◎牛賽偉

目前我礦受突出及沖擊地壓影響，各采面生產(chǎn)均受阻，為緩解我礦生產(chǎn)接替被動(dòng)局面，保持生產(chǎn)穩(wěn)定，下一步將研究充填開采技術(shù)，為了更好的了解綠色開采技術(shù)，我礦專門派技術(shù)人員到兄弟礦井考察學(xué)習(xí)，并將了解到的綠色開采技術(shù)做如下總結(jié)：

一、煤礦綠色開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

煤礦綠色開采以及相應(yīng)的綠色開采技術(shù)，在基本概念上是從廣義資源的角度上來認(rèn)識(shí)和對(duì)待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源。目前全國煤礦井下“三下”開采技術(shù)較為成熟的技術(shù)有離層注漿、條帶式開采、充填開采三種技術(shù)，其中離層注漿、條帶式開采技術(shù)不能有效控制地表下沉，充填開采是近期研究較多也是較好控制地表下沉的一種綠色開采技術(shù)。充填開采根據(jù)目前的研究來看，有超高水材料充填技術(shù)、似膏體自流充填技術(shù)、矸石充填技術(shù)三種。

二、幾種充填技術(shù)

1.超高水材料充填技術(shù)。

（1）充填工藝。

充填工藝采用水力泵送掛包充填，基于充填材料的特點(diǎn)，充填工藝系統(tǒng)不需要復(fù)雜的前期材料加工與準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)，只需要管路、攪拌與泵送等系統(tǒng)就可以形成完整的充填系統(tǒng)。

（2）工藝特點(diǎn)。

該材料由A、B料和A-A、B-B添加劑構(gòu)成。該材料具有水用量超高，在充填固結(jié)體中固體粉料用量較少，可降低井下固體物料運(yùn)輸量，特別適用于井下大體積空間諸如采空區(qū)的大型充填工程。該材料在水體積達(dá)95%～97%的情況下，仍可百分之百固結(jié)，且固結(jié)體不會(huì)收縮，能夠適于井下采挖工程空洞的充填工作。

2.似膏體自流充填技術(shù)。

（1）工藝介紹。

該技術(shù)充填骨料為破碎后的煤矸石，膠凝材料為普通硅酸鹽水泥，管道輸送性能改良劑為粉煤灰和減水劑。上述各料在攪拌桶中加水進(jìn)行高速攪拌，形成高濃度的漿體沿充填鉆孔和管道自流輸送至待充填采空區(qū)進(jìn)行充填。

（2）工藝特點(diǎn)。

利用固體廢料煤矸石作為骨料，添加水泥、粉煤灰、減水劑，形成似膏體管道自流充填置換保安煤柱、仰斜充填采空區(qū)的大規(guī)模工業(yè)利用；具有顯著的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

a該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了城鎮(zhèn)下煤柱開采時(shí)，形成似膏體管道自流充填置換保安煤柱、充填采空區(qū)的大規(guī)模工業(yè)利用，既解決了煤矸石地面堆放嚴(yán)重污染環(huán)境、占用土地的難題，又限制了巖層移動(dòng)，提高了資源回收率，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益顯著。

b所形成的膠結(jié)充填體濃度高，流動(dòng)性能好，呈似膏體狀態(tài)，通過管道自流輸送到采空區(qū)，有效解決了采空區(qū)自然發(fā)火、老空水、底板水、有害氣體等隱患，又限制了巖層移動(dòng)。

c首次提出充填開始時(shí)，先加粉煤灰、水泥、減水劑，形成高密度懸浮液后，再加入煤矸石的料漿制備程序，較好地解決了煤矸石在攪拌桶和管道中容易沉淀的技術(shù)難題。

3.矸石充填技術(shù)。

（1）工藝簡介。

將地面矸石、粉煤灰、黃土等單一固體廢棄物或者幾種充填物以合適的比例混合后，通過井上下大垂深投料系統(tǒng)、井下運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至工作面，再通過充填開采輸送機(jī)充填到長壁工作面采空區(qū)內(nèi)，由夯實(shí)機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，置換出煤炭資源，從而達(dá)到解放“三下”壓煤并控制覆巖運(yùn)動(dòng)及地表沉陷的目的。

（2）工藝特點(diǎn)。

長壁綜采充填采煤技術(shù)充填系統(tǒng)相對(duì)簡單，機(jī)械化程度高，充填效果好，可處理的矸石、粉煤灰等固體廢棄物量大。

三、技術(shù)比較

目前全國較為成熟的充填開采技術(shù)中超高水材料充填技術(shù)前期及后期投入較多，只在炮采上應(yīng)用成功，另外不能達(dá)到高產(chǎn)高效的要求；似膏體自流充填技術(shù)也只在炮采或高檔普采上應(yīng)用成功，而矸石充填技術(shù)已經(jīng)在綜采上成功應(yīng)用。根據(jù)我礦的地質(zhì)條件，能夠采用一次采全高綜采技術(shù)，不需分層開采。綜合以上因素，選擇矸石充填技術(shù)作為我礦綠色開采技術(shù)。

四、在我礦的應(yīng)用

以高皇保護(hù)煤柱和工業(yè)廣場保護(hù)煤柱為例，將該技術(shù)在我礦進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用。

1.地質(zhì)條件。

煤層賦存穩(wěn)定，該區(qū)段賦存己15煤層、己16-17煤層，己15厚度平均3.3米，己16-17煤層平均厚度1.5米，傾角8°左右，區(qū)段煤層圈定儲(chǔ)量99.4萬噸，其中己15煤層儲(chǔ)量73.2萬噸，己16-17煤層儲(chǔ)量26.2萬噸，該區(qū)段受f2斷層影響，f2斷層在該區(qū)段東面分叉，落差0～30米，其中一段將該區(qū)段煤層分開。

2.技術(shù)條件。

（1）開采煤層頂?shù)装骞こ痰刭|(zhì)特征：己15煤層原始煤體直接頂為厚約3.2米的砂質(zhì)泥巖，老頂為厚約12.5米的灰白色砂巖及粉砂巖，底板厚約0.7米深灰色泥巖和厚約6.0灰色砂質(zhì)泥巖及細(xì)沙巖；再下為厚約1.8米的己16-17煤。

（2）瓦斯：本區(qū)域無煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。

（3）煤塵：煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。

（4）煤的自燃：煤層自燃發(fā)火期為3～6個(gè)月，為自燃煤層。

（5）地溫：地溫?zé)o異常。