翟佳佳

（大同煤礦集團臨汾宏大勝利煤業(yè)有限公司， 山西 臨汾 041000）

引言

目前，原巷填充材料需要手動才能被運輸?shù)焦ぷ髅娓浇?，然后進行嵌入和填充。機械化程度低，勞動強度高，嚴重影響了工作面的高產(chǎn)高效。因此，我國礦業(yè)發(fā)展亟待解決的問題是如何充分利用現(xiàn)有資源開發(fā)煤炭資源，使巷道充填技術(shù)更科學、合理、高效[1-2]。

1 原巷機械化充填

原巷充填包括通過注漿將填充材料注入工作表面以填充模箱，使填充墻隔離采空區(qū)并且將“人造煤柱”與支撐件一起運送到原巷中。

機械化原巷充填集機械化抓取機、皮帶上料機、拆包機、攪拌設(shè)備于一體，代替了傳統(tǒng)的人工搬運與拆裝充填材料，采用先進的液壓支架取代配套單支架，使用機械化填充模具取代人工設(shè)置模具，避免了人工填充工藝對采煤速度的限制，能夠有效提高充填效率，加快采面，緩解采動擾動對巷道前方巷道支護壓力的影響，減少巷道變形，節(jié)約巷道支護費用，為機械化提供了有利條件[3]。

原巷充填系統(tǒng)的填充過程具有以下特點：填充量可以很大；不影響工作面開采；工藝系統(tǒng)簡單，自動化程度高；空間小；環(huán)保。建議采掘巷道充填煤炭機械化作業(yè)過程為：割煤—移架—拉移充填模箱、支模—拌料—開泉—充填—移巷道超前支架—割煤。原巷充填力學分析如圖1所示。

圖1 原巷充填力學分祈

2 充填泵站選址

根據(jù)高含水填料的性能，填料處理系統(tǒng)應(yīng)包括輸送管線、漿液制備、輸送和漿液混合。根據(jù)超高水材料長途運輸?shù)奶攸c，可以建造在地面上，也可以建在地下停車場、交通車道、運輸石巷等地下[4]。

當充填系統(tǒng)安裝在地面上時，設(shè)備布局不受現(xiàn)場空間限制，方便施工，灌裝材料儲存簡單，但充填系統(tǒng)布置太長，攪拌灌裝管理復雜。

當充填系統(tǒng)建在井底時，充填系統(tǒng)較短，施工容易，填料儲運方便。根據(jù)高含水材料用于水中的特點，可以從底層取水貯存。但是，井下運輸重型車、礦車車次較多，設(shè)備布局受空間限制，不利于物料的倉儲處理。

在礦區(qū)運輸巷道內(nèi)設(shè)置充填系統(tǒng)時，充填系統(tǒng)路短，周轉(zhuǎn)快，易于管理?？梢岳眉佑驼旧蠈诱九懦龅奈鬯?，及時加注填料，用于灌漿制漿的水可以通過水供應(yīng)。但是配水系統(tǒng)復雜且受采礦作業(yè)的影響，會受到井下空間的限制。

當充裝系統(tǒng)建立在石口的運輸中，不受采礦影響，占地面積大、充填系統(tǒng)短，問題是配水系統(tǒng)復雜。因此可以看出，充填站的布置有其自身的特點，應(yīng)從多方面考慮。加油站的最終設(shè)立，應(yīng)根據(jù)礦山的實際情況確定。根據(jù)目前高含水填料的應(yīng)用情況，在石口巷道的運輸中更容易建立填充系統(tǒng)[5-6]。

3 充填能力

制漿系統(tǒng)的容量對應(yīng)充填系統(tǒng)的能力。充填系統(tǒng)的容量必須滿足充填要求。正常情況下，巷道長度400～500 m，斷面10 m2，填方體積數(shù)千立方米。

現(xiàn)以年產(chǎn)100萬t煤炭為例，對采空區(qū)填方量進行粗略分析。每天首次試驗推廣最高6 m，平均一個礦井巷道充填量為600 m3。根據(jù)“三八”工作制度，每天安排三個充填班，每個充填班至少需要完成200 m3灌漿輸送任務(wù)，如果不包括清潔煤、維護等非工作時間，分別按每班4 h填充時間計算，充填系統(tǒng)每小時制漿的產(chǎn)能不應(yīng)低于50 m3，對于具體的充填系統(tǒng)能力要求要根據(jù)具體生產(chǎn)條件來確定。

4 結(jié)語

目前，需要手動將原車道的填充材料運輸?shù)焦ぷ髅娓浇缓筮M行嵌入和填充，機械化程度低，人工勞動強度大、環(huán)境差，嚴重影響了高產(chǎn)高效的工作。因此，在完成充填系統(tǒng)設(shè)計和原車道充填煤新技術(shù)機械化創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，分析充填站的選型和選址，使巷道充填技術(shù)更加科學、合理、高效。

[1]畢錦明.物料充填開采液壓支架的研究[J].煤炭科學技術(shù)，2010（11）：85-89.

[2]謝廣祥，楊科.采場圍巖宏觀應(yīng)力殼演化特征[J].巖石力學與工程學報，2010（S1）：2676-2680.

[3]楊澤，侯克鵬，喬登攀.我國充填技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].礦業(yè)快報，2008（4）：1-5.

[4]鄧飛，李永輝.全尾砂高水固化膠結(jié)充填工藝前景展望[J].中國礦業(yè)，2007（8）：41-42.

[5]謝廣祥，常聚才，華心祝.開采速度對綜放面圍巖力學特征影響研究[J].巖土工程學報，2007（7）：63-67.

[6]鄭巨明，奉欣，饒幫良，等.細粒尾砂作為充填料脫水措施的研究[J].資源環(huán)境與工程，2007（2）：184-186.