煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究论文_王萌萌

煤矿开采沉陷充填开采技术应用研究论文_王萌萌

摘要:本文首先阐述了对煤矿开采沉陷部分充填开采技术进行研究地重要意义分析及发展目标,接着分析了煤矿开采沉陷部分充填开采技术的应用现状,最后对煤矿开采沉陷部分的充填开采技术应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词:煤矿开采;沉陷;充填;开采技术;应用

引言:

对煤矿开采的开采区选择适当的充填技术进行填充,不仅可以解决煤矿在实际开采工作中造成的地表塌陷问题,还可以减低对生态环境的破坏程度,促进煤炭资源的绿色开采。因此,我们应当加强对煤矿开采沉陷部分充填开采技术的研究,在煤矿的开采工作中选择合适的充填技术,才能达到最理想的填充效果。

1 对煤矿开采沉陷部分充填开采技术进行研究地重要意义分析

现如今在进行煤矿开采过程中仍然存在沉陷问题,为了切实有效地解决和避免出现这种问题就应当深入地对煤矿开采技术进行研究与探索,就目前来讲较为有效的开采技术主要是部分充填开采技术。在实际煤矿开采过程中一旦发生沦陷问题则应当对其周转建筑物做重建或拆迁处理,与此同时还应当阻断煤矿开采作业以避免造成更大经济损失。另外,国家有关文件规定不可以牺牲自然资源为代价来换取经济发展,一旦发生煤矿沦陷问题则会对周边生态环境造成毁灭性损害,这与我国相关政策相背离。在这种形势下,我们应当全面加强对煤矿开采技术地研究和开发,在煤矿开采过程中运用部分充填开采技术可以较好地解决好沉陷问题,同时还可以充分利用所开采出煤矿杂物回填入矿坑内,这样一来可以很好地避免了煤矿废弃物污染问题,进而对生态环境起一定保护作用,最终实现社会与经济效益共同发展的战略目标,部分充填开采技术地运用有效地推进了我国煤矿事业地健康、稳定发展。

2 煤矿开采中部分充填开采技术发展目标

我国是当今最大的发展中国家,在发展过程中对于各项资源的需求量都十分大,特别是在煤矿资源的使用上面更是巨大。因此,若在进行煤矿开采过程中得不到高效地开采和运用则会对国家经济发展造成较大影响。现今我男煤矿开采技术发展目标主要以经济、环保以及高效为重要发展方向,其中经济性要求就是要对煤矿开采废弃物予以足够重视,在进行矿坑加填工作中应当充分利用煤矿废弃物以及一些较为低廉的材料做为填充材料,如在可使用在开采过程中所产生泥土、沙石等。因此,为了切实有效地保障煤矿开采效率应当从煤矿开采设备着手,相关开采设备应当向标准化发展。传统的煤矿开采主要以人为主要劳动力且大多数采煤工作并不具备设备使用能力,这就使得在实际开采过程中没能充分发挥设备开采的真正价值和作用。此外,在进行充填过程中还可以以膏体作为其填充材料,这种膏体自身具有一定流动性,无论是在运输还是在填充过程中都可以有效地节约作业时间和人为劳动力,这样一来便可以有效地提升经济效益,促进煤矿开采效率地提升。由于,在今后的煤矿部分充填开采技术中应当将设备和劳动力作为重要的内容进行综合考量,尽可能地提升煤矿开采社会以及经济效益。

3 煤矿开采沉陷部分充填开采技术的应用现状

首先,充填技术的应用较为广泛,在煤矿行业以及金属矿石的开采行业中都会用到,只是需要根据实际情况来选择种类不同的充填开采技术。在金属矿石相关行业中的充填技术相对来说较为成熟,而煤炭行业的充填技术还处于探索的阶段。同时,煤矿行业自身的特点也加大了对充填技术的要求。一般来说,煤矿结构的岩石大都呈现层状,在对煤层进行开采之后绘直接导致岩层的塌落。随着社会的发展,我国与外国公司之间的交流也增多,这给充填技术的发展带来了新的思路,即将在原有充填技术的基础上添加离层注浆的技术。在充填技术发展的过程中,德国发明的牙膏状充填浆料起到很大的作用,解决了当时排水系统无法隔离的难题。当前我国煤矿开采沉陷部分的充填开采技术已经由单一化的充填技术变成多种填充技术并用,相关的研究人员应当继续研究更高效和更稳定的充填技术,实现煤矿的绿色开采。

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4 煤矿开采沉陷部分的充填开采技术应用

4.1 尾砂胶结充填技术

这种充填技术在上个世纪60年代最早出现,在80年代应用最为广泛。尾砂胶结充填的主要原料是混凝土,但是当时的混凝土结构的调制大都是按照工程原料进行的。混凝土的制作工艺流程十分复杂,在配置上也比较严格,需求也较大,因此尾砂胶结充填技术在当时的施工环境中受到了一定程度的限制,应用范围在短时间内也难以扩大。随着经济的不断发展,越来越多的科学技术应用到各行各业中去,煤矿开采沉陷部分的充填开采技术也有所发展,充填的材料换成了较细的砂胶,将水泥作为凝固材料。填充材料虽然多有完善,但是在支撑上仍然需要水泥,另外,在填充完事之后还有一个重要的步骤,就是需要排除当中的水分,但是在排水过程中容易造成周围水质的污染,应当在距离城市较远的地方进行。

4.2 块石胶结充填技术

这种操作技术与在操作上比较简单,而且又有较好的充填效果。块石胶结充填技术中可以将废石利用起来,而相对来说对于水泥的利用率较低,充填的强度相对较高。在对填充强度有较高要求的煤矿开采过程中比较适用,尤其是在废石含量比较多的区域内。这种充填技术的主要原料是煤矿井下产生的废石,将胶结料和废石二者结合起来,再对其进行充分的搅拌,作为填充料进行充填,在充填的过程中运用适量的水泥,可以达到较为理想的填充效果。在填充的过程中运用到了水泥,在水泥的作用下能够促进充填料快速凝结,这样既能够对开采区进行充分填充,又能够有效防止地面发生塌陷。块石胶结充填技术在煤矿开采沉陷部分的充填过程中应用较为广泛,可以较大程度节省煤矿开采的成本,给煤矿开采企业带来可观的经济效益。

4.3 全尾砂充填胶结技术

在尾砂的处理上经常会应用到全尾砂充填胶结技术,既能够将尾砂充分利用到,又能实现较为理想的充填效果。在20世纪80年代的时候,全尾砂充填技术就已经进行了试验,并取得了较好的试验结果。在尾砂处理方面主要分为两个步骤,真空过滤之后,还要经过高效脱水,在整个过程中砂浆的浓度不能低于70%,在尾砂进行脱水之后与水泥、适量水搅拌,在搅拌过程中一定要充分,搅拌至胶状后再运送到煤矿的开采区进行填充。在此过程中应当注意成本的投入,虽然其充填材料的研究较为成熟,但是当前对这种技术的整体研究还不是特别深入,尤其是在岩层的反应以及煤矿填充稳定性的研究方面还有待提高。并且该种技术涉及多种工艺,会大大提高施工的投入成本,尤其是在脱水工艺上,应当适当进行简化,降低投入的经济成本。

4.4 注浆充填技术

在采用条带开采技术的时候,往往会在采空区产生冒落区,而当冒落区的支撑能力不够时,就会将压力或多或少地转移到一些煤岩柱上,使得煤岩柱发生形变,最终导致沉陷。而注浆充填技术则是对该种开采技术的补充,采用这种充填技术可以增强其的承载力。工作人员可以运用钻孔在冒落区注入充填浆,可以在一定程度上提高其的承载能力,减小煤岩柱的载荷力,将煤柱的变形速度变慢,延缓沉陷。

结束语:

在对煤矿进行开采的过程当中会出现很多的问题,然而其中对开采工作带来很大程度影响的问题就是开采沉陷问题,这个问题在很多煤矿开采工作当中是十分常见的。为了能够保证开采工作正常进行,煤矿开采部门要对采煤流程当中涉及到的填充沉陷区予以足够的重视,技术人员要结合实际的情况而应用相关技术,为企业带来一定的经济利益,降低地基塌陷等诸多不良现象发生的概率。

参考文献:

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[4]梁健.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术解析[J].矿业装备,2018,No.100(4):32-33.

[5]姜树海.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究[J].山东工业技术,2018(3):71.

论文作者:王萌萌

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期

论文发表时间:2020/4/28

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