对此，比较常用的充填方式主要有两种，其一是在工作面经过开采以后，马上填充膏体浆料，然后去开采第三个工作面，而第二个工作面又能够用来对地表进行支撑，在第三个工作面开采以后再进行填充；其二就是，需要先对填充条的间距进行控制，然后充填长壁条带。

4.2隔离注浆充填技术在覆岩离层分区的应用

采用这一技术的话需要先进行钻孔，然后使岩层移动生成离层空洞，再将材料填充到空洞中，对覆岩进行支撑，降低它的移动速度，改善沉陷的情况。在采用这一技术的时候必须要把握好覆岩的力层梁和它的位置，这是很关键的，同时还要选择合适的时间，主要考虑的就是覆岩离层的动态特征。通常最好的时间就是在关键层出现第一次断裂以前，在发生第一次断裂以后，离层量的距离就会减少，可能对充填产生一定的影响。采用这一技术进行充填使用的填充材料不会进行固结，无法将离层填满，作用的发挥速度也是比较慢的，所以无法阻止关键层的断裂，这样充填的难度就会比较大。

4.3条带开采冒落区注浆充填技术

建筑物下面的煤炭进行开采的时候，通常会应用到条带开采技术，不过这一技术的煤炭采出率是比较低的，同时在经过开采以后它的采空区和它的上部岩层会成为冒落区。如果条带冒落区没有足够的承载能力的话，上部岩层的荷载就会施加到两侧的煤岩柱上，煤岩柱就可能因此而出现变形，然后形成地表沉陷的情况。条带开采冒落区注浆充填技术就是在这种条件下应用的一种充填技术，需要先通过井下钻孔将浆料注入条带冒落采空区，同时将破碎的矸石填充进去，提高踩空冒落区的承载力，减轻煤岩柱的荷载，防止其形成变形，减少覆岩的移动，并且这一技术还能够将充填材料和冒落区矸石构成整体，这样留设的条带宽度就可以缩减，回采效率会变得更高。这种充填技术的加固作用可以通过三种形式呈现：首先，充填体能够对煤柱构成侧限力，这样既可以减少煤柱的宽度又能够提升它的强度；其次，通过充填体和岩柱的作用能够降低煤柱的荷载，防止其发生压缩或者下沉，这样开采的沉陷量也就会减少；最后，充填体本身也能够起到支护的作用，使关键层以及煤柱变得比较稳定。同时，在将一个开采条带进行封闭以后还需要对冒落区进行注浆填充。

4.4全尾砂充填胶结技术

这种技术的应用主要是将尾砂处理好后，再进行充填。而尾砂的处理过程分为2个步骤：首先肯定是要将砂浆过滤掉水，然后将其浓度保持在70%以上；之后，再将此尾砂与水、水泥搅拌在一起，当这些物体呈现质胶状后就可以用其进行填充了。

4.5尾砂胶结充填技术

起初，这种充填技术使用的材料就是混凝土，不过，因为混凝土工艺流程比较复杂，所以也给这一技术的应用带来了很大的限制。不过，在经过一段发展以后，开始使用水泥作为材料，并使用细砂胶，在填充材料方面有了很大的进步。不过，因为需要使用的水泥量也比较多，还会产生很多的废水，所以使用的限制也是比较大的，通常在距离城市比较近的地方都很少会采用。

5 结语

如今，社会对于煤炭的需求量正在快速的增长，煤矿开采规模越来越大，对于生态环境的影响也不断变大。所以，我们不能只是关注与煤炭产业的发展，还需要不断对充填开采技术进行优化、创新，将其煤矿开采的不良影响，减少地面沉陷问题的发生，要重视对于环境的保护，这样采能够实现可持续的发展。

参考文献：

[1]李劢.煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].山西化工,2021,41(05):128-130.

[2]丁学建.煤矿开采沉陷充填开采技术[J].当代化工研究,2019(08):146-147.

[3]冯栋.煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究[J].石化技术,2019,26(02):169+183.

[4]宋战友.煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究[J].能源技术与管理,2018,43(05):146-147.

[5]董江.煤矿开采沉陷充填开采技术应用分析[J].能源与节能,2018(05):137-138.