控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 04 日 作者简介：张强（1983），男，汉族，内蒙古鄂尔多斯人，本科学历，工程师，研究方向为采矿工程。-77-控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究 张 强 鄂尔多斯市乌兰煤炭(集团)有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017200 摘要：摘要：在我国社会高速发展过程中，工业化进程不断加快，工业企业数量与发展规模逐步扩大，在此种情况下对煤矿资源的需求量大幅度提高，导致我国煤矿资源过度开采现象是极为严重，如果不能对其科学有效的控制，不仅会影响到工业发展水平与发展质量，还会阻碍社会进一步发展。在世界开采煤矿资源时，会出现沉陷情况，为了准确规避此现象的出现，提高煤矿开采开展的安全性与合理性，我国控制煤矿开采技术变得多元化，部分充填开采技术作为其中之一，该技术一方面可以缓解煤矿开采沉陷现象，另一方面还能够提高煤矿资源的开采质量，对实现煤矿资源的优化配置有着不可忽视的作用。对此，如何利用部分充填开采技术控制煤矿开采沉陷成为工作人员需要解决的重点问题。基于此，本文首先简单阐述了部分充填开采技术的内涵与意义，其次归纳出该技术的实际应用，最后提出我国煤矿开采的未来趋势，以期为煤矿开采行业发展提供借鉴。关键词：关键词：煤矿开采沉陷；控制沉陷；部分充填开采技术；技术研究 中图分类号：中图分类号：TD82 一直以来，煤矿在我国社会主义经济发展与工业发展当中都扮演着极为重要的角色，并在其中发挥着十分关键的作用。对当前所开展的煤矿开采工作进行全方位深层次的分析与研究，不难发现在开采过程中会出现各种各样的问题，开采沉陷作为典型问题，同时也是重难点问题，相关工作人员需要采取有效的方法对沉陷问题进行解决与处理，逐步提高煤矿开采工作开展的可靠性与稳定性，在取得预期效果的基础上，保护煤矿的安全。在当前时代背景下，我国技术人员正在奋力开展充填开采各项技术研发工作，目前已经取得一定的成效，部分充填开采技术的应用价值与效果得到了提升，对控制煤矿开采沉陷有着极为重要的作用。因此，煤矿开采企业需要准确认识到这一点，强化对部分充填开采技术的认识与了解，掌握该技术的应用技巧来解决沉陷问题，为煤矿开采工作开展营造出良好的环境，从而为煤矿开采工作有序开展提供优质的服务与帮助。1 部分充填开采技术的相关概述 1.1 概念 部分充填开采技术在煤矿开采工作中的运行原理是根据采矿工作开展的运动特点，对覆岩的关键层位进行严格的控制与管理，在第一时间内找出煤矿开采工作过程中存在的问题与潜在风险，借助相应的技术与有效方法进行处理，以此来降低煤矿开采过程中塌落现象出现的可能性。对煤矿开采区的地质情况与特征展开细致的分析与探讨，会清楚地认识到该区域当中会存在一定的坍塌的风险与危害，如果可以在该区域内做好充填加固工作，可以有效保障开采区域周边建筑的安全性与稳定性，准确减少安全隐患问题的出现1。部分充填开采技术与全部充填技术进行对比，会发现前者技术在实际应用时所需要的材料相对较少，主要是依靠操作人员扎实的充填技术和对现场地质情况了解程度，依靠自身的工作能力与水平将部分充填技术的内在价值与作用充分发挥出来。从国内外情况上来看，部分充填开采技术在煤矿开采现场中被广泛应用，从各个机构所开展的开采工作情况上看，会发现大部分机构对该技术有着一定的把握，利用此技术可以优化煤矿开采的局部环境，为煤矿开采工作高质量高水平开展奠定良好基础。现如今，我国部分充填开采技术逐渐向多元化与丰富化方向转变与发展，该技术可以根据不同的标准划分出多种形式的开采技术2。例如，按照充填物的浆液浓度和状况进行划分，可以将充填方式分成低浓度充填、高浓度充填以及膏体充填等；按照充填胶结的状态可以分为有胶结充填和非脚结充填，不同的充填方式适合不同的情况，所以工作人员在开展煤矿开采中国科技期刊数据库 工业 A-78-工作时，一定要根据实际情况与具体需求选择合适的部分充填开采技术，为煤矿开采工作健康稳定开展提供技术与保障。1.2 实际意义 在新形势下，我国仍然是全球我最大的发展中国家，在具体经营与发展过程中对煤矿等其他能源的需求量仍然很大，需求量居高不下。相关工作人员在开展煤矿开采工作时，要格外的注重煤矿开采方法与方式，这是因为煤矿开采工作工作开展的好坏关系到我国生态环境、社会经济发展以及各领域发展，并在其中发挥着十分重要的积极作用。在开采煤矿资源过程中，企业内部工作人员要严格坚持并遵守经济性、环保性以及高效性的工作原则，有效提高开采行为的科学性与准确性，从根本上降低不良问题出现的可能性3。如今，部分充填开采技术被广泛投入使用，使用该技术对煤矿开采工作进行控制，可以减少地面沉陷问题的出现，同时还可以将矿山采矿过程中所产生的废料进行循环使用，以此来达到回收矿山采矿的目的，在保护周围生态环境的同时，提高资源的利用效率。正因为部分充填开采技术具有良好的经济性、社会效益以及使用价值等性能，该技术在我国煤矿开采工作当中应用范围较广，能够取得良好的经济效果与开采品质。2 控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术实际应用 2.1 膏体条带充填技术 据上述分析得知，部分充填开采技术由多种类型的共同组成，膏体条带充填技术作为其中不可缺少的组成部分，将其规范合理的应用在煤矿开采工作当中，能够取得良好的开采质量与开采效果。工作人员在具体应用膏体条带充填技术时，需要在顶板发生帽落现象之前应用膏体材料进行处理与调整，在实践中构建起由膏体填料构成的充填条带，以此来支撑上岩层，促使煤矿开采工作能够顺利开展4。从开采技术角度出发，膏体充填采矿去的大小和强度是技术应用的关键要素，如果大小和强度达到规定的要求与规范，可以帮助覆岩关键层规避第一次裂缝现象的出现，对保证充填条带的稳定性和采矿的安全性有着不容小觑的作用。在通常情况下，膏体条带充填技术可以分为两种类型的，第一种是借助长臂条带充填工艺，按照采矿去的开采方向进行填充；第二种类型是借助短壁间隔条带充填技术开展工作，后者技术操作更加简单便捷，对控制煤矿开采沉陷现象与问题有着不可替代的作用。2.2 覆岩离层注浆充填技术 覆岩离层注浆充填技术与膏体条带充填技术同样重要，都是部分充填开采技术中的重要组成部分，该技术拥有一定的优势与特点，可以在煤矿开采工作中发挥重大作用。对该开采技术的工作原理进行分析与探讨，会了解到此技术主要是向离层的孔洞中注入一定量的充填物，不断提高岩层内部结构的稳定性与密实性，防止呈现沉陷现象的出现与发生。该技术在控制煤矿开采沉陷工作中极为常见，实际应用范围逐渐变广，有利于保障煤矿开采工作顺利开展。在具体开展煤矿开采工作期间，如若遇到煤层移动，并在煤层上形成离层洞，在此种情况下就要应用该技术，向离层洞中灌注充填物，切实保护煤层的安全，提升地层的稳定性与安全性，规避开采区域发生塌落现象5。工作人员在应用该技术我要控制煤矿开采沉陷问题时，要在保证自身安全的前提下，积极开展实地勘探工作，对不同地层进行精准定位，准确了解到不同地层的实际情况，采集不同地层的离层率，为后续采矿工作开展提供重要参考。在此之后，工作人员要落实灌浆工作，该项工作必须在主控层主控裂隙的周围区域开展，这是因为该区域的脱层率相对较高，容易开展灌浆工作。在上述工作完成后，工作人员还要利用非固结性的材料进行二次灌浆，以此来保障关键层的稳定性，在实践中实现控制煤矿开采沉陷问题的任务与目标。2.3 条带开采冒落注浆技术 条带开采冒落注浆技术具有自身的优势与特点，但是在适用范围上存在一定的局限性，该项技术更加适用在开采冒落区域当中，在此区域中应用该技术可以达到稳定地表的目标，从而营造出安全稳定的煤矿开采环境，保护开采人员的生命财产安全6。工作人员在具体应用条带开采冒落注浆技术时，要选择出较为破碎的石子进行填充，同时还要将填充材料与冒落区域的石子紧密结合起来，从中形成一个承载能力较强的承受体，这一做法不仅可以缩短填充条带的宽度，还能够达到支撑的效果，对降低外力作用给矿区结构带来的负面影响用着关键性的作用。尽管该技术可以中国科技期刊数据库 工业 A-79-控制煤矿开采沉陷问题，但是在实际应用过程中会对煤矿的开采率造成一定程度的影响，降低采收率，其降低范围一般在 50%以内。在煤矿开采作业当中，如若上覆岩层出现大冒落现象，外界的作用力会集中在煤柱上，长期如此煤柱就会出现变形和损坏现象，各方面性能与质量都会受到严重的消极影响。在此种状况下，工作人员就可以利用条带开采冒落注浆技术开展处理工作，主要向冒落区域进行注浆，注浆工作结束之后要对空洞开展夯实处理工作，通过不断的夯实来控制煤矿开采沉陷。与此同时，工作人员还可以选择地表和井下钻孔的方法，向冒落区域进行注浆，此种方法同样可以达到填充和控制沉陷问题的目的，精准提高煤柱结构的稳定性与可靠性。2.4 块石胶结充填开采技术 部分充填开采技术除了上述技术类型之外，还包括块石胶结开采技术，该技术可以在提高充填工作效率、保证煤矿开采安全稳定性以及取得良好的经济效益等其他方面上发挥着举足轻重的作用。所以，工作人员在控制煤矿开采沉陷问题时，可以使用此种开采技术，将该技术的优势与特点展现出来，逐步实现煤矿开采工作开展的最终任务与目标。针对煤矿部分区域开展采矿工作过程中，在采矿现场中会产生大量的废石，要想有效利用废石资源，工作人员可以将胶结料与废石结合在一起，按照一定的制作工艺与流程将其制作成充填料，有效节省材料费用。在落实充填工作期间，为了取得良好的工作效果，可以在其中适量的添加一些水泥，加快废石、胶结料以及水泥的凝结速度，快速达到填充效果。由于块石胶结充填开采技术与其他技术相比，具有一定的特殊性，在应用该技术控制煤矿开采沉陷问题时，可以灵活地应用与开展，对控制煤矿开采成本和提高开采经济效益均有着意义非凡的作用，该技术的应用价值与使用效果相对较高。3 煤矿开采的未来展望 我国社会主义经济发展水平大幅度提高，势必会提高对能源的需求量，在实际开采资源时，一定要注意方式方法，根据不同的结构选择合适的开采方法与手段，保障开采工作能够稳步开展，降低给各方面内容带来的消极影响，从而将开采工作开采的价值与功能全部发挥出来7。所以，在实际开展煤矿资源时，要全面结合实际情况，选取良好的开采技术与开采的手段，考虑到生产效益、生态效益以及经济效益，科学规范的推进煤矿开采工作，减少压缩变形和地表沉陷等其他不良问题的产生。相关工作人员在开展填充工作时，要准确利用现有的技术，并明确煤矿开采的现代化方向，努力做好安全生产与科学生产的规划工作，更好的煤矿开采工作提供依据与技术支持，不断增强煤矿结构的安全性与科学性，推动煤矿开采工作向现代性、安全性以及标准性方向转变与发展，切实解决煤矿开采沉陷问题，减少煤矿开采沉陷问题给开采工作带来的不好影响，为煤矿开采工作优质开展注入新鲜的活力与动力，推动我国煤矿开采行业长效发展。4 结束语 综上所述，在煤矿开采现场中出现沉陷现象属于正常现象，相关工作人员只要利用好部分充填开采技术落实管理与控制工作，就可以降低沉陷现象发生的可能性，逐步提高煤矿开采工作开展的高效性与有效性，促使我国煤矿行业绿色健康发展。因此，我国研究部门要更加深入的开展部分充填开采技术研究工作，挖掘出该技术的潜在价值与作用，日益完善该技术的使用功能与作用，同时煤矿开采企业还要加强对该技术的认识与了解，提高关注度，将部分充填开采技术规范系统的应用在煤矿开采工作当中，促使三方面效益能够协调发展，助力我国煤矿开采行业做大做强做优，帮助部分充填开采技术获取更加广阔的发展前景与发展空间，从而在保护我国煤矿资源安全和促进社会经济可持续发展方面上发挥出重大价值与优势。参考文献 1刘晶,温忠党.基于控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究J.内蒙古煤炭经济,2023(10):28-30.2 陈 晓 东.控 制 煤 矿 开 采 沉 陷 的 部 分 充 填 开 采 技 术 及 运 用 分 析 J.中 国 石 油 和 化 工 标 准 与 质量,2022,42(10):160-162.中国科技期刊数据库 工业 A-80-3张朝德.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究J.冶金管理,2020(9):15,17.4马鹏飞.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术探析J.石化技术,2019,26(12):175,178.5任刚.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术浅析J.石化技术,2019,26(12):179,181.6张鹤松.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究J.内蒙古煤炭经济,2019(23):188.7 张 旭 光.控 制 煤 矿 开 采 沉 陷 部 分 充 填 开 采 技 术 质 量 研 究 J.中 国 石 油 和 化 工 标 准 与 质量,2019,39(18):197-198.