煤矿采空区膏体充填技术概述
膏体充填开采项目简介
淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿建筑物下矸石膏体充填开采项目简介淄博矿业集团有限责任公司岱庄煤矿二〇一〇年九月二十一日前言2007年以来，岱庄煤矿面对资源严重匮乏的局面，牢固树立“资源有限，创新无限”的理念，立足矿井实际，转变生产方式，创新开采工艺，大力实施矸石膏体充填绿色开采技术，成功地实现了村庄条带煤柱的二次回采，为延长矿井服务年限提供了资源保障，为企业稳定、持续发展积蓄了后劲。
一、项目背景岱庄煤矿是淄矿集团在济（宁）北矿区建设的第二对现代化大型矿井，地处济宁市城北城乡结合部，矿井开采范围内地面分布有3个镇78个自然村，1.3万多户，5万多人口，村庄压煤量高达80 %。
自矿井移交生产管理以来，村庄压煤一直采用传统的条带开采技术，资源回收率不足47%；随着济宁市城区建设的加速及村庄的扩展，矿井压煤量与日俱增，可采储量锐减，资源面临枯竭。
截至目前，岱庄煤矿已形成条带煤柱53个，遗留条带煤柱呆滞储量累计达到900万t。
同时，经过矿井十多年的开采，地面形成了一座近120万m³的矸石山，矸石的堆放不仅占用土地，而且对周围环境会造成不同程度的影响。
为此，岱庄煤矿提出了“建筑物下矸石膏体充填置换开采”研究课题，与中国矿业大学（徐州）和徐州中矿大贝克福尔科技有限公司合作，进行了建筑物下矸石膏体充填开采技术研究。
二、矸石膏体充填开采技术应用情况岱庄煤矿矸石膏体充填开采项目于2008年1月由中国矿业大学、徐州中矿大贝克福尔科技有限公司和岱庄煤矿完成了项目可行性研究报告和初步设计。
经专家论证后组织实施。
项目总投资概算为9551.0万元，截止目前，实际完成投资10625万元。
（一）充填原理项目主要是建立一套以煤矸石、电厂粉煤灰为主要集料的膏体充填系统，在遗留条带煤柱回采工作面面后，将煤矸石、粉煤灰、胶结料等固体废物制作成浆体，从地面通过充填泵经钻孔和管路充填到回采工作面面后采空区，凝固后形成以矸石膏体充填体为主的覆岩支撑体系，使地表变形始终保持在建（构）筑物安全的允许范围内，解决地表下沉问题，实现不迁村回收村庄条带煤柱的目的。
煤矿充填开采
煤矿充填开采摘要：煤矿充填开采技术主要用于形成煤层采空区。
采用现场勘探、室内试验、模拟试验等方法，将机械性能稳定，价格低廉的填料填入采空区，可满足正常采矿的需要，达到采矿安全，高效的目的。
该技术的关键是检测，围岩的稳定性和控制方法，管理和安全高效的采矿工艺技术。
上述方法实现了煤矿采空区煤层安全高效开采，为类似条件下的煤炭资源开采提供了经验。
关键词：煤矿；充填开采；采空区1充填技术开采的意义充填技术应用于煤矿开采，可以有效的减少资源的浪费与消耗，从而达到环境保护的目标，并且资源的利用效率也可以提升。
填充技术应用于采煤行业间接的对社会经济发展起到了促进作用。
利用传统开采工艺，资源的操利用效率低，存在巨大浪费。
而在某些特殊的条件下开采，如建筑，道路设施下部开采难度大的同时效率也低。
新技术的应用，开采过程中安全性有了较大提升。
一些老的矿区产量得到了显著提升。
充填技术可以对地下资源形成保护，尤其是水资源。
开采过程中产生的废料则避免了土地占用与污染，也可以防止地表位移与变形。
2充填开采的现状充填开采是解决“三下”压煤、避免煤矸石和粉煤灰等工业废弃物占用耕地及污染环境的技术手段。
20世纪80年代初，国外发展了膏体回填技术。
德国瓦尔苏蒙煤矿采用长壁法采煤，以工业废弃细物料（煤泥、粉煤灰）制备膏体料浆回填采空区。
我国学者对膏体回填技术在煤矿的应用也进行了研究，提出了固体废物膏体回填不迁村开采技术，把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、工业炉渣、城市固体垃圾等在地面加工成胶结性或非胶结性膏体浆液，用回填泵或通过管道自流输送到井下，部分或全部回填工作面采空区，形成以膏体回填体为主体的覆岩支撑体系，控制地表沉陷值，在保证地面建筑物损害轻微的条件下，提高村庄下煤炭资源的采出率，延长矿井的服务年限。
近年来，我国政府高度重视并积极引导和大力提倡矿井回填技术。
国家能源局、财政部、国土资源部、环境保护部2013.01 发布的国能煤炭〔2013〕19 号文“关于印发《煤矿回填开采工作指导意见》的通知”中明确指出：通过回填开采“三下”煤炭资源，实现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，回采率达到70%以上的目标，实现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，降低地下水系和地面生态环境破坏程度。
煤矿膏体充填开采工艺的探讨
煤矿膏体充填开采工艺的探讨摘要：工艺方法的实施是煤矿膏体充填开采的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了煤矿膏体充填开采技术应用的优势，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就膏体充填开采技术应用要点展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：煤矿膏体；充填；开采；工艺1前言煤矿膏体充填开采是一项实践性较强的综合性工作，其工艺方法的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对煤矿膏体充填开采工艺的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项开采工作的最终整体效果。
2概述20世纪60年代抚顺胜利煤矿采用水砂充填技术开采出了保护煤柱，虽然获得了较好的开采效果，但是成本高、工艺复杂，限制了该技术的普及。
直至20世纪80年代，膏体充填技术由于其有效解决了水砂充填过程中存在的泌水问题，须建立隔排水系统等问题，该材料是牙膏状浆体，不仅不会发生泌水现象，而且可以在流速较低的情况下正常泵送，大大提高了充填效率，故其在煤矿生产中的应用越来越广泛。
充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，也是解决建筑物下大量压煤开采的重要途径。
其中膏体充填技术与钱鸣高院士提出的绿色开采理论相符，可有效防止采空区的塌陷，提高开采安全，能够有效控制开采过程中顶板的稳定性，防止溃砂溃水和顶板事故，防止矿井重特大事故的发生。
3煤矿膏体充填开采技术应用的优势3.1稳定性更强充填开采技术的应用中充填材料的性质与充填开采作业的效果是具有直接关系的，膏体充填开采主要是使用矸石粉、粉煤灰、胶固料、矿井水等混合形成的膏体作为填充材料，通过膏体的凝结发挥出充填支撑的作用，膏体材料往往能够具有较强的稳定性，这对于防止分层、离析等问题的发生是具有着良好效果的。
膏体充填材料的强稳定性与其充填料浆的高浓度是有很大关系的，传统充填技术中所使用的充填料浆浓度最高只能达到65%，普遍属于低浓度充填料浆，而膏体充填开采技术中所使用的充填料浆的质量浓度一般都可达到75%-82%的水平，如配合骨料的使用甚至可达到88%，高质量浓度也赋予了膏体充填材料较强的屈服切应力和塑性粘度，在同一横截面上浆体流动速度为常数，浓度、流速基本不会发生改变，因此稳定性更高。
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨摘要：随着采矿工程的不断发展和矿产资源的日益枯竭，寻求高效、可持续的采矿方法成为迫切的需求。
条带膏体充填采矿技术作为一种新兴的采矿方法，在提高矿石回收率、改善岩体稳定性和减少环境影响等方面显示出巨大潜力。
本文旨在探讨该技术的应用，并分析其中的挑战与应对策略。
深入了解该技术的基本原理，以及其在不同矿山条件下的应用案例对于推动采矿工程的创新发展具有重要意义。
关键词：条带膏体充填采矿技术；矿石回收率；岩体稳定性引言近年来，随着采矿行业的快速发展和全球矿产资源的日益减少，寻找高效、可持续的采矿技术成为当务之急。
条带膏体充填采矿技术作为一种新兴的方法，得到了广泛关注和应用。
该技术通过将膏体充填材料注入采空区，提高了矿石回收率，并且具有改善岩体稳定性和减少环境影响的潜力。
本文将探讨近年来该技术在采矿工程中的应用，并着重讨论其中所面临的挑战及相应的应对策略。
深入研究和理解该技术的实施，在提升采矿效率和可持续发展方面具有重要意义。
1.条带膏体充填采矿技术的定义和基本概念条带膏体充填采矿技术是一种在采矿工程中广泛应用的方法。
该技术通过将膏体充填材料注入采空区或采矿巷道中的空间，填充矿石中的空隙，形成稳定的支撑结构，以提高矿石的回收率和改善岩体稳定性。
膏体充填材料通常由水泥、石灰和粉煤灰等成分组成，并利用输送系统将其灌注到所需的位置。
膏体在固化和硬化后形成坚实的充填体，使得采矿区域能够承受地压力和保持稳定，从而实现安全高效的采矿过程。
该技术在提高矿石回收率、改善岩体稳定性和减少环境影响方面具有重要意义。
2.采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用2.1条带膏体充填采矿技术在提高矿石回收率方面的应用条带膏体充填采矿技术在提高矿石回收率方面具有显著的应用优势。
通过将膏体充填材料注入采空区或采矿巷道中，填充矿石中的空隙，可以有效地回收和利用原本无法开采的矿石。
充填体的固结和硬化过程使得废弃采空区变得坚硬稳定，形成支撑结构，从而避免了资源的浪费和环境的破坏。
充填采煤技术在煤层开采中的技术要点
充填采煤技术在煤层开采中的技术要点摘要：目前，随着经济发展，国内充填采煤情况来看，主要原理是通过使用各类充填材料将采煤工作面采空区中的岩层进行有效控制，按照充填动力的不同，充填采煤技术有不同的类型，不同的充填采煤技术也有着不同的优势与不足。
不论采取何种充填采煤技术，均可以对工作面支撑压力表现出的矿压显现产生较强的缓和效果，特别是对巷道维护情况可实现有效改善，最大限度的降低地表出现的下沉与变形，有效提升煤矿采出率，对于地表面的水体、建筑物等可实现较好的保护。
从当前充填采煤技术在我国的应用来看，可使用到充填材料也相对较多，例如，矸石、河沙等均可以作为较好的充填材料。
因此，对充填采煤技术在煤层开采中的技术要点进行分析有着较为重要的意义。
关键词：充填采煤技术；煤层开采；技术要点引言在开采过程中，如果应用的采煤技术与采煤方法存在不合理之处，将会使得煤炭资源的开采效率与开采质量较低，不仅不利于企业经济效益的提升，还会浪费煤炭资源。
以内蒙古昊盛煤业有限公司为例，对煤炭企业在煤层开采中应用充填采煤技术时的技术要点进行深入探讨。
1充填采煤技术的发展概述充填采煤技术迄今已经有百余年的发展历史，在该历程中，业内人士从理论深化、经验积累、技术升级等多个方面着手，做出深入的探索，因此充填采煤技术的应用水平取得显著的提升。
但煤矿事业的发展环境日新月异，加之现场环境的特殊性、复杂性等层面的原因，充填采煤技术在部分煤矿工程中存在适用性不足的问题。
此时，如何在既有技术的基础上予以突破成为业内人士重点关注的内容。
我国在充填采煤技术应用领域存在多种细分的形式，常见有膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术等。
2煤层开采过程中应用充填采煤技术需要关注的技术要点2.1 充填采煤技术中的膏体充填通过相关调查可知，目前我国的各煤矿企业在煤层开采时应用膏体充填采煤技术的频率相对较高。
充填采煤技术中的膏体充填主要是指：工作人员将煤层周围的废弃物，例如煤渣、碎石、黄土等材料有效混合，将混合的废弃物以一定的比例制作成黏液体，这种充填材料具有膏状特征，在应用过程中可以通过重力直充、重力式增压等方式充填到采空区。
综合机械化膏体充填采煤技术要求
综合机械化膏体充填采煤技术要求
综合机械化膏体充填采煤技术是一种在煤矿开采过程中应用的
先进技术，它结合了机械化采煤和膏体充填技术，旨在提高采煤效率、保障矿井安全和最大限度地利用煤矿资源。
这项技术的实施需
要满足一系列严格的要求。
首先，对于机械化采煤方面，要求设备先进、稳定可靠，能够
适应复杂多变的煤层地质条件，实现高效率、低成本的采煤作业。
此外，还需要保证采煤过程中对煤层、顶板和底板的控制，以防止
采空区垮塌和地表沉陷。
其次，对于膏体充填方面，需要确保充填材料的质量稳定、流
动性好，能够完全填充采空区并形成坚固的支护结构，同时要具备
良好的粘结性和耐磨性，以提高充填体的整体稳定性和抗冲击能力。
此外，综合机械化膏体充填采煤技术还要求在设计和施工过程
中充分考虑煤矿的实际情况，包括煤层厚度、倾角、硬度、透水性
等特点，以及矿井的地质构造、水文地质条件等因素，从而制定合
理的充填方案和采煤工艺，确保技术的可行性和可靠性。
此外，还需注意人员培训和安全管理，确保操作人员具备必要的技能和知识，严格执行相关操作规程和安全操作规范，以防止意外事件的发生。
总的来说，综合机械化膏体充填采煤技术要求综合考虑了机械化采煤和膏体充填两个方面的要求，需要在设备、材料、工艺、安全等多个方面做到严格要求，以确保技术的顺利实施和取得预期的效果。
膏体充填
膏体充填系统与煤矿开采系统的协调是煤矿膏体充填开采必须解决的关键问工艺需要设计专门的液压支架，项目的投资及风险都较大，因此在试验初期采用普采膏体充填工艺为宜。普采工作面进行膏体充填，首先必须在工作面控顶区与待充填区之间构筑一道隔离墙，形成一个“封闭”的待充填空间，为实现这一目标提出了塑料编织布隔离、组合式钢质模板隔离二个方案。塑料编织布隔离与传统水砂充填的设置砂门子相似，国外波兰胶结水砂充填也采用塑料编织布作隔离墙，此方案可以进一步减少项目的初期投资。专门设计的组合式钢质模板及其与单体液压支柱、金属铰接顶梁的连接件可以和单体液压支柱、金属铰接顶梁配合形成具有隔离充填料浆、高度和倾斜调节功能、拆装方便的隔离墙。钢质模板具有足够的刚度和强度，能重复使用，也可以降低膏体充填体的构筑成本。图2为普采膏体充填工作面布置示意图。
普采膏体充填工作面布置
组合式钢质模板安装完成后，通过沿工作面按一定间隔布置与工作面充填管路相连的布料管向待充填空间充入膏体充填料浆。工作面正常充填程序
如下：
（1）检查准备，确保系统正常、设备完好。在前一充填循环完成以后，管道内应该保持充满清水，新的充填循环应该在这种条件下正常开展工作，否则，必须先泵送清水，直到输送管道内充满清水以后，才能够进入正常充填作业程序。
（4）实施“水推浆”。在充填量达到设计充填量之前，为备用泵准备好清水，达到设计充填量后，先利用清管器装入清洗球，然后切换到备用泵管路，停止充填泵，启动备用泵，实施水推浆。充填管内的料浆继续充入待充填空间，清洗水排到采区排水沟内，管路冲洗干净后，转换阀切换到截止状态，使管路内充满清水。
（5）结束充填工作。地面充填站要彻底清洗搅拌机、膏体充填泵，井下充填工作面，则需要收集清洗球，送到地面充填站，备以后再用。
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨摘要：充填采矿技术是一种现代化的矿山开采方法，通过将矿石回填至采空区，提高采矿效率和资源回收率。
它在解决传统采矿方法存在的地压控制难题、资源浪费等方面具有独特的优势。
充填采矿技术不仅能够改善地下工作环境，降低地质灾害风险，还能提高矿井的可持续发展性。
关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用引言条带膏体充填采矿技术是一种广泛应用于采矿工程中的创新技术。
由于传统的采矿方法存在诸如地压控制困难、资源浪费等问题，条带膏体充填采矿技术作为一种新型的矿山开采方法逐渐受到人们的关注。
该技术通过将矿石回填至开采空间，从而提高矿山开采效率，减少对地质环境的影响，具有广阔的应用前景。
1条带膏体充填采矿技术的基本原理及特点条带膏体充填采矿技术的基本原理是利用高浓度的固体或液体充填材料填充采空区，形成稳定的充填体，从而实现对采空区的填补和固化。
以下是该技术的主要特点：（1）技术灵活性：条带膏体充填采矿技术可以适应不同类型的矿山和地质条件，包括地下矿山和露天矿山。
它可以在不同开采阶段和不同规模的开采区域中使用。
（2）提高回收率：通过充填材料填补采空区，可以提高矿石的回收率。
未能在传统开采方法中回收的矿石可以通过充填采矿技术进行再利用，提高矿石的综合利用效率。
（3）地压控制：充填体具有较好的抗压性能，可以有效地减轻地压引起的岩层变形和冒顶现象。
充填体能够承担一部分地负荷，稳定地下工作环境，提高矿井的安全性。
（4）减少开采成本：充填采矿技术可以减少采空区的体积，降低挖掘和支护成本。
它也可以减少采矿过程中的地表沉降，减少对地上建筑物和环境的影响。
（5）改善环境影响：充填材料可以有效地控制开采引起的地表塌陷和地面沉降问题，改善地表环境。
它还可以防止废石和废渣的外露，减少对水源和周围生态环境的污染风险。
总之，条带膏体充填采矿技术通过适当的充填材料填补采空区，提高了回收率，减轻了地压，降低了成本，并改善了环境影响。
煤矿充填开采技术及其发展趋势
煤矿充填开采技术及其发展趋势摘要：煤炭作为重要的生产能源之一，对社会经济发展具有较大的推动作用，且在社会生产速度加快的同时，也对生产能源提出了更大的要求。
环境和资源问题的加剧使得我国加强了对环保和节能工作的重视，并推出了大量的政策文件指导各个行业进行绿色生产和施工。
煤矿开采行业也需积极践行绿色生产理念，在开采作业中尽量降低对环境的破坏影响。
充填开采技术是目前来讲使用频率较大，且对环境较为友好的技术体系。
下文便对该项技术进行梳理，并分析其发展趋势。
关键词：煤矿充填开采技术；煤矸石；生态环境现阶段来看，普遍存在煤炭资源过度开采的状况，由于开采深度较大，不可避免的会对地层结构造成扰动影响，引发地表下沉，河流中断等问题，对当地生态环境的影响不可忽视。
现行的煤矿生产企业已经逐步认识到经济可持续发展的重要性，并积极探索绿色开采措施。
充填开采技术的生态效益相对突出，在现代煤矿生产中得到广泛应用，对该项技术的研究是促进煤矿行业持续稳定发展的重要前提，因此具有十分重要的研究意义。
1.煤矿充填开采技术的应用价值煤矿充填开采技术实际应用中的价值主要表现在以下两个方面：一方面，能够对自然生态环境起到保护作用。
相关统计结果显示，现有的煤矸石数量已经超出数十亿吨，对于土壤环境造成了极大的危害，且导致大量土地资源被浪费。
煤矿开采作业中，充填开采技术的应用能够通过边开采边充填的方式减少煤矸石在地面上的堆积量，降低因采矿作业造成的土地资源占用和浪费等问题。
此外，充填措施还可尽可能保障土层结构的稳定性，对地下水资源也具有一定的保护作用，很大程度上降低了煤矿开采对生态环境的影响；另一方面，提升煤矿开采的安全作业水平。
以往所采取的采矿措施很容易造成瓦斯大量聚集并且流入采空区的现象，增大了瓦斯爆炸的可能性，严重影响人工作业安全。
而采取充填采矿技术时，由于充填体能够帮助顶板分担部分压力，顶板的下沉量被有效控制，可以减少瓦斯积聚量，从而降低瓦斯爆炸事故的发生率，提升井下作业安全。
充填方法介绍教学资料
膏体充填材料组成
膏体充填材料组成 （1）-25 mm矸石粉
小于5mm部分，相当于混凝土中的“砂”。 5~25mm部分，相当于混凝土中的“碎石”或“卵石”。 （2）粉煤灰 从发电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末。 与膏体胶结料一道，相当于混凝土中的“水泥”。 （3）膏体胶结料 碱性激发胶结材料。 （4）水
似膏体料浆特性
• 良好的流动性 料浆在适度时间内呈液体状态，可实现自流输送。
• 适度的膨胀性 料浆在适度时间以后开始固化并伴随30%以下的体积膨胀。体积膨胀可使固化 后的充填体实现与顶板的主动接触。
• 足够的稳定性 固化后的充填体是基料中的二氧化硅、三氧化二铝与辅料中的碱性物质发生 化学反应生成的具有水硬胶凝性能的含水硅酸钙和含水铝酸钙。这两种化合 物的化学性质非常稳定。
胶结充填开采
胶结充填开采
膏体充填开采
似膏体充填开采
膏体充填开采
所谓膏体充填指的是把物料制作成无临界流速、不需脱水的膏状浆体， 通过泵压作用，经过管道输送到井下，适时充填采空区的方法。 煤矿使用膏体充填的目的是解决“三下一上”压煤开采问题，提高煤 炭资源采出率。煤矿膏体充填料浆是一种利用煤矸石、粉煤灰等固体 废物制作而成的无临界流速、不需脱水的膏状浆体，是一种低成本的 特殊“混凝土”、特殊“砂浆”。
似膏体充填开采
• 所谓似膏体充填指的是把物料制作成高浓度流阻临界不堵管、低浓度 不离析的似膏状浆体，通过自流作用，经过管道输送到井下，适时充 填采空区的方法。浓度一般在60%～70%之间。
（现在充填术语中高水充填其实就是似膏体充填方式，就以淄博市王庄 煤矿为例，其充填浆液浓度为60%～70%之间，实质就是似膏体充填 方式）
充填பைடு நூலகம்采分类