摘要：煤矿充填开采作为绿色开采技术体系的重要组成部分，是提高资源回收率、减少环境破坏的最有效方式。通过对我国现有煤矿充填开采技术进行总结和分类，分析了其开采工艺、充填材料、充填成本及工业应用等方面的特点。随着科学技术发展，充填开采技术已经成熟，在煤矿中得到推广。充填开采技术提高了资源的回收率，降低冲击地压的发生率，使煤矿的社会效益和环保效益得到很大提高。重点论述煤矿充填开采技术和煤矿充填开采技术的优化趋势，为打造绿色矿山提供了重要的理论指导。
关键词：煤矿；充填开采技术；优化趋势
引言
在国内建筑物下采煤当中，充填开采是一项关键的技术，充填开采技术是在采空区充填粉煤灰、河砂、矸石等材料，进而实现减少地面变形、控制地面下降的目标。煤矿充填开采技术的优势特点是能够降低工作面压力、不容易破坏环境、回收资源率高等，并且还能够在矿井处理废料，从而减小对环境的污染。为此，煤矿充填开采技术又被叫做绿色充填开采技术。
1、常见煤矿充填开采技术
1.1煤矿矸石充填开采技术
煤矿矸石充填开采技术是将井下采煤、掘进过程中产生的矸石及地面洗选过程中产生的矸石，通过机械破碎后，利用固体物料连续输送系统将矸石输送至井下，再经过输送机运输至工作面，最后借助刮板式充填输送机、充填一体化液压支架等设备进行采空区直接充填，并通过捣实机构反复推压夯实，实现采空区密实充填。煤矿矸石充填系统主要由矸石破碎系统、矸石输送系统和工作面充填系统3部分组成。煤矿矸石充填开采选用的主要充填材料是煤矸石，材料来源广、价格低，可以实现矸石的二次利用，在降低矸石处置费用同时也降低了充填材料费用。其次，煤矿矸石充填系统相对较简单，具有稳定性好、充填效率高等优点，已经在我国峰峰、开滦、新汶、济宁、淮北、阳泉、西山等数十个矿区进行了推广应用。但矸石充填过程中，采空区矸石密实度相对较差，充实率仅保持在80%左右，地表减沉效果相对不佳。
1.2煤矿膏体充填开采技术
煤矿膏体充填开采技术是将煤矿生产过程中产生煤矸石、电厂产生的粉煤灰、工业炉渣等固体废弃物，在地面加工制成不需要脱水处理、如同牙膏状浆体充填材料，然后通过专用充填泵加压，利用充填管道将充填物料输送至井下，适时充填采空区的煤矿充填开采方法。煤矿膏体充填材料主要由骨料（煤矸石）、水和胶凝材料（水泥）等组成。煤矿膏体充填系统主要由配料系统、泵送系统和采空区充填系统3部分组成。煤矿膏体充填料浆的质量分数65%~88%，具有不分层、不沉淀、不离析等优点，便于充填料浆输送。其次，膏体充填材料泌水率小，工作面作业环境相对较好；膏体充填材料具有早期强度高、密实度高、压缩率低等优点，能够有效控制上覆岩层移动和变形，减少地表下沉和变形，已经在我国淄博、济宁、峰峰、焦作等矿区开展了应用。但膏体充填过程中，充填系统相对较复杂，初期投资较高（约为矸石充填的3倍）；胶凝材料成本高，从而导致吨煤成本较高（约为矸石充填的1.5倍）；膏体料浆在管道内属于柱塞流，输送阻力大，容易发生“堵管”事故，会影响充填的效率和质量。
2、充填采矿技术应用改进策略
2.1研发新材料
灌装是实施这项技术的必要环节。所需原料必须具有硫化特性。这种原料的开发应注意最佳强度，以降低成本。因此，技术人员应将胶结骨料与填料相结合，优化材料的物理性能。从采场角度看，筛选后的充填体在实际应用中具有较好的稳定性，以提高充填区的安全性。此外，还需要考虑该材料是否便于长距离运输，提高原材料的轻量化，避免累积的风化损伤，为施工实践提供更多的支持。不仅如此，对于充填采矿技术，技术人员应加大研究力度，提高采矿技术水平，提高技术性能，优化和改进采矿方案，全面提高技术水平。
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2.2考虑矿山情况
随着采矿工艺的不断深化，加强矿山研究和准备工作十分重要。在实践中，可以根据矿山现有地质特征确定完善的工艺流程，提高充填方案的新颖性，更灵活地适应现有地质状态。例如，对于一个隐藏在矿井中的大型深部矿床，该地区相对稳定，使得采矿困难。因此，可以选择露天采场开采，制定和实施深孔采矿。同时，含水率高的原料选择，并且材料回填到采空区保证采空区安全和矿工的工作提供物质基础后。在此基础上，既可降低开采成本，又能妥善处理采空区，提高采矿效果。
2.3完善管理机制
目前，大多数矿山和加油站已经引进了大量的机械设备。这些设备的应用，可大大提高充填效率，确保矿工的安全。然而，由于机械设备管理的缺乏，导致了采矿场的混乱，增加了机械设备的故障率，导致了采矿工作的开放。因此，有必要完善企业和企业的经营机制。根据各类机械设备的特点，建立定期维护制度，及时发现设备潜在故障，采取有效措施，确保机械设备处于最佳状态，为采矿工作提供支持。加强设备管理，避免设备过度老化，延长设备使用寿命，避免设备过早老化。
3、填充技术的应用与发展展望
3.1创新采矿充填技术
关于充填采矿工艺的创新，第一要对传统的充填工艺进行详细分析，了解传统充填工艺的特点。第二，要根据本地的矿产类型和特性，研究和创新充填工艺。例如在一些大矿体的矿山，都非常稳定，但矿产的开采非常困难。在这种状况下，就要选择中深孔和浅孔空场技术，就能获取很好的采矿效果。在这种情况下，充填材料最好利用高水材料和块石胶结材料，这些材料能够更好的对采空区进行充填。利用科学合理的创新充填采矿工艺，可以减少采矿的生产成本，提高采矿效率。对此，充填工艺的创新，可以实现更好的采矿效果，提高采矿企业的经济效益。
3.2提高对创新充填技术材料的研究
在充填采矿技术中，充填材料是必备的。充填材料的不同，对充填采矿技术的应用效果也是不同的。好的充填材料不但可以提升采矿工程的工作效率和工作质量，在很大程度上也保证了采矿工程的安全性。随着采矿技术的不断创新，充填材料的应用正渐渐走向新型的充填固化材料。对此，就要不断增强新型填充固化材料的研发，全面分析充填材料的物理特征，掌握材料的成本和组织方法以及骨料框架。新型的充填固化材料强度高，成本低，对采矿行业的发展以及可持续发展都有着非常重要的意义。
3.3充填技术设备的维护
随着充填技术的快速发展，其作业方法和相关设备以及充填仪器的更新换代也非常快。在这些充填设备当中，充填料贮仓起着关键性作用，它能够直接影响充填材料的质量和充填效果，但是在传统充填工艺上却不被重视。然而在新型充填技术当中，采用了加以改过的立式充填料贮仓，可以更好的确保充填料的质量。而在尾砂处理环节，就要利用精准度非常高的水力旋流器。在浆料传送阶段利用这些先进的技术和自动化控制系统，能够提升作业质量以及作业效率。
束结语
煤矿充填开采因其良好的社会效益和经济效益越来越受到煤炭企业、科研院校和政府的重视，国内外已有多年的探索和实践。尽管煤矿充填开采技术存在供应、效率、成本等方面的缺陷，但是具备良好的经济效益、社会效益，受到政府部门与煤矿企业的认可，国内已经有多年的实践与探索。当然，还需要持续完善与优化煤矿充填开采技术，从而实现更加理想的应用效果。
参考文献：
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[3]朱亮.现代煤矿开采充填技术的发展探析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（03）：180-181.
论文作者:颜宁
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：煤矿论文; 矸石论文; 技术论文; 材料论文; 采空区论文; 工艺论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第23期论文;