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摘要：我国是传统的煤炭矿业大国，其主要是分布在我国的西北地区，尤其是以山西为主的各大国有、私营的煤炭企业。但是随着矿业的不断发展和进步，人们取得巨大经济利益的同时，不免会给环境造成或多或少的污染，再加上采矿技术一直都是传统的模式，技术比较落后，采矿的善后工作也加重了环境的污染情况。而充填式采煤技术的运用也是为了解决这一恶劣的情况，本文将对充填式采煤技术进行分类，发展现状及未来的发展进行论述。
关键词: 采煤工艺；控制技术；机械化开采 发展趋势
煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的快速发展。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重仍居前列近年来，随着综采设备制造技术的飞速发展，综采设备走向重型化、强力化和自动化，使设备的可靠性得到保证，有力的推动了大采高综采技术的发展，带来了新一轮采煤技术的革命，目前在神东、晋城等矿区已率先在厚煤层中使用大采高综采设备，实现了国内工效最高，吨煤成本最低的成果，极大地提高了煤炭市场的竞争能力。
一、我国已成为世界最大的自然资源开采国之一
（一）我国是世界上多数矿产品的最大生产国
在国际组织和一些国家统计的矿产品种类当中，绝大多数品种我国都有储量并进行生产；在国际贸易中交易量最大的一次能源和金属类矿产品当中，所有大宗产品的产量我国都名列世界前茅，还有许多种矿产品的产量我国位居世界第一。
（二）我国矿产品的高产量是由过度开采维持的
必须指出的是，在我国矿产品量在世界位居前茅这一成绩的背后，是对自然资源的过度开采。相对于庞大的人口规模，我国的矿产资源本来就十分贫乏。即使不考虑这一因素，就各种矿产的绝对储量来说，与其他一些国家相比，我国的储量也不算很富集。但我国许多种矿产品生产长时期维持高产，这不能不说是对自然资源的不计后果的开发。
（三）过度开采使我国的多数矿产资源将在近期枯竭
不顾储量多少、毫无节制的掠夺性开采，使我国的大多数矿产资源面临将在近期枯竭的局面。根据联合国《矿产业统计年鉴》、《能源统计年鉴》，世界金属协会《金属统计》的数据综合整理而成的我国矿产资源可开采年限的统计，金属矿可开采储量的数值为金属净含量，可开采年数由开采储量除以1999年或1997年的当年产量求得。12种矿产品当中，只有3种的开采可以继续维持100年以上，其他矿产品，包括在我国矿产资源当中储量最大的煤炭在内，可开采年限仅有50年左右。可以说，我国对自然资源过度开发问题在很大程度上是总体性的。
矿产资源不可再生，我国储量相对于人口的庞大需求规模又严重不足，对这样珍贵的自然资源为了眼前利益进行掠夺性的开采，后果是严重的，不良影响是深远的。与我国形成鲜明对照的是，世界上许多国家从资源开发战略出发，对本国各种自然资源采取了有计划地节制开发、重在保护的政策。
二、充填采煤技术概述及特点
充填采煤技术的成败关键是充填与采煤实现平衡发展。但在采煤施工过程中，充填与采煤两个技术操作环节，往往相互影响、相互制约，使采煤工作效率降低，生产成本加大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆充填技术主要是对开采过的空间进行填充，需要与采出煤炭几乎等量的充填材料，而采煤过程产生的废弃材料相对较少，通常需要另外补充大量的充填原材料。
充填材料的选用以及充填施工过程需要遵循环境保护原则和经济实用原则，在操作过程中需要采用环保绿色的充填材料，以达到绿色开采技术的标准。充填采煤技术需要一定的设备基础、技术基础作保障，另外充填采煤技术各项技术环节本身存在难度大的特点，不科学的操作很容易影响充填效果。
充填采煤技术在采煤作业中一般运用在特定的条件下，这为充填采煤技术的推广带来一定的困难。充填采煤所需要的材料供应不足、采煤环节与充填环节的技术未实现均衡发展以及充填较高的生产成本降低了采煤单位的经济效益等因素，限制了我国充填采煤技术推广。
三、“三下”采煤技术
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。
1、充填采煤的问题特点
近几十年来，充填式开采在金属矿山上的应用取得了长足的进步，但在煤矿行业内还没有得到广泛的应用，这与煤矿充填的特殊条件密不可分。煤矿的充填开采技术表现的特点有几个方面：
（1）采矿的生产能力和充填生产能力均衡的问题。行业内普遍知道，在充填开采过程中，采矿与充填存在相互制约又彼此相互联系的情况，不继续开采就无处充填，不充填也不能继续开采，矿井的开采取决于这两者关系之间的均衡是否能有效的利用，在大环境下这两点起到决定性的作用，这样充填技术才有活力，所以在矿山中才会有有效的利用；
（2）充填材料的供需均衡问题。一般金属矿山中采取挖掘废石、尾砂、回炉渣等废弃材料作为充填，很自然的解决了充填材料供需的问题。但是煤矿行业与之相比较就不具备应有的优势，因为煤矿行业自身废弃物比例较小，一般只占煤炭开采的15%左右，采空区全部充填难以解决充填材料来源的问题。所以解决充填燃料供需平衡问题是充填采煤方法的成功条件之一。
（3）充填成本与利益的均衡问题。煤矿企业要争取利益的最大化，就要最大限度的采出地下的煤矿资源、保证安全的生产、增加矿山的经济效益。但充填开采需要增加充填设备，充填程序。只有当充填费用小于煤矿经济利益的时候才能保证煤矿的有效运转，只有当两者均衡，充填技术才能得到有效的利用。
四、充填采煤技术分类及展望
4.1 以矸石为主要充填材料
以矸石材料为主要充填材料的充填采煤技术，通常借助于风力、重力、机械推助力等外力的作用，将矸石材料分配、输送到需要充填的地点。以矸石为主要充填材料的采煤技术由于工作过程人力物力消耗较大，而且充填效果并不十分好，充填工艺相对于采煤作业来说难度较大，因而未得到大量的使用。以矸石为主要充填材料的采煤技术操作过程中，由于不用过多地考虑充填效果，因而比较适宜于以处理矸石为主的充填开采，可以实现矸石就地消化矸石不升井的目的。同时，此项技术还具有资金投入较小的优点，在采煤过程中可以根据实际需要来选择以矸石为主要充填材料的采煤技术。
4.2 以膏体物质为主要充填材料
在矿区周围可以就地取材，收集一些城市固体废弃物、土砾、砂石以及煤矿的其他废弃物等作为充填材料。使用以上材料几乎不用耗费太多的成本，但必须对它们进行充填前的加工。膏体加工需要将充填材料与膏体物质同时输送到采空区域，利用膏体的凝合作用使充填材料形成固定的整体，从而实现对采空区的填充。煤矿利用膏体物质充填方式有别于金属矿坑的充填，因为膏体充填的空间与煤开采挖掘的空间属于同一空间，在充填操作过程中需要设置支架作为隔离。以膏体物质为填充物的采煤技术充填整个过程具有可控制性，容易与采煤工艺形成正规的循环作业。
五、总结
采煤技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，采煤技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进采煤技术的世界潮流，将其放在战略有限地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场敬振华中立于不败之地。
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论文作者:秦超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/30
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