充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

充填开采汇报材料(翟镇煤矿)（精选10篇）

篇1：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

充填开采经验介绍材料

翟镇煤矿

翟镇煤矿自2005年初开始研究矸石充填采煤工艺，研发了具有自主知识产权的综采矸石充填工艺，自2006年在7403成功运用以来，已累计完成以矸换煤122.20万吨，充填矸石74.84万吨。矿井于2008年12月实现井下矸石不升井，并率先在集团公司内停运了矸石山。

一、充填开采技术及应用效果。

1、充填开采技术

矿井充填采区七采区，工作面采用自行研发ZZ2600／13／20.5BC型或ZZ2800／14.5／26BC型充填液压支架，通过支架后配备充矸溜子进行机械充填。

下面以7201面介绍以下矸石充填流程与矸石充填工艺。矸石充填流程：

各采区矸石→七采矸石车场→翻车机翻车→破碎机破碎矸石→七采矸石仓→七采上部回风上山矸石皮带→溜矸眼→7201E轨道巷运矸皮带→7201E工作面充填溜子（采空区）。

矸石充填采煤工艺（包括回采工艺与矸石充填工艺）A、工作面回采工艺

工作面回采工艺主要包括割煤、移架与推移刮板输送机。

（1）采煤机割煤：采煤机割煤时的进刀方式采用割三角煤端部斜切进刀，进刀深度0.6m。采用双向进刀，往返一次进割两刀。

（2）移架：工作面采用及时移架支护方式，移架滞后采煤机后滚筒3～5架，追机作业，移架步距0.6m。若顶板破碎或端面距过大时，应拉移超前架及时支护暴露的顶板。

（3）推移刮板输送机：滞后采煤机不大于15m，推移刮板输送机。B、矸石充填工艺（1）矸石充填工作原理

采空区的矸石充填依靠自压式矸石充填机来自动完成：充填时自压式矸石充填机的上刮板向下运输充填矸石；下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀。

在矸石充填过程中，随着矸石充填高度的增加，自压式矸石充填机会随之上升，利用矸石充填运输机对矸石的反作用力来压实的充填矸石。其充填过程可分为“自由落体”阶段、“自充自压”阶段、“充分压实”阶段。

（2）矸石充填工艺过程

矸石充填工艺是在采面割完两刀煤后进行，其工艺过程如下： ①每班按照正规循环割煤，然后停止割煤，移直自压式矸石充填机的机头与机尾。检查充填系统的完好情况，准备充填工作。

②首先起动工作面自压式矸石充填机，然后依次起动7201面轨道巷运矸皮带、七采上部回风上山矸石皮带及七采矸石仓设备等，进行采空区矸石充填。

③充填时采用自压式矸石充填机机头向机尾方向依次充填，也即先打开自压式矸石充填机机头的第一个插板进行“自由落体”充填阶段、“自充自压”阶段，待此段矸石输送机升至离支架尾梁200mm时，关闭第一个插板，打开第二个插板，重复上述工作，待6个插板全部完成上述两个阶段后，再同时打开全部6个插板，进行“充分压实”阶段的工作。

a.“自由落体”充填阶段

“自由落体”充填阶段矸石由自压式矸石充填机运至漏矸孔，直接落入刮板下的采空区。

基 本 顶直 接 顶垮落后的直接顶充 填 矸 石矸石充填“自由落体”充填阶段示意图

b.“自充自压”充填阶段

当从漏矸孔下落的矸石自然堆积高度至自压式矸石充填机的溜槽时，自压式矸石充填机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。在此过程中，下刮板的作用主要在以下方面：[a]使矸石在自压式矸石充填机的自身重力和刮板运动的共同作用下使矸石充填密实，提高了矸石的充填效果；[b]使矸石向下刮板运行方向邻近矸石孔移动，扩大了同一漏矸孔的充填范围。

在此过程中，自压式矸石充填机表现为因受矸石堆的反作用力，逐步上抬，同时对充填矸石进行初步压实。

待打开的漏充到离支架尾梁200mm时，关闭第一个漏矸孔的插板，同时打开第二个插板由下到上依次充填。

c.“充分压实”充填阶段

当最后一个自压式矸石充填机的漏矸孔完成“自充自压”阶段后，打开全部6个自压式矸石充填机插板，进行最后阶段的“充分压实”充填阶段。

此时，自压式矸石充填机会因充填矸石的反作用力进一步上移，当其与支架尾梁完全接触后，自压式矸石充填机不再上移，但对下部矸石的作用力进一步加强，使矸石得以充分压实，同时进一步扩大矸石的充填范围，实现有效充填空间的完全充满与压实。

采空区充填完毕后，对当班的采空区充填情况进行检查记录，确认达 到设计效果，然后进行下一矸石充填采煤工艺循环。

C、技术要点

为控制矸石充填效果，实现矸石充填有效空间的完全充满与压实。在矸石充填过程中，应做好以下方面的工作。

①漏矸孔插板打开严格执行由下到上的顺序进行充填，打开插板用力均匀，以防插板变形。

②充填过程中，密切注意自压式矸石充填机运矸量和矸石下漏量的变化，运矸量既不能大，使矸石下漏不完，运到工作面机头；也不能小，延长充填作业时间。必要时自压式矸石充填机需点动运行，以保证充填效果。

③注意工作面倾角变化，回采过程中严格顺平、顺直工作面，确保充填刮板输送机控制在可弯曲变形范围之内，保证输送机能够正常运行。

④破碎机要保持正常使用，同时在破碎机后要有专人观察矸石的破碎程度，要控制矸石破碎在粒径50mm左右，必要时进行辅以人工破碎，以保证采空区充填效果。

2、应用效果

自实施充填以来，为提高充充填效率、充实率，矿井对不断现充填工艺设备、技术进行改进。一是在充填溜子上增加了油缸，有效提高了充填高度；二是借鉴桥式转载机原理设计了探梁式卸矸架，实现皮带直接向采空区充矸；三是对溜尾端头支护进行优化，减少溜尾以里单体支护；四是改变电机接线盒位置，避免后尾梁挤压电机接线盒，有效提高了溜头充矸高度；五是针对顶板破碎、架后漏矸多，挤占充填空间，通过安排专人实行带压移架，有效控制架间漏矸。

通过以上有效措施改进，进一步提高工作面充填能力，目前，矿井矸石充填效率、充实率不断提高，实现了每班一刀炭、一茬矸，充实率在60％以上，保证了井下矸石不升井。

3、项目投资和开采成本。

累计完成充填项目投资6670.71万元，实现以矸换煤122.2万吨，充填 矸石74.84万吨。自实施充填以来，矿井平均制造成本205.92万元，充填成本较冒落式开采增加28.26元/吨，为234.18万元。

二、下一步工作措施

1、根据矿井目前工作面矸石充填能力、充填效果、设备性能，研究自制ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液压支架，进一步提高工作面的充填能力、单产水平。

2、进一步做好充填工作面设备配套研究，以ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液压支架、SGZ630/264充填溜子、MG180/455型煤机、SGD630/264型工作面刮板运输机四机配套，做好在7202E工作面的实验、应用、推广。

3、随着工作面充填能力、充填效果的提高，单一的井下矸石不能满足充填能力要求，需进一步做好地面矸石入井问题；同时进一步研究井下煤矸分离，提高煤质。

篇2：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

陕西上河实业集团有限责任公司起步于20世纪90年代后期，经过20多年艰苦创业和不懈努力，现已发展为涉及煤炭采掘、洗选煤及深加工、文化艺术、酒店住宿、休闲餐饮、房地产开发、公路桥梁建设、五金交电销售、农牧渔业种养殖等诸多领域的综合性集团公司。上河集团下设的上河煤矿位于榆林市榆阳区牛家梁镇常乐堡村上河自然村，在榆林城东北约15公里处，属个人独资企业，始建于1994年4月，1997年4月建成投产，2008年矿井核定生产能力为30万吨/年，2013年3月矿井最终核定生产能力为60万吨/年。矿区地处毛乌素沙漠南缘，井田面积2.977平方公里，现有地质储量1141.7万吨，可采储量479.7万吨，剩余服务年限约8年。煤矿现证照齐全，为正常生产矿井。

煤矿开采与环境保护、城市发展、水资源保护等问题一直在矛盾中纠结，困扰着企业的发展。如何在发展经济的同时保住青山绿水？榆林市上河煤矿率先实施充填开采技术，即向煤矿采空区输送沙石、粉煤灰、膏体等充填材料，并在充填体保护下进行采煤的一项技术，充填开采属绿色开采技术体系的重要组成部分，是提高回采率、减少环境破坏的最有效方式，不仅实现了对村庄、建筑、河流等“三下压煤”的开采，大大延长了矿井服务年限，而且提高了资源回收率，解决了固体废弃物的排放问题，杜绝了污染物外排，实现了绿色开采。

充填验收会照片

探路：实施充填开采

为了响应国家提倡煤矿应用推广充填式开采的号召，提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，有效保护水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝煤矿开采后采空区大面积悬空所遗留的诸多安全隐患，榆林市上河煤矿在多次由榆阳区煤炭局组织前往内蒙古、河北、山东等地实地考察的基础上，于2016年7月决定引进胶体充填开采技术，进行充采试验，建设绿色煤矿企业。

2017年3月，上河煤矿经榆林市榆阳区政府同意，由榆阳区煤炭局指定为充填开采试点煤矿。2017年6月，上河煤矿委托西安科技大学、陕西西矿工程勘察设计有限公司、陕西世诚矿业有限公司编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计》。上河煤矿启动充填开采技术应用，在经历了数月的建设、调试期后，在3216工作面针对原材料的配比、机械设备及工艺的配套进行了一系列的试验，于同年8月底成功试充填了5个条带。同年9月，上河煤矿邀请相关专家对井下充填试验现场实际查看的基础上，对充填开采方案设计进行了评审。2018年1月，上河煤矿委托设计单位根据井下开采条件及试采过程中遇到的具体问题，针对条带开采参数、开采回填工艺、监测方案和运输、通风、排水等系统做出适当调整，编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计（变更及补充）》。

上河煤矿严格按照设计方案执行，地面建设充填站包括风积沙堆场、风积沙原料仓、水泥仓、粉煤灰仓、储水罐、厂房等；试验工作面采用EBZ200型悬臂式掘进机割煤，ZL18FB型轮胎式防爆装载机装煤，采用WC3型防爆胶轮车运煤。目前3216试验工作面已完成第一阶段14个条带及采空区充填、第二阶段的6个奇数号条带煤柱及其采空区域充填，正在进行第三阶段的奇数号煤柱置换工作，基本达到设计要求的验收进度。经过监测，充填体实测强度8.22MPA，大于设计要求的6.47MPA，满足要求，上河煤矿开展此项技术应用至今，在煤矿3216工作面取得了局部成果。通过不断地总结，做出如下结论：一是地面设备、设施工作稳定、正常，且充填量有保障；二是井下施工，工艺工序合理有效，不产生窝工及各种浪费；三是在充填体稳固且承压力满足置换强度的前提下，接顶情况良好，满足充后置换开采的条件；四是针对成本情况，目前综合成本在可接受范围内，并通过项目持续性开展，还有降低成本的空间；五是通过井上下监测设备、设施所反馈的数据来看，地表暂无大幅沉降，且有效保护了该矿所属范围的水资源、地面设施不受破坏；六是通过该技术的引入及项目的逐步完善，不仅为该矿增加了收益，且一劳永逸地解决了上河煤矿所面临的如采空区塌陷、地表破坏、排污等问题。

2018年6月，由榆阳区煤炭局牵头组织项目建设、设计、施工等单位及专家组成立了验收委员会，对上河煤矿充填开采项目进行了现场检查验收，验收结论为：同意榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采项目工程阶段性成果通过验收。验收专家组一致认为上河煤矿实施充填开采技术为全省首例，为陕西煤矿充填开采进行了积极探索，具有很强的实践推广意义。

充填站图片

成效：源头解决地表沉降问题

推动煤炭产业向“生态环保型”转变，第一个层次，是尽量减少对生态环境的影响；第二个层次，是不影响生态环境；第三个层次，主动改善生态环境。上河集团率先实施充填开采，实现了榆林煤炭行业所期待的由被动治理向主动防治转变，是煤炭产业向“生态环保型”转变的生动典型。上河煤矿实施充填开采，可以延长矿井服务年限5年左右，对当地的经济、就业、税收与人民群众的生活稳定都起到良好的作用。总之，应用充填开采技术，在更加安全的前提下，提高了回采率，并有效保护了水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝了煤矿开采后采空区所遗留的诸多安全隐患，同时也相对地提高了煤矿的经济价值，也为地方带来了一定的社会效益。

上河煤矿

声音：“上河实践”如何复制

上河集团在煤炭主管部门的积极引导和大力支持下，投入了大量的人力、财力、物力、时间，克服了各种困难，付出了艰辛努力，率先探索出了一条绿色开采的新路子，是来之不易的，形成了“上河实践”。对榆林这样一个产煤大市而言，在目前的情况下，“上河实践”应当如何复制？笔者认为，政府应当加强技术改造项目投入扶持力度。利用煤矿安全改造、煤炭产业升级等中央预算内资金支持煤矿实施充填开采，省级财政应制定配套扶持政策，同时执行充填开采煤炭资源税费优惠，减轻充填开采企业的成本负担。地方政府相关部门要积极支持煤矿企业开展充填开采工作，以便加快充填开采技术的推广。此外，从国家宏观层面，应考虑将以沙石、矸石、膏体等尾矿废渣为主要填充材料生产的煤矿副产品以及充填开采的煤炭产品列入资源综合利用目录，享受国家资源综合利用增值税政策优惠。

上河集团率先实施充填开采技术，为陕西煤矿企业绿色开采和可持续发展探索出一条新路子。“上河实践”值得其他煤矿企业借鉴和推广。目前，上河集团实施的充填开采技术已向榆阳区十家保水采煤矿井推广。

（来源：陕西日报

通讯员 冯伟

篇3：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

据统计, 目前全国煤矿累计堆放煤矸石约45亿t, 规模较大的矸石山有1600多座, 占用土地约1.5万hm 2, 而且每年以1.5～ 2.0亿t的速度增加。面对严峻的形势和压力, 新汶矿业集团翟镇矿成功走出了一条以矸石换煤炭工程的绿色开采之路。

2007年以来, 翟镇矿按照“矸石不上山、地面矸石零排放”的指导思想, 加大了资金投入和系统改造。在主井底设立了矸石手选系统, 将分选出的矸石全部运往采空区进行充填, 做到矸石不升井。在工作面利用矸石筛将大块矸石装车外运充填巷道, 做到矸石就地消化。对原煤系统进行优化改造, 重新安设了200m的排矸胶带输送机, 对井上矸石山进行转载、粉碎、运输、回填, 从根本上保证了矸石不上山。同时, 该矿从井下采场布置、系统优化等方面综合考虑, 推广应用新技术、新工艺, 投资1500多万元设计制作的新型综采矸石充填支架, 日充填矸石达800m 3, 采区回采率均在90% 以上, 每年新增带采煤柱40多万t。

篇4：煤矿的充填开采及复垦技术探析

关键词：煤矿 沉陷 控制 方法院 研究

0 引言

煤炭的开发为经济快速持续发展提供了基本保证，然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决

此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转，各集团公司都加大了环境的防治和治理，对煤炭事业来说，功在当代，利在千秋。

1 煤矿开采中如何防止地表的沉降

沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；①对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。②开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。

1.1 全部充填开采 在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。

1.2 条带开采 根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。

1.3 覆岩离层带充填 根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。

1.4 限厚开采 根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。

1.5 协调开采 厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，相互位置与开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形和开采另一个煤层（工作面）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距，因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。

1.6 “采-注-采“三步法开采 充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采，有效的对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较大等缺点。

2 将矿山地表恢复成耕地

2.1 煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦 地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放，既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料，即可使采煤破坏的土地得到恢复，又能减少矸石的额占地。

2.2 平地和修建梯田复垦 对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度，应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。

2.3 输排法复垦 开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等，作为蓄水用，是沉陷水淹地重新得到耕种。

2.4 深挖垫浅复垦 运用人工或机械方法，将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深，适合养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区，使其成为可种植的耕地。

2.5 积水区综合利用技术 对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区，科学的综合利用，发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。

2.6 固体微生物复垦技术 煤矸石添加适量微生物活化剂，经过一个植物生长期（约6个月）就可建立起稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。

3 小结

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法，近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验，这种方法可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。

开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的，所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术，矿区生态复垦技术等多学科知识，对地表塌陷进行综合治理和开发利用，才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。

参考文献：

[1]杜计平，汪理全.煤矿特殊开采方法[M].徐州：中国矿业大学出版社.2003.

[2]陈荣光.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册[M].宁夏大地出版社.2004.

[3]郭广礼.王悦汉.马占国.煤炭开采沉陷有效控制的新途径[J].中国矿业大学报.2004.（3）.151-153.

篇5：简析煤矿充填开采技术

中国“三下”煤炭资源储藏量比较大,比如在辽宁抚顺市区压煤量达2×108t,唐山矿井范围内压煤量大概在1.5×108t左右,微山湖压煤在7×108t左右。随着煤矿“三下”技术的不断改进与发展,充填开采法以独特的优势成为解决问题的关键,具有重大意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法[1]。该种采煤方法能有效控制地表的下沉和变形,资源回收率可达90%以上,而且能保护地面建筑物、水体和生态环境。根据充填材料的不同可分为水砂充填、膏体充填和矸石充填三种技术。

1 水砂充填开采法

水砂充填采煤法于20世纪初在中国开始投入使用,经过多年的试用和技术的不断改进,开采技术已经相当成熟。它是利用水利通过管道把充填材料沙粒送入采空区的方法。当利用风化岩石作为充填材料时需要设立采石场和破碎车间,从采石场采回原砂,在经过筛选后把大块的砂再经破碎与加工后成为成品砂,把它运送到贮砂仓贮存。在对材料进行选择时最好在近地取材,这样可以减少费用,成品材料不宜有尖利的锋角,含泥量不宜超过10%~15%(粒度小于0.1 mm)以免造成管壁的磨损而减少使用寿命。在贮砂室把砂与水混合成砂浆,砂浆在采空区脱水以后砂子形成充填体。剩余的废水经采空区流水上山和流水道流入采空区沉淀池,沉淀后水质变清进入水仓,水泵利用排水管将其排到地面贮水池,用以循环利用。这种采煤法充填致密,优点是可以有效地将煤尘危害性减少,又可以有效的防止地表变形和下沉。它的缺陷是所需材料比较贵,设备投资比较大,充填系统比较复杂,致使煤的成本增加。

2 矸石充填

矸石充填能够提高煤矿的采出率,能够有效地减少地表下沉和地表的变形,缓和工作面支撑压力产生的矿压显现等,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一[2]。

2.1 抛矸机抛矸充填

新汶矿区泉沟煤矿在2006年就使用过抛矸机抛矸充填开采技术。它的充填工艺是将岩巷和半煤岩巷掘进矸石通过矿车把它们运送到采煤区井下的矸石车场,通过翻车机的卸载后进行破碎,运送到矸石仓,破碎完毕的矸石由上下山的胶带输送机和刮板输送机输送至采煤工作面回风平巷,工作面采空区可伸缩胶带输送机运至抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填,并在邻近充填巷进行注浆强化。这种采煤方法机械化的程度较高,矸石的需求量较大;但是装备的投资不高,系统比较简单容易掌握,充填效果比较理想,比较适合应用在薄及中厚煤层的普采等,用这种开采方式进行村庄下开采,必须准备好大量的矸石。

2.2 到板输送机卸矸充填

这种采煤法已经在中国投入使用,2007年汶川的新汶矿区翟镇矿的开采就是使用的这种开采方法[3]。充填刮板输送机和后端带悬梁的自移式液压支架共同组成了该采煤法的充填装备。充填工艺是通过电机车把矸石矿车牵引到采区矸石车场,在用翻车卸载以后,进行破碎处理,然后进入矸石仓。破碎完毕的矸石由上下山的胶带输送机和平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。这种采煤方法经过多次使用证明机械化程度比较高、充填系统相对简单、充填效果好。缺陷是目前平行作业还比较困难,对干矸石的需求量较大,适用范围还有些狭窄。

2.3 风力抛矸充填开采

国外应用风力充填开采的情况比较多,在中国淮北袁庄矿和鸡西城子河矿曾应用过这种开采技术。风力抛矸充填开采对材料的要求是沉缩率要低、腐蚀性要小等,材料粒度的直径一般超出管道的1/2~1/3。由于风力比较长物料的颗粒如果比较大不仅使能力降低而且对管道的磨损还比较大。矸石入井和输送一般有四种方式即矿车运送、箕斗下料、管道下料和钻孔直接下放。液压支架应选择与风力充填工作面相配套的。把充填管路悬吊在支架的后伸梁上或者架在专门的管子上。在每次充填完毕后用掩护挡板或者专门的挡板将其挡住,接着进行下一次充填时将支架向前移动,老的充填体就会自然塌落,与顶板所成的空角将被新的充填体填满。

3 膏体充填开采

膏体充填技术首先起源于德国是一种绿色开采技术,具有出采率高、安全性高和环保等优点。目前已被广泛地应用于中国在内的诸多国家。它是把粉煤灰、煤矸石、劣质土等固体废物制作成无临界流速、不需脱水的膏状浆体,这种膏状浆体无需脱水和能无临界流速。在充填时膏体通过巷道中的管路,在重力的作用下或者泵压提供动力的情况下把它输送到液压支架后的采空区。膏体充填材料的强度直接影响膏体充填的效果,充填材料是由煤矸石、水泥、粉煤灰、减水剂组成。形成的胶结充填体浓度高,流动性能好,呈膏体状态。膏体充填后,地表下沉将会明显的减少。这种技术即有益于解决煤矿开采污染的问题,又宜于解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题。

4 结语

充填法开采可以对开采沉陷进行有效地控制,最大限度地回收国家的煤炭资源,同时也达到了保护土地资源的目的;而且还能将井下的矸石进行及时的处理,减轻它对人类和自然环境的危害,符合发展煤炭循环经济的要求是一项绿色的开采技术,前景很广阔。

参考文献

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篇6：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

关键词：煤矿；充填开采；现状；展望

对于煤矿开采，具有经常性、长期性开采特点，极易引起岩层移动、地表沉陷与岩石破坏问题，严重影响了道路工程、农田水利，危害生态环境。随着采矿技术日益更新，人们环保意识逐渐提升，愈加重视资源科学、合理开采。因此，笔者根据自身的煤矿技术经验，主要分析我国常用煤矿充填开采技术，分析充填开采现状，提出煤矿充填开采的发展展望。

1.我国煤矿充填开采的现状分析

首先，水砂充填长壁。水砂充填长壁在金属矿中较为适用，技术发展也比较成熟。在波兰、德国地区，大多采取采空区开采，选择电厂粉煤灰、河砂与煤矸石制作充填材料。由于这些水砂运用范围较广。一般而言，输送水砂至长壁工作面，经过充填之后，地表下沉值0.2，可获得良好充填效果。

其次，膏体充填。在1960年开始，我国即开始使用水砂充填长壁，以保护煤柱开采，具有良好开采效果。然而因成本较高、工艺复杂，并未广泛运用于我国煤矿开采。对于充填泌水与立隔排水问题，从1980年开始，开始运用膏体充填技术。制作充填材料，可降低泌水率与膏体浆体流速，确保正常泵送，进而提升充填效果，该技术广泛运用于金属煤矿开采。现阶段，膏体充填法在工業中运用，属于可行性试验。

第三，离层注浆减缓地表下沉。从1990年开始，我国既开始运用离层注浆减缓地表下沉，各开采沉陷专家、技术人员十分重视该技术运用。从2000年开始，充填技术经过逐渐改造、创新，胶结、高水速凝与膏体等充填技术，被广泛运用于煤矿开采。然而各种技术，均存在不同缺点。胶结充填选择水泥作为胶凝材料，但水泥固结细粒性能较差，在初次充填之后，需实施少量脱水，使得析出料浆颗粒逐渐流失。处于污染井作业时，充填体自身强度会有所下降。

2.我国煤矿充填开采的常见技术

首先，传统煤矿充填。在传统煤矿充填中，主要包含了风力、粉煤灰、矸石带状、水力与矸石自溜等充填技术。水力充填主要通过水力进行输送，通过充填管路，将充填材料输送至采空区进行充填。对于风力充填，按照压缩气风压理论，通过垂直管理，将材料输送至井下贮料仓，接着通过普通输送机，输送至采空区，再凭借风力输送充填材料至采空区进行充填。对于矸石自溜充填，是选择齿轨车与卡轨车，输送矸石至采空区，若煤层倾角较大，可选择矸石自溜进行充填。对于矸石带状充填，是以开切眼、顺着工作面推进，直到隔开一段距离之后，将垒砌作为矸石支撑顶板，避免地表下沉。

其次，现代煤矿充填。其一，注浆胶结充填。该技术包含离层带注浆、采空区注浆等方式，采空区注浆是指，处于地面浆膏状时，选择高固低水浆液进行制备，选择管道输送至井下工作面。处于工作面时，将充填材料推进至采空区充填。而离层带注浆属于岩石控制技术，处于特定地址环境中，开采空间尺寸固定，在采空区覆岩层，其弯曲带、断裂带有机结合，处于一定范围内，内岩层出现离层，利用地面钻孔方式，将粉煤灰充填材料输送至离层带，在岩体中起着支撑作用，严格控制覆岩下沉，进而避免地表下沉。其二，膏体充填。该技术指顶板冒落、煤层采出前，把粉煤灰、煤矸石等充填材料，无需脱水处理，没有临界的流入膏液体，处于泵压、重力作用之下，输送至回采工作面，接着对采空区进行充填，且形成相间条带，充填条带具有覆岩支撑作用，主要分为非胶结膏体、胶结膏体两种充填方式。膏体充填技术采出率极高，可选择多种材料，环保性与安全性较高，可实现管道运输。其三，超高水材料充填。使用该技术，超高水充填材料是ZKD材料，具有高水速凝特点，由B-B与A-A添加剂、B与A料制作而成，掺水量极高，可达到96%掺水量，可降低固体粉料用量，属于最佳充填材料，主要选择水力泵送与挂包泵送方式充填，制作高水速凝材料，接着把充填材料输送至泵，选择泵充填，实时监控充填情况。

3.我国煤矿充填开采的发展展望

对于三下压煤，煤矿充填开采技术是主要途径，可提升煤矿开采可靠性、安全性，为降低固体垃圾率，减少采出矸石垃圾，降低矸石山污染，提供安全煤矿，具有重要的现实意义。同时，必须解决传统采空区问题，确保三下煤炭安全性，解决瓦斯超限问题，进而提升煤矿企业经济效益。另外，膏体充填技术与超高水材料技术正在逐步推广煤矿开采，且技术发展愈加成熟，虽然这些技术优点众多，然而也具有一定缺陷。例如，研发新型充填材料，必须提高固体废料利用率，减少固体污染率，做到废物利用。尤其需注重充填理论的研究，实现充填介质量化，解决地表沉降、充填参数的关系问题，研发新型充填设备时，加强材料输送机、材料充填支架等设备研究。

4.结束语

综上所述，随着社会经济不断发展，科学技术日益更新，煤矿开采技术发展、创新水平进一步提高，有效推动了我国煤矿航而已发展，提高了煤矿开采经济性与环保性，确保了煤矿开采高效性、安全性。在今后发展历程中，我们必须以理论研究为基础，加强充填技术、充填设备、充填材料的研发力度，进而促进煤矿充填开采的科学、长远发展。

参考文献：

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篇7：煤矿的充填开采及复垦技术探析

煤炭的开发为经济快速持续发展提供了基本保证, 然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出, 开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水, 农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等, 这都是开采引起的岩层移动, 是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源, 有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转, 各集团公司都加大了环境的防治和治理, 对煤炭事业来说, 功在当代, 利在千秋。

1 煤矿开采中如何防止地表的沉降

沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑; (1) 对开采沉陷的控制, 即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施, 来减少地表下沉, 控制地表下沉速度和范围, 达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。 (2) 开采沉陷破坏的恢复和整治, 运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术, 对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。

1.1 全部充填开采在煤炭采出后顶板尚未冒落之前, 用固体材

料对采空区进行密实充填, 使顶板岩层仅产生少量下沉, 以减少地表的下沉和变形, 达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法, 其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施, 还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大, 吨煤成本相应的增加。

1.2 条带开采根据煤层和上覆岩层组合条件, 按一定的采留

比, 在被开采的煤层中采出一条, 保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源, 保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动, 控制地表的移动和变形, 实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多, 工作面效率低。

1.3 覆岩离层带充填根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移

特性, 在煤炭采出后一定时间间隔内, 用钻孔往离层带空间高压注浆, 充填, 加固离层带空间, 将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构, 使离层带的下沉空间不再向地表传递, 以减少或减缓地表下沉, 保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大, 再近一步研究。

1.4 限厚开采根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变

形能力, 以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据, 确定可开采的煤层厚度, 开采是仅回采这一厚度的煤, 其余各煤层均不开采, 以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低, 仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。

1.5 协调开采厚煤层分层开采时, 合理设计各工作面的开采间

距, 相互位置与开采顺序, 使开采一个煤层 (工作面) 所产生的地表变形和开采另一个煤层 (工作面) 所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分, 以减少采动引起的地表变形, 保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距, 因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。

1.6“采-注-采“三步法开采充分利用覆岩结构对岩层移动

的控制作用, 应用荷载置换的原理, 进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采, 有效的对岩层移动和地表沉陷的控制, 解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率, 保护了地面建、构筑物, 但也存在工艺复杂, 成本较大等缺点。

2 将矿山地表恢复成耕地

2.1 煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦地下开采产生的大量

煤矸石运到地表排放, 既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料, 即可使采煤破坏的土地得到恢复, 又能减少矸石的额占地。

2.2 平地和修建梯田复垦对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地

带, 可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度, 应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定, 田间坡度的大小和坡向, 应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。

2.3 输排法复垦开挖排水渠道, 将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等, 作为蓄水用, 是沉陷水淹地重新得到耕种。

2.4 深挖垫浅复垦运用人工或机械方法, 将局部积水或季节性

积水沉陷区下沉大区域挖深, 适合养鱼、蓄水灌溉等, 用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区, 使其成为可种植的耕地。

2.5 积水区综合利用技术对地面大面积积水和积水深度很大

的沉陷区, 科学的综合利用, 发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。

2.6 固体微生物复垦技术煤矸石添加适量微生物活化剂, 经过

一个植物生长期 (约6个月) 就可建立起稳固的植物生长层, 形成熟化的土壤。

3 小结

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因, 有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法, 近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验, 这种方法可使采场没有或减少垮落带, 能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大, 输送倍线大, 管路易阻塞, 如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。

开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的, 所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术, 矿区生态复垦技术等多学科知识, 对地表塌陷进行综合治理和开发利用, 才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。

摘要：开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因, 有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法。开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的, 所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术, 矿区生态复垦技术等多学科知识, 对地表塌陷进行综合治理和开发利用, 才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。文章针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响, 以减轻危害程度为目标, 提出合理的采矿方法和工艺。

关键词：煤矿,沉陷,控制,方法院,研究

参考文献

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篇8：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

关键词：煤矿塌陷区；表层土壤；理化性质；时空演变

中图分类号： S151.9文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）10-0320-03

收稿日期：2014-01-07

基金项目：国家自然科学基金（编号：51274013、41372369）；安徽省科技项目（编号：20120003）；安徽理工大学引进人才基金、中青年学术骨干基金。

作者简介：檀海洋（1990—），男，安徽安庆人，硕士研究生，从事矿区生态环境修复与土地复垦研究。E-mail：thy616143572@126.com。

通信作者：陈孝杨，博士，副教授，主要从事矿区土壤质量与生态环境修复研究。Tel：（0554）6668430；E-mail：chenxy@aust.edu.cn。煤矿井开采过程中，由于采空区应力变化波及地表，造成地表地形地貌改观，其直接危害是形成地表土壤结构破坏及表土承载体的破坏变形[1]。为了使重点区域或重点建筑物受采煤活动影响在可控范围内，充填开采方式应运而生[2]。煤矿充填开采是用充填泵或自溜通过管道输送到井下，部分或全部充填采空区，形成以煤矸石充填物为主体的工作面顶板覆岩支撑体系的开采办法。通过充填开采控制地表沉陷在建筑物允许范围内，实现村庄不搬迁，安全开采建筑物下压煤，保护矿区生态环境。煤矿非充填开采引起的塌陷对地表土地破坏是巨大的，不仅破坏已有的植被体系，迫使原有土地利用方式的改变[3-4]，而且改变了土壤理化性质，往往需要对其进行重新测定和评估，确定对植被体系和农作物的支持效果[5]。如对塌陷区土壤含水量空间分布特征的研究发现，由于地形地貌的变化，越靠近塌陷区中央，土壤含水量越高[6-8]。塌陷坡地上还易形成土壤侵蚀和氮磷流失等现象，致使塌陷区表土肥力存在空间变异加大的趋势[9-10]。此外，地下水位较高时，塌陷区容易积水形成人工湿地。因此，针对非充填开采形成的塌陷区，必须要改变原有的土地利用方式，或者应用特定的土地复垦措施，逐步恢复土壤功能[11-14]。而采用充填开采，工作面最大下沉系数减小，塌陷坡地变缓，对土壤结构等理化性质影响降低[2]。本研究以安徽省五沟煤矿某工作面塌陷区为对象，分析地表土壤理化性质的空间分布和时间演变特征，为煤矿开采区地表环境损害评价提供依据。1研究区域概况

五沟煤矿位于安徽省濉溪县境内，其中心距宿州市 35 km，距淮北市约50 km；地理坐标为116°36′07″～116°39′58″E，33°30′05″～33°33′36″N。位于淮北平原中部，区内地势平坦，地面标高+26.37～+27.67 m。矿区内人工沟渠交错纵横，浍河流经矿井北部，属淮河水系，为中型季节性河流。区域气候属季风暖湿带半湿润气候，春秋温和，雨量少，夏季炎热多雨，冬季寒冷多风。春秋季多东北风，夏季多东至东南风，冬季多北至西北风，平均风速为22 m/s，最大风速可达18 m/s。年平均降水量为834 mm，雨量多集中在7—8月，全年蒸发量1 400 mm，全年无霜期 208～220 d，冰冻期一般在12月上旬至次年2月中旬。研究区域土壤主要为砂姜黑土，其是晚更新世（Q3）以来，在古地理环境条件下，发育在第四纪河湖相沉积物上的半水成土。在充填开采塌陷区域开挖70 cm深的土壤剖面，可清晰地分为3层，即耕作层、黑土层、硬砂姜层。耕作层（Ap）厚度约20 cm（0～20 cm），质地为黏土，由黑土层分化而成，由于连年耕作，施肥和压砂，容重变小，颜色变浅，呈暗灰棕色，以毛管孔隙为主，且多呈连通状态。犁底层厚度约 6 cm。黑土层（ABt）厚度约20 cm（20～40 cm），质地为黏土。硬砂姜层（Bkg）位于剖面深度40 cm以下，质地为壤黏土，土体颜色湿态，呈黄棕色。剖面氧化还原现象（脱潜育化）明显，锈斑湿态呈亮棕色，砂姜大小形态不一，有软硬铁锰结核，土体石灰反应强弱不一。土壤剖面中淋溶现象明显，与黑土层连接处可见若干楔入边缘。

2试验与方法

2.1布点与采样

于某充填开采工作面地表塌陷区、塌陷区外和相邻非充填开采塌陷区坡地分别采样。充填开采地表塌陷区设定2个采样断面，第一个采样断面（L）从切眼点开始并沿工作面推进方向，第二个采样断面（W）距切眼点内侧约100 m并沿横截工作面方向。在工作面基本稳沉区域的地表塌陷坡地处，非充填开采区采样断面（F）1个。每采样断面分别在近坡顶、坡面中上断、坡面中下断、近坡脚处共设4个采样点 （图1）。距离塌陷区边缘约50 m，塌陷区外采样断面D（即F4断面）1个，D断面布设3个采样点，采样时，采集每一个采样点表层0～20 cm土壤（耕作层），在W和F采样断面的近坡顶处开挖土壤剖面，分层采集样品。样品带回实验室测定土壤理化性质和养分含量。分别于2012年5月、2012年8月、2012年11月、2013年3月和2013年7月分别采样，共采集样品5次。

2.2分析方法

分析每个样品土壤的颗粒组成、含水量、容重等物理指标，以及pH值、总可溶性盐、有机质、铵态氮、速效钾、有效磷等化学和养分指标。土壤的颗粒分析采用比重计法，含水量和容重应用环刀采样，实验室烘箱105 ℃烘8 h称重计算。pH值测定应用酸碱度计（土水比1 ∶2.5），总可溶性盐分析应用重量法，有机质测定采用盐重铬酸钾氧化稀释热法-容量法（NY/T 1121.6—2006），铵态氮分析应用半微量凯氏法-容量法（NY/T 53—1987），速效钾分析采用乙酸铵提取-火焰光度法（NY/T 889—2004），有效磷分析应用碳酸氢钠浸提-离子色谱法（NY/T 148—1990）。

3结果与分析

3.1土壤物理性质的时空演变

通过连续采样监测分析，获得了研究区土壤的黏粒含量、含水量和容重的数据（表1）。由表中可以看出，土壤中黏粒含量较高，在35%～45%之间。随着时间的变化，塌陷坡地不同位置表层土壤样品的黏粒含量没有显著区别，水土流失现象不明显，土壤黏粒含量对塌陷坡地水土流失响应不敏感。而含水量的变化较明显，越接近塌陷区中央的采样点，土壤含水量越高，5次监测数据分布特征表现一致。而且2012年8月至2013年3月的含水量监测数据（3次测定的平均值分别为44.5%、46.7%、41.0%）显著高于2012年5月和2013年7月的数据（平均值分别为30.6%、22.4%），与区域降雨量的分布特征相一致，说明表层土壤含水量的分布受气象条件影响较明显。表土容重的时空分布无明显规律性，但总体来看，稳沉期土壤容重有小幅增加。

3.2土壤可溶性盐的含量变化

研究区土壤总可溶性盐分含量不高，最大值为 932 mg/kg。空间分布上，自塌陷坡地坡底至坡顶，总可溶性盐的含量逐渐降低，L断面（图2-a）和F断面（图2-b）2个断面的特征一致。但沿工作面方向（L断面）分布特征表现的更明显。说明充填开采地表塌陷坡地动态形成过程中，表土盐分流失现象是存在的。表1表土黏粒含量、含水量和容重时空变化

样品

括土壤剖面各层）铵态氮含量都有升高趋势。速效钾含量自塌陷坡顶至坡底逐渐升高， 在土壤剖面上自表层土壤至深部土壤逐渐降低，而时间维度上并无明显增减趋势。有效磷的含量类似特征不明显，其迁移性因本底含量较低而无法凸显。

4讨论

4.1含水量的时空变化及其影响因素

从时间维度来看，无论充填开采还是非充填开采地表塌陷区，8月份含水量上升，可能与这一时期降雨较多有关，4个采样断面表层土壤含水量均值有相似的变化特征，说明表层土壤含水量受气象因素影响明显。未塌陷区域土壤含水量始终低于塌陷区域，这可能是由于煤矿开采地表塌陷，潜水位抬升，再加上研究区本来就属于高潜水位区域，表层土壤受地下潜水的补给而增加表层土壤含水量。其中非充填开采地表塌陷区（D断面）因坡度增加，土壤含水量在不同季节变化加剧。

塌陷区表层土壤含水量在塌陷坡地上表现出自坡顶至积水区边缘逐渐增加的趋势，这与麦霞梅等的研究结论[7]一致。在煤矿充填开采中，地表塌陷深度浅，在塌陷区中央常年积水的可能性较小，但仍存在季节性积水现象，因此L和W断面土壤含水量以塌陷盆地中央为中心，向外呈同心椭圆递减。此分布特征与非充填开采区F断面水分含量分布特征一致。但煤矿非充填开采地表塌陷坡地的土壤含水量较充填开采递减（或递增）的变化梯度线更密。

4.2土壤养分含量的时空分布对比分析

对比4个采样断面，铵态氮在充填开采塌陷区地表土壤中含量呈缓慢增加，而非充填开采塌陷区则呈短期富集与释放交替变化。与之相比，未塌陷区域土壤铵态氮含量较稳定。这说明煤矿充填开采形成的地表塌陷区域坡地坡度较缓，塌陷面积和深度不大，土壤铵态氮的流失现象存在，但非常缓慢且较稳定，随地表径流流失的表层土壤铵态氮大都在塌陷盆地中央富集。而非充填开采塌陷区土壤中的铵态氮流失量不稳定，富集的塌陷盆地边缘土壤中的铵态氮在降雨量增加时又极易迁移至中央积水区水域中，增加水体铵态氮含量。

煤矿开采塌陷区地表土壤中的养分迁移特征在速效钾流失过程中表现得更为明显。这是因为速效钾在研究区土壤的本底值相对较高，迁移特征在数值上变化剧烈。而有效磷在研究区土壤中的本底值在3种养分组分中含量最低， 迁移特

征在时间维度和空间分布上显示不明显，其在充填开采和非充填开采地表塌陷区，以及未塌陷区各采样断面的表层土壤中含量分布差异不大。从速效钾和铵态氮的分布特征和变化趋势来看，影响煤矿开采地表塌陷区土壤中养分流失规律的因素主要是气象条件和开采方式。

5结论

煤矿充填开采地表塌陷盆地中央虽然没有常年积水，塌陷坡度和深度小，但由于地下潜水位抬升，土壤含水量也出现增加现象，且以盆地中央为中心向四周呈椭圆梯度递减，这一规律与非充填开采地表塌陷区土壤含水量分布类似。从土壤的黏粒、总可溶性盐、有机质、铵态氮和速效钾含量的时空变化特征来看，各项指标均在塌陷盆地边缘土壤中缓慢富集。

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篇9：煤矿膏体充填绿色开采体系研究

1 工程背景

朱村矿原设计生产能力60万t/a,由于进入后期生产,可采资源有限。截至2008年,实际生产能力约35万t/a。矿井主采煤层为山西组二1煤和太原组一5煤,截至2006年底,矿井保有地质储量为556万t,其中可采储量146万t,呆滞储量410万t。由于矿井距市区仅5 km,呆滞储量多为村庄、铁路等压煤,其中二1煤300万t,一5煤110万t。

为进一步挖掘储量,延长矿井服务年限,迫切需要一种高采出率且不迁村采煤技术。为此,矿方与中国矿业大学合作开展承压水上与村庄下膏体充填技术项目的研究。膏体充填采煤技术为开采400余万t的呆滞的煤炭资源提供了技术支持,试验成功后,将会延长矿井服务年限8~10 a,并对解放煤矿村庄下压煤、提高煤炭采出率、控制地表下沉、防止水害、综合利用煤矸石、粉煤灰、保护土地资源等具有重要意义,具有广阔的应用前景。

2 工程介绍

膏体充填开采就是把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、炉渣、劣质土、城市固体垃圾等在地面加工成不需脱水的牙膏状浆体(低成本的特殊“混凝土”),利用充填泵或重力作用通过管道输送到井下、适时充填采空区的采矿方法。通过对煤矿采空区进行充填,达到支撑上覆岩层、防止或减少地表沉陷的目的。

与煤矿曾经采用过的水砂充填等相比较,膏体充填材料具有以下特点:①浓度高;②流动状态为柱塞结构流;③料浆基本不沉淀、不泌水、不离析;④无临界流速;⑤相同胶结料用量下强度较高,可降低价格较贵的胶结料用量,降低材料成本。

由于膏体充填材料具备上述特点,固体废物膏体充填技术不仅能够实现不迁村采煤,而且可以取得比传统水砂充填开采更好的效果。①不需要复杂的过滤排水设施,充填系统简单,维护工程量少;②充填效率高,充填密实程度高,有利于提高控制覆岩沉降效果;③膏体充填工作面环境没有大量充填水滤排的影响,有利于采煤机械化的应用;④采用固体废物作充填料,固体废物膏体充填完全有条件发展成为“高效安全、高采出率、环保协调”的不迁村采煤技术,是从根本上解决我国煤矿村庄建筑物等占压资源开采问题的主要技术途径。

充填试验地点选在一5煤54区西段的54001、54002、54003工作面,地面为朱村矿工人西村,多层砖混结构。试验开始阶段地面无建筑,首采面为54002面,工作面倾向长66~103 m,平均101 m,煤层倾角6°,煤厚1.3 m,无伪顶,直接顶为L5灰岩,其厚度为1.60~2.63 m,平均厚度2.18 m,深灰色,隐晶质,块状致密坚硬、性脆,裂隙中充填方解石脉,富含海百合茎化石和黄铁矿结核,基本顶为粉砂岩及砂岩互层。

工作面采用MG80/200-BW型双滚筒采煤机落煤,支护采用单体液压支柱直线戴帽点柱,最大控顶距为5.25 m,最小控顶距2.25 m,充填步距为3 m。为与工作面采煤循环相匹配,充填工作面可采取两班采煤,一班充填。

3 现场操作

膏体充填泵站设在地面,在地面充填站将膏体材料配兑搅拌完毕后经管道压入工作面运输巷干线管,再经过平行于工作面的工作面管,由伸向采空区的布料管流入采空区。工作面管和布料管用三通连接,布料管间距根据膏体的流动性随时调整,长度3 m。为便于依次充填,三通的直通端和旁通端均设有闸阀。工作充填前后状态如图1所示。

4 数据分析

对工作面采空区进行全部充填,在工作面地质

条件较好、没有出现大的断层和大的淋水情况下,随着工作面推进,在工作面距离测站较远时,两巷顶底板移近速度和两帮移近速度均很小,且顶底板移近速度呈现出有规律的周期性变化。原因为:随着采面的推进,工作面控顶距不断变大,顶板开始缓慢下沉,而接下来的充填膏体逐渐固化,开始支撑顶板,顶板下沉速度进而减慢或停止下沉,如此往复。当工作面回采接近测站时,巷道顶底板变形量明显加大,速度加快。图2为下风道超前位移2号站的顶底板移近速度变化曲线。

通过对工作面推过前后顶底板移近量的观测得出:工作面膏体充填,超前影响范围10~15 m,当工作面推过20 m后,顶板下沉量逐渐减小,工作面推过60 m后,顶板趋于稳定。工作面地质条件和回采正常期间,最大下沉速度为30 mm/d,稳定后下沉速度0~1 mm/d,平均下沉量230 mm(图3、图4)。

为保证充填实验的准确科学,充填组建立了一系列地表下沉观测站,通过对数据的整理分析,为充填参数调整提供了可靠的参考依据。目前,地表历时2个月的最大下沉量为167 mm(图5)。

5 结语

(1)通过对朱村矿膏体充填的观测研究,认为工作面采用膏体充填技术,有效控制了顶板的下沉,减少了地表的沉陷,为解放村庄和建筑物下压煤提供了一条思路,同时也有效地保护了地表环境。

(2)由于充填材料采用矸石和黏土等一些廉价材料,与以往充填相比成本大大降低,而且能够消化

矸石山,减少压占土地。

(3)采用膏体充填后,工作面两巷保留下来,形成沿空留巷,继而减少相邻工作面巷道掘进量,且可以布置前进式工作面,有效缓解了接替紧张局面,可节省时间和节约资金,经济和社会效益良好。

(4)由于膏体充填技术属于新型绿色开采技术,且在焦作矿区还处于试验阶段,具体详细的规律探寻还有待更多地观测、研究。

摘要：为解放建筑物下压煤、延长矿井服务年限,对工作面进行了膏体充填,设计了科学完善的充填系统。结果表明膏体充填绿色开采能够较好解放呆滞储量,消化矸石山,保护地表环境和减少巷道掘进工程量,经济社会效益显著,具有广阔推广前景。

篇10：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

【关键词】沿空留巷；监控；防治水；防瓦斯；防灭火；片帮

1.监控安全管理

1.1传感器安装位置

CT101机巷沿空留巷T1--位于CT101机巷沿空留巷内，距CT101机巷沿空留巷迎头不大于5米范围内。

CT101机巷沿空留巷T2--位于CT101机巷沿空留巷内，距CT101机巷沿空留巷回风第一汇风点10～15米范围内。

CT101机巷沿空留巷CO、WD--位于CT101机巷沿空留巷内，距CT101机巷沿空留巷回风第一汇风点10～15米范围内。

CT101机巷沿空留巷局扇开停传感器KT--卡在CT101机巷沿空留巷局扇电源线上。

1.2 传感器报警、断电、复电浓度及断电范围设置

T1--报警浓度≧1.0%，断电浓度≧1.5%，复电浓度小于1.0%。

T2--报警浓度≧0.8%，断电浓度≧0.8%，复电浓度小于0.8%。

T1、T2的断电范围均为：CT101机巷沿空留巷、CT101机巷、CT101工作面切眼、CT101风巷、1011风巷内全部非本质安全型电器设备。

CO--报警浓度≧24ppm。

WD--报警浓度≧260C。

1.3安装技术要点

⑴监控分站供电电源应取自被控开关的电源侧，馈电反馈器的电源串自分站电源，控制线接在控制动力电开关的控制口上，反馈线接在控制动力电开关的负荷侧。

⑵安全监控设备在下井使用前，必须按产品使用说明书的要求进行测试、调校合格，并在地面试运行24～48小时后方准下井安装。

⑶瓦斯传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不大于0.3m,距巷道侧壁不小于0.2m。

⑷安全监控设备安装完成后，必须检测设备的运转情况，在设备的全部功能均能实现后，由安装负责人向地面中心站值班人员口述所安装设备的名称、地点、设备对应的端口号以及设备之间的控馈关系，中心站值班人员根据安装负责人的口述将测点定义好后向安装负责人复述一遍，经双方确认无误后由中心站做好记录。

⑸传感器应保持干燥，避免洒水淋湿，所有监控装置必须按规定挂牌管理，且牌板与装置距离不超过5m,煤矿安全监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行6～12个月，必须升井检修。

2.防治水安全管理

⑴坚持"预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采"的防治水原则，按照"预测预报、超前探查、综合治理、安全评估、验收审批"的五位一体防范要求，加强水文预测预报。

⑵在靠近工作面的机、风巷水仓安装电话，保持通讯畅通，在风巷低洼处安装导风管。

⑶工作面初采60m内要严格控制采高，保证跟顶回采，最大不超过3.5m米，局部地点煤层较薄必须割底时，保证采高不低于2.6m。

⑷工作面要匀快速推进，每天割煤2刀，回采过程中及时拉架支护顶板，采煤机割煤后及时将伸缩梁护帮板伸出并紧贴煤壁。

⑸移架时要擦顶带压，严禁移架时支架大升大落破坏顶板。

⑹若工作面水量增大时，可采用水煤分流法处理，在煤机割煤后可暂停移车，先将支架的滑移前梁和护帮板伸出护住顶板和煤壁，然后人工将煤机到工作面下出口的浮煤清理干净，让积水沿煤壁流出工作面。

3.瓦斯管理

⑴设专职瓦斯检查员对CT101工作面、上隅角、风巷、机巷、沿空留巷、机电设备附近、局扇、高冒区等进行CH4、CO2、温度检查，检查要做到井下牌板、检查记录手册、瓦斯调度台帐"三对口"。

⑵加强工作面电器设备管理，严禁带电检查及带电移动电器设备，严禁失爆，严禁在工作面随意拆卸、敲打、撞击矿灯。

⑶工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过0.8%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员到安全位置，报矿总工程师进行处理。

⑷工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。

⑸工作面、电动机或其开关附近20m以内风流中及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。

⑹因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电器设备，必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时方可启动。

4.防灭火管理

4.1外因火灾防治

⑴入井人员必须穿抗静电衣物，严禁携带烟火下井。

⑵沿空留巷及皮带机机头机尾必须按规定设置灭火器材。

⑶在CT101工作面回风巷及沿空留巷内设置防灭火观察站，每天抽样检测CO浓度变化。

4.2 内因火灾（自然发火）预防

⑴严禁任意留设设计外的煤柱，需留设煤柱时必须经总工程师批准。

⑵工作面回采后及时封闭并进行灌浆。

⑶每天利用束管监测系统，采集分析CT101风巷上隅角及沿空机巷防灭火观察站气体成分，配合人工取样，利用色谱仪分析，以CO、C2H2、C2H4三个指标作为判别自然发火的综合指标，当CO 浓度大于100PPm,并呈上升趋势，存在C2H2、C2H4气体成分而之前没有时，认定有自然发火倾向。

⑷如果局部地点温度达到35～400C，必须加强观测，温度达到400C以上时，要及时查明原因，制定治理措施；发现有其他异常变化时，由总工程师组织人员，采区措施，进行处理。

5.片帮、掉顶、漏顶安全管理

⑴工作面片帮，掉顶高度≧300mm时，采用人工打穿插梁的方法管理顶板。

⑵出现漏顶时，必须有队长现场指挥，先清理好退路，保证后路畅通，并安排有经验的老工人专门观察顶板，方可进入煤帮进行人工超前打插梁管理顶板。

⑶进入煤壁侧作业期间，应停止工作面运输机并闭锁，机头、机尾专人看管闭锁，同时停电闭锁采煤机，并摘掉滚筒离合器。

⑷若顶板压力大且不稳定时，先将人员撤至安全的地点，待压力稳定后再恢复处理，处理时先敲帮问顶，确认安全后方可进行打插梁作业。

6.沿空留巷与充填矸石、煤壁采煤三者之间的工序管理

⑴CT101工作面采取采充平行作业，一倒一充，循环充填，充填步距为0.6m。采煤机割煤，滞后煤机后滚筒3～5架移架，推移前部运输机一个布距（0.6m），随着采煤机割煤，老塘5个卸料口为一组，依次向机头或机尾充填矸石，直至老塘充满充实后，一个充填工序完成。

⑵机头预留出4架空间不充填矸石，先用2m工字钢配合单体液压支柱在支架的后方，顺山架设一梁三柱临时支护，达到可以操作空间以后，老塘开始架设单面棚永久支护，即充填老塘矸石的同时预留出留巷空间，先架设老塘临时支护，后架设单面棚进行沿空留巷支护。

⑶三者之间的衔接工序为：工作面煤壁割煤"移架、推移前部运输机，老塘后部运输机充填矸石"预留机巷沿空留巷空间，架设临时支护，架设半面棚永久支护，即沿空留巷支护。

7.结语