摘要：煤炭是一种重要的能源燃料，虽然近些年我国的新能源取得快速发展，但是煤炭仍然占据了很多的比例。但是开采煤炭资源的过程中会涉及到如何选择采煤技术，不同的充填采煤技术具有不同的特点，因此本文在此基础上就充填采煤技术现状与展望做了一定的探索，同时对于如何保护采煤区周围的环境提出几点建议，从而更好促进我国采煤技术的发展。
关键词：充填采煤技术；现状分析；展望
1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。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。
2充填采煤技术的现状
2.1高水充填采煤技术
高水材料具备良好的固水性能，不但对充填材料具有较强的凝固能力，还具有流动性与悬浮性等优点，它可以通过改变水的性能，将充填材料转化为具有较高承载能力的固体充填物质。该项技术主要运用于具有良好水源情况下的充填采煤操作。高水材料的应用可以适当降低固体充填材料的比例，减少各种施工设施的运用。该项技术资金投入相对较小，而且高水材料较强的流动性可以使充填施工直接采用管道输送原料，提高工作效率。输送管道的维护相对简单，具有较高的稳定性
2.2膏体充填采煤技术
膏体充填采煤技术，主要是通过填充膏体，膏体材料主要是由矸石、炉渣、固体垃圾以及粉煤灰等构成的，在混合的过程中只需要直接复合即可，不需要在混合的过程中使用脱水技术。膏体充填采煤技术的完成主要石油要由制浆系统、运输系统、充填工作面三部分组成。膏体充填采煤技术该膏体的流动性较好，而且密度很高，在施工过程中容易控制膏体的运动，但是这种技术有一个明显的缺点，就是成本较高，因此膏体充填采煤技术应用存在着一定的局限性。
2.3煤矸石充填技术
煤矸石充填技术主要是利用重力、风力以及机械等外力条件将煤矸石填入到已经被采空的区域中，进而开展一系列的挖掘工作。煤矸石充填技术需要根据煤矿具体的生产情况在不同的充填区域选用不同的充填材料来进行充填工作，其充填材料主要由矸石、砂以及煤灰等材料构成，并在其中加入一些胶结料以及添加剂等辅助材料以保障充填的稳固性，而根据采空区受外力作用影响方式具有差异性的影响，矸石充填方式主要为人工、机械充填以及自溜充填、风力充填4种。
2.4部分充填技术
部分充填采煤与全部充填采煤相对应，其是对于采煤量其中的一部分进行充填，主要针对采空区、离层区以及冒落区等部分区域开展充填工作，依靠充填体、覆岩结构以及部分煤柱来支持采空区沉陷，这种充填技术的特点表现在其利用覆岩结构自身的承载力来减少充填量，进而降低成本，提高了煤炭开采的经济效益。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆部分充填技术主要分为采空区条带、离层区注浆以及冒落区注浆这3种技术。（1）采空区条带充填技术分为长壁条带以及短壁间隔条带2种充填技术，其主要指的是在煤层开采之后、顶板冒落之前利用胶结材料对部分采空区进行的一种充填工作，在相邻的充填部位建立条带，利用充填条带来防止地表沉陷[4]。该技术主要是利用条带充填体将开采时预设的煤柱进行置换，使覆岩关键层的断裂跨距大于未充填的采空区宽度，保证关键层不发生断裂现象，控制地表的沉陷。（2）离层区注浆充填技术主要是根据岩层移动时在覆岩内所形成的一种离层空隙现象，然后在地面上布置钻孔，同时将充填浆体材料通过高压的方式注入到离层空隙中，浆体将下部岩层压实的同时扩大离层空隙，最后对浆体进行脱水压实工作，进而达到对覆岩层的支持效用，以缓解岩层移动时地表的沉陷现象。离层充填体负担了上覆岩层的一部分承载力，其主要应用在分区隔离工作面开采区宽度较大的地区，这种技术既能够充分保证采矿工作的进行，也能够保证覆岩关键层不会发生断裂现象。（3）冒落区注浆充填技术分为长壁开采、房柱式以及条带开采这3种冒落区注浆技术，其主要指的是在采空区的冒落矸石之间空隙处注入浆体材料，使充填的浆体材料和冒落共同起到支撑覆岩层的作用。长壁开采未在我国应用。房柱式开采主要是针对冒落的矿房来实施注浆充填以加固矿房，进而再对煤柱进行回采工作，提高回采率。条带开采充填技术主要是基于条带开采而在该冒落区进行注浆充填工作，对破碎研究进行注浆加固，进而发挥承载效用，缓解煤柱及其上方的岩柱承受的压力，降低岩层变形率，在充填材料和冒落矸石共同作用的承载力下，能够有效缩短预设条带的宽度，以提高煤炭回采率。
3充填采煤技术发展趋势
3.1创新充填采矿技术
对于充填采煤技术的发展趋势而言，充填采煤技术在未来的发展中要结合开采矿山的实际特征以及矿床开采的实际技术条件，同时根据当前的采矿技术来创新采矿技术。如在矿床缓倾斜较薄的矿脉中进行开采作用时，需要将矿床和岩体分掘，进而在进行废石抛掷来充填采空区域，在矿脉较厚、矿岩结构相对比较稳定的地区采用浅孔以及中深孔的钻机来开展煤矿采挖工作，以提高落矿工作效率。
3.2开发新型充填材料
高水材料充填技术的优势主要在于高水材料能够最大限度地利用尾砂材料，进而避免充填材料对地下矿井造成的环境污染，并能够降低排水的成本。同时，高水充填材料采用低浓度的方式实现远距离传输，以保证充填工作的高效率，但在材料运输以及使用的过程中，充填材料存在化学状态不稳定的现象，其极易出现风化分解的现象，使得材料的强度被降低，但是材料的成本却较高，这就使得充填技术在实际应用中无法获取相应的经济效益，对于煤炭开采而言十分不利。因此，对于充填采煤技术而言，开发新型的充填材料成为当前以及未来发展的重点内容，开发出低成本且高强度的充填材料，有效提高充填技术的实际利用效率，降低使用成本，提高煤炭开采经济效益。
结语
综上所述，通过对充填采煤技术概况的分析，进而分别从煤矸石充填技术、高水材料充填技术、部分充填技术、膏体充填等技术对充填采煤技术的现状进行了系统的研究。研究表明充填采煤技术的发展要更加注重绿色开采，保证煤矿生产安全，创新充填采矿技术，提高采煤效率，通过研制开发充填材料减少煤矿开采造成的污染，为我国煤炭事业的可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]赵法领.充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（02）：10+15.
[2]王军.充填采矿技术应用发展和存在的问题探析[J].江西建材，2015（20）：230.
[3]庞亮.煤矿采矿技术应用现状及改进技术探讨[J].引文版：工程技术，2016（08）：12.
[4]张文海，张吉雄.矸石充填采煤工艺及配套设备研究[J].采矿与安全工程学报，2011（03）：23-25.
论文作者:易厚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
标签：技术论文; 材料论文; 条带论文; 采空区论文; 岩层论文; 矸石论文; 煤炭论文; 《基层建设》2019年第23期论文;