煤矿采空区充填工艺及进展.docx

煤矿采空区充填工艺及进展曹辉张佳琳(中国矿业大学力学与建筑工程学院,北京市海淀区,100083)摘要介绍了煤矿采空区充填工艺,总结了传统煤矿采空区充填工艺的特点,阐述了当代煤矿充填工艺的进展,通过分析得出似膏体充填工艺在治理井下环境污染、降低充填采矿费用、提高充填采矿生产效率等方面具有明显的优越性的结论。关键词水力充填风力充填自溜充填带状充填似膏体充填中图分类号TD823197文献标识码BCoalminegobareastowing:techniquesandprogressCaoHui1,ZhangJiangcheng2(11SchoolofMechanicsandCivilEngineering,ChinaUnivesityofMiningandTechnology,HaidianDistrict,Beijing100083,China;21ChinaCoalInformationInstitute,Shaoyaoju35,ChaoyangDistrict,Beijing100029,China)AbstractHavingintroducedgobareastowingtechniquesforuseincoalmines,thispapersummarizesthecharacteristicsoftraditionalstowingtechniquesandalsointroducesthetechnicalprogressofthecontemporarysto2wingtechniques.Ananalysisindicatesthattheuseofplaster-likematerialstowingtechniquearemoreadvante2geousinsolvingtheproblemsofundergroundpollution,reducingstowingcostsandimprovingstowingandminingefficiencies.Keywordshydraulicstowing,pneumaticstowing,gravitystowing,beltstowing,plaster-likematerialsto2wing失、压缩沉降等关键技术问题,系统充填能力与河砂充填相比提高50%,无堵管事故。113风力充填风力充填采煤法是利用压缩空气的风压,将充填材料通过垂直管路输送到井下贮料仓,然后由普通输送机输送到采空区风力充填机,风力充填机利用风压,通过充填管道将充填材料输送到采空区进行充填。风力充填的主要设备是风力充填机、空气压缩机、充填管和供水管等。充填机一般设于距工作面50～100m处。工作面风力充填相匹配的液压支架。该液压支架后部应设有后梁和尾梁,用以维护充填空间和悬挂风力充填管。充填工作一般是从充填管出口端开始,后退进行。充填时,充填体被挡板式掩护板隔离。充填前移后,充填体塌落并堆积成自然安息角,由此形成的空间在下次充填时,再予以充满。114矸石自溜充填1传统煤矿采空区充填工艺111水力充填水力充填法是采用水力输送方式,通过充填管路将充填料浆送入采空区进行充填的煤矿采空区充填工艺。水力充填材料由于采用管道输送,故对充填料的最大粒径有所限制,否则管道易被堵塞。同时要求充填材料遇水后不发生崩解、能够迅速沉淀、细料不能过多。常用的水力充填材料有碎石、砂卵石、山砂、河砂和工业废渣。水力充填采煤法在阜新、辽源、鹤岗、鸡西、淮南等矿区得到应用,成功解决了“三下”采煤问题。112粉煤灰充填并我国从1978-1979年在山东新汶矿务局张庄煤矿进行了高浓度粉煤灰胶结充填随采随充试验,该试验在国内尚属首例,解决了粉煤灰脱水、流煤矿采空区充填工艺及进展57当煤层倾角较大时,采用矸石自溜充填法对采空区进行充填。该充填工艺就是用单轨吊车、齿轨车或卡轨车等新型辅助运输工具把矸石由掘进工作面直接运输、倾卸到采空区。我国大多数煤田以倾斜或急倾斜煤层状态赋存,故当矸石置于采场上部煤层底板时,均不同程度地产生向下的滑动和滚动效应,且其趋势随煤层(3)风力充填与水力充填相比,优点是充填系统较为简单,没有排水、排泥系统,利用矿井掘进矸石充填,可做到矸石不出井。缺点是设备(充填与动力)费用高,管路磨损快,耗电量大,充填密度不及水力充填。风力充填成本约为水力充填成本的117～215倍,地表减沉效果不如水力充填。(4)自溜充填改善了急倾斜近距离煤层开采的顶板管理,可以和多种采煤方法配合使用。充填设备简单,不需要专用设备,对充填材料的要求也不高,可就地取材,一般可将井下矸石或地面砂石材料直接送入采空区。充填后,采场压力降低,工作面可不采用密集支柱和木垛支护。可不留护巷煤柱、采区隔离煤柱,并且不因煤厚变化而丢煤。但增加了采