郭慶舉

【摘 要】本文提出用煤矸石對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填的方法及應(yīng)用措施，并介紹了機(jī)械填充的具體辦法，提出了煤矸石回填應(yīng)用的前景。

【關(guān)鍵詞】采空區(qū)；充填；矸石回填；機(jī)械充填

0 概述

煤炭開采過程中，充填法是采用充填材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，使充填體與圍巖共同作用，以改變圍巖的應(yīng)力分布狀態(tài)，達(dá)到有效控制地壓，并防止地表塌陷的目的。煤矸石回填采空區(qū)的填充方法主要有水力充填、風(fēng)力充填和機(jī)械充填等方式。其中，機(jī)械充填是目前廣泛應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)方式，通過成套的矸石充填設(shè)備將煤矸石等填充材料運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)進(jìn)行充填，工作面前面開采，后部進(jìn)行充填。所用的設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)充填材料要求不嚴(yán)格，有非常廣泛的發(fā)展前景。根據(jù)實(shí)際情況，工作面配套兩套設(shè)備。一套采煤，布置在工作面運(yùn)輸巷；一套矸石充填，布置在工作面材料巷。

1 普采矸石充填

井下全巖掘進(jìn)工作面的矸石，用礦車運(yùn)至簡(jiǎn)易翻車機(jī)處，然后用翻車機(jī)翻入儲(chǔ)矸道，再用扒裝機(jī)裝到運(yùn)矸皮帶，皮帶進(jìn)入采空區(qū)運(yùn)矸溜子，最后載入特制強(qiáng)力小皮帶拋矸機(jī)充填采空區(qū)。充填采空區(qū)具體如下：

（1）當(dāng)工作面推采控頂距達(dá)到最大6.2m時(shí)，從煤面數(shù)自第6排至第3排3個(gè)空檔內(nèi)開始充填，充填順序沿工作面傾斜方向自下而上、由老空向煤壁側(cè)依次，充矸溜子鋪設(shè)在第5排和第4排之間的空檔內(nèi)。當(dāng)充填至材料道時(shí)，工作面開始推采。依次進(jìn)行循環(huán)勞動(dòng)組織生產(chǎn)。

（2）充填時(shí)為防止竄矸，超前充矸位置2m，第三排支柱里側(cè)自底板向上沿傾向擋竹笆，竹笆要用雙抗網(wǎng)塑料帶固定在支柱上，遮擋嚴(yán)實(shí)，防止竄矸埋支柱。

（3）充填皮帶拋矸最大距離為3m，即每次充填區(qū)傾向長(zhǎng)度為3m。首先在充填區(qū)從切頂排向煤壁側(cè)支設(shè)兩排木支柱，柱距1.5m，排距1.5m，戴帽支設(shè)。然后在充填區(qū)頂梁架距檔內(nèi)加設(shè)5架π型鋼（3.2m）前探支護(hù)充填區(qū)域頂板，待頂板穩(wěn)定后只使用π型鋼。

（4）支設(shè)好π型鋼后，按照由下向上、由里向外的順序回撤預(yù)充填區(qū)段支柱，視頂板破碎程度，每次回撤2～3排，至工作面第三排支柱。π型鋼隨充填接頂隨交替向煤壁側(cè)前移，充填完一區(qū)段后，及時(shí)回撤支設(shè)在上段充填空間處。

（5）充填時(shí)回出的支柱支設(shè)在切頂排及末前排頂梁下，作為備用支柱，并拴好防倒繩；回出的頂梁整齊豎放在備用支柱與正規(guī)支柱之間；縮出的溜槽碼入在材料道空檔內(nèi)，作為下一個(gè)循環(huán)的充填運(yùn)矸溜子。

（6）工作面推進(jìn)時(shí)，每班一循環(huán)，連續(xù)推進(jìn)三循環(huán)，推采到最大空頂距時(shí)停推，鋪設(shè)運(yùn)矸溜子準(zhǔn)備下一個(gè)循環(huán)充填。

（7）開缺口、過斷層放炮前要在第二排掛好擋煤皮子，防止煤炭崩到充填區(qū)。

此矸石充填技術(shù)比較適合傾斜煤層，對(duì)近水平煤層不太適用。

2 綜采矸石充填

（1）每班按照正規(guī)循環(huán)割2刀煤（進(jìn)尺1.2m），停止割煤，移直自壓式矸石充填機(jī)的機(jī)頭與機(jī)尾。檢查充填系統(tǒng)的完好情況，準(zhǔn)備充填工作；

（2）首先啟動(dòng)工作面自壓式矸石充填機(jī)，然后依次啟動(dòng)7403軌道巷可縮橋式中間驅(qū)動(dòng)膠帶輸送機(jī)、下山轉(zhuǎn)載巷矸石運(yùn)輸刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載平巷矸石運(yùn)輸刮板輸送機(jī)、矸石運(yùn)輸下山膠帶輸送機(jī)，進(jìn)行采空區(qū)矸石充填；

（3）充填時(shí)采用自壓式矸石充填機(jī)機(jī)頭向機(jī)尾方向依次充填，也即先打開自壓式矸石充填機(jī)機(jī)頭的第1個(gè)插板進(jìn)行“自由落體”充填階段、“自充自壓” 階段，待此段矸石輸送機(jī)升至離支架尾梁200mm時(shí)，關(guān)閉第1個(gè)插板，打開第2個(gè)插板，重復(fù)上述工作，待6個(gè)插板全部完成上述2個(gè)階段后，再同時(shí)打開全部6個(gè)插板，進(jìn)行“充分壓實(shí)”階段的工作。

（4）充填階段矸石由自壓式矸石充填機(jī)運(yùn)至漏矸孔，直接落人刮板下的采空區(qū)，當(dāng)從漏矸孔下落的矸石自然堆積高度至自壓式矸石充填機(jī)的溜槽時(shí)，自壓式矸石充填機(jī)上刮板推移矸石自漏矸孔落下、下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石。在此過程中，下刮板的作用主要在以下方面：使矸石在自壓式矸石充填機(jī)的自身重力和刮板運(yùn)動(dòng)的共同作用下使矸石充填密實(shí)，提高了矸石的充填效果；使矸石向下刮板運(yùn)行方向鄰近矸石孔移動(dòng)，擴(kuò)大了同一漏矸孔的充填范圍。

（5）當(dāng)最后一個(gè)自壓式矸石充填機(jī)的漏矸孔完成“自充自壓”階段后，打開全部6個(gè)自壓式矸石充填機(jī)插板，進(jìn)行最后階段的“充分壓實(shí)”充填階段。

（6）此時(shí)，自壓式矸石充填機(jī)會(huì)因充填矸石的反作用力進(jìn)一步上移，當(dāng)其與支架尾梁完全接觸后，自壓式矸石充填機(jī)不再上移，但對(duì)下部矸石的作用力進(jìn)一步加強(qiáng)，使矸石得以充分壓實(shí)，同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大矸石的充填范圍，實(shí)現(xiàn)有效充填空間的完全充滿與壓實(shí)。

3 結(jié)語

充填法適用于處理地表沒有大面積塌陷或上部有建筑物的采空區(qū)，其特點(diǎn)是對(duì)相鄰礦體的開采影響較小，可以保證回采過程中礦石的損失和貧化較小。

利用煤矸石回填采空區(qū)，可以大量使用煤矸石，從而減少因矸石堆放而占用土地以及因其自燃和揚(yáng)塵等造成的空氣污染；也可以抑制因矸石淋濾對(duì)水體造成的污染和破壞。同時(shí)，矸石回填可以避免采空區(qū)上覆巖層的變形和產(chǎn)生裂縫，以及由此所引起的生態(tài)破壞和土地退化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張榮立，何國(guó)緯，李鐸.采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社，2003.

[責(zé)任編輯：丁艷]