煤矿充填式开采与无煤柱开采调研报告
关于煤矿充填式开采与无煤柱开采方式的调研报告
陕西旬邑青岗坪矿业有限公司
为了缓解煤炭资源日趋紧张的局面，安全开采“三下”压煤，协调煤炭资源的回收与地面沉陷，处理矸石地面堆积造成的环境问题，充填式顶板控制方法及无煤柱开采方法逐渐受到人们的重视。2013年8月7日由华能煤业公司副总经理、总工程师郑铁骑同志带队，各矿业公司总工程师和技术负责人等一行13人赴河北省冀中能源邢东煤矿和亨建矿参观学习调研了井下采空区充填及无煤柱开采应用技术。现将调研情况汇报如下：
一、充填式开采
（一）冀中能源充填式开采发展概况
冀中能源股份有限公司针对大量“三下”压煤问题，煤矸石粉煤灰排放、环境损害及土地资源问题，在邢东矿首先试验成功井下巷道矸石充填技术，率先成功研发建筑物下综合机械化充填采煤技术，即在充填液压支架后顶梁的掩护下，利用矸石粉煤灰及高水材料实现了采空区的充分充填，从而有效抑制覆岩下沉破裂和地表变形量，解放大量呆滞煤炭资源。成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新途径，攻克了巷道充填系统、充填工艺、充填装备等相关难题，研制了专用于巷道矸石充填的抛矸机，实现了矿井矸石不升井，将邢东矿打造成全国第一座没有矸石山的绿色矿井。截止目前已经实现充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵换井下煤炭资源53万吨。经济和社会效益非常显著。
（二）冀中能源充填式开采的理论
冀中能源成功的充填理论和实践证明：支架支护强度和充填体密实度是充填采煤控制岩石拉应力和容许沉降空间的关键因素，控制着直接顶下沉变形。经过研究上部岩层弯曲变形各变量之间的关系，确定了不同岩性条件下的液压支架支护参数和充实密实度，控制了上覆
岩层的移动，使上覆岩层位移最小，对地表影响最低，达到在采煤过程中控制地表下沉的目的。
（三）邢台煤矿充填式开采的现场应用
1、基本情况
井田面积为34Km2，其范围东以F2、F2-1断层为界，南以F12断层为界，西北以9#煤层掩盖接触线为界。含煤地层为石炭二叠系的本溪组、太原组、山西组。矿井开采初期是一座低瓦斯矿井，但随着开采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不断增加，掘进工作面瓦斯涌出量为0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量达3.54ｍ3/min。
邢台矿7606充填工作面采用综合机械化采煤工艺，分层开采，采高3.Om。采煤设备和工艺与普通综采设备和工艺基本相同，区别就在架后充填工艺。充填工作主要靠充填开采输送机和夯实机共同完成的。通过充填开采输送机的卸料孔将充填物料充填人采空区内，然后利用夯实机将充填物料推挤接顶并夯实。
2、应用过程
（1）地面建立矸石膏体充填站，先将矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、专用交接料和水等四种物料按比例混合搅拌制成膏体浆液，再通过充填泵把经大垂深投料系统，运到支架后部的充填刮板运输机，并进行推压密实。
（2）充填由固体矸石充填液压支架和辅助隔离措施形成的密闭空间的过程。整个充填工艺流程可以划分为矸石破碎、配比搅拌、管道泵送、充填体构筑等四个基本环节。
（3）工艺流程：充填工作由4名充填工同时协调进行，在割煤的同时，进行充填工作，若充填不满一排，割煤可停下等待充填捣实。其工艺过程如下：割煤的同时在支架拉移后，将充填开采输送机移至支架尾梁后部，进行充填。充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定量后，再开启下一个充填卸料孔，随即对前一个卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环(一般需要2—3个循环)，直到夯实为止。当整个工作面
全部充满，停止第l轮充填，将充填开采输送机拉移1个步距，移至支架尾梁前部，用夯实机构把充填开采输送机下面的充填料全部推到支架后上部，使其接顶并夯实，最后关闭所有卸料孔，对充填开采输送机的机头进行充填。第1轮充填完成后将充填开采输送机推移1个步距至支架尾梁后部，开始第2轮充填，如此反复。工作面自夯式充填液压支架与配套设备。
（四）调研结论
1、邢台矿率先研发了矸石与粉煤灰等充填材料投料运输系统以及工作面自夯式充填液压支架等成套综合机械化充填设备，成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新局面。
2、充填式开采有效控制了开采过程中的矿压显现，控制地表下沉，减少了对地面生态环境的破坏；实现了矸石不升井，煤矿不建矸石山。是一项利国利民的新技术。
二、无煤柱开采
（一）亨健煤矿基本情况
亨健公司煤炭资源紧缺，提高煤炭资源回收率一直是集团公司与我公司领导所重点关注的问题。因此，沿空留巷无煤柱护巷技术它不
但能提高煤炭资源开采的回收率，而且也可缓解采掘衔接紧张问题。自2008年10月份开始实施新型高水材料巷旁充填留巷技术,先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共计2000余米，并回采过程中逐步对原留巷方案进行了优化研究并得到应用，其效果十分显著。
（二）超高水材料充填留巷在亨健煤矿的应用实践
通过超高水材料制浆系统将浆液混合经过超高水材料浆液输送系统输送至充填巷道；背靠工作面两端头支架各安设止浆掩护支架，保证浆液固化后留巷效果。留巷后巷道宽度约为原巷道的一半，待工作面回采结束后再将巷道扩刷成回风巷，从而实现无煤柱开采，采区综合回收率提高10%～20%。
1、巷旁充填工艺
充填前，首先向搅拌桶内蓄水至所需水位，然后启动搅拌桶，待搅拌桶启动之后向桶内加料，将料加入桶内之后搅拌3－5分钟之后开始向充填点供料。充填点接到供料通知后，严密监控出料情况，待料均匀之后将混合管插入充填袋内开始充填。充填结束之后，泵站开泵供清水，冲洗管路并清理充填点，待所有东西收拾整理好之后，充填即可结束。
2、充填工艺实施方法
（1）充填点作业程序
第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。
第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。
第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。
第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现情况及时处理。
第五步：充填快接顶时（根据计算距顶20cm时，管路中剩余浆液即可充实包体），打信号通知泵站，并依据顶板情况决定是否拆除其上的倾斜抬棚。待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝捆扎紧充填口。
第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。
（三）调研结论
巷旁充填体的强度高低直接影响沿空留巷围岩的稳定性。构筑的充填体应能及时提供足够的支护强度，以控制上位岩层相互间不致于有大的离层，通过对直接顶下沉变形的控制确保老顶在回转的过程中不断裂，有效地减少顶板下沉量与作用在巷内支架上的载荷，为留巷成功提供保证。
三、青岗坪煤矿充填式开采与无煤柱开采适用性讨论
（一）充填式开采讨论
1、青岗坪煤矿“三下”压煤情况：除地面工业广场压煤可采储量约154.7万吨，其他区域均为山体，无村庄和其他构筑物。
2、充填式开采设备投入与生产成本
充填式开采需投入地面矸石膏体充填站系统一套、大垂深固体投料系统一套、矸石固体充填支架一套，累计一次投入设备成本约为7000万元。充填式开采增加成本约为100元/吨左右。
3、采用充填法开采工业广场压煤经济效益对比：
（1）总支出约=设备成本投入+原吨煤成本+充填附加成本=7000万元+260元/吨*154.7万吨+100元/吨*154.7万吨=62692万元（2）总收入=销售均价*产量=380元/吨*154.7万吨=58786万元由此可见：总收入小于总支出；利用充填法回收地面工业广场压煤不可取。
4、采用充填法回收正常采区资源，每吨增加成本约100元，无经济效益可言。
5、冀中能源在井下开采条件比较差、煤炭储量有限的情况下走出
了一条环保、高效、安全，造福于社会及老百姓的煤矿开采方法其意义无法用金钱来衡量，值得我们学习，但从青岗坪煤矿实际情况出发不适合采用充填式开采。
（二）超高水材料充填留巷无煤柱开采讨论
1、基本情况适用条件对比：青岗坪煤矿井田含可采煤层两层，4-1煤层为局部可采的较稳定型中厚煤层，4-2煤层为全区可采的稳定型厚煤层。4-1煤层与4-2煤层的分岔煤层厚度为1.05～2.42m，平均厚度1.88m，仅在井田东部赋存，与4-2煤层间距为0.9～4.4m，4-2煤层厚度1.15～16.35m，平均厚度为10.26m工作面设计为综采放顶煤，采高3m放顶高度7.26，采放比1:2.4，符合《煤矿安全规程》第68条规定，工作面综合回收率约为80%；回采工作面平均涌水量约为100m3/h 左右。而超高水材料充填留巷无煤柱开采技术适用于3.5m以下煤厚一次采全高综采工作面。
2、青岗坪煤矿煤层高低起伏最大落差达到45m左右，而且相邻采面之间的标高差均达到2m以上，局部老空区易存积水，若采用超高水材料充填留巷无煤柱开采存在密闭不严的情况，处理不当极易造成透水事故。
3、根据青岗坪煤矿初步设计，矿井相对瓦斯涌出量达到9.92m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量达到20.86m3/min;实际42101及42102综放工作面回采过程中相对瓦斯涌出量分别达到2.51m3/t、3.21m3/t，绝对瓦斯涌出量分别达到8.95m3/min、8.4 m3/min，煤巷掘进头瓦斯绝对涌出量达到0.63m3/min，总回风巷绝对瓦斯涌出量达到19.2 m3/min，局部瓦斯较高，若封闭不严，采空区瓦斯极易涌入相邻巷道造成瓦斯积聚。
4、综放工作面采用超高水材料充填留巷存在封闭不严的情况，极易导致采空区漏风，存在采空区煤炭自燃发火的隐患。
结论：超高水材料充填留巷无煤柱开采在青岗坪煤矿基本不适用。
四、具体打算
1、加强对小煤柱开采技术研究，2013年青岗坪煤矿小煤柱开采已
被公司列为科技项目，准备在42101及42104工作面搜集开采及矿压显现相应的资料，争取在42103工作面实现12m小煤柱布臵回采工作面，并逐步从12m～8m～6m的小煤柱方向发展，以提高采区煤炭回采率。
2、由于青岗坪煤矿初设中没有设计矸石场，当前开拓掘进及洗煤厂洗选的矸石都通过附近村庄联系位臵堆放，不仅处理关系复杂而且污染环境影响生态。下一步我们将借鉴邢东煤矿的做法将洗煤厂洗选的矸石及井下开拓掘进施工的矸石充填到采空区里面或利用回采结束后废弃巷道进行充填。
煤矿绿色开采技术的研究与实践_钱鸣高
专论与综述 煤矿绿色开采技术的研究与实践 钱鸣高,许家林,缪协兴 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条 带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭 地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术 研究与实践成果。 [关键词] 绿色开采;关键层理论;岩层移动 [中图分类号] TD823 [文献标识码] A [文章编号] 1003-6083(2004)01-0001-04 1 煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”因此,必须充分考虑我国资源相对短缺,环境比较脆弱的基本特点,建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1],将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用—绿色工业—资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程,保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”,而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。显然,此处的“绿色工业”是广义的概念,应由各个工业部门去实现。对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则,形成一种与环境协调一致的,努力去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而进行开发建设后,强烈的人为活动便使环境 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59674011,50374066);国家杰出青年科学基金项目(50225414)发生巨大的变化,由此形成了矿区独特的生态环境问题,如造成农田以及建筑物破坏,村庄迁徙,矸石堆积,使河川径流量减少,以及地下水供水水源干枯,在地面导致的土地沙漠化,由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全。如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低。二是相关费用支付不全。如矿产资源费以及植被恢复,地面塌陷与水损失;污染治理等。提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏,并有清醒的认识与足够的估量,以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议。 煤炭开采形成的环境问题主要为: (1)对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害,井下开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。 (2)对水资源的破坏和污染。煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水资源。 (3)对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。 以山西省为例,1949～1998年共生产原煤56亿多t,地面塌陷破坏面积达666000多hm2,其中40%是耕地。矸石山占地2000多hm2。至1998年煤炭地下采空面积达1300km2(全省面积的1%)。采煤破坏地下水4.2亿m3/a,地表水迳流
煤矿充填式开采与无煤柱开采调研报告
关于煤矿充填式开采与无煤柱开采方式的调研报告 陕西旬邑青岗坪矿业有限公司 为了缓解煤炭资源日趋紧张的局面，安全开采“三下”压煤，协调煤炭资源的回收与地面沉陷，处理矸石地面堆积造成的环境问题，充填式顶板控制方法及无煤柱开采方法逐渐受到人们的重视。2013年8月7日由华能煤业公司副总经理、总工程师郑铁骑同志带队，各矿业公司总工程师和技术负责人等一行13人赴河北省冀中能源邢东煤矿和亨建矿参观学习调研了井下采空区充填及无煤柱开采应用技术。现将调研情况汇报如下： 一、充填式开采 （一）冀中能源充填式开采发展概况 冀中能源股份有限公司针对大量“三下”压煤问题，煤矸石粉煤灰排放、环境损害及土地资源问题，在邢东矿首先试验成功井下巷道矸石充填技术，率先成功研发建筑物下综合机械化充填采煤技术，即在充填液压支架后顶梁的掩护下，利用矸石粉煤灰及高水材料实现了采空区的充分充填，从而有效抑制覆岩下沉破裂和地表变形量，解放大量呆滞煤炭资源。成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新途径，攻克了巷道充填系统、充填工艺、充填装备等相关难题，研制了专用于巷道矸石充填的抛矸机，实现了矿井矸石不升井，将邢东矿打造成全国第一座没有矸石山的绿色矿井。截止目前已经实现充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵换井下煤炭资源53万吨。经济和社会效益非常显著。 （二）冀中能源充填式开采的理论 冀中能源成功的充填理论和实践证明：支架支护强度和充填体密实度是充填采煤控制岩石拉应力和容许沉降空间的关键因素，控制着直接顶下沉变形。经过研究上部岩层弯曲变形各变量之间的关系，确定了不同岩性条件下的液压支架支护参数和充实密实度，控制了上覆
180-我国现代煤矿充填技术发展及其分类
综述 我国现代煤矿充填技术发展及其分类 李 杨，杨宝贵 （中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083） ［摘要］充填开采既是“三下”压煤开采的常用技术途径，又是煤矿绿色开采技术体系的重 要组成部分。在简述我国充填开采技术的基础上，对现代煤矿充填技术应用进行了新的分类，对泵送高浓度胶结材料充填、巷道迎头抛矸机胶带充填、采空区架后刮板输送机漏矸充填、混凝土膏体材料充填4种充填技术应用进行了介绍，并分析了现行煤矿充填技术的缺陷及发展方向。 ［关键词］ 充填开采；应用分类；充填技术 ［中图分类号］TD823.7 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2011）05-0001-04Stowing Mining Technology Development and Classification of Chinese Modern Coal Mine LI Yang ，YANG Bao-gui （Resources ＆Safety Engineering School ，China University of Mining ＆Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ） Abstract ：Stowing mining is common technology approach of mining coal under river ，railway and building ，and is also important com-ponent of green mining technology system On the basis of introducing Chinese stowing mining technology ，this paper re-classified mod-ern stowing technologies 4stowing technologies including stowing of cementitous material with high consistency by pump ，refuse stowing by belt in roadway ，stowing by scraper behind support ，stowing with concrete paste material were introduced The shortcomings of cur-rent stowing technologies and development tendency were analyzed as well Key words ：stowing mining ；application classification ；stowing technology ［收稿日期］2011－08－11 ［基金项目］国家自然科学基金项目（51104162）；国家科技支撑计划课题（2009BAB48B02） ［作者简介］李杨（1982－），男，河北唐山人，在读博士，主要研究方向煤矿绿色开采，充填开采。 随着煤炭资源的大量开采，村庄下压煤问题越 来越突出，严重影响着许多煤矿企业的正常生产。据统计，目前我国仅统配煤矿的生产矿井“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤就达13.79Gt 。几乎每个矿井都有“三下”压煤，一般都占矿井储量的10% 40%，华东矿区有的矿井高达60%以上。因此，在保证地表建（构）筑物安全的前提下，基于提高“三下”压煤的采出率和合理处理固体废弃物的问题，开发充填采煤新技术，已成 为国家及煤矿企业急需解决的重大技术难题［1－2］ 。我国充填工艺与技术的发展，经历了废石干式 充填、分级尾砂和碎石水力充填、混凝土胶结充填、以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填、废石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填和膏体泵送胶结充填的发展过程 ［3］ 。充填开采是建筑物 下压煤开采的最理想技术途径，其优点是煤炭资源的采出率高，但由于受成本高、充填工艺复杂等因素的制约，没有得到大范围的使用。近几年，随着煤矿充填技术的不断发展，充填技术在煤矿开采中的应用也越来越广泛。 1我国现代煤矿充填技术应用分类 对于现代煤矿充填技术的应用分类可以分为减 沉充填开采和其他充填技术应用两大类。减沉充填开采也就是通常所说的充填采煤，一般应用于解放“三下”压煤，合理处理固体废料，控制地表下沉等；其他充填技术指不涉及减沉开采部分，包括混凝土膏体材料充填沿空留巷，高水速凝材料充填密闭等技术。 1.1减沉充填开采技术应用分类 按照充填量和充填范围占采出煤层的比例，对于现代减沉充填开采技术的应用分类可以分为全采全部充填与全采部分充填。1.1.1 全采全部充填开采 全采全部充填开采即在煤层采出后顶板未冒落前，对所有采空区域进行充填，充填量和充填范围与采出煤量大体一致，其完全靠采空区充填体支撑上覆岩层控制开采沉陷。 该种开采方法在金属矿山得到了广泛的应用。由于采空区充填采矿法是一种采出率高、贫化率低 1 第16卷第5期（总第102期） 2011年10月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.16No.5（Series No.102） October 2011 DOI:10.13532/https://www.360docs.net/doc/1915469384.html,11-3677/td.2011.05.027
四部委印发煤矿充填开采工作指导意见
实际全矿性永久煤柱损失包括哪几种？ 答：设计规定不回收的工业广场煤柱储量；设计规定不回收的主、付、风井井筒保护煤柱储量；设计规定不回收的全矿井或为一个采区以上服务的大巷保护煤柱储量；井田边界保护煤柱；安全隔离煤柱储量；含水层或积水老窑防水煤柱储量；设计规定的永久性“三下”煤柱储量。 四部委印发煤矿充填开采工作指导意见 中国证券网讯（记者郭晓萍）能源局网站4日消息，为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，国家能源局、财政部、国土资源部和环境保护部研究制定了《煤矿充填开采工作指导意见》。 意见提出的主要目标为，安全保障程度不断提高。通过充填开采、以矸换煤，为“三下”压煤和边角残煤等资源回收创造安全生产条件。资源节约效果逐步显现。实施充填开采的“三下”煤炭资源，中厚煤层采区回采率达到85%以上，薄煤层采区回采率达到90%以上；对留设煤柱和边角残煤实施以矸换煤开采的，回采率达到70%以上。矿区生态环境明显改善。地面基本实现无矸石山堆存，地表变形和次生地质灾害得到有效控制，地下水系和地面生态环境破坏程度大幅度降低。 全文如下 煤矿充填开采工作指导意见 为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等，下同）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》等法律法规的要求，研究制定本意见。 一、现实背景和重要意义 （一）煤矿开采技术亟待创新。我国人均煤炭资源拥有量较少，“三下”压煤量较大，矿井正常生产接续受到影响；常规垮落法煤炭开采方式引发地表沉陷和地下水及含水层破坏，造成地表建筑物损毁；大量矸石直接外排堆存，占压土地、污染环境。这些问题亟待通过开采技术创新予以解决。 （二）充填开采技术逐步成熟。充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及专用充填材料的煤炭开采技术。近年来，部分煤矿企业积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填等多种充填工艺技术，集成创新了较为成熟的充填开采技术和装备，提高了资源回收率，取得了良好的社会和环境效益，具备了一定的推广应用条件。 （三）实施充填开采具有重要意义。实施充填开采，可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间，降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生可能性，抑制煤层及顶底板的动力现象，提高矿井安全保障程度；可以充分回收“三下”压煤和边角残煤，延长矿井服务年限；可以大量消化矸石，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁，保护和改善矿区生态环境，促进资源开发与生态环境协调发展。 二、指导思想和主要目标 （四）指导思想。贯彻落实科学发展观，以建设绿色生态和谐矿区为目标，以科技进步为支撑，以“三下”压煤地区和环境敏感地区为重点，加强政策引导，强化规范管理，因地制宜，不断创新，大力推广充填开采技术，促进安全有保障、资源利用率高、环境污染少、综合效益好和可持续发展的新型煤炭工业体系建设。
综采放顶煤无煤柱采煤技术——发表
综采放顶煤无煤柱采煤技术 摘要：本文根据山西晋城无烟煤的地质条件特点，以山西晋城兰花科创伯方煤矿无烟煤的综采放顶煤无煤柱开采作为研究对象，探讨了该技术的实际应用方法及应用的效果。希望本文的研究对于我们更好的利用综采放顶煤无煤柱采煤技术，能够起到一定的参考和借鉴作用。 关键词：综采放顶煤；无煤柱开采；采煤技术 无煤柱采煤技术能够在采煤过程中，不保留护巷煤柱，而采用其他方法维护巷道，从而提高回采率、减少冲击地压，同时期掘进率先对较低，巷道维护费用也相对较少，是一种非常先进的采煤技术。选取山西晋城兰花科创的伯方煤矿二盘区3＃煤层作为研究对象，探讨综采放顶煤无煤柱采煤技术在该煤层的应用方法和可行性。 1工作面概况 山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿二盘区3＃煤层，平均厚度为5.25m，有0.1～0.24m的黑色泥岩和炭质泥岩伪顶；直接顶为厚层灰黑色的粉砂岩，性脆，井田中部变为南北向的粗砂岩；顶板以上0～9.37m（一般为1～3m）有厚层中粗砂岩，一般厚10m以上，泥质胶结，为3＃煤层的老顶或直接顶，裂隙发育中等，不易冒落，开采时易管理，属Ⅱ～Ⅲ类顶板。其柱状图如图1。瓦斯相对涌出量1.7m3/t，绝对涌出量2.3m3/min，属于低瓦斯矿井，煤属于不易自燃煤层，地温、地压稳定。 图1山西晋城兰花科创的伯方煤矿二盘区3＃煤层地质条件柱状图2无煤柱开采的可行性分析 无煤柱开采技术是通过沿空留巷或者沿空掘巷的方式实现的，如果直接采用沿空留巷技术实现无煤柱开采必然是非常困难的。煤巷锚网索联合技术的出现使
得对煤巷围岩的支护强度大大增强，从而使得沿空留巷技术条件下实现无煤柱开采也成为了现实。 目前伯方煤矿正在开采的为3#煤层，如图1所示，该煤层下以黑灰色泥岩、粉砂岩为主，夹有一层较薄的菱铁矿层，底部是K7砂岩层，顶部即为3号煤层，煤层的厚度较大，非常稳定，是目前伯方煤矿的主要煤层。除此之外，目前该煤层本身就是采用的综采放顶煤技术，在早期也采用了煤巷锚网索联合技术，而摒弃了传统的架棚巷道技术，因此在支护强度方面也能够达到无煤柱开采的要求，沿空留巷效果也能够得到保障。因此，从技术条件上来看，是可行的。 3巷道的布置与生产工艺 3.1巷道的布置 伯方煤矿3#煤层剩余可采储量布置只有二盘区，目前正在生产。根据无煤柱开采的技术要求，以及矿井实际条件，初步确定盘区区段的宽度为195m，然后沿着水平大巷的两侧进行布置，区段的长度根据煤层赋存条件以及盘区的几何尺寸进行确定。 工作面的运输巷距离上一个区段运输巷130m，平行排列，工作面配副巷距离上一区段运输巷30m，同样是平行排列，上一区段的榆树乡在回采过程中，采取措施进行沿空留巷，即，工作面的回风巷。回风巷的切眼垂直于运输巷，与上一区段的沿空留巷贯通。想到断面的运输槽高度为2.7m，宽度为4.5m，配副巷高度为2.6m，宽度为3.4m。上一区段的沿空留巷后高度为1.8m，宽度为2.2m。工作面可以采用W型通风方案，沿空留巷充当瓦斯排放和回风巷。通风方案的布置如图2所示： 图2 通风方案示意图 3.2生产工艺
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施简易版
A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施简易 版
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安 全技术措施简易版 温馨提示：本解决方案文件应用在对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 无煤柱开采技术已广泛被应用，它是一项 提高回采、减少掘进工程量、保证接续、提高 工效、降低成本的即安全又经济的有效开采工 艺。但是通过回采实践过程揭露一些不容忽视 的问题，即，在有自燃倾向性煤层中采用该各 开采工艺时，往往由于沿深留巷过程中漏风问 题解决不好，造成采空区，开切眼上。下顺 槽，最终停采线漏风而自然发火，特别是在厚 煤层中分层采和放顶煤开采时，采空区自然事 故出现的几率更高、更明显。为此，对减少漏 风稳定系统、抑制自燃发火方面做如下几方面
的安全技术论述。 一、水砂充填带隔离采空区 这种防火工艺就是在采煤过程中随即将开切眼附近，采面后部的上下顺或者左右上山依次充填，工作面回采完后将停采线附近予以充填。如图1所示，最后用一个充填将采区予以封闭，起着一种隔离煤 柱的作用。充填带的宽度开切眼和停采线处一般为10宽，上下顺槽或上山则随该井巷的宽度而定。开切眼和停采线处充填带的充填工艺和正常开采时充填法相同，上下顺槽或上山的充填工艺和一般巷道包帮灌浆充填相似。这种水砂充填方法工艺简单，在有水砂充填的矿井无需增添设备，无水砂充填系统的矿井，只需添置砂浆泵和管材即可。
煤矿特殊条件开采暂行管理办法
山西省煤炭工业厅 煤矿特殊条件开采暂行管理办法 晋煤行发（2014）1561号 第一章总则 第1-1 条为巩固我省煤矿企业兼并重组整合成果，进一步加强我省煤矿资源管理和利用，促进煤矿企业安全发展、科学发展和可持续发展，根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第16号）、《生产煤矿回采率管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第17号）以及《煤矿安全规程》，特制订本办法。 第1-2 条本办法所称的煤矿，是指在山西省境内证照齐全、合法有效并完成煤矿生产能力登记公告的生产煤矿，建设煤矿涉及有关内容的按照批准的设计严格执行。 第1-3 条本办法所称的特殊条件开采，是指“三下开采、蹬空开采、边角煤开采、旧采空区复采”等。 第1-4 条鼓励煤矿企业在安全、合理、经济的前提下，进行特殊条件采煤，提高资源回收率。鼓励煤矿企业开展特殊条件开采技术研究，采用适宜特殊条件开采的技术、工艺。 第1-5 条煤矿企业进行特殊条件开采必须编制技术方案或设计并制定针对性安全技术措施，按规定报批或备案，有关部门对特殊条件开采的可行性应进行充分论证。 第1-6 条禁止使用炮采等落后采煤工艺；水文地质条件复杂及以上、煤与瓦斯突出、自燃发火严重的矿井不得进行特殊条件开采。 第1-7 条进行特殊条件开采必须坚持集约生产，原则上在原批准的采煤工作面个数基础上，新增加的特殊开采工作面不超过一个，且矿井必须满足通风、排水、运输、供电、避灾等安全生产需要，并符合《煤矿安全规程》及其他规定。煤矿必须按照登记公告能力组织生产，不得因增加特殊开采工作面超能力生产。 第1-8 条煤矿企业进行特殊条件开采，储量管理及回采率符合有关规定，设计应按有关要求确定合理的回采率，同时必须遵守《煤矿安全规程》及其他规定。 第二章“三下”开采 第2-1 条“三下”开采必须严格执行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的各项条款。必须按照《煤矿安全规程》规定履行相关审批手续。 第2-2 条开采建（构）筑物、水体、铁路所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则、
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施(通用版)
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施(通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0563
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术 措施(通用版) 无煤柱开采技术已广泛被应用，它是一项提高回采、减少掘进工程量、保证接续、提高工效、降低成本的即安全又经济的有效开采工艺。但是通过回采实践过程揭露一些不容忽视的问题，即，在有自燃倾向性煤层中采用该各开采工艺时，往往由于沿深留巷过程中漏风问题解决不好，造成采空区，开切眼上。下顺槽，最终停采线漏风而自然发火，特别是在厚煤层中分层采和放顶煤开采时，采空区自然事故出现的几率更高、更明显。为此，对减少漏风稳定系统、抑制自燃发火方面做如下几方面的安全技术论述。 一、水砂充填带隔离采空区 这种防火工艺就是在采煤过程中随即将开切眼附近，采面后部的上下顺或者左右上山依次充填，工作面回采完后将停采线附近予
以充填。如图1所示，最后用一个充填将采区予以封闭，起着一种隔离煤 柱的作用。充填带的宽度开切眼和停采线处一般为10宽，上下顺槽或上山则随该井巷的宽度而定。开切眼和停采线处充填带的充填工艺和正常开采时充填法相同，上下顺槽或上山的充填工艺和一般巷道包帮灌浆充填相似。这种水砂充填方法工艺简单，在有水砂充填的矿井无需增添设备，无水砂充填系统的矿井，只需添置砂浆泵和管材即可。 二、可塑性胶泥堵漏风 如图2。当两个前进式工作面（综采工作面）回采完成后，留出了两条沿空巷道，第三个后退式回采工作面就自然地形成。为防止此两条沿空巷风流漏入采空区而引起煤的自然发火，应采用一种半塑性 不凝固的胶泥，将胶泥压入采区矸石堆的缝隙中，胶泥与矸石堆能很好胶结，形成了一片4米宽的矸石墙。这样在沿空巷道采区的一侧形成了一个不透气的隔离带，阻止了风流漏入老空区。这种
16-切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践-2016年第6期
切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践 王子越1，宋润权2 ，黄 伟2 ，杨 刚 2 （1.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013； 2.四川煤炭产业集团芙蓉公司白皎煤矿，四川宜宾644501） ［摘要］为解决白皎煤矿保护层留煤柱引发的采空区瓦斯积聚、瓦斯突出及应力集中对近距 离煤层开采引起的灾害问题，进行了切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术实践。给出了厚顶板煤层合理切顶深度的经验计算公式，并实现了近距离薄顶板煤层切顶卸压自动成巷，提出了完整的切顶卸压自动成巷施工工艺。切顶卸压自动成巷巷道在下一工作面回采期间变形量较小，取得了良好的技术经济效益。 ［关键词］ 切顶卸压；自动成巷；无煤柱开采；厚顶板煤层；薄顶板煤层；切顶深度 ［中图分类号］TD823.25 ［文献标识码］B ［文章编号］1006-6225（2016）06-0035-03Application and Practial of Anthracitic Column Mining with Ｒoadway Auto-generation by Ｒoof Cutting Unloading in Different Ｒoof Situation ［收稿日期］2016－04－28 ［DOI ］10.13532/https://www.360docs.net/doc/1915469384.html,11－3677/td.2016.06.010［作者简介］王子越（1988－），男，山东滨州人，硕士，从事巷道支护理论与技术研究。 ［引用格式］王子越，宋润权，黄伟，等.切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践［J ］．煤矿开采，2016，21 （6）：35－37. 切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术工序简单，工程量小，可与工作面回采平行作业，同时取消了采空区煤柱，消除了采空区发火源，避免了煤柱应力集中对近距离煤层开采引起的灾害。国内外学者与工程技术人员进行了大量研究工作 ［1－3］ 。张国 锋、何满潮等对切顶卸压自动成巷技术的原理、理 论基础和技术关键进行了研究 ［4－5］ ，提出了完整的施工工艺流程，并在现场成功实施；陈勇、郝胜鹏 ［6］ 等对切顶卸压采用的浅孔爆破技术的各项参 数进行了数值模拟研究，得出了最佳装药孔间距和 装药孔不耦合系数；何满潮、郭志飙发明了一种恒阻大变形锚索 ［7］ ，并对其力学性能进行了研究， 为切顶卸压自动成巷巷道的支护提供了有效手段。上述成果从理论和技术实践上都得到了较好地发展 和应用，但缺少合理切顶深度的研究，同时切顶卸压自动成巷多在厚顶板条件下实现，缺乏近距离薄煤层切顶成巷实践。 本文以四川芙蓉矿区白皎煤矿近距离煤层无煤柱开采为工程背景，经过多次现场试验，提出了厚顶板切顶卸压自动成巷合理切顶深度的确定方法，并实现近距离薄煤层切顶卸压自动成巷。切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用取消了采空区煤柱，提高了采出率，避免了采空区发火源和应力集中在近距离煤层开采引起的灾害问 题。同时，减少了巷道掘进量，缓解了采掘接续紧 张的局面，降低了吨煤成本，取得了良好的经济技术效果。1 切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术关键工艺流程切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术采用聚能管定向爆破技术沿巷道轴向靠近工作面侧超前预裂顶板，在工作面周期来压作用下，顶板沿预裂缝切落。切顶范围内顶板岩体垮落碎胀，支承上覆岩层，从而减少上覆岩层的下沉和回转变形，实现留巷卸压。切落的顶板岩体形成巷帮，保留工作面下平巷，经过简单的采空区侧防漏风防火处理即可使用，从而实现一面一巷的回采方式。其主要的工艺流程为： 掘进施工首采面上下平巷→使用大变形恒阻锚索超前加固下平巷采空区侧顶板→采用聚能环定向爆破技术进行顶板预裂缝施工→回采工作面→在顶板周期来压作用下，切顶范围内岩体沿预裂缝自动切落成巷帮→对工作面后方稳定区巷道进行二次维护→对成巷区进行防漏风防火等密闭处理措施。2 不同顶板条件下切顶卸压沿空留巷开采技术实践白皎煤矿24采区共有1 5号5层煤层，其中1 4号煤层可采，为近距离煤层，采用下行开采顺 5 3第21卷第6期（总第133期） 2016年12月煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.6（Series No.133） December 2016
煤矿充填开采的现状与发展趋势
煤矿充填开采的现状与发展趋势 摘要:本文结合前人的研究,对充填开采进行系统的阐述。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法;既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以作为地下结构支撑体,减轻开采沉陷灾害,提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。 地下开采造成覆盖在开采层上面的岩层破坏、岩层移动及地表沉陷,造成地面建筑物、道路、管路、水体、水工工程及农田等的破坏,以致使生态环境也受到了很大影响。它长久以来是矿业学科领域研究助重点。虽然近年来发展了不少先进的采矿方法,但是由于人类加强了资源的合理开发利用和日益强烈的环境保护的意识,对采矿方法提出了更加严格的要求。因此,充填采矿法应该成为以后发展的采矿方法之一。随着采矿技术的发展,充填采矿法在国内外得到了迅速的发展与应用。1957年煤矿充填开采产量比重达到了15.58％。近几十年来,充填开采法在金属矿山获得了发展,国有重点有色金属矿山充填开采比重已达到68％。金属矿的成功经验证明,充填采矿法是一种回收率高、贫化率低的采矿方法,能适应困难的开采条件,特别在地表不允许破坏的矿床开采中,具有不可替代的作用。充填开采法是将煤矸石等固体废弃物作为主要充填材料充填到井下,一方面可以减少矸石的排放,另一方面可以控制岩层移动来减缓开采沉陷,实现建筑物下压煤开采和保护土地资源。因而,研究煤矿充填开采技术对发展绿色开采具有十分重要的意义。 1 煤矿充填开采的技术现状 目前充填开采法在金属矿应用较多,技术相对成熟,可以为煤矿的充填开采提供相应的借鉴。煤矿采空区充填开采技术在波兰、德国应用较多,充填材料通常是河砂、煤矸石和电厂粉煤灰。其中以水砂充填技术应用最多。正常情况下长壁工作面使用水砂充填后地表下沉系数为0.10～0.20。波兰采用水砂充填条带法,已经成功地开采了多座城市下的煤炭资源。20世纪60年代,我国抚顺胜利矿采用伪倾斜上行水砂充填长壁采煤法成功地开采了工广保护煤柱。但由于水砂充填采煤工艺复杂且成本较高,在我国煤矿没有得到推广应用。为了克服水砂充填存在泌水、需要建立复杂的隔排水系统等问题,20世纪80年代初国外发展了膏体充填技术。膏体充填技术的优点是:充填料制作成不泌水的牙膏状浆体,在较低流速情况下也能够正常地泵送,提高了充填效率。膏体充填技术在金属矿山得到了较快的发展。甘肃金川镍矿和湖北大冶铜录山铜矿推广应用了膏体充填技术。膏体充填技术在煤矿仅在德国沃尔萨姆等煤矿进行过初步试验。我国学者对膏体充填技术在我国煤矿应用的可行性进行了探讨,目前正在有关煤矿开展工业性试验。20世纪80年代后期抚顺矿务局借鉴国外的经验,在我国首次采用离层注浆减缓地表下沉的试验取得了成功,此项技术引起了我国从事开采沉陷及“三下”采煤的专家和工程技术人员的重视,先后在新汶华丰煤矿、兖州东滩煤矿、开滦唐山煤矿等进行了离层注浆减缓地表沉降现场试验,取得了一定的成效。进入到21世纪,充填技术在不断改造与创新的过程中得到发展与进步。从20世纪70～80年代开始,胶结充填、膏体充填、高水速凝材料固结充填相继试验成功并开始在煤矿使用。但是都存在着某些缺点,如:胶结充填采用水泥作为胶凝材料,其固结细粒的能力差,充填体初凝时需要少量脱水,造成料浆中水泥颗粒析出流失,污染井下作业环境,降低充填体的强度;膏体泵送充填输送技术难度高,一次性投资巨大;高水速凝材料固结充填存在着高水速凝材料来源少、成本高等问题。总之,受充填材料来源及技术经济条件的制约,在我国经济效益较差的煤炭行业的“三下”开采中还无法应用。因此,拓宽充填材料来源的范围、降低充填的成本成为推广充填开采技术的关键因素。 2 煤矿几种典型的充填开采工艺
煤矿绿色开采技术
煤矿绿色开采技术 摘要:提出了煤矿绿色开采的概念，阐述了它的内涵和技术体系.绿色开采的理论基础为:开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律.绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分歼石的井下处理、煤炭地下气化等. 关键词:绿色开采;关键层理论;岩层移动;绿色开采技术体系中图分类号:TD 82文献标识码:A 1煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子.”因此，我们必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路. 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1]，将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度.它不同于传统经济的“高开采、低利
用、高排放”，而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标.显然，此处的“绿色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现.对矿业来说就是要实现“绿色矿业”.“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采” 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等.我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全.如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低.二是相关费用支付不全.如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失;污染治理等.提出并形成绿色开采技术是为了使我们正视开采对环境造成的影响和破坏，并有清醒的认识与足够的估量，以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议. 煤炭开采形成的环境问题主要为: 1)对土地资源的破坏和占用煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主. 2)对水资源的破坏和污染煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，
无煤柱开采技术讲座
无煤柱开采主要优点： 1．有利于合理开发煤炭资源，提高煤炭回采率。由于无煤柱开采可以不留或少留煤柱，故大大提高了煤炭回采率。据多数矿井的经验，无煤柱开采一般可使采区回采率提高10～20％，有些矿井甚至提高25～30％。如阳泉四矿应用沿空掘巷和取消上(下)山煤柱后，使采区回采率由原来的50～60％提高到92～94.5％，柴里煤矿由60％提高到85％。回采率的提高相当于增加矿井的储量，延长了矿井寿命，如阳泉四矿回采率提高后使可采储量增加2000多万吨，预计可使矿井寿命延长11年。 2．有利于改善巷道维护。回采巷道由于受采动影响，巷道受压变形严重，维护困难，使劳动条件恶化，生产也不安全，这是长期未能解决的难题。应用无煤柱开采后，使许多矿井的巷道维护状况都有不同程度改善。如铜川东坡矿应用沿空掘巷后，使井巷失修率由原来的10.1％下降为1.11％，鸭口矿使回采巷道维修量降低了25％，基本上消灭了“爬行巷道”为回采工作面正常生产创造了良好条件。萍乡高坑矿在应用沿空留巷时，还取得了在回采过程中巷道基本上无需维护的良好效果。 3．有利于降低巷道掘进率。应用无煤柱开采时，根据所采用的无煤柱护巷类型的不同，可在不同程度上减少巷道掘进量，因而可以降低巷道掘进率。根据对现有无煤柱开采系统的分析，一般情况下，沿空掘巷可使巷道掘进率降低5～10％，沿空留巷可降低25～33％，而有些矿井降低的幅度高达40％以上。如在舒一兰矿务局吉舒五井，
由于采用沿空留巷，使巷道掘进率降低45％左右。巷道掘进率的降低，减少了巷道掘进量，可从根本上改善矿井采掘接替紧张的局面。 4．有利于矿井安全生产。由于无煤柱开采大量减少了煤炭损失，故在很大程度上消除了自然发火的根源和机率。据鹤岗新一矿统计，自1955年投产以来，井下发火达43次，而在推行无煤柱开采以后，几年内都未发生过自然发火。舒兰矿务局至1980年底开采了39个无煤柱工作面，没有一个工作面出现过高温自然发火征兆。枣庄柴里矿从推行无煤柱开采三年多来，也未发生过自然发火。 无煤柱开采对降低沼气涌出和沼气突出也有明显作用。据研究，在正确进行通风管理的情况下，无煤柱工作面回风流中的瓦斯含量与留煤柱工作面相比可以减少30～50％。沿采空区掘进风巷时，可以减少煤体中瓦斯涌出量。在我国六枝矿区，掘进时由于采用沿空掘巷而有效地解决了煤和沼气突出问题，保证了安全生产。 5．有利于改善矿井技术经济指标。由于无煤柱开采存在上述的一些优点，即多回收煤炭资源，节约支护材料，降低巷道维护费，减少掘进费用等，故导致矿井经济效果的改善。根据对13个矿务局15个典型矿井和采区所作的无煤柱开采经济效益分析，与留煤柱相比，沿空掘巷和沿空留巷随各矿具体情况不同，可使吨煤成本分别降低0.6～2元和0.45～4元，使矿井取得了良好的经济效益。 根据近几年来我国应用无煤柱开采所取得的经验和其未来的发展，煤炭工业部于1981年12月制订和颁发了《关于推行无煤柱开采的暂行规定(试行)》，要求在条件合适的煤层中推行。
充填开采与煤矿安全的关系
充填开采与煤矿安全的关系 摘要近年来采用充填开采工艺的煤矿越来越多。充填开采不仅解放了大量资源，改变了传统采煤工艺；还对煤矿安全管理带来全新的概念。本文就充填开采对煤矿安全生产的影响进行了综合分析。 关键词充填开采安全生产冲击地压水害一通三防 中图分类号TD823．7 文献标识码A 由于我省已探明的煤炭资源分割殆尽，部分老矿 资源枯竭，中年矿井面临着采掘接续紧张，新矿经受 “三下”压煤制约，造成煤矿安全生产的问题越来越突 出。为解决这一问题，全省采用充填开采的煤矿越来 越多，方式多样。 充填开采改变了全部垮落法管理顶板的矿压显现 规律，为煤矿安全生产提供了很多有利条件，充填开采 对煤矿安全生产的影响究竟有多大，此前没有系统的 论述。本文就全部充填工艺给煤矿安全生产带来的具 体影响进行了分析。 1 充填开采工艺应用概况 充填开采工艺直观来说就是用体积换体积的置换 工艺。该工艺经历了三个发展阶段：(1)以废矸石为 充填物的干式部分充填阶段，其目的主要是处理矸石
和沿空留巷；(2)以水砂充填为代表的阶段，曾作为减 少地表沉陷、在建(构)筑物下的主要采煤方法；(3)目 前的新工艺全部充填开采阶段，主要有两种方式：一是 以高浓度膏体为充填物的全部充填工艺，二是以矸石、 粉煤灰等固体为充填物的全部充填的工艺。这也是目 前煤矿经过试验证实比较适宜的两种充填工艺。 另外，山东省部分煤矿还探索了其他的充填工艺。 如：采用抛矸机向采空区抛矸的充填工艺；采用风动充 填方式进行充填的充填工艺，矸石由破碎机破碎成充 填成料，经充填机压风动力作用，通过充填管路充填至 工作面采空区。这些办法虽然可以解决矸石不升井的 问题，但其充填密实度与目前第三阶段采用的全部充 填工艺相比有较大差距，其控制顶板下沉的效果不甚 理想。 2充填开采对安全生产的影响分析 无论是采用全部充填工艺还是采用部分充填工 ?收稿日期：2010-01—25 作者简介：李建民(1963一)，男，汉族，1984年7月毕业于河北煤炭建筑工程学院学士学位，教授级高工，山东煤矿安全监察局总工程师。 “
无煤柱开采技术实践
无煤柱开采技术实践 王自宏 (云南省兴云煤矿,云南富源655500) 摘 要:在沿空留巷和沿空掘巷中,进行了矿压和围岩的观测研究工作,初步掌握了沿空掘巷和沿空留巷矿山压力的显现规律。实践证明,无煤柱开采是合理开发利用煤炭资源、提高回采率、降低掘进率、减少巷道维护费、提高技术经济效益的有效措施之一,是在开采工艺上的一项重要改革。在条件合适的煤层要积极推行无煤柱开采技术。 关键词:煤矿;无煤柱开采;实践 中图分类号:TD82 文献标志码:C 文章编号:1008-4495(2010)S1-0021-02 收稿日期:2010-06-08 作者简介:王自宏(1967 ),男,云南曲靖人,采矿工程师,1989年毕业于昆明冶金高等专科学校采煤工程专业,现任云南省兴云煤矿矿长兼总工程师。 无煤柱开采一般可使采区回采率提高10%~20%,有的甚至提高25%~30%。沿空掘巷可使巷道维护条件得到不同程度的改善,应用沿空掘巷使回采巷道维修量降低25%,巷道掘进率降低5%~10%,沿空留巷可使掘进率降低25%~33%,局部可达40%。 由于无煤柱开采可减少煤炭资源损失,特别是对容易自燃的煤层能很大程度地消除自然发火根源,降低瓦斯涌出有明显作用,能使风流中的瓦斯含量减少30%~50%。 1 沿空掘巷 1.1 基本原理 在回采工作面两侧煤体边缘,存在比原应力低的应力降低区,而且在回采工作面推进并经过相当时间以后,此区仍能稳定并长期保存下来,处在这个区域中的巷道承受矿山压力较小。在这个区域掘进的巷道,支架所受载荷较小。 沿空掘巷就是沿已稳定的采空区边缘或与采空区之间留小煤柱布置巷道,在该巷道掘进时,相邻采空区岩层活动相对已经停止,其回采期间引起的应力重新分布也趋于稳定,此时,沿空掘巷的巷道处于应力降低区,有利于巷道的维护。沿空掘巷可使采区回采率提高10%~15%,缓倾斜煤层中应用沿空掘巷技术经济效益十分显著,因此,在缓倾斜煤层中应积极推广沿空掘巷。 1.2 沿空掘巷滞后时间的选择 从巷道维护的观点,沿空掘巷具有较大的优越 性,随着煤层厚度和倾角的加大,在现有的支护材料形式的基础上,其优越性更为突出。在兴云煤矿已得到实践,但是,采用沿空掘巷选择合适的滞后时间是十分必要的,而顶板达到稳定的距离与顶板岩石的性质、煤层厚度和采高,以及工作面长度、地表至工作面垂深等因素有关。因此,必须根据具体的煤层和开采技术条件,测定压力稳定区,确定沿空掘巷的滞后时间。沿空掘巷施工滞后时间的确定从理论上讲,必须建立在老空区上覆岩层趋于稳定,再生顶板重新胶结的基础上,因此采后掘巷的时间间隔越长越好。兴云煤矿采掘接替为沿空掘巷创造了足够的时间,这就决定了沿空掘巷滞后上区段回采工作的时间可达2a 之久。 工作面两侧支承压力从开始到向煤体深部转移和均匀,有一个时间过程。因此,要使采空区边缘开掘的巷道掘进后保持稳定,必须在时间上避开应力增高区,即沿空掘巷相对于上区段的回采工作面有一个合理的滞后时间。经兴云煤矿9079回风巷观测沿空掘巷合理滞后时间为3个月至1a ,为了确保沿空掘巷试验成功,有目的地采用协调开采,结合兴云煤矿采掘接替,90711回风巷沿空掘巷的滞后时间确定为2a 。1.3 基本方式 在已回采结束的采煤工作面下运输巷采空区边缘,留3m 小煤柱后平行于老巷重新掘进下区段的回风巷,小煤柱不起支承顶板的作用,而重点是防止老采空区串矸和防止采空区瓦斯涌出。 21
煤矿充填法开采技术研究现状及应用前景
煤矿充填法开采技术研究现状及应用前景 前言 我国以煤矸石为主的煤炭开采和洗选过程中的废弃物，是目前排放量最大的工业固体废弃物之一，目前已累计堆积34亿，占地约1.3万km2，而且还在以每年约1.3亿吨的速度增加。煤矸石长期堆存，占用大量土地，污染水质，且自燃后生成H2S、SO2等有害气体，污染空气、水源和土地，构成了对生态和环境的损害。同时，煤矿开采可造成地表沉陷，破坏原有的地形、地貌，对地表生态、植被破坏尤为严重，甚至形成低洼积水坑或沼泽地，使耕地变成不毛之地。目前，我国采矿业每年占用和破坏的土地约达3.4万km2，其中仅煤炭开采每年形成的地面塌陷就约达3万km2，累计已达50万km2。 另外，我国目前建筑物下压煤94.68亿t，铁路下压煤23.91亿t，水体下压煤19.05亿t。山东省建筑物下压煤达44亿t，占可采含量的53%。长期以来，我国“建下”压煤开采主要采用条带法、村庄搬迁等方式。条带法的采出率仅为40%-60%，资源浪费严重；中厚煤层开采的75%是靠村庄搬迁来完成的。以济宁地区为例，至2020年，济宁市需搬迁1000多个压煤村庄，其中成固、赵楼矿井开采首采区一次性需搬迁12个和11个村庄。但是，村庄搬迁、土地征用困难，费用大，同时也给农民带来许多
生产和生活上的不便。 因此，科学合理地解决“三下”压煤开采问题，减轻采矿业对自然环境的破坏，充分回收利用有限的资源，实现煤碳资源的“绿色开采”，是当前我国矿业领域需要解决的一项重大课题。 一、“三下”压煤开采技术 纵观世界及我国解决“三下”压煤开采问题的新方法，主要有： （1）离层注浆采煤法 其原理为：在一定的地质条件下，开采空间达到一定尺寸时，采空区上覆岩层中断裂带与弯曲带的结合部一定范围内会出现离层，通过地面钻孔向离层带内注入粉煤灰等材料，并在岩体中形成一种支撑结构来控制覆岩下沉，进而达到控制地表下沉的目的。如图1