充填采煤技术现状与展望
探究充填采矿技术在煤矿开采中的应用
探究充填采矿技术在煤矿开采中的应用1. 引言1.1 煤矿开采现状煤矿开采是中国煤炭工业的重要组成部分，也是国民经济的支柱产业之一。
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，对煤炭资源的需求也越来越大。
煤矿开采已经成为我国能源产业的基础和支柱，但随之而来的问题也日益显现：矿山开采深度加大、资源逐渐枯竭、地表沉陷、环境污染等问题严重影响着煤矿的可持续发展。
当前的煤矿开采主要存在以下问题：一是传统的开采方式效率低下，安全隐患大；二是区域内煤矿资源丰富，但开采程度不高，浪费了大量资源；三是矿山裂隙带的稳定性问题，给煤炭生产和环境保护带来严重挑战。
为了解决这些问题，充填采矿技术应运而生。
充填采矿技术在提高煤矿开采效率、降低安全隐患、减少资源浪费、保护地表稳定等方面具有明显优势，逐渐成为煤矿开采中的重要手段。
在本文中，将深入探讨充填采矿技术的原理、应用案例、优势和发展趋势，以及其在煤矿开采中的重要性和未来发展展望。
【字数不足，继续补充】1.2 充填采矿技术介绍【充填采矿技术是指在地下矿山开采中，通过将一定性质的充填材料充填到采空区，防止地表塌陷和地下空洞的形成，同时提高地下回采效率的一种技术。
充填材料主要包括煤矸石、尾砂、尾矿、粉煤灰等，其选择应考虑材料的物理力学性质、环境友好性和经济性等因素。
充填采矿技术在煤矿开采中广泛应用，可以有效提高煤矿的采空率，降低地表沉陷和地震危险，减少煤矿事故发生率，提高矿井的利用率和经济效益。
充填采矿技术的特点是可以使煤矿环境保护更好，减少矿山浪费和污染，符合可持续发展的要求。
随着科技的不断进步和矿产资源的逐渐枯竭，充填采矿技术将会越来越受到重视并得到广泛应用。
】2. 正文2.1 充填采矿技术原理充填采矿技术原理是指利用固体废弃物或水泥混凝土等材料将采空区填充起来，形成一个稳定的支撑结构，防止地下空洞坍塌，保持地面地质环境的稳定。
充填采矿技术的原理主要包括以下几个方面：首先是填充材料的选择，根据采矿区域的地质情况和采矿压力等因素选择合适的填充材料，保证填充后的固结体具有足够的强度和稳定性。
充填采矿技术应用发展和存在问题分析
充填采矿技术应用发展和存在问题分析【摘要】充填采矿技术是一种通过将废弃矿石重新装填到地下矿井中来填补采空隙并提高矿山资源利用率的先进技术。
本文通过对充填采矿技术的历史发展、应用领域扩展、存在的问题及挑战、未来发展方向以及在可持续发展中的作用进行了分析和探讨。
研究表明，充填采矿技术在提高矿山资源利用率、减少环境破坏、促进矿业可持续发展等方面具有重要作用。
在实际应用中仍存在需解决的问题，如填充物的选材和回收利用、工艺技术的完善等。
未来发展应注重技术研究创新、产业链深度整合、政策法规完善等方面。
充填采矿技术应用的重要性不言而喻，希望未来能够更好地发挥其作用，为矿山可持续发展做出更大贡献。
【关键词】充填采矿技术、发展、存在问题、应用领域、挑战、未来发展、可持续发展、重要性、展望、建议。
1. 引言1.1 充填采矿技术应用发展和存在问题分析充填采矿技术是一种在开采过程中将矿渣或其他填充物充填回采空区的技术。
随着矿产资源的日益枯竭和环境保护意识的增强，充填采矿技术的应用得到了越来越广泛的推广和发展。
本文将对充填采矿技术的应用发展和存在的问题进行分析，以期为该技术的进一步发展提供参考。
充填采矿技术的应用领域也在不断扩展，从传统的金属矿山到煤矿、地下水资源等不同领域都有应用。
其优势在于可以有效减少采矿对地表环境的破坏，并提高资源利用率。
充填采矿技术仍然存在一些问题和挑战。
比如充填物的选择、填充工艺的改进、安全风险的控制等方面仍有待进一步研究和完善。
充填采矿技术的成本较高，对于一些资源匮乏的矿山可能不太适用。
未来，充填采矿技术有望在自动化、智能化等方面得到更多应用和发展。
通过结合现代技术，提高充填采矿技术的效率和安全性将是未来的发展方向。
充填采矿技术在可持续发展中发挥着重要作用，不仅能提高矿山资源的综合利用率，还可以减少采矿对地表环境的破坏，促进矿山的可持续发展。
充填采矿技术在采矿业中具有重要地位和作用，但仍需要进一步解决存在的问题和挑战，以推动该技术的持续发展和完善。
充填介绍
结合掘进机（或连采机）性能和支护难易程度，设计充 填巷宽度为4.0~6.0m，远小于采深的四分之一，是可靠的， 能确保地面建构筑物安全。 隔离煤柱宽度 隔离煤柱的合理留设，可使这些煤柱（或连同充填体一 起）具有足够的稳定性，能长期地支撑上覆岩层，维护地表 稳定而不塌陷。为了保证煤柱具有足够的强度，必须满足煤 柱承载的稳定性系数。一般为4.0~6.0m。
3CaO3Al2O3CaSO4+8CaSO4+6CaO+96H2O3（ 3CaOAl2O33CaS泵
机 送 输 旋 螺 A料 A搅拌桶
输送系统 水泵
水仓
水泵
A浆液 缓冲池 水泵
输送管路
机 送 输 旋 螺 B料 B搅拌桶
混水器
制浆系统
B浆液 缓冲池
高水膨胀材料
高水膨胀材料以粉煤灰、生石灰和水泥为主要原料，以石 膏为调节材料，按一定比例配合与水搅拌成混合料浆。 各组成材料之间在一定温度下相互反应，产生一系列的水 化物。粉煤灰中的二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化钙、各 种辅料发生反应，生成水化硅酸钙（C2S2H凝胶）,水化铝 酸钙（CAS）。这些产物将固态充填体中各固体颗粒胶结 在一起，形成牢固的充填体。 3CaO.AI2O3+6H2O=3CaO.AI2O3.6H2O（水化铝酸钙） 2(2CaO.SiO2)+4H2O=3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2 3CaO· SiO2+nH2O=xCaO· SiO2· yH2O+(3-x)Ca(OH)2
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减沉效果
充填开采地表沉陷的主要影响因素是：充填前顶板下沉量 、充填体欠接顶量和充填体压缩量。其中，充填体压缩量 起主要决定作用。
煤矿充填前景
煤矿充填前景
煤矿充填是一种煤矿回填方法，即利用已经采空的煤矿洞室或矿场进行充填，以解决采空区域的安全和环境问题。
煤矿充填技术的出现，为解决煤矿行业的安全和环保难题提供了新的解决途径。
首先，煤矿充填有助于解决矿山采空区域的安全问题。
由于传统的开采方法只能提取部分煤炭，采矿区域会形成大量的采空区，这些采空区存在垮塌、水潜流等安全隐患。
而煤矿充填可以将采空区填充满矸石、渣土等材料，使其恢复坚实的地质结构，有效地防止采空区发生崩塌或者水潜流的问题，提高矿井的安全性。
其次，煤矿充填还可以通过利用矸石、渣土等填充材料，实现资源的综合利用。
煤矿采矿过程中会产生大量的废渣，如果不进行充填处理，这些废渣会进一步对环境造成污染。
然而，利用废弃物充填可以有效地减少废渣的排放，同时回收利用这些原本会被浪费的资源。
煤矿充填技术的应用，不仅可以解决煤矿行业的安全问题，还可以实现煤矸石资源的再利用，促进煤矿行业的可持续发展。
此外，煤矿充填还有助于改善矿山周边环境和土地的利用。
煤矿的开采过程会破坏土地景观和生态环境，而煤矿充填可以填平和修复采矿区域，使其恢复成可用于农田或者其他各种用途的平整土地。
这样不仅能够提高土地的利用效率，还可以改善周边地区的生态环境，为当地经济和社会发展提供更多的资源。
综上所述，煤矿充填技术具有重要的意义和广阔的应用前景。
通过煤矿充填，不仅可以解决矿山采空区域的安全问题，还可以实现矸石资源的综合利用，改善矿山周边环境和土地的利用。
煤矿充填技术的推广和应用，将为煤矿行业的发展注入新的动力，为社会可持续发展作出积极贡献。
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。
煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用
煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用目前随着我们国家的经济在不断的发展，我们对于煤矿的开采程度正在不断的加深，在具体的煤矿开采过程当中，越来越多的先进的技术正在不断的应用，通过这些先进的技术能够更好的促进煤矿开采质量的提升，但是在这其中还有很多的问题仍然存在的。
所以在此篇文章当中就煤矿开采沉陷充填开采的技术点及其应用的一些具体情况进行分析。
标签：煤矿开采；沉陷充填开采技术；应用分析1.前言根据我们国家目前对于煤矿开采过程当中所出现的具体问题可以看出，由于目前我们对经济的发展，片面的追求速度、追求经济效益，导致很多方面在发展过程当中并不是十分的充分，导致很多的问题出现。
为此，此篇文章主要是分析煤矿开采沉陷充填开采技术及其应用，推动该技术进一步发展，更好的满足煤矿开采的需求，促进煤炭行业的发展。
2.煤矿充填开采技术的基本现状通常情况下，在开采金属矿石的过程中都会应用到充填技术，因此，该技术在目前而言相对比较成熟，但在煤矿开采方面，充填技术还处于“借鉴”阶段。
这是由于煤矿的结构属于层状岩石层，在煤矿开采之后必然会导致岩石发生移动或破坏的情况，因此，对于煤矿的开采，充填技术及其解决的最终目的并不同于金属矿石。
有研究显示，中国在开采煤矿后对沉陷地区的填充方法仍沿袭着20世纪60年代的方法，抚顺胜利矿根据倾斜上行水砂充填长壁采煤的方法顺利地对工厂的保护煤柱进行了开采；直至后期，中国又借鉴了国外经验（利用离层注浆的方法来缓解地表下沉情况），从而优化了中国充填技术，并有效减缓了中国在煤矿开采后造成的大面积地表沉陷现象。
此外，在技术发展的过程中，为了进一步解决水砂充填时的泌水及建立复杂且难度较高的隔离排水系统等问题，德国在20世纪80年代就研制出了充填技术，其中，该技术的优势是将用于填充沉陷部位的填充材料科学制成牙膏状、不沁水的浆体，然后，利用低流速通过泵机将填充材料顺利输送至沉陷区域，从而不仅有效促进了填充效率的提高，还使得填充材料凝结的时问得到了有效缩短。
我国煤矿充填开采技术现状及发展方向
我国煤矿充填开采技术现状及发展方向摘要：我国在煤矿开采过程中依然有沉陷问题发生，这就使我国煤矿开采事业的发展受到较大影响。
众所周知，煤矿在实际开采过程中极易出现沦陷事故，一旦发生这种问题不仅给带来巨大的经济损失，而且还会给生态环境造成极为恶劣的影响。
现今较为先进的部分充填开采技术的应用可以有效地避免在实际载采过程中发生沉陷问题，因此，对煤矿开采沉陷部分充填开采技术进行研究具有十分重要的现实意义。
关键词：煤矿开采; 充填开采技术研究1.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、浓度低及浓度高的较结体充填，在对不同位置的填充沉陷区进行工作的时候，工作人员应该将重心放在充填冒落部位和采空部位。
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胶体进行工作；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覆盖。
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，相关人员就要对煤层充填实现局部或者整体性的操作。
工作人员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，工作人员要将强度较高的填充体适用到完整性较好的岩层当中去，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。
我国煤矿绿色充填开采技术应用与展望孟兆颖
我国煤矿绿色充填开采技术应用与展望孟兆颖发布时间：2021-10-11T07:53:35.787Z 来源：《防护工程》2021年18期作者：孟兆颖[导读] 众所周知，地球的资源并不是拿不完、用不尽的，如果过度开采就会损毁土地，导致地表沉陷、河水断流等风险，甚至造成非常严重的生态环境问题。
新汶矿业集团公司翟镇煤矿山东新泰 271204摘要：煤矿作为支撑我国经济发展的重要资源之一，实现绿色开采已经成为当前保证煤矿资源可持续发展的重要手段。
煤矿充填开采技术有效融入了可持续发展的理念，将其应用于煤矿综采面作业中，可大大提高煤矿资源的利用率。
基于此，文章主要分析了煤矿绿色充填开采技术应用与展望。
关键词：煤矿；绿色充填；开采技术；应用；展望众所周知，地球的资源并不是拿不完、用不尽的，如果过度开采就会损毁土地，导致地表沉陷、河水断流等风险，甚至造成非常严重的生态环境问题。
现阶段，我国开发并应用了多种采矿方法，随着人们逐渐地增强了保护环境的意识，也开始着重考虑如何能实现煤矿的合理开采，充填采矿法具备的优点颇多，目前被广泛使用。
1充填采煤法的概念机械化充填采煤主要是指利用充填材料对综采工作面采空区的岩层进行有效控制的技术手段。
该技术的应用优势主要体现在以下几点：（1）可防止综采面支撑压力出现矿压现象，减少事故发生。
（2）减少地表出现下沉和变形事故，避免对矿区周边的水体、农田等造成影响，从而保障周边村庄的财产不受损失。
（3）提高采煤场的维护效率，减少维修人员的成本投入，实现对开采成本的有效控制。
（4）充填开采技术的机械化水平较高，且充填工艺易上手操作，能够实现对采空区岩层的稳定控制。
（5）通常矿井中产生的煤矸石属于废弃物，不及时处理的话容易造成煤矸石堆积，而充填开采技术中可以利用到煤矸石，实现资源的高效利用，避免对周围环境造成污染。
2我国煤矿绿色充填开采技术2.1煤矿固体充填开采技术井工煤矿固体充填开采技术分为巷道固体充填和工作面固体充填两大类。
采矿工程充填技术的应用与发展
采矿工程充填技术的应用与发展摘要：随着采矿工程充填技术的不断发展，它在煤矿、金属矿山和土砂矿山等领域的应用日益广泛。
本文介绍了充填技术的概念和背景，并详细探讨了其在各个采矿工程中的应用。
同时，着重分析了充填技术在环境保护和可持续发展方面的作用，并讨论了其未来发展趋势和研究重点。
总之，采矿工程充填技术对资源开发具有重要意义，值得深入研究和应用。
关键词：采矿工程；充填技术；应用；发展引言采矿工程充填技术作为一项重要的安全和环保措施，在矿山开采中扮演着关键角色。
充填技术利用矿石废弃物和其他材料填充矿井和开采空洞，以增加地下空间的稳定性和助力资源回收。
本文旨在探讨采矿工程充填技术的应用情况和发展趋势。
首先将介绍充填技术的概念和背景，随后分析其在煤矿、金属矿山和土砂矿山中的具体应用方面。
此外，还重点讨论了充填技术在环境保护和可持续发展方面的作用，并展望未来的发展方向。
深入了解充填技术的应用和发展对于优化采矿工程、提高安全性和减少环境影响具有重要意义。
1.介绍采矿工程充填技术的概念和背景采矿工程充填技术是指在矿井和开采空洞中利用矿石废弃物、水泥、粉煤灰等材料进行填充，以增加地下空间的稳定性和保护环境。
充填技术最初出现于20世纪初，旨在解决矿山安全和环境问题。
随着矿山深度和开采规模的增加，传统的支护和回填方法已经无法满足需求，而充填技术因其稳定性、资源回收和环境保护等优势逐渐受到重视。
目前，充填技术在煤矿、金属矿山和土砂矿山等各个领域得到广泛应用，并不断推动着矿山工程的发展和改进。
未来，随着科学技术的不断进步，采矿工程充填技术将朝着更高效、可持续和环保的方向发展。
2.采矿工程充填技术的应用领域2.1煤矿采矿充填技术的应用煤矿采矿充填技术是指在煤矿开采过程中利用煤矸石、尾矿等废弃物填充矿井和开采空洞，以增加矿山空间的稳定性和提高采煤率。
该技术不仅能有效解决煤矿地面沉陷、安全问题，还能最大限度地回收利用废弃物资源，保护环境。
现代煤矿开采充填技术的应用及发展前景展望
现代煤矿开采充填技术的应用及发展前景展望充填技术是目前在煤矿开采中使用较为广泛的一类技术，体现出来众多优点，也表现出来一些不足之处。
文章对煤矿充填开采技术的基本内容进行了简要介绍，深入分析了充填技术的实际应用以及其未来发展前景。
标签：煤矿开采；充填技术；应用；发展前景充填技术在近些年的发展较为迅速，已经出现了多种不同的充填技术，在煤矿开采中发挥出了重大的作用。
充填技术的优点推动其发展，所具有的缺点又制约着其发展，因此需要科学合理地对到充填技术的正反两面，合理地在实际开采作业中使用充填技术。
1 煤矿开采充填技术基本内容简要介绍充填技术从某种角度来说，是人工支护开采技术的一种。
在煤矿矿井中，在回采工作面不断推进的过程中，通过外部材料或是开采过程产生的石料逐步对采空区进行充填，以便控制采空区围岩崩落、地表移动等问题，并且可以在形成的填充体上进行保护性回采作业。
充填技术可以用于围岩性质不稳，但是矿体品质很高的稀缺贵重矿场；适用于地表不允许陷落，开采条件较为困难的矿场。
充填技术的优点在于回采率很高、作业比较安全、对地表的保护比较到位、适应性很强；但是充填技术的缺点也很明显，比如施工工艺较为复杂，施工成本相对较高，生产能力和生产率都比较低等。
一般来说，根据输送方式和充填材料之间的不同，可以将充填技术分为三种：第一，干式充填法。
这种充填法的充填材料主要来源是采石场产生的碎石或者地下开采过程中产生的废石等。
通过破碎机进行破碎，再输送采场之中。
第二，水力充填法。
这种充填法的充填材料主要是碎石、砂、炉渣或尾砂等，通过水力管道输送到采场之中。
第三，胶结充填法。
这种充填方法的主要材料是砂石、炉渣等材料和水泥等凝胶材料按照一定比例配置的混合物。
通过水力管道或输送机械运输到采场之中。
在这三种方法中，干式充填技术的使用最早，但是其生产效率较低、开采成本较高、劳动强度较大，已经逐渐被另外两种方法所取代。
根据回采工艺、回采方向以及采场结构，充填技术又可以分为壁式充填、支架充填、向下分层充填以及向上分层充填等。
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ＩＳＳＮ１６７ｌ一２９００ＣＮ４３—１３４７／ＴＤ采矿技术第ｌｌ卷第３期
ＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖ０１．１１，Ｎｏ．３２０１１年５月Ｍａｙ２０１１
充填采煤技术现状与展望许家林１’２，轩大洋１’２，朱卫兵１’２（１．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州市２２１１１６；２．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州市２２１１１６）
摘要：分析了煤矿充填开采技术的特点，介绍了目前煤矿充填开采技术现状，包括膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术、高水材料充填采煤技术、部分充填采煤技术。在分析充填采煤技术现状的基础上，提出煤矿充填开采技术应着重解决充填采煤能力不足问题，即通过合理充填工艺模式的改进提高充填效率和充填能力。同时应深入研究充填采煤岩层移动与地表沉陷规律，为充填采煤设计提供理论基础。关键词：充填采煤；岩层控制；“三下一上”采煤；绿色开采
充填开采是煤矿绿色开采技术体系的主要内容之一¨曲Ｊ，因其对岩层扰动小，具有控制岩层移动与地表沉陷的作用，是解决煤矿开采环境问题和“三下一上”（建筑物下、铁路下、水体下和承压含水层上）压煤开采问题的有效途径。充填采煤技术近年来受到了广泛关注与重视¨。２｜。虽然我国早在１９６０年代即开始了水砂充填采煤，但机械化程度与生产效率较低，缺乏对充填材料、充填工艺、充填开采岩层控制方面的系统研究。系统而有规模地进行煤矿充填开采的理论研究与工业试验则是从近几年开始的，目前仍处于试验与发展之中。本文从充填采煤技术特点出发，介绍了充填采煤技术现状，展望了未来充填采煤的发展前景。１充填采煤技术特点１．１充填采煤技术特点近几十年来，充填开采在金属矿山的推广应用获得长足进步，但在煤矿还没有得到广泛使用，这与煤矿采用充填开采的特殊条件密不可分。与金属矿充填开采相比，煤矿充填开采的特点主要表现在：（１）采煤生产能力与充填生产能力均衡问题。众所周知，充填开采中，采矿和充填互相制约，不继续采矿就无处充填，不充填也就不能采矿，使得由采矿和充填这两个作业环节组成的回采作业大循环共同决定矿井的开采。因此，只有实现采矿和充填的均衡，充填技术才有生命力，才会在矿山有效应用。事实上，采煤生产能力与充填生产能力均衡问题非常突出，即目前充填生产能力与采煤生产能力无法相匹配。与金属矿山炮采工艺相比，煤炭地下采矿法早就实现综合机械化，即落煤、装煤、运煤、支护和放顶五道工序全部采用机械化作业，出现了工作面年单产百万吨以上甚至千万吨的地下特大型矿山。因此，煤矿的充填技术必须适应高产高效的发展。但是目前的充填能力一般无法与高产高效的采煤技术相匹配。（２）充填材料供需均衡问题。金属矿山一般采用掘进废石、尾砂（约占矿石开采量的５０％一９９％）、冶炼炉渣等废弃物作为充填料，完全解决了充填材料供需均衡的问题。同金属矿相比，煤矿自身工业废弃物比例小，煤矿的矸石一般仅为煤炭开采量的１５％左右，采空区全部充填难以解决充填材料来源困难的问题。因此，寻找丰富低廉的合适充填材料满足回填空间的要求，解决充填材料供需均衡问题是充填采煤方法成功应用的一个必要条件。（３）充填成本与采矿效益均衡问题。充填开采与其他开采方法相比，最大限度地采出了地下煤炭资源、保证了安全生产、增加了矿山经济效益。但充填开采需要增设充填设备、增加充填工序，矿山必须为此支出充填成本。充填成本与采矿效益均衡问题就是：充填开采中因充填而增加的经济效益能否抵消充填成本？就我国煤矿充填而言，只有当充填成本小于因开采引起的土地破坏和村庄搬迁赔偿费用时，充填成本与采矿效益才实现均衡，充填技术才会在煤矿得到有效应用。研究表明”娟Ｊ，村庄每户压煤量越大（如厚煤层
万方数据许家林，等：充填采煤技术现状与展望条件），充填开采较村庄搬迁开采的适应性越差。充填开采在薄及中厚煤层的密集建筑物条件下（此时每户压煤量相对较小）的适应性要好于在厚煤层的非密集建筑条件。（４）煤系地层采后岩层移动与破坏规律复杂，充填作业时空受限。金属矿脉及其顶底板一般都属于硬岩，矿石被采出后留下的地下空间在相当长时间内可以保持稳定，因此，其充填的空间非常规则和完整，而且充填的顶板岩体运动控制十分简单，基本可以实现采矿与充填作业的分离，充填与采矿作业相互干扰相对较小。而煤炭资源分布在层状沉积岩层中，采用长壁垮落法开采时采空区覆岩随采随垮，难以维护充填所需的空间与通道，而顶板岩体运动控制困难，可进行充填作业的时间极短。煤矿充填与采矿作业相互干扰严重。１．２充填采煤方法分类煤矿充填开采方法按充填介质类型及其运送时的物相状态，可以分为：水砂充填、膏体充填、矸石充填、高水材料充填。按照运送充填材料动力不同，可分为：自溜充填、风力充填、机械充填、水力充填。自溜充填，即利用充填料本身的自重沿管、槽或巷道将充填料溜送至采空区；风力充填，即利用压缩空气为动力沿管道或借助风力充填机将充填料运送至采空区；机械充填，即利用专用投掷机将充填物料抛至采空区。上述３种方法的充填料一般是干的固体松散废弃物，所以又统称为干式充填。水力充填，是利用水为动力沿管将充填料充入采空区。水力充填按充填料浆的浓度大小，又可分为：低浓度充填、高浓度充填和膏体充填。按充填料浆是否胶结，煤矿充填开采可分为：胶结充填、非胶结充填。按充填位置，煤矿充填开采方法可分为：采空区充填，即在煤层采出后顶板未冒落前的采空区域进行充填；冒落区充填，即在煤层采出后顶板已冒落的破碎矸石中进行注浆充填；离层区充填，即在煤层采出后覆岩离层空洞区域进行注浆充填。一般情况下，采空区充填宜采用高浓度或膏体的胶结充填，离层区充填和冒落区充填宜采用低浓度充填。按充填量和充填范围占采出煤层的比例，煤矿充填开采方法可分为：全部充填与部分充填。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。部分充填开采，是相对全部充填而言的，其充填量和充填范围仅是采出煤量的一部分。充填采煤方法的分类如图１所示。
图１充填采煤方法分类２充填采煤技术现状２．１膏体充填采煤技术膏体充填采煤技术就是把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、河砂、风积砂、工业炉渣、劣质土、城市固体垃圾等在地面加工制作成不需要脱水处理的牙膏状浆体，采用充填泵或重力加压，通过管道输送到井下，适时充填采空区的开采方法【８—３｜。与金属矿山膏体充填相比，煤矿膏体充填开采具有如下特点：充填与采煤在同一个工作面，充填体构筑方法不同于金属矿山，煤矿需要发展专门膏体充填隔离支架；充填材料强度性能要求不同，煤矿充填以后数小时后就要求充填体承载；煤矿膏充填原料主要是煤矸石、坑口电厂低质粉煤灰等，材料品质差，质量波动大。典型的膏体充填系统由以下三部分组成：配料制浆系统、泵送系统和工作面充填子系统。配料制浆系统把煤矸石、粉煤灰、工业炉渣、胶结料和水配制成膏体充填料浆；泵送系统采用充填泵把膏体充填料浆通过充填管路由地面输送到井下采煤工作面；工作面充填子系统将膏体材料充填到后方采空区。典型的膏体充填系统如图２、图３所示。膏体充填具有料浆流动性好、密实度高、充填体强度高的优势，故其对岩层移动与地表沉陷的控制效果较好。但其充填系统初期投资较高，一般达３０００万元左右；吨煤充填成本相对较高，一般达６０～１００ｆｌｉｔ。膏体充填技术在金属矿山已经有近３０年的发展历史，在煤矿应用最早的是德国，我国煤矿于２００４年开始在峰峰、焦作、淄博等矿区开展膏体充填采煤试验研究和应用，表１为膏体充填采
万方数据煤技术在部分煤矿中的应用情况田２膏体充填ｉ踌”１感笋礁《嚯Ｆ＃自ｉ自＃｝南０丢吣～ｊ
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２．２矸石充填采煤技术矸石充填采煤法是刹用风力、重力、机械等动力将充填材料煤矸石抛人或输人采空区的充填采煤方法。根据充填料充填采空区的动力方式来划分，矸石充填方法包括人工充填、自溜充填、风力充填、机械充填。不同的充填系统的充填料～般由矸石、砂子、采百场碎石及糟煤灰等组成，但成分以煤矸石为主，般不需要加人胶结料或其他搽加剂。人工矸石充填因其生产能力小、效率低，劳动强度大，与叫采工艺适应性较差，故很少采用。矸石自溜充填只能在急倾斜煤层中应用，淮南、北京、北票殛中梁山等矿区曾应用过这种充填开采方法。机械化矸石充填叉根据Ｔ作面采煤工艺不同分为普通机械化矸石充填和综合机械化矸石充填２种类碘．前者主要应用于炮采ｔ普采工作面，后者应用于综采工作而。普通机械化矸石充填工艺特点是多采用专门的机具（如抛矸机等）将矸石抛射向采宅区进行充填。新汶矿业集团泉沟煤矿于２００６年最早开始试验和使用这种充填采煤法。该法利用井下矸石充填采空区，充填系统简单，装备投资少．多用于薄及中厚煤层普采或炮采工作面回收井筒煤柱、工业场地煤柱，煤层有一定烦角有利于充填矸石密宴”４”１。综合机械化矸石充填采煤８”““．是指在综合机械化采煤作业面上同时实现综合机械化矸石充填
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