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煤矿安全开采技术探讨

作者:王建雄  
评论: 更新日期:2011年01月10日

2 以煤矿充填开采工艺确保安全开采

  我国村庄压煤具有量大面广的特点,且村庄下压煤开采涉及到土地、环境保护、工农关系等社会各方面问题。因此,解决村庄建筑物下大量压煤开采,实现不迁村采煤受到重视。而利用充填开采是减少地表沉陷、确保安全开采与提高煤炭采出率的最有效途径。

2.1 常用的不迁村采煤方法

  村庄等建筑物下的大量压煤不仅造成煤炭资源的巨大浪费,还严重制约矿井的正常生产和接续。目前,能实现不迁村采煤的主要方法是条带开采和充填开采。

  条带开采是在不改变采煤工艺的前提下,采用条带间隔开采,减少地表沉降,提高煤炭产量,但采出率低、资源浪费严重、生产效益较低,故不再提倡使用。

  而充填开采是对采空区进行实物充填,相当于填充物把煤炭从岩层中置换出来,以减少地表塌陷,确保安全生产并提高煤炭产出量。

2.2 煤矿充填开采工艺

  目前,采用的充填开采工艺有水砂充填开采和膏体充填开采两种。

2.2.1 水砂充填开采

  水砂充填开采已得到广泛应用,效果也好,但水砂充填技术工艺复杂,不利于机械化生产,效率低,国内现在基本不用该技术。

2.2.2 膏体充填开采

  膏体充填开采技术是在水砂充填开采基础上发展起来的。我国从20世纪90年代开始应用膏体充填技术并取得了较好的经济效果。

  膏体充填是利用煤矿就近的煤矸石、粉煤灰、工业炉渣等固体废弃物制作成不需脱水的膏状浆体,通过泵压或重力作用,经过管道输送到井下,适时充填采空区的方法。根据煤层赋存条件的不同,对采空区充填程度的要求也不同,煤矿膏体充填可以分为全部充填、短壁间隔充填、长壁部分充填、离层区充填,冒落采空区充填等方法。煤矿膏体充填工艺流程分为材料准备、配料制浆、管道泵送、工作面充填等四大部分。

  膏体充填的具体工艺要求如下:

  一是材料要求:粒度较小的材料过筛(筛除大于20 mm的块料及线状杂物),采用煤矸石等大块材料时,还要进行适当的破碎处理。为降低胶结料用量,还可以对部分粉煤灰采用机械磨细和碱性激发等手段激发粉煤灰的化学活性。

  二是配比要求:煤矿充填膏体是由多种材料配合而成,必须混合均匀,配比准确,才能保证充填料的流动性、凝结固化性。这就要求充填料浆的质量分数范围必须控制在0.5%以内,物料称量的误差小于±2%。根据煤矿膏体充填材料的特点,选择周期式混凝土搅拌机,强制搅拌加料,搅拌、出料按周期进行循环作业,以便于控制配比和搅拌质量。

  三是管道泵送:采用混凝土真空泵泵送,要求使用前后泵及管道内清洁,用完后及时清洗,泵内充满清水。

  四是工作面充填:膏体充填系统与煤矿开采系统的协调是膏体充填开采的关键,普采工作面进行膏体充填,首先在工作面控顶区与充填区构筑一道隔离墙,形成一个“封闭”的空间。通常采用的有塑料编织布隔离、组合式钢质模板隔离。隔离安装完成后,接工作面与隔离墙上设置的管道向待充填空间泵入料浆。

3 结语

  综上所述,随着科学技术的不断发展,煤矿开采技术会更加安全高效,不论利用矿山压力理论体系预防和控制还是煤矿充填开采,都是以安全生产、提高资源开采为目标的。

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