充填开采技术
浅析充填开采技术
[摘要]本文主要借鉴我国煤矿进行沉陷治理的先进经验，针对煤矿的现状，结合以往发生的各类事故的教训、经验，总结出一些适合实际应用的充填开采技术，为提高煤矿的安全水平，为煤矿健康可持续发展做一点贡献。
[关键词]开采沉陷生态环境充填开采
中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-175-01
1.1 充填开采的概念及其理论依据
地表移动变形值与开采空间成正比，因此减小煤层开采厚度就可有效地减小地表移动变形值，从而减轻地下开采对建筑物或构筑物的损害程度。充填法开采就是利用充填材料来充填煤层开采留下的空间，从而减小地表沉陷和地下开采对建筑物的影响。充填开采在金属矿应用较多，技术相对成熟，可以为煤矿的充填开采提供借鉴，但煤系地层属于层状岩层，与一般金属矿岩层产状不尽相同，采后岩层移动与破坏规律也不尽一致，充填的目的也不完全一样。因此，煤矿充填开采技术的研究与发展必须适应煤系岩层活动规律与控
制要求，形成符合煤矿开采特点的充填开采理论与技术。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[1]。
1.2 充填法开采的种类
根据充填材料和充填方法的不同，可分为：水砂充填法、水力矸
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
我国目前煤矿充填开采技术现状概要
综述 我国目前煤矿充填开采技术现状 闫少宏,张华兴 (煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013 [摘要]分析了我国顶板控制方法,提出充填控制方法将是资源与环境友好开采的好途径。 总结了目前我国两类充填方法,一是巷柱式充填法;一是长壁式充填法。认为充填开采要推广须进行部分充填、可控制性下沉理论研究,在减少充填材料消耗的同时,尽可能降低充填工艺对回采的影响,并使地表下沉在合理的范围内,从而为充填设计提供理论指导;同时要研发充填材料与装备,如输送机、充填支架等。 [关键词]充填开采;顶板控制;巷柱式开采;充填支架 [中图分类号]T D823183[文献标识码]A [文章编 号]100626225(20080320001203 St a tus 2quo of F illi n g M i n i n g Technology i n Coa lM i n es of Ch i n a Y AN Shao 2hong,ZHANG Hua 2xing (Coal M ining &Designing B ranch,China Coal Research I nstitute,Beijing 100013,China Abstract:Roof contr ol methods were analyzed and filling contr ol was regarded as a good one for envir on ment in this paper .There are t w o kinds of filling methods in China currently .One is r oad way filling and another is l ong 2wall filling .For popularizati on of filling,Part filling and contr ollable subsidence theory must be researched .I nfluence of filling technique on m ining must be reduced and surface sub
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/cf17054426.html,11-3677/td.2011.05.027
充填采矿法简介
第十二章充填采矿法 §1 充填采矿法概述 一、充填采矿法特点： 凡是随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的方法叫做充填采矿法。 充填采矿法也将矿块划分为矿房和矿柱两步骤回采，先采矿房，后采矿柱。矿柱回采可用填法， 也可以考虑用其他方法。 矿房的回采是采一分层，把矿石运出，随后充填这一层，然后再采一层，再充填一层。依此循环， 直到到全矿房采完为上。一采一充或两采一充。 二、充填采矿法的发展情况 充填采矿法在国内外金属矿山应用的历史悠久，古代就用采掘的废石留在采空区的办法来采矿， 发展到现在的机械化作业的充填采矿法。 （1）国内情况 充填采矿法在金属的矿山应用情况也是变化的，有起有落，开始应用的比较多，后来减少了，现 在又兴盛起来。目前仍然有日益增加的趋势。全国约有20多个冶金山采用了充填法，不是今年的统计 数字。 [参考资料] ①我国的红透山铜矿、凤凰山铜矿、铜录山铜矿、焦家金矿、凡口铅锌矿、湘潭锰矿、黄沙坪铅锌矿等都使用充填采矿法。② ③国内使用充填Array法的历史情况 1）解放时期—— 我国仅有少数几个冶 金矿山采用干式充填 采矿法、水砂，胶结充填法还没有用过。 2）大跃进期间——各种高效率的采矿方法在冶金矿山中大力推广，有些原来采用干式充填采矿法的矿山，改用了其他方法，故充填法比重急剧下降。 3）1964年——我国凡口铝锌矿开始使用胶结充填法。 4）1965年——我国某矿山南矿由于采空区的面积过大，发生地压活动，故开始了尾砂充填空区的试验。后来其他矿又进行了胶结充填法试验。 5）1966年——湘潭锰矿第一期扩建设计，采用3水砂充填壁式采矿法。1969年投产，用到现在， 对防止内因火灾取得了较好效果。
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。
充填采矿规范
第一章总则 第一条：为认真贯彻矿山安全生产技术规程，促进松矿充填管理工作标准化和制度化，使技术管理工作与安全生产有机结合，根据松矿的实际情况，特制定本办法。 第二章采场准备 第二条：充填前应认真清理充填进路残留矿石及杂物，排除积水，耙平底板和清理两帮底脚。为下一层采矿时，提供一个安全平整的充填顶板。 第三条：严格按设计标准，在进路内铺设底筋和吊筋，尤其对于大断面进路开采时，这种加筋充填体是提高充填抗拉强度和整体稳定性的重要技术措施。 第四条：一次充填打底的进路的长度不得超过40m，对于长度超过40m的，必须在进路中间砌2.5米高的半截充填挡墙，并采用后退式分步充填方式，以避免造成打底厚度的不均和离析。 第五条：进路内须架设增强聚乙烯塑料管，牢固绑扎在进路顶板上，并延伸至充填挡墙外1～2节。对分段充填的进路，还须同时架设两趟充填管，以保证料浆的充分接顶及接顶充填的安全生产。 第六条：每次充填结束时，必须将沉淀出的清水及时排净，为下一次充填及接顶充填作准备，同时，也利于砂浆的迅速沉降，充填体的强度增长。 第七条：保证充填进路分三次充填接顶，并严格控制每次充填的充填量，减少分层离析。 第八条：控制回采时间，加强采场通风，是充填体有一定的养护时间，保证回采时充填体有必要的强度质量。 第九条：采用控制爆破作业，避免开帮放炮时，对充填体的震动破坏。 第十条：井下废石就近充填处理时，必须保证打底充填质量，其充填高度不得低于2m。 第三章充填料制备与输送
第十一条：充填料制备站以及充填泵站应尽量设置在矿体中央，以缩短输送距离。 第十二条：充填料制备站和管道输送系统的能力不应小于日平均充填量的两倍，并能满足一次最大充填量。 第十三条：充填料制备应设置高位水池。 第十四条：沙仓总容积不应小于一次最大充填量，并需满足供砂与用砂的平衡。 第十五条：水泥料仓必须保有7天以上的用量，自产水泥时亦不得少于三天。 第十六条：密闭水泥仓应设呼吸器、收尘器、料位仪，各种空口应密闭。水泥仓进料口应设杂物隔筛。 第十七条：充填料制备站对砂、水泥、水的流量和水泥砂浆的浓度均应设计量和控制装置，且能按预定的流量、浓度自动调整。 第十八条：搅拌桶及工人操作地点应设通风除尘装置。 第十八条：充填料制备站、输送泵与充填作业点之间应有声光信号和直通电话。 第二十条：各种充填料在进入管道输送系统前应经格筛井进行计量。 第二十一条：水砂充填管道直径必须大于输送物料最大粒径的4倍，胶结充填管道直径必须大于输送物料最大粒径的5倍。 第二十二条：采用管道自流输送充填料时，其输送速度必须大于临界速度。 第二十一条：禁止在主井、副井内架设充填管道，主干线管道应有备用。 第二十二条：输送充填料用的压力容器应符合原国家劳动总局1981年颁发的《压力容器安全监察规程》的规定。 第二十三条：垂直和倾斜的充填料输送管道的底部，必须安装事故排料阀，一旦发生堵管，立即进行排放。排放的料浆必须进行清理，必须维护好充填管路，防止料浆跑漏，污染巷道。 第四章采场充填
充填采矿方法通用版
操作规程编号：YTO-FS-PD569 充填采矿方法通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
充填采矿方法通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所开成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。 (1)单层充填采矿法。适用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采，随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填采空区，以控制顶板。 (2)上向水平分层充填采矿法。一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房
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
控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术探析
控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术探析 发表时间：2020-04-02T06:19:21.391Z 来源：《防护工程》2019年22期作者：邹玉龙 [导读] 我国的经济不断发展，各行各业也因此得到进一步的发展。煤矿产业作为我国重点产业之一，对于国家的发展有着十分重要的影响，就目前情况看来，我国大部分地区对煤矿开采的整体规模正在逐渐的增加。 邹玉龙 龙口煤电有限公司梁家煤矿山东龙口 265700 摘要：我国的经济不断发展，各行各业也因此得到进一步的发展。煤矿产业作为我国重点产业之一，对于国家的发展有着十分重要的影响，就目前情况看来，我国大部分地区对煤矿开采的整体规模正在逐渐的增加。不过在实际的煤矿开采过程当中会受到很多因素的影响，往往会导致相关企业的经济利益受到影响，为此，要对煤矿采掘技术进行充分的分析，结合实际的情况而使用有效的技术进行开采，这样能够让沉陷煤层部位的全面开采进行严格的控制。所以下文将对控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术谈谈自己的几点体会，以供参考。 关键词：控制；充填开采技术；沉陷部分；煤矿开采 1.煤矿开采沉陷及充填开采技术进行研究的重要意义 现如今在进行煤矿开采过程中仍然存在沉陷问题，为了切实有效地解决和避免出现这种问题就应当深入地对煤矿开采技术进行研究与探索，就目前来讲较为有效的开采技术主要是部分充填开采技术。在实际煤矿开采过程中一旦发生沉陷问题则应当对其地表建筑物做重建或拆迁处理，与此同时还应当阻断煤矿开采作业以避免造成更大经济损失。另外，国家有关文件规定不可以牺牲自然资源为代价来换取经济发展，一旦发生煤矿沉陷问题则会对周边生态环境造成毁灭性损害，这与我国相关政策相背离。在这种形势下，我们应当全面加强对煤矿开采技术地研究和开发，在煤矿开采过程中运用部分充填开采技术可以较好地解决好沉陷问题，同时还可以充分利用所开采出煤矿矸石或城市固体垃圾回填入矿坑内，这样一来可以很好地避免了煤矿废弃物污染问题，进而对生态环境起一定保护作用，最终实现社会与经济效益共同发展的战略目标，部分充填开采技术地运用有效地推进了我国煤矿事业地健康、稳定发展，实现绿色开采。 2.充填开采的基本技术原理 所谓的充填开采技术，简单的来说就是对沉陷矿区使用特定类型的浆液来进行填充，这样能够让采矿过程当中的安全性得到有效的保障。通过实际的调查发现，在进行充填开采的过程当中会涉及到较多的技术方法，在这些技术当中最为典型的就是膏体充填、浓度低及浓度高的胶结体充填。总的来说，在充填过程当中如果出现采空区，相关工作人员要使用浓度较高的膏体充填材料进行充填工作；相反，如果出现冒落部位，工作人员可以使用注浆碎石的方法来对相应的区域进行充填操作，其主要原因就是，一些相对浓度较低的非胶体由于其自身的综合特点，在高层区域是十分适用的。为了能够保证煤层采掘工作正常进行，工作人员要结合实际的情况而将浓度较大的浆液填入到现有的空洞部位，这样能够为空洞区上侧得到有效的填充。通过实际的调查发现，煤炭采掘量与充填开采必须的填料总量之间有着十分密切的联系，二者对于开采工作有着十分重要的影响。为了能够选择与实际情况相符合的充填技术，就要对煤层充填实现局部或者整体性的操作。应该在实际的煤层充填期间保证现有的煤层不会出现冒落现象，在对采空位置进行充填的时候要提高一定的速度。只有在以上的条件下，要将强度较高的填充体短时间充填到适用到完整性较好的采空区中去，这样能够有效的防止在实际开采过程当中出现煤层沉陷的现象，对开采工作带来一定程度的影响。此外，对于充填部分的煤层关键在于沉陷填充量和开采现场所拥有的煤层规模，这样也能够对煤层沉降起到很好的预防作用。 3.对控制煤矿开采沉陷的充填开采技术进行分析 3.1关于覆岩离层注浆技术分析 该技术的运用重点是要切实做好关键层第一次破裂控制工作。一般来讲，覆岩离层相关数据包含了其位置、断裂情况以及离层量等。这些数据地获取主要以技术人员经验及其自身规律来开展探索和研究，在关键层即将破裂且又没有真正破裂的情况下就是最佳的注浆时间点，此时开展注浆作业所取得质量也是最佳的。但如果当关键层已经破裂后再进行注浆的，这时覆岩离层量已经很小了，由于注浆所使用的大都为流动性较好的材料，这就使得这些材料会向裂缝处缓慢推移，这样一来就难以实现注浆的效果，因此，注浆质量也会受到巨大影响。现今大家在关键层第一次破裂后技术研究已经十分重视了，这种情况下较好的解决办法就是运用离层分区隔离填充法来进行作业。也就是将破裂后的关键层的离层区做分区处理，这样可以有效地确保填充材料得以将离层区充分填满，进一步提升其承载能力从而起到加固效果。 3.2关于膏体充填技术分析 膏体充填突出的技术特点是：一是浓度高，对采空区顶板支护效果好；二是流动状态为柱塞结构流、料浆基本不沉淀、不泌水、不离析，确保充填系统稳定运行；三是无临界流速，减少管道磨损；四是相同胶结料用量下强度较高；五是膏体充填体压缩率低，一般压缩率
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、
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
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用我国煤炭资源较为丰富,但其赋存特点是煤矿“三下”压煤比较普遍。一方面,我国主要产煤省多地处平原,村庄密集,人口众多,村庄压煤比重大;另一方面,随着国内经济不断持续发展,村镇规模不断扩大,新矿区、新井田不断建设,压煤量也持续增加。解决“三下”压煤问题是我国煤矿可持续发展的关键。此外,由于煤矿开采造成地表沉陷、建筑物破坏及地下水与土地资源减少等,使矿区生态环境问题越来越突出。 基于上述问题,煤炭绿色开采是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路,充填开采技术是实现上述目标的不二选择。本文在充分研究我国煤炭资源赋存状况及充填开采现状的基础上,从充分回收煤炭资源、减少矿区环境污染、消除矿区生态破坏的角度出发,提出超高水充填材料用于矿井采空区充填的课题,并对此进行了详细研究。本文在详细查阅大量国内外文献的基础上,详细研究了超高水材料的生成机理,并通过大量实验,对超高水材料的各组成要素进行了详细研究。在实验室条件下,经过多年反复试验研究,找出超高水材料合理的组成配方。 所制得的超高水材料由A、B两种主料与少量复合速凝剂和复合缓凝分散剂组成。该材料可在水体积高达97%时,实现初凝时间在8~90min之间的按需调整。当水体积在95~97%时,抗压强度可根据外加剂的不同而进行调节,其28天强度可达到0.66~1.5MPa之间。该材料A、B两主料单浆可持续30~40小时不凝固,混合后材料可快速水化。 调整外加剂配方可以改变材料性能如凝结时间与强度等。为了考察所制得超高水材料性能,对超高水充填材料的基本性能包括基本力学性能、化学性能及所构成材料的稳定性进行了研究,发现该材料具有早强、快硬的特点,7天抗压强度可达到最终强度的60~90%,后期强度增长趋势较缓慢。通过调节水固比与外加剂,可根据需要调整其强度性能与凝结时间等指标。该材料体积应变较小,有利于采空区的充填应用。 该材料抗风化性能较差,火烤效果类同于风化,表明该材料不适于干燥、开放的环境。在井下潮湿环境中采取一定措施后可方便使用,尤其适合于井下密闭大空间的充填。对超高水材料固结体进行电镜分析表明,其主要成分为钙矾石。超高水材料的钙矾石结构为纤细的丝网状结构,同时伴有铝胶及其它凝胶类物质。
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，
充填采矿方法(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 充填采矿方法(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5606-78 充填采矿方法(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区的采矿方法。有时还用支架与充填料相配合，以维护采空区。充填采空区的目的，主要是利用所开成的充填体进行地压管理，以控制围岩崩落和地表下沉，并为回采创造安全和便利的条件。有时还用来预防自燃矿石的内因火灾。按矿块结构和回采工作面推进方向又可分为单层充填采矿法、上向分层充填采矿法、下向分层充填采矿法和分采充填采矿法。按采用的充填料和输出方式不同，又可分为干式充填采矿法、水力充填采矿法和胶结充填采矿法。 (1)单层充填采矿法。适用于缓倾斜薄矿体中，用矿块倾斜全长的壁式回采面沿走向方向一次按矿体全厚回采，随工作面的推进有计划地用水力或胶结充填
采空区，以控制顶板。 (2)上向水平分层充填采矿法。一般将矿块划分为矿房和矿柱，第一步回采矿房，第二步回采矿柱。回采矿房时，自下向上水平分层进行，随着工作面向上推进，逐层充填采空区，并留出继续上采的工作空间。充填体维护两面帮围岩，并作为上采的工作平台。崩落的矿石落在充填体的表面上，用机械方法将矿石运至溜井中。矿房架采到最上面分层时，进行接顶充填。矿柱则在采完若干矿房或全阶段采空后，再进行回采。矿房架采的充填方法，可用干式充填、水力充填或胶结充填。 (3)上向倾斜分层充填采矿法。这种方法与上向水平分层充填法的区别是用倾斜分层回采，在采场内矿石和充填料的搬运主要靠重力。这种方法只能用干式充填。
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。 “
1.充填开采工艺技术研究可行性研究报告
充填开采工艺技术研究项目 可行性研究报告 龙煤双鸭山分公司 双鸭山分公司双阳煤矿 2012年5月8日
一、项目名称与项目摘要 1.1基本信息 项目单位：龙煤双鸭山分公司双阳煤矿 项目名称：充填开采工艺技术研究 1.2项目摘要 似膏体充填是煤矿绿色开采技术的重要组成部分，它是一种将煤矸石、粉煤灰等固体废物制作成无临界流速、不需脱水的膏状浆体，通过泵压或重力作用，经过管道输送到回采工作面，适时充填采空区的绿色开采技术。膏体充填分胶结膏体充填、非胶结膏体充填。该充填技术具有高采出率、环保、高安全性等优点，管道运输，材料选择广泛。 二、项目的意义和必要性（含技术突破对行业技术进步的重要意义和作用等），国内外现状和技术发展趋势，市场需求分析。 双阳矿三采区为富含水区，可采储量280万吨，该项目对此区域开采具有重大意义，是确保双阳矿持续稳定发展的重点。充填开采是黑龙江科技学院重要建构筑物及水体下煤层环保高效开采技术，以水及粉煤灰为主要原料，紧跟回采工作面充填采空区，固化膨胀及时支撑顶底板，可实现顶底板暴露面积小时间短且无垮冒、覆岩及含水层无破坏、地表无明显沉陷等技术要求。由黑龙江科技学院科研团队与双阳矿组成项目组，完成双阳矿三采上山区开采可行性研究报告，为进一步的项目决策提供科学依据。采用膏体充填技术是个前沿的技
术，正在研究试用阶段，前景非常广阔； 三、项目的基础条件：与项目相关的前期工作情况，现有技术基础和工作基础，包括前期所取得的成果或技术（工艺）情况，国内外在该技术领域的专利情况，相关领域的试验及示范基地建设情况，研究开发队伍和产学研结合等情况。 1、承担单位概况（人员、资产、业务与管理状况），拥有知识产权状况（包括本项目已有知识产权状况）； 黑龙江科技学院始建于1947年，是一所具有六十余年发展史的多科性普通高等院校，有先进的教研设施学校固定资产17.5亿元，其中，教学科研仪器设备值2.4亿元。建有近30万平方米的教学用楼，10个数字化网络语音室，78个多媒体多功能教室以及数字化图书馆，拥有国内先进水平的现代制造工程中心、现代分析测试研究中心、国家安全生产技术支撑基础实验室。建成工程训练与基础实验中心，电气工程实验与实践中心，计算机网络通讯基地，土木结构实验室，经管ERP沙盘实训基地、材料学科实验中心、人文社科实践基地等各类实验室、实践基地60余个。 ２、项目现有的研究工作基础（包括与本项目研究有关的主要论文、专著情况，小试或中试成果情况，现有装备条件等）; 3、单位或项目负责人以往承担市级各类科技计划项目完成情况（立项年度、项目编号、项目名称、计划类别、完成时间、完成效果）； 4、项目实施具备的人才队伍、经费配套投入能力及科技服务管理能