第一篇：充填開采對環境保護

充填開采對環境的保護

第一章節：引言

充填開采對環保的意義和重要性

第二章節：礦山充填采礦法綜述

無廢采礦是采礦發展的必然趨勢。采用充填采礦法，有提高礦物回采率，減少貧化率，充分利用資源，有效控制地壓，防止內因火災和可在“三下”開采等優點，加上空區可以用廢石來充填，地面不需構筑大面積的尾礦庫，改善礦區周圍環境。1國內外充填法采礦的現狀

2充填采礦法的分類充填法的優缺點及適用條件充填技術的發展

第三章節：煤炭資源開采形成的主要環環境問題

煤礦礦區進行開發建設后，頻繁強烈得人為活動帶來了一系列礦區生態

環境問題，如地表塌陷、農田荒蕪、村莊遷徙、建筑物破壞、土地沙漠化、矸 石堆積、地表水流量減少以及地下水供水水源干枯、礦物內含有害物質流入地下水 系等。采取科學的開采技術和方法，這些問題都是可以減輕甚至避免的。1 對土地資源的破壞和占用對水資源的破壞和污染對大氣環境的污染產生大量廢石與尾砂

第四章節：充填采礦對環境保護的方法

煤礦開發消費過程中產生大量的廢石尾砂等廢料可以充分利用，既解決了廢石尾砂等廢料的處理問題又解決了大量的環境問題，且能解決深層開采的支護問題。1 廢石尾礦等廢料用作填充物控制地表塌陷改變地下采礦環境充填采礦低廢實例

第五章節：小結

隨著科學技術的進步，采掘設備的發展和由于采礦工作者的不懈努力，充填法已成為高效采礦方法之一，并且具有回采率高、對地表生態環境破壞較小等一系列不可替代的優點。資源的合理開發利用和日益強烈的環境保護的意識，也對采礦方法提出了更加嚴格的要求，因此充填采礦法必將成為礦床地下開采中一種最主要的采礦方法。

第二篇：充填開采匯報材料(翟鎮煤礦)

充填開采經驗介紹材料

翟鎮煤礦

翟鎮煤礦自2005年初開始研究矸石充填采煤工藝，研發了具有自主知識產權的綜采矸石充填工藝，自2006年在7403成功運用以來，已累計完成以矸換煤122.20萬噸，充填矸石74.84萬噸。礦井于2008年12月實現井下矸石不升井，并率先在集團公司內停運了矸石山。

一、充填開采技術及應用效果。

1、充填開采技術

礦井充填采區七采區，工作面采用自行研發ZZ2600／13／20.5BC型或ZZ2800／14.5／26BC型充填液壓支架，通過支架后配備充矸溜子進行機械充填。

下面以7201面介紹以下矸石充填流程與矸石充填工藝。矸石充填流程：

各采區矸石→七采矸石車場→翻車機翻車→破碎機破碎矸石→七采矸石倉→七采上部回風上山矸石皮帶→溜矸眼→7201E軌道巷運矸皮帶→7201E工作面充填溜子（采空區）。

矸石充填采煤工藝（包括回采工藝與矸石充填工藝）A、工作面回采工藝

工作面回采工藝主要包括割煤、移架與推移刮板輸送機。

（1）采煤機割煤：采煤機割煤時的進刀方式采用割三角煤端部斜切進刀，進刀深度0.6m。采用雙向進刀，往返一次進割兩刀。

（2）移架：工作面采用及時移架支護方式，移架滯后采煤機后滾筒3～5架，追機作業，移架步距0.6m。若頂板破碎或端面距過大時，應拉移超前架及時支護暴露的頂板。

（3）推移刮板輸送機：滯后采煤機不大于15m，推移刮板輸送機。B、矸石充填工藝（1）矸石充填工作原理

采空區的矸石充填依靠自壓式矸石充填機來自動完成：充填時自壓式矸石充填機的上刮板向下運輸充填矸石；下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密實、均勻。

在矸石充填過程中，隨著矸石充填高度的增加，自壓式矸石充填機會隨之上升，利用矸石充填運輸機對矸石的反作用力來壓實的充填矸石。其充填過程可分為“自由落體”階段、“自充自壓”階段、“充分壓實”階段。

（2）矸石充填工藝過程

矸石充填工藝是在采面割完兩刀煤后進行，其工藝過程如下： ①每班按照正規循環割煤，然后停止割煤，移直自壓式矸石充填機的機頭與機尾。檢查充填系統的完好情況，準備充填工作。

②首先起動工作面自壓式矸石充填機，然后依次起動7201面軌道巷運矸皮帶、七采上部回風上山矸石皮帶及七采矸石倉設備等，進行采空區矸石充填。

③充填時采用自壓式矸石充填機機頭向機尾方向依次充填，也即先打開自壓式矸石充填機機頭的第一個插板進行“自由落體”充填階段、“自充自壓”階段，待此段矸石輸送機升至離支架尾梁200mm時，關閉第一個插板，打開第二個插板，重復上述工作，待6個插板全部完成上述兩個階段后，再同時打開全部6個插板，進行“充分壓實”階段的工作。

a.“自由落體”充填階段

“自由落體”充填階段矸石由自壓式矸石充填機運至漏矸孔，直接落入刮板下的采空區。

基 本 頂直 接 頂垮落后的直接頂充 填 矸 石矸石充填“自由落體”充填階段示意圖

b.“自充自壓”充填階段

當從漏矸孔下落的矸石自然堆積高度至自壓式矸石充填機的溜槽時，自壓式矸石充填機上刮板推移矸石自漏矸孔落下、下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石。在此過程中，下刮板的作用主要在以下方面：[a]使矸石在自壓式矸石充填機的自身重力和刮板運動的共同作用下使矸石充填密實，提高了矸石的充填效果；[b]使矸石向下刮板運行方向鄰近矸石孔移動，擴大了同一漏矸孔的充填范圍。

在此過程中，自壓式矸石充填機表現為因受矸石堆的反作用力，逐步上抬，同時對充填矸石進行初步壓實。

待打開的漏充到離支架尾梁200mm時，關閉第一個漏矸孔的插板，同時打開第二個插板由下到上依次充填。

c.“充分壓實”充填階段

當最后一個自壓式矸石充填機的漏矸孔完成“自充自壓”階段后，打開全部6個自壓式矸石充填機插板，進行最后階段的“充分壓實”充填階段。

此時，自壓式矸石充填機會因充填矸石的反作用力進一步上移，當其與支架尾梁完全接觸后，自壓式矸石充填機不再上移，但對下部矸石的作用力進一步加強，使矸石得以充分壓實，同時進一步擴大矸石的充填范圍，實現有效充填空間的完全充滿與壓實。

采空區充填完畢后，對當班的采空區充填情況進行檢查記錄，確認達 到設計效果，然后進行下一矸石充填采煤工藝循環。

C、技術要點

為控制矸石充填效果，實現矸石充填有效空間的完全充滿與壓實。在矸石充填過程中，應做好以下方面的工作。

①漏矸孔插板打開嚴格執行由下到上的順序進行充填，打開插板用力均勻，以防插板變形。

②充填過程中，密切注意自壓式矸石充填機運矸量和矸石下漏量的變化，運矸量既不能大，使矸石下漏不完，運到工作面機頭；也不能小，延長充填作業時間。必要時自壓式矸石充填機需點動運行，以保證充填效果。

③注意工作面傾角變化，回采過程中嚴格順平、順直工作面，確保充填刮板輸送機控制在可彎曲變形范圍之內，保證輸送機能夠正常運行。

④破碎機要保持正常使用，同時在破碎機后要有專人觀察矸石的破碎程度，要控制矸石破碎在粒徑50mm左右，必要時進行輔以人工破碎，以保證采空區充填效果。

2、應用效果

自實施充填以來，為提高充充填效率、充實率，礦井對不斷現充填工藝設備、技術進行改進。一是在充填溜子上增加了油缸，有效提高了充填高度；二是借鑒橋式轉載機原理設計了探梁式卸矸架，實現皮帶直接向采空區充矸；三是對溜尾端頭支護進行優化，減少溜尾以里單體支護；四是改變電機接線盒位置，避免后尾梁擠壓電機接線盒，有效提高了溜頭充矸高度；五是針對頂板破碎、架后漏矸多，擠占充填空間，通過安排專人實行帶壓移架，有效控制架間漏矸。

通過以上有效措施改進，進一步提高工作面充填能力，目前，礦井矸石充填效率、充實率不斷提高，實現了每班一刀炭、一茬矸，充實率在60％以上，保證了井下矸石不升井。

3、項目投資和開采成本。

累計完成充填項目投資6670.71萬元，實現以矸換煤122.2萬噸，充填 矸石74.84萬噸。自實施充填以來，礦井平均制造成本205.92萬元，充填成本較冒落式開采增加28.26元/噸，為234.18萬元。

二、下一步工作措施

1、根據礦井目前工作面矸石充填能力、充填效果、設備性能，研究自制ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液壓支架，進一步提高工作面的充填能力、單產水平。

2、進一步做好充填工作面設備配套研究，以ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液壓支架、SGZ630/264充填溜子、MG180/455型煤機、SGD630/264型工作面刮板運輸機四機配套，做好在7202E工作面的實驗、應用、推廣。

3、隨著工作面充填能力、充填效果的提高，單一的井下矸石不能滿足充填能力要求，需進一步做好地面矸石入井問題；同時進一步研究井下煤矸分離，提高煤質。

第三篇：充填開采經驗材( 修改新

以充定采，以矸定產，整體推進

綜合機械化固體（廢棄物）充填采煤技術

濟寧礦業集團花園井田資源開發有限公司

摘要：該材料介紹了花園煤礦在受“三下”壓煤、地質沖刷、巖漿巖侵蝕和資源焦化等因素制約，煤炭資源儲量大幅縮減的事實下，結合礦井實際，突破創新，實施了獨特的“以充定采，以矸定產，整體推進”的綜合機械化固體充填采煤技術。花園煤礦重點在“地面矸石主井下放、井下矸石加工供給和矸石高效運輸”等環節上下功夫，經綜合分析與論證，博采眾長，與中國礦業大學精誠合作，攻克了諸多技術難題，技術日趨成熟，解放了三下壓煤及遺留煤柱，在化解企業可持續發展危機的同時，有效保護了生態環境，真正意義上實現了煤礦“矸石零排放、綠色開采、和諧發展”的目標。

報送單位：濟寧礦業集團花園井田資源開發有限公司 聯系人：李常華 聯系電話：*** 通訊地址：山東省濟寧市金鄉縣花園煤礦 電子信箱：lich20032003@yahoo.com.cn

花園煤礦是由濟寧礦業集團有限公司自主勘探建設的現代化礦井之一，2009年7月竣工投產。該礦坐落于金鄉縣城西約1km，設計年生產能力45萬噸。井田可采儲量為3369萬噸，均為建筑物下壓煤，地面建筑物多為磚混結構的民房，承受采動影響能力較小，為控制和減輕地表沉陷，一采區采用了條帶開采方式，留設了大量保護煤柱，煤炭資源采出率僅為39.8%，資源浪費嚴重。同時，每年產出矸石約20萬噸，目前已堆積100多萬噸，矸石山既長期占壓工廣用地，又對整個礦區的環境造成一定影響。

2010年6月，花園煤礦又面臨新的危機，伴隨一年多的開采，通過深入揭露的地質情況，嚴峻的事實擺在面前：由于受地質沖刷、巖漿巖侵蝕和資源焦化影響，花園煤礦資源儲量大幅度縮減，若繼續采用傳統的條帶式開采方式，礦井服務年限最多能維持10年左右?；▓@煤礦可持續發展的資源危機迫在眉睫，企業的生存與發展受到嚴重威脅。

為了化解可持續發展的危機，為了花園煤礦一千多名職工能有工作、有飯吃、有富庶穩定的生活，2010年下半年，濟寧能源發展集團領導班子高瞻遠矚，提早成立了花園煤礦可持續發展攻關課題組，組織專業工程技術人員分赴省內和全國各地，對我國新型煤炭生產工藝進行廣泛調研、科學論證，深入到十幾家充填開采礦井，全面系統地掌握到充填開采的第一手資料，結合花園煤礦地質條件，綜合分析探討，優化萃取，轉變創新，匯總形成了一套獨特的充采方式，并從技術工藝上加以模擬推演，總括編撰了花園煤礦充填開采項目的可行性分析

報告。

該報告得到了集團公司領導班子的高度認可和大力支持，虢洪增董事長以睿智的眼光決定與中國礦業大學合作，借助高校的技術優勢，結合企業的實踐經驗，加強技術合作與研發，率先在花園煤礦推行了煤炭生產方式的變革，即實施綜合機械化固體（廢棄物）充填開采。并針對花園煤礦實際，首創了由地面矸石破碎系統、主井下料系統、井底矸石加工供給系統和井下矸石運輸系統組成的“以充定采、以矸定產，整體推進”的綜合機械化固體（廢棄物）充填采煤技術，為花園煤礦全面實施充填開采解決了矸石供應、矸石加工供給和矸石運輸等技術難題，達到了技術上可行、安全上可靠、效果上最佳的預期。

一、創新矸石供應技術，實現高效低耗運輸

由于充填開采需要大量的矸石作為充填原材料，因此解決井下矸石供應成為充填開采的關鍵。因此，花園煤礦緊緊抓住矸石下井和矸石運輸兩大重點環節，進行技術攻關，首創了一套主井下矸、底皮帶運矸技術，確保了矸石運輸高效低耗。

一是實現了地面矸石向主井的連續供應。地面矸石的供應是實現主井下矸的前提，我們針對主井下矸過程中可能出現的各種情況（如主井正常下矸時、主井暫停下矸時和遇陰雨天氣等），建立了一套完善的地面矸石加工、運輸流程，實現了合格粒徑的矸石通過皮帶運輸的方式向主井箕斗供應。

二是升級主井裝卸載系統，實現了主井下矸。矸石裝卸載系統是主井下矸的重點，也是難點，在無任何經驗借鑒的情況下，為了實現箕斗井上卸煤、井下卸矸，花園煤礦將原來的6噸單繩提煤箕斗由扇形閘門曲軌卸載改為外動力扇形閘門

卸載，滿足了箕斗外動力卸載要求；同時在不破壞井壁的前提下，通過對主井箕斗硐室的改造，確保了箕斗的井底卸矸，最終實現主井下矸。

三是優化井底矸石運輸系統。矸石的井底運輸是充填開采的主要環節。針對運輸路線較長、運輸環節較多的特點，花園煤礦通過對運煤皮帶改造、施工大傾角巷道及溜矸孔，實現了皮帶上層運煤下層運矸和矸石自溜運輸，提高矸石運輸效率的同時，減少了設備的投入，大大節約了運輸成本。

二、研發井底矸石加工供給系統，實現矸石零排放 花園煤礦掘進工程量大、矸石產出率高，若矸石從井下運至地面破碎再經主井下放，不但造成礦井提運的緊張和混亂，而且增加地面矸石堆放面積及影響周圍環境。因此，為緩解礦井提運壓力，改善地面環境，同時提高充填矸石的供應能力，花園煤礦自主研發了井底矸石加工供給系統。該系統由翻罐籠、刮板輸送機、破碎機、皮帶運輸機及矸石倉等部分組成。通過該系統不僅可以完成井下產出矸石的直接破碎，還可以實現充填矸石的儲備，當工作面充填時可直接將破碎后的矸石通過皮帶運輸進入工作面，從而實現了掘進矸石到充填矸石的直接供給，避免了矸石升井，真正意義上實現了矸石零排放。

三、多重改進，實現充填開采的高效發展

實現充填開采的高效發展，是保證充填開采產量的關鍵，也是成功實施全礦井充填開采的前提。因此，在充填開采的過程中，花園煤礦不斷進行探索創新，優化改進。

一是研制充填矸石轉載機。充填矸石自運矸皮帶轉載到后部刮板輸送機時，由于后部刮板輸送機懸吊在液壓支架上，垂

向距離較高，需要使用一部轉載機。若額外增加一部裝載機，就要求增加設備及人員的投入，加大了充填環節及成本開支，此種情況下，花園們煤礦通過對運矸皮帶的改進，將原有的皮帶前驅改為后驅并增加了自移及抬升裝置，實現了運矸皮帶的自動轉載功能，該設計已取得國家專利局授權的專利證書。

二是改進液壓支架結構。其它礦井所用的充填液壓支架均為正四連桿結構，花園煤礦將充填液壓支架改為反四連桿結構，此結構的優點如下:充填時工人站在中、后柱之間操作夯實機，視線好，能保證充填效果和后部刮板輸送機的安全，更好地適應了花園煤礦的地質情況并滿足了充填開采需求。同時，對充填夯實機構其進行了全封閉優化改造，解決了夯實機構易埋、難清理、易損壞的難題。

三是改進后部刮板輸送機。原先設計的后部刮板輸送機放矸插板導向銷子易磨損，掉落后易造成插板千斤頂彎曲損壞，維護時費時費力，針對這種情況，花園煤礦對插板導向方式進行了重新設計改造，徹底解決了充填工作面后部運輸機放矸插板問題。

四是優化勞動組織及分配制度。為加大充填開采管控力度，充分調動職工積極性，提高充填開采工作效率，充分發揮綠色開采的優勢和潛力，花園煤礦以科學發展觀為統領，以企業發展為主線，以保障充填質量為總抓手，結合礦實際，將傳統以煤產量作為核算基礎的工資分配形式改為“以矸定產、以產計資”模式，即以每月充填矸石量作為考核依據，把職工的崗級工資一并納入計件管理，按工區制定的劃分標準，實行“以量計分、以分計資”，打造了充填與采煤并重、采充高效機械

化并行的新格局，提高了充填開采效率。

四、充填開采凸顯效益

綜合機械化固體（廢棄物）充填采煤技術的成功實施，可使花園煤礦采出率由30%提高到80%以上，使礦井服務年限延長達到原設計年限。2011年8月4日，國家能源局副局長、黨組成員吳吟專門就煤炭充填開采技術的實施到花園煤礦1312充填工作面實地調研，對項目取得的突破性成就給予了高度評價，吳吟局長說：“這個路子是對的，具備了全礦井充填的技術條件和一定的推廣價值，成績非常可觀”。目前，花園煤礦充填開采已經取代原先的條帶開采工藝，在全礦鋪開，兩個工作面同步推進，實現了正規循環生產。礦井可持續發展的資源和生存危機得到初步化解。

花園煤礦礦井可采儲量為3369萬噸，均為建筑物下壓煤，若下一步均采用該技術，煤炭資源采出率取80%，則增加效益達67.38億元。同時，項目的實施減少了矸石提升、運輸、排放費用、村莊搬遷費用及建筑物維護費用等，為煤礦開采節省了許多的額外費用，經濟效益明顯。此外，實施充填開采可實現矸石零排放，避免地表塌陷，保護了耕地和生態環境，達到了“綠色開采”的目標，社會效益也十分顯著。同時，該項技術實現了充填與采煤的高效機械化并行作業，拓展了我國“三下”壓煤開采技術，為類似礦井的綠色、可持續發展之路提供了重要借鑒。

附：創造技術上安全 穩定 高效 成熟的充采工藝

【此為照片順序說明：1.充填開采工作面現場（前）→2.地面矸石破碎系統→3.自主設計建設的地面矸石運輸系統→4.砌筑完好的充填矸石加固墻→5.井下矸石運輸系統→6.后部矸石刮板輸送機→7.后部充填搗實機構。】

1.充采工作面現場

4.充采矸石加固強 7.后部充填搗實機構

2.地面矸石破碎系統

5.井下矸石運輸系統

3.地面矸石運輸系統

6.后部矸石刮板輸送機

第四篇：實施充填開采技術 建設綠色煤礦企業

實施充填開采技術 建設綠色煤礦企業

陜西上河實業集團有限責任公司起步于20世紀90年代后期，經過20多年艱苦創業和不懈努力，現已發展為涉及煤炭采掘、洗選煤及深加工、文化藝術、酒店住宿、休閑餐飲、房地產開發、公路橋梁建設、五金交電銷售、農牧漁業種養殖等諸多領域的綜合性集團公司。上河集團下設的上河煤礦位于榆林市榆陽區牛家梁鎮常樂堡村上河自然村，在榆林城東北約15公里處，屬個人獨資企業，始建于1994年4月，1997年4月建成投產，2008年礦井核定生產能力為30萬噸/年，2013年3月礦井最終核定生產能力為60萬噸/年。礦區地處毛烏素沙漠南緣，井田面積2.977平方公里，現有地質儲量1141.7萬噸，可采儲量479.7萬噸，剩余服務年限約8年。煤礦現證照齊全，為正常生產礦井。

煤礦開采與環境保護、城市發展、水資源保護等問題一直在矛盾中糾結，困擾著企業的發展。如何在發展經濟的同時保住青山綠水？榆林市上河煤礦率先實施充填開采技術，即向煤礦采空區輸送沙石、粉煤灰、膏體等充填材料，并在充填體保護下進行采煤的一項技術，充填開采屬綠色開采技術體系的重要組成部分，是提高回采率、減少環境破壞的最有效方式，不僅實現了對村莊、建筑、河流等“三下壓煤”的開采，大大延長了礦井服務年限，而且提高了資源回收率，解決了固體廢棄物的排放問題，杜絕了污染物外排，實現了綠色開采。

充填驗收會照片

探路：實施充填開采

為了響應國家提倡煤礦應用推廣充填式開采的號召，提高煤炭資源回收率，延長礦井服務年限，有效保護水源地不受破壞、地表不產生塌陷、杜絕煤礦開采后采空區大面積懸空所遺留的諸多安全隱患，榆林市上河煤礦在多次由榆陽區煤炭局組織前往內蒙古、河北、山東等地實地考察的基礎上，于2016年7月決定引進膠體充填開采技術，進行充采試驗，建設綠色煤礦企業。

2017年3月，上河煤礦經榆林市榆陽區政府同意，由榆陽區煤炭局指定為充填開采試點煤礦。2017年6月，上河煤礦委托西安科技大學、陜西西礦工程勘察設計有限公司、陜西世誠礦業有限公司編制了《榆林市上河煤礦風積沙似膏體充填開采方案設計》。上河煤礦啟動充填開采技術應用，在經歷了數月的建設、調試期后，在3216工作面針對原材料的配比、機械設備及工藝的配套進行了一系列的試驗，于同年8月底成功試充填了5個條帶。同年9月，上河煤礦邀請相關專家對井下充填試驗現場實際查看的基礎上，對充填開采方案設計進行了評審。2018年1月，上河煤礦委托設計單位根據井下開采條件及試采過程中遇到的具體問題，針對條帶開采參數、開采回填工藝、監測方案和運輸、通風、排水等系統做出適當調整，編制了《榆林市上河煤礦風積沙似膏體充填開采方案設計（變更及補充）》。

上河煤礦嚴格按照設計方案執行，地面建設充填站包括風積沙堆場、風積沙原料倉、水泥倉、粉煤灰倉、儲水罐、廠房等；試驗工作面采用EBZ200型懸臂式掘進機割煤，ZL18FB型輪胎式防爆裝載機裝煤，采用WC3型防爆膠輪車運煤。目前3216試驗工作面已完成第一階段14個條帶及采空區充填、第二階段的6個奇數號條帶煤柱及其采空區域充填，正在進行第三階段的奇數號煤柱置換工作，基本達到設計要求的驗收進度。經過監測，充填體實測強度8.22MPA，大于設計要求的6.47MPA，滿足要求，上河煤礦開展此項技術應用至今，在煤礦3216工作面取得了局部成果。通過不斷地總結，做出如下結論：一是地面設備、設施工作穩定、正常，且充填量有保障；二是井下施工，工藝工序合理有效，不產生窩工及各種浪費；三是在充填體穩固且承壓力滿足置換強度的前提下，接頂情況良好，滿足充后置換開采的條件；四是針對成本情況，目前綜合成本在可接受范圍內，并通過項目持續性開展，還有降低成本的空間；五是通過井上下監測設備、設施所反饋的數據來看，地表暫無大幅沉降，且有效保護了該礦所屬范圍的水資源、地面設施不受破壞；六是通過該技術的引入及項目的逐步完善，不僅為該礦增加了收益，且一勞永逸地解決了上河煤礦所面臨的如采空區塌陷、地表破壞、排污等問題。

2018年6月，由榆陽區煤炭局牽頭組織項目建設、設計、施工等單位及專家組成立了驗收委員會，對上河煤礦充填開采項目進行了現場檢查驗收，驗收結論為：同意榆林市上河煤礦風積沙似膏體充填開采項目工程階段性成果通過驗收。驗收專家組一致認為上河煤礦實施充填開采技術為全省首例，為陜西煤礦充填開采進行了積極探索，具有很強的實踐推廣意義。

充填站圖片

成效：源頭解決地表沉降問題

推動煤炭產業向“生態環保型”轉變，第一個層次，是盡量減少對生態環境的影響；第二個層次，是不影響生態環境；第三個層次，主動改善生態環境。上河集團率先實施充填開采，實現了榆林煤炭行業所期待的由被動治理向主動防治轉變，是煤炭產業向“生態環保型”轉變的生動典型。上河煤礦實施充填開采，可以延長礦井服務年限5年左右，對當地的經濟、就業、稅收與人民群眾的生活穩定都起到良好的作用?？傊?，應用充填開采技術，在更加安全的前提下，提高了回采率，并有效保護了水源地不受破壞、地表不產生塌陷、杜絕了煤礦開采后采空區所遺留的諸多安全隱患，同時也相對地提高了煤礦的經濟價值，也為地方帶來了一定的社會效益。

上河煤礦

聲音：“上河實踐”如何復制

上河集團在煤炭主管部門的積極引導和大力支持下，投入了大量的人力、財力、物力、時間，克服了各種困難，付出了艱辛努力，率先探索出了一條綠色開采的新路子，是來之不易的，形成了“上河實踐”。對榆林這樣一個產煤大市而言，在目前的情況下，“上河實踐”應當如何復制？筆者認為，政府應當加強技術改造項目投入扶持力度。利用煤礦安全改造、煤炭產業升級等中央預算內資金支持煤礦實施充填開采，省級財政應制定配套扶持政策，同時執行充填開采煤炭資源稅費優惠，減輕充填開采企業的成本負擔。地方政府相關部門要積極支持煤礦企業開展充填開采工作，以便加快充填開采技術的推廣。此外，從國家宏觀層面，應考慮將以沙石、矸石、膏體等尾礦廢渣為主要填充材料生產的煤礦副產品以及充填開采的煤炭產品列入資源綜合利用目錄，享受國家資源綜合利用增值稅政策優惠。

上河集團率先實施充填開采技術，為陜西煤礦企業綠色開采和可持續發展探索出一條新路子?！吧虾訉嵺`”值得其他煤礦企業借鑒和推廣。目前，上河集團實施的充填開采技術已向榆陽區十家保水采煤礦井推廣。

（來源：陜西日報

通訊員 馮偉

王峰峰）

第五篇：煤礦充填式開采與無煤柱開采調研報告

關于煤礦充填式開采與無煤柱開采方式的調研報告

陜西旬邑青崗坪礦業有限公司

為了緩解煤炭資源日趨緊張的局面，安全開采“三下”壓煤，協調煤炭資源的回收與地面沉陷，處理矸石地面堆積造成的環境問題，充填式頂板控制方法及無煤柱開采方法逐漸受到人們的重視。2013年8月7日由華能煤業公司副總經理、總工程師鄭鐵騎同志帶隊，各礦業公司總工程師和技術負責人等一行13人赴河北省冀中能源邢東煤礦和亨建礦參觀學習調研了井下采空區充填及無煤柱開采應用技術。現將調研情況匯報如下：

一、充填式開采

（一）冀中能源充填式開采發展概況

冀中能源股份有限公司針對大量“三下”壓煤問題，煤矸石粉煤灰排放、環境損害及土地資源問題，在邢東礦首先試驗成功井下巷道矸石充填技術，率先成功研發建筑物下綜合機械化充填采煤技術，即在充填液壓支架后頂梁的掩護下，利用矸石粉煤灰及高水材料實現了采空區的充分充填，從而有效抑制覆巖下沉破裂和地表變形量，解放大量呆滯煤炭資源。成功設計了充填綜采的新方法、新工藝，實現了采煤與充填并舉，開創了建筑物下綜合機械化充填采煤技術的新途徑，攻克了巷道充填系統、充填工藝、充填裝備等相關難題，研制了專用于巷道矸石充填的拋矸機，實現了礦井矸石不升井，將邢東礦打造成全國第一座沒有矸石山的綠色礦井。截止目前已經實現充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵換井下煤炭資源53萬噸。經濟和社會效益非常顯著。

（二）冀中能源充填式開采的理論

冀中能源成功的充填理論和實踐證明：支架支護強度和充填體密實度是充填采煤控制巖石拉應力和容許沉降空間的關鍵因素，控制著直接頂下沉變形。經過研究上部巖層彎曲變形各變量之間的關系，確定了不同巖性條件下的液壓支架支護參數和充實密實度，控制了上覆巖層的移動，使上覆巖層位移最小，對地表影響最低，達到在采煤過程中控制地表下沉的目的。

（三）邢臺煤礦充填式開采的現場應用

1、基本情況

井田面積為34Km2，其范圍東以F2、F2-1斷層為界，南以F12斷層為界，西北以9#煤層掩蓋接觸線為界。含煤地層為石炭二疊系的本溪組、太原組、山西組。礦井開采初期是一座低瓦斯礦井，但隨著開采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不斷增加，掘進工作面瓦斯涌出量為0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量達3.54ｍ3/min。

邢臺礦7606充填工作面采用綜合機械化采煤工藝，分層開采，采高3.Om。采煤設備和工藝與普通綜采設備和工藝基本相同，區別就在架后充填工藝。充填工作主要靠充填開采輸送機和夯實機共同完成的。通過充填開采輸送機的卸料孔將充填物料充填人采空區內，然后利用夯實機將充填物料推擠接頂并夯實。

2、應用過程

（1）地面建立矸石膏體充填站，先將矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、專用交接料和水等四種物料按比例混合攪拌制成膏體漿液，再通過充填泵把經大垂深投料系統，運到支架后部的充填刮板運輸機，并進行推壓密實。

（2）充填由固體矸石充填液壓支架和輔助隔離措施形成的密閉空間的過程。整個充填工藝流程可以劃分為矸石破碎、配比攪拌、管道泵送、充填體構筑等四個基本環節。

（3）工藝流程：充填工作由4名充填工同時協調進行，在割煤的同時，進行充填工作，若充填不滿一排，割煤可停下等待充填搗實。其工藝過程如下：割煤的同時在支架拉移后，將充填開采輸送機移至支架尾梁后部，進行充填。充填順序由充填開采輸送機機尾向機頭方向進行，當前一個卸料孔卸料到一定量后，再開啟下一個充填卸料孔，隨即對前一個卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料進行夯實，如此反復幾個循環(一般需要2—3個循環)，直到夯實為止。當整個工作面全部充滿，停止第l輪充填，將充填開采輸送機拉移1個步距，移至支架尾梁前部，用夯實機構把充填開采輸送機下面的充填料全部推到支架后上部，使其接頂并夯實，最后關閉所有卸料孔，對充填開采輸送機的機頭進行充填。第1輪充填完成后將充填開采輸送機推移1個步距至支架尾梁后部，開始第2輪充填，如此反復。工作面自夯式充填液壓支架與配套設備。

（四）調研結論

1、邢臺礦率先研發了矸石與粉煤灰等充填材料投料運輸系統以及工作面自夯式充填液壓支架等成套綜合機械化充填設備，成功設計了充填綜采的新方法、新工藝，實現了采煤與充填并舉，開創了建筑物下綜合機械化充填采煤技術的新局面。

2、充填式開采有效控制了開采過程中的礦壓顯現，控制地表下沉，減少了對地面生態環境的破壞；實現了矸石不升井，煤礦不建矸石山。是一項利國利民的新技術。

二、無煤柱開采

（一）亨健煤礦基本情況

亨健公司煤炭資源緊缺，提高煤炭資源回收率一直是集團公司與我公司領導所重點關注的問題。因此，沿空留巷無煤柱護巷技術它不但能提高煤炭資源開采的回收率，而且也可緩解采掘銜接緊張問題。自2008年10月份開始實施新型高水材料巷旁充填留巷技術,先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共計2000余米，并回采過程中逐步對原留巷方案進行了優化研究并得到應用，其效果十分顯著。

（二）超高水材料充填留巷在亨健煤礦的應用實踐

通過超高水材料制漿系統將漿液混合經過超高水材料漿液輸送系統輸送至充填巷道；背靠工作面兩端頭支架各安設止漿掩護支架，保證漿液固化后留巷效果。留巷后巷道寬度約為原巷道的一半，待工作面回采結束后再將巷道擴刷成回風巷，從而實現無煤柱開采，采區綜合回收率提高10%～20%。

1、巷旁充填工藝

充填前，首先向攪拌桶內蓄水至所需水位，然后啟動攪拌桶，待攪拌桶啟動之后向桶內加料，將料加入桶內之后攪拌3－5分鐘之后開始向充填點供料。充填點接到供料通知后，嚴密監控出料情況，待料均勻之后將混合管插入充填袋內開始充填。充填結束之后，泵站開泵供清水，沖洗管路并清理充填點，待所有東西收拾整理好之后，充填即可結束。

2、充填工藝實施方法（1）充填點作業程序

第一步：在進入充填地點前，必須先敲幫問頂，觀察煤壁、頂板、臨時支架與瓦斯檢測等工作，一切安全正常后方可進入充填點進行作業。

第二步：拆除上次充填框架及對應的固定點柱，安設好本班充填框架，掛好充填袋，打牢固定點柱等。

第三步：上述工作按要求完成后，信號通知泵站開泵，并通知泵站本次實際充填高度。

第四步：充填過程中，密切觀察充填袋周圍情況，發現情況及時處理。第五步：充填快接頂時（根據計算距頂20cm時，管路中剩余漿液即可充實包體），打信號通知泵站，并依據頂板情況決定是否拆除其上的傾斜抬棚。待充填體完全接頂后，將高壓注漿軟管從充填袋內取出并用細鐵絲捆扎緊充填口。

第六步：沖洗混合器及管路，見清水后通知泵站停泵。

（三）調研結論

巷旁充填體的強度高低直接影響沿空留巷圍巖的穩定性。構筑的充填體應能及時提供足夠的支護強度，以控制上位巖層相互間不致于有大的離層，通過對直接頂下沉變形的控制確保老頂在回轉的過程中不斷裂，有效地減少頂板下沉量與作用在巷內支架上的載荷，為留巷成功提供保證。

三、青崗坪煤礦充填式開采與無煤柱開采適用性討論

（一）充填式開采討論

1、青崗坪煤礦“三下”壓煤情況：除地面工業廣場壓煤可采儲量約154.7萬噸，其他區域均為山體，無村莊和其他構筑物。

2、充填式開采設備投入與生產成本

充填式開采需投入地面矸石膏體充填站系統一套、大垂深固體投料系統一套、矸石固體充填支架一套，累計一次投入設備成本約為7000萬元。充填式開采增加成本約為100元/噸左右。

3、采用充填法開采工業廣場壓煤經濟效益對比：

（1）總支出約=設備成本投入+原噸煤成本+充填附加成本=7000萬元+260元/噸*154.7萬噸+100元/噸*154.7萬噸=62692萬元

（2）總收入=銷售均價*產量=380元/噸*154.7萬噸=58786萬元 由此可見：總收入小于總支出；利用充填法回收地面工業廣場壓煤不可取。

4、采用充填法回收正常采區資源，每噸增加成本約100元，無經濟效益可言。

5、冀中能源在井下開采條件比較差、煤炭儲量有限的情況下走出了一條環保、高效、安全，造福于社會及老百姓的煤礦開采方法其意義無法用金錢來衡量，值得我們學習，但從青崗坪煤礦實際情況出發不適合采用充填式開采。

（二）超高水材料充填留巷無煤柱開采討論

1、基本情況適用條件對比：青崗坪煤礦井田含可采煤層兩層，4-1煤層為局部可采的較穩定型中厚煤層，4-2煤層為全區可采的穩定型厚煤層。4-1煤層與4-2煤層的分岔煤層厚度為1.05～2.42m，平均厚度1.88m，僅在井田東部賦存，與4-2煤層間距為0.9～4.4m，4-2煤層厚度1.15～16.35m，平均厚度為10.26m工作面設計為綜采放頂煤，采高3m放頂高度7.26，采放比1:2.4，符合《煤礦安全規程》第68條規定，工作面綜合回收率約為80%；回采工作面平均涌水量約為100m3/h左右。而超高水材料充填留巷無煤柱開采技術適用于3.5m以下煤厚一次采全高綜采工作面。

2、青崗坪煤礦煤層高低起伏最大落差達到45m左右，而且相鄰采面之間的標高差均達到2m以上，局部老空區易存積水，若采用超高水材料充填留巷無煤柱開采存在密閉不嚴的情況，處理不當極易造成透水事故。

3、根據青崗坪煤礦初步設計，礦井相對瓦斯涌出量達到9.92m3/t，礦井絕對瓦斯涌出量達到20.86m3/min;實際42101及42102綜放工作面回采過程中相對瓦斯涌出量分別達到2.51m3/t、3.21m3/t，絕對瓦斯涌出量分別達到8.95 m3/min、8.4 m3/min，煤巷掘進頭瓦斯絕對涌出量達到0.63m3/min，總回風巷絕對瓦斯涌出量達到19.2 m3/min，局部瓦斯較高，若封閉不嚴，采空區瓦斯極易涌入相鄰巷道造成瓦斯積聚。

4、綜放工作面采用超高水材料充填留巷存在封閉不嚴的情況，極易導致采空區漏風，存在采空區煤炭自燃發火的隱患。

結論：超高水材料充填留巷無煤柱開采在青崗坪煤礦基本不適用。

四、具體打算

1、加強對小煤柱開采技術研究，2013年青崗坪煤礦小煤柱開采已被公司列為科技項目，準備在42101及42104工作面搜集開采及礦壓顯現相應的資料，爭取在42103工作面實現12m小煤柱布臵回采工作面，并逐步從12m～8m～6m的小煤柱方向發展，以提高采區煤炭回采率。

2、由于青崗坪煤礦初設中沒有設計矸石場，當前開拓掘進及洗煤廠洗選的矸石都通過附近村莊聯系位臵堆放，不僅處理關系復雜而且污染環境影響生態。下一步我們將借鑒邢東煤礦的做法將洗煤廠洗選的矸石及井下開拓掘進施工的矸石充填到采空區里面或利用回采結束后廢棄巷道進行充填。