煤矿膏体充填开采工艺研究
XX煤矿工作面膏体充填开采可行性研究
XX煤矿工作面膏体充填开采可行性研究（此文档为word格式，下载后您可任意修改编辑）前言 (3)1 建筑物下滞留煤柱开采技术 (6)1.1 2351膏体充填工作面概述 (6)1.2 2351工作面充填开采方法及工艺 (7)1.3 充填量统计分析 (11)1.4 矿压实测与分析 (12)1.5 充填材料力学性能分析 (31)2 2352充填工作面概况 (35)2.1 开采条件 (35)2.2 相对位置及邻近采区开采情况 (35)2.3 地面受护体情况 (35)3 2352工作面膏体充填开采方法 (40)3.1 2352工作面充填开采必要性与可行性 (40)3.2 2352工作面充填开采方法及工艺 (40)4 2352工作面充填开采安全性评价及效益分析 (42)4.1 建筑物损坏等级的划分标准 (42)4.2 膏体充填开采覆岩移动规律的模拟研究 (44)4.3 充填开采覆岩移动变形控制与预测分析 (54)4.4 充填材料参数选择与稳定性分析 (59)4.5 经济与社会效益分析 (64)5 膏体充填工作面开采的主要安全技术措施 (66)6 主要结论 (68)前言XX煤矿是XX矿业（集团）有限责任公司（以后简称淄矿集团）在济宁北建设的第二对大型现代化矿井，位于济宁市任城区境内，南距济宁市区约6 km，井田东西走向长约9 km，南北倾斜宽约7.2 km，面积约65 km2，于2000年建成投产，设计生产能力150万t/a，核定生产能力300万t/a，主采3上煤层，煤层厚度平均2.66 m，为优质低硫气肥煤。
由于井田地处济宁市城北城乡结合部，地面村庄等建（构）筑物密集，共有78个自然村，计1.3万多户，5.0万多人口，村庄下压煤量高达80 %。
从2000年矿井投产以来，XX矿一直采用条带法开采建筑物下压煤，随着条带开采的不断进行，资源采出低问题日趋严重，仅能解放约47 %的可采储量。
据统计，截止2010年12月底，XX煤矿已有条带煤柱49个，累计条带煤柱可采储量高达900多万t。
曹庄煤矿自流式似膏体充填工艺研究
煤
炭 工
程
曹庄 煤 矿 自流 式 似 膏体 充 填 工 艺研 究
石永奎 建 ，郝 ，尚亚平 ，宋海峰
（．山东科 技大学 资源与环境工程学 院，山东 青 岛 １ ２ ．肥城矿业集 团 曹庄煤矿 ，山东 肥城 ２６ １ ６ ５０； ２ １０ ） ７ ６ ０
最 大压 缩量 为 １４ ０ ｍｍ，压 缩率 为 ５ ２ ，充 填体接 顶 效果 好 ；充填 体 内应 力逐 渐增 大 ，最 大应 力 ．％
为 １．２ ａ ５ ０ ＭＰ ，基本 与 原始应 力 １ ． ５ ａ相 当，从 采 空 区开始 充 填 到 充 填体 应 力达 到原 始 应 力 ３ ７ ＭＰ 大约 需要 ２ ｄ ０ ，充 填 密实率好 ，充填 体 可以承担 覆 岩全 部重 量 ；充 填后 ，地 表 几乎 没 有 下沉 ，地
曹庄煤矿是 一个 年产 １０万 ｔ ２ 的老 矿井 ，由于历 史 原 因 ，该矿 已进入深部 开采 ，矿 区地 表沉 陷 明显 ，尤其 是 ８
煤 层 ，采 深 大 ，矿 压 显 现 强 烈 ，并 且 受 底 板 承 压 水 严 重 威
胁 。众所周知 ，充 填开 采可 以减 弱围岩 破坏 ，防治地 表 沉 陷 。在充填开采过程 中 ，随工作面推进 ，采空 区及 时充填 ， 影响 了围岩应力 的重新 分 布 ，该方 法不仅 可 以控制 围岩 移 动 ，降低矿 山压力 显现强 度 ，降低 和转 移支 承压 力 ，阻 止 顶板垮落 ，还 可 以减小底 板破 坏深 度 ，抑制 底板 鼓起 ，阻
功 ，把工 作 面 分为 Ｉ、 Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ 四个倾 斜 短 壁 工作 面 ， 并 由里 向外依次进行 回采充填。其中 ８０ ６Ｉ区段为充填 试 １０ 验工作 面 ，工 作 面长 ９ ｍ。工 作 面上 部设 置一 条 轨道 巷 ， ０
探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用
探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用摘要：在煤矿采空区开采的过程中，膏体填充技术发挥着重要的作用。
膏体充填开采技术是煤矿开采行业的重要技术形式，膏体充填开采技术有利于优化煤矿生产环境，避免塌陷、滑坡等安全事故，促进煤矿开采效率的提高。
煤矸石、粉煤灰等均是膏体充填开采工艺中的重要材料，诸如此类固体废弃物的应用价值得以充分发挥，避免资源浪费问题，与节能环保、经济高效的生产理念相契合。
本文首先分析膏体充填开采的必要性，其次探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用，煤基固废充填开采技术是实现煤炭资源绿色智能高效开采的重要代表性途径,以供参考。
关键词：煤矿开采；采空区；膏体充填开采；效果评价引言煤基固废充填开采技术是实现绿色低碳开采的重要代表性技术，在地表沉陷控制、生态环境保护、矿山固废处置与利用、绿色低碳减排等方面最优显著的技术优势。
煤基固废充填开采技术实现煤炭安全开采的同时从源头上解决了地表沉陷、地下水流失、瓦斯排放、土地占用损害等难题，同时也减少了运输、提升等工序，节能降碳效益十分显著。
煤基固废充填开采技术符合煤炭绿色智能开采和洁净高效低碳利用行业主要攻关方向及新发展理念要求，顺应“碳达峰、碳中和”战略，有利于促进煤炭开采高质量化、环境低损伤化、绿色低碳化发展。
1膏体充填开采的必要性（1）膏体充填既可以解决煤矿矸石污染环境问题，也可以节省矸石处理费用。
（3）可以提高煤炭资源采出率，防止煤炭资源的永久性浪费。
（4）村庄搬迁难度大，征地困难，膏体充填开采可以实现不搬迁开采，同时可以防止地表塌陷坑的出现，保护农田。
2膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用2.1工艺流程分析在实际进行煤体开采时，通常情况下，包括了多项采煤环节。
比如针对现有的工作面，需要进行扩帮回采。
在此基础上，还需要开展联合支护工作，并在工作面之上，完成条带掘进，才能更好地发挥膏体充填开采技术的价值。
膏体充填开采技术工艺流程如下：首先，结合工作面实际情况，开展条带掘进施工，为提升掘进面的工作效率，需要采用综掘自动化掘进巷道，从而尽可能减轻施工人员劳动强度从中采掘更多煤炭资源，避免出现资源浪费问题。
《2024年煤矿采空区粉煤灰膏体充填材料性能实验研究》范文
《煤矿采空区粉煤灰膏体充填材料性能实验研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，煤矿采空区的治理与充填成为矿山安全生产的重要环节。
粉煤灰膏体充填技术因其良好的充填性能和环保效益，逐渐成为采空区治理的重要手段。
本文通过对粉煤灰膏体充填材料的性能进行实验研究，为煤矿采空区的治理提供科学依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的粉煤灰膏体充填材料主要包括粉煤灰、水泥、水等。
其中，粉煤灰来源于某电厂，水泥为普通硅酸盐水泥。
2. 实验方法（1）材料配比设计：根据不同配比设计，制备粉煤灰膏体充填材料。
（2）制备工艺：按照设计配比，将粉煤灰、水泥与水混合，搅拌均匀后制备成膏体。
（3）性能测试：对制备的膏体进行密度、抗压强度、流动性等性能测试。
三、实验结果与分析1. 密度通过实验发现，随着水泥含量的增加，粉煤灰膏体充填材料的密度呈上升趋势。
在一定的配比范围内，膏体的密度可达到较高水平，满足采空区充填要求。
2. 抗压强度实验结果表明，粉煤灰膏体充填材料的抗压强度随龄期的增长而提高。
在适当的配比下，膏体的早期抗压强度可达到一定水平，满足采空区治理的需求。
此外，通过优化配比，可以进一步提高膏体的后期抗压强度。
3. 流动性流动性是粉煤灰膏体充填材料的重要性能指标。
实验发现，在保证一定强度的前提下，通过调整水灰比，可以改善膏体的流动性，使其更易于输送和充填。
4. 耐久性经过一定时间的耐久性实验，粉煤灰膏体充填材料表现出良好的耐水性、耐候性和抗风化性能，有利于采空区的长期治理。
四、讨论与结论通过对粉煤灰膏体充填材料的性能进行实验研究，得出以下结论：1. 适当的配比设计可以提高粉煤灰膏体充填材料的密度和抗压强度，满足采空区治理的要求。
2. 通过调整水灰比，可以改善膏体的流动性，提高其输送和充填效率。
3. 粉煤灰膏体充填材料具有良好的耐久性，有利于采空区的长期治理。
4. 粉煤灰膏体充填技术具有环保、经济等优势，值得在煤矿采空区治理中推广应用。
煤矿采空区膏体充填相关技术研究
配
比
制备充填料浆要以强度的相关要求为基础，选
84
3
结
论
煤矿采空区的膏体充填法是安全绿色的开采方
法，可以提高资源的开采率，消除地表塌陷隐患，提
段圆圆
2021 年 6 月 第 6 期
李绪萍等：煤矿采空区膏体充填相关技术研究
高开采效率，从而显著提高煤矿企业的经济效益和
究［J］. 现代矿业，2020（10）:139-141.
利用，使得矿产资源得到有效综合利用，使地表沉陷
支持。根据测试的相关要求，做成边长为 7 cm 的立
得到有效抑制，实现绿色安全开采。
方体试件块，分别进行 7 d、14 d 和 28 d 的自然养护，
1. 2
养护后通过抗压试验机进行单轴抗压强度测试等。
充填作用机理
一直以来，国内外众多学者、研究员从未停止对
83
总 第 626 期
2021 年 6 月 第 6 期
现代矿业
稳定性，使得工作人员的自身安全得到保证。
择适合量的充填材料，通过优化配比试验，确定水灰
众多实践表明，膏体充填技术对于采空区的处
比和灰砂比，依此来对充填料浆最终凝结后的强度
理效果好，可对排放出的多种固体废弃物进行循环
做出判断，也可以为最后的设计方案提供相关数据
率、坍落度、可泵时间三方面介绍了充填料浆的输送性。最后指出煤矿采空区的膏体充填法是安
全绿色的开采方法，可以提高资源的开采率，消除地表塌陷隐患，提高开采效率，从而显著提高煤
矿企业的经济效益和社会效益，有很强的推广使用价值。
关键词 煤矿采空区 充填 固废处理 充填材料
DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.06.022
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。
煤矸石似膏体充填开采技术研究
ｔ
１５ ｍ ６个 开采 水 平 。 ００ 共
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ｅ ， ｅ 学 府 摩
程 治 理 设计 要 求
探 、钻 探 等 多 种 手 段综 合 确 定 。 ２ 建 于 老 采 空 区 上 的 较 重 要 建 筑 物 ，地 基 处 理 时 不 仅 ） 应 对 采 空 区 空 洞 进 行 充 填 ，更 重 要 的 是 对 临 界 深 度 内 岩 层 裂 隙 的充 填 。 否 则 ，难 以 取 得 较 为 理 想 的 治 理 效 果 。 ３ 由 于小 窑 采 空 区 分 布 的无 规 律 性 ，加 同 治 理 此 类 采 ） 空 区 时 ，应 根 据 工 程 实 际 及 时 调 整 施 工 参 数 和 施 工 方 法 。 ４ 注浆 施 工应 遵 循 南外 至 里 的原 则 ，力 求 形 成 封 闭帷 ） 幕 ，同 时 阶段 性 控 制 注 浆 量 及 注 浆 压 力 ，施 工 中一 旦 出现 压 力 突 降 ，必 须 立 即 停 止 施 工 ，查 找 原 因 ， 以 防 帷 幕 决 堤
中 图分类 号 ：Ｔ ８ ３ ７ Ｄ ２ ． 文献标 识 码 ：Ｂ 文章编 号 ：１７ 一 ９ ９ ２ １ ）３ ）２ ￣３ ６ ｌ ０ ５ ｆ０ ０ ０ ４ ９ ０
幅 降 低 了矿 山胶 结 充 填 成 本 ，提 高 了 矿 山 经 济 、社 会 和 环 境效 益 。
利 Ｈ允 填采煤技 术处 置井 下煤 矸石 ，既 町减 少煤 矿 同 ｊ 体废弃物排 放 ，又 町 以减 轻 开采沉 陷危 害 ，提 高矿井 资 源
而 影 响注 浆 效 果 。 参考文献 ：
［ ］ 山 西 省 交通 厅 ，中 交通 力 公 路 勘 察 设计 工 程 公 司． 高 速 公 路 １ 采空区（ 空洞 ） 察 设 计 与施 工 治 理 手 册 ［ ．北 京 ：人 民 勘 Ｍ］
煤层开采中充填采煤技术分析
煤层开采中充填采煤技术分析摘要：煤炭资源对我国经济的发展起着重要作用，随着工业现代化的发展。
煤炭的开采量大幅度增加，煤层采空区的处理与加固成为煤矿企业、专家学者关注的问题之一，也是当下亟须解决的问题。
为了进一步满足采煤的需求，人们提出一种充填采煤技术。
这种技术已被广泛应用在煤矿生产过程中，可有效解决采矿造成的环境问题，例如固体废弃物污染、土地沉降等。
充填采煤可以有效阻止地表沉陷和岩层移动，进一步提高煤矿企业的生产效率。
关键词：煤层开采；充填采煤技术；膏体充填；煤矸石充填引言为了适应煤层多种多样的开采条件，现在的采煤多采用综合机械化方式进行开采，某矿工作面同样运用多种机械化设备来完成矿山的开采和运输。
近几年，随着我国社会经济发展速度的加快，经济市场变得越来越景气，在诸多产业中，煤炭产业仍占据主要地位，为建设社会主义现代化强国提供了强有力的支撑。
但是，在煤矿实际采掘过程中，随着开采深度和难度的增加，地质结构遭到了严重的破坏。
当前煤炭产业也在不断寻找新思路进行创新，其中充填采煤技术具有一定的应用优势，该技术不仅可以充分利用废弃物进行有效充填，还可以在很大程度上提升煤矿的生产效率，降低对环境的污染。
1.充填采煤技术概述煤矿企业对我国的经济发展具有重要作用，但是煤矿企业在开采过程中由于开采技术或方法的不当使用，不可避免地对环境造成了一定的污染。
造成污染的主要原因是煤矿开采过程中工作人员使用技术不当以及存在一些破坏性开采，导致煤矿岩层出现了沉降，更严重时甚至对岩层造成了损害，同时给周边环境也造成了污染，打破了生态环境的动态平衡，产生不利影响。
为了避免这一问题带来的影响，国家提倡采取绿色开采。
煤矿企业必须从自身出发进行整合、改进以及革新，更好地满足社会经济发展的现代化需求，减少现阶段高耗能、高污染的情况，真正实现向环保和高资源利用率的转变，进而提高煤炭开采的质量和效率，更好地促进自身的可持续发展。
因此煤矿企业必须不断对技术进行优化，积极应用新的开采技术，例如在实际开采过程中可应用充填采煤技术，减少岩层沉降现象，保证开采的安全性和稳定性以及煤炭开采工作的顺利进行，进而提高煤炭开采效率。
《煤矿采空区粉煤灰膏体充填材料性能实验研究》范文
《煤矿采空区粉煤灰膏体充填材料性能实验研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入进行，煤矿采空区的处理问题日益突出。
其中，粉煤灰膏体充填技术作为一种有效的采空区处理方法，得到了广泛的应用。
该技术通过使用粉煤灰等材料制备成膏体充填材料，对采空区进行充填，以达到控制地表沉陷、保护环境和保障煤炭资源安全开采的目的。
因此，对粉煤灰膏体充填材料的性能进行研究，对于提高充填效果、保障煤炭资源的安全开采具有重要意义。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验所使用的粉煤灰膏体充填材料主要包括粉煤灰、水泥、水等。
其中，粉煤灰采用工业废弃物粉煤灰，水泥采用普通硅酸盐水泥。
2. 实验方法本实验采用室内实验方法，通过制备不同配比的粉煤灰膏体充填材料，对其力学性能、物理性能、化学性能等进行测试和分析。
具体实验步骤如下：（1）制备不同配比的粉煤灰膏体充填材料；（2）对制备的充填材料进行力学性能测试，包括抗压强度、抗拉强度等；（3）对充填材料的物理性能进行测试，包括密度、含水率、干密度等；（4）对充填材料的化学性能进行测试，包括pH值、胶凝时间等；（5）分析不同配比充填材料的性能差异及其影响因素。
三、实验结果与分析1. 力学性能分析实验结果表明，粉煤灰膏体充填材料的抗压强度和抗拉强度随着水泥掺量的增加而增加。
当水泥掺量达到一定值时，充填材料的力学性能达到最优。
此外，充填材料的力学性能还受到粉煤灰的粒度、形状等因素的影响。
2. 物理性能分析充填材料的密度和含水率随着水泥掺量的增加而降低，而干密度则随着水泥掺量的增加而增加。
此外，粉煤灰的粒度、形状等因素也会影响充填材料的物理性能。
3. 化学性能分析充填材料的pH值和胶凝时间等化学性能指标表明，粉煤灰膏体充填材料具有良好的化学稳定性。
同时，水泥的掺入可以加速充填材料的胶凝过程，提高其固化速度。
4. 影响因素分析实验结果表明，粉煤灰的粒度、形状、水泥掺量等因素都会影响充填材料的性能。
其中，粉煤灰的粒度越小、形状越圆滑，充填材料的力学性能和物理性能越好。
煤矿膏体充填开采系统及设备的研究与设计
无人机巡视系统操作界面以及所拍摄的图片中国设备工程 2024.03（上）图1 地面系统工艺流程图（1）矸石破碎子系统设计。
矸石破碎子系统主要负责矸石的存储、运输、破碎、筛分，为充填站生产提供合格的矸石粉；配比搅拌子系统主要负责原料的存储、给料、称量，是配制搅拌膏体的生产线。
矸石破碎加工系统设计在矸石棚内，包含原矸存储功能，选用系统移动锤式破碎站为主体，矸石破碎系统能力200t/h。
膏体搅拌配比泵送系统包含搅拌配比子系统及泵送子系统，其中搅拌配比子系统搅拌能力不低于满足充填泵送系统的能力。
泵送子系统选用一配备一台应急泵。
84研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.03（上）向井下工作面输送，是自动化泵送的控制平台。
视频监测子系统主要负责充填系统关键环节的视频监视复核，是提高系统可靠性的重要组成部分。
管路闸阀监控子系统主要负责充填系统管路压力的远程监测及闸阀的远程控制，是预防事故及快速处理的重要组成部分。
生产管理系统主要负责第1～5项子系统的生产管理系统，包括用户权限管理、订单管理、仓容\仓料名管理、配方管理、设备参数管理、历史报警、历史趋势和用户操作追溯。
集控系统应急反应操作系统主要结合充填工艺和管路监测压力，对出现配料不足、管道压力过高等等突发情况进行应急操作。
数据接口和远程服务系统主要负责充填系统和企业层信息的数据接口要求，远程服务可以更快、更准确地为现场提供解决处理问题方案。
上述8个部分相互配套，协同运行，共同构成自动控制及监测系统的整体。
按照膏体充填生产工艺要求，需要在实现膏体充填设备全流程监控的基础上，具备更多自动化、信息化、智能化的特征。
自动化：充填全流程控制。
基于PLC 和组态软件的过程控制系统在矿山充填行业已较为成熟，除具备传统组态系统的界面、报警、归档、参数配置功能，项目将实现过程控制(即从原料到充填工作面)自动化，井上充填制备订单式一键启动，井下阀门远程监控，井下液位自动检测，全流程可视化的集控系统，保障生产过程全天候安全、稳定、高效运行。
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煤矿膏体充填开采工艺研究
摘要：近些年来，我国社会发展对各类能源的需求量持续增加，虽然我国一直
致力于开发新型能源，但煤炭、石油等依旧会是未来一段时间我国最广为使用的
能源类型。
因此，为了更好的满足市场需求，我国进一步加大了煤矿开采的力度。
为了开采许多特殊条件的煤炭资源，越来越多的新技术得到应用。
本文将就煤矿
膏体充填开采工艺进行研究。
关键词：煤矿开采；膏体充填开采工艺；工作面充填
前言：我国煤炭资源储量丰富，但是其中的很大一部分积压在建筑物、水体
或是道路之下。
为了更好的满足新时期市场需求，我国开始探索这部分煤炭资源
的开采之路。
充填法开采是煤矿开采技术的革命性创新，其独有的巷道开拓和采
空区处理等方法使得积压煤炭资源的开采成为可能。
煤矿膏体充填开采是充填开
采技术的一部分，对其进行研究具有重要意义。
1.充填开采及煤矿膏体充填开采工艺概述
1.1充填开采的定义和分类
充填开采即是指利用机械或是爆破的方法对矿物进行开采，同时对采空区域
进行物料充填，最大程度的降低开采作业对上层覆岩的扰动，避免地面沉降等不
良现象的发生[1]。
当前阶段，充填开采在我国已经经历了几十年的发展，形成了
内容丰富的充填开采技术体系，其中包含了多种充填方法，在煤矿开采作业中得
到了不同程度的应用。
以主体充填材料以及输送过程中相态的差异为依据，可以将充填开采分为水
砂充填开采、膏体充填开采、矸石充填开采、高水材料充填开采等方法。
而以充
填系统动力的差异为依据，可以将其分为风力充填开采、机械充填开采、水力充
填开采等方法。
此外，以充填量和充填范围占据采出煤层的比例为依据，可以将
其分为全部充填和部分充填两种类型[2]。
1.2膏体充填开采法介绍
膏体充填开采是将粉煤灰、煤矸石等材料加工制成牙膏状浆体，通过管道输
送充填到煤矿采空区域的煤炭资源开采方法。
该方法具有充填材料凝固时间长、
材料成本低等优点。
下图为膏体充填系统，主要包括原料破碎系统、混合系统、
管路系统以及检测控制系统等多个部分构成。
图1 膏体充填系统
膏体充填开采工艺所采用的浆体具有一定的流动性和较高的密实度，因此充
填效果更加显著，基本上可以完全消除开采作业对上层覆岩和地层的影响。
但其
同样存在一定的不足，如膏体凝固所需的时间过长，影响工作进度，同时充填系
统出现故障的几率较高，且维修难度大[3]。
2.煤矿膏体充填工艺研究
上文中笔者已经的煤矿膏体充填开采工艺进行了简要的介绍，下图为膏体充
填系统的工艺流程图，综合来看，其工艺流程大致可以概括为材料准备、配料制浆、管道泵送、工作面充填等四个环节，接下来笔者将对这四个环节进行分别阐述。
图2 膏体充填系统工艺流程
2.1材料准备
煤矿膏体充填开采工艺所使用的材料种类主要有煤矸石、粉煤灰、城市固体
垃圾、工业废弃物等，这些材料所具有的价值偏低，只需经过简单少筛选或是破
碎处理即可入料仓备用。
需要特别注意的是，为了节省胶结料，可以对粉煤灰进
行机械磨细和碱性激发等处理，充分激发其化学活性。
2.2配料制浆
在制作膏体充填开采工艺实施中所需的浆体时，只需掺入少量的胶结料即可，具体可以依据一般混凝土的制作标准，实现最好浓度设计，对各类原料的配比进
行合理的设计，并进行均匀混合，使充填浆体具有良好的流动性和凝结固化性能。
在实际制浆的过程中，首先，要将充填料浆的重量浓度控制在0.5%以内，物
料称量的误差控制在2%以内，这样可以保障浆体的流动性。
这要求工作人员在
进行物料称量时，必须使其保持在静态条件下，同时配备高温定性和高精度的称
重传感器。
其次，很多情况下，由于成本有限，无法对充填材料进行脱泥、脱水
等处理，因此充填材料的含泥量和含水量经常出现大幅度的波动，对此，工作人
员必须要做好相关材料质量变化情况的快速测定，在此基础上对设计配合比进行
适当的调整，保障浆体的性能可以达到具体使用要求。
最后，在混合料搅拌时，
最好采用周期式混凝土搅拌机，对加料、搅拌以及出料的周期进行合理控制，以
此实现制浆质量的提升。
2.3管道泵送
对于制作完成的浆料，采用混凝土泵加压管道输送的方法送至采空区域，浆
料输送的具体流程如下：将浆料倒入缓冲斗，在其自重的作用下向充填泵进料斗
加料，之后利用充填泵加压将浆料通过充填管，经过充填钻孔下井直接输送到充
填工作面。
在充填作业中，可以通过液压转换阀对充填顺序进行控制。
在这一环节，工作人员应该综合分析充填能力、充填管线长度、浆料特性等
多个方面的内容合理选择充填泵和充填管，将浆料在充填管中流动的速度控制在
合理的范围内，这样可以有效的降低充填管道所受到的磨损，同时也能够满足长
距离输送条件下对泵送压力的要求。
通常情况下，流速控制在0.7~1.0m/s范围内。
2.4工作面充填
在煤矿膏体充填开采工艺中，工作面充填的具体步骤如下：首先，对膏体充
填系统进行检查，保障设备完好、管道充满清水，为后续充填作业的开展做好铺垫。
其次，浆推水。
在浆料输送之前，要预先利用清管器在管道中装入清洗球，
开启充填泵，将清洗球之前的清水排出，直到清洗球排出管外，即可利用液压转
换阀使浆料经过工作面充填管路充入待充填空间。
再次，轮流充填。
在将浆料充
入待充填空间时，应该根据浆料可泵时间以及浆体充满程度设定一定的时间间隔，进行轮流充填，直到完成充填作业。
其四，水推浆。
在充填完毕后，利用清洗器
将清洗球装入到充填管道内，切换备用泵，实施水推浆，将充填管道内遗留的浆
料排出，洗净管路并将其恢复到使用前充满清水的状态。
最后，结束充填工作。
对搅拌机、充填泵等机械设备进行清洗，同时回收清洗球。
结语：综上所述，煤矿膏体充填开采工艺的应用有效解决了建筑物、道路等
特殊区域地下积压煤炭资源的开采问题，为我国煤炭资源的充足供应提供了坚实
的保障，因此我国必须加强对该工艺的研究探索，为煤矿行业发展带来更大的帮助。
参考文献：
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[2]魏朝.柔模似膏体充填开采沿空留巷技术应用研究[D].西安科技大学，2014.
[3]蒋昊良.岱庄煤矿承压水上膏体充填开采技术研究[D].中国矿业大学，2015.。