浅谈充填开采技术在煤矿中的应用
【摘要】在煤矿企业实施充填开采，不仅能有效控制地表的沉陷，还能有效保持地形地貌和地面建筑物基本原状，保证地下水源不受到破坏，从而提高资源的回收率，充填开采技术在煤矿中的应用，降低了发生冲击低压的可能性，为矿井带来良好的社会效益和环保效益，而且在提高矿井的安全水平方面也发挥着重要的作用，也是打造绿色矿山的重要途径。
【关键词】“三下”压煤膏体充填高煤矸石充填
引言
“三下一上”采煤是指建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上采煤。在建筑物下和铁路下采煤时，既要保护建筑物和铁路不受到开采影响而破坏，又要尽量多采出煤炭。在水体下采煤和承压水体上采煤时，要防止矿井发生突水事故，保证矿井安全生产。当然，在水库、蓄水池和运河等地面水体下采煤时，除了要防止矿井发生突水事故外，还要保证它们不受到开采的影响而破坏。对于当前煤炭现代化工业的发展来说，有效地利用现有的煤炭资源，是我们社会和谐发展的必有之路。
1 “三下一上”采煤技术的发展
“三下一上”采煤技术最先在欧洲主要产煤国家得到发展。德国、波兰、前苏联和英国等国采用全部充填、部分开采、协调开采及建筑物加固等方法和措施，成功地在建筑物下和铁路下进行采煤，并建立了一系列的岩层与地表移动理论。在我国“三下一上”采煤技术的研究与应用开始于20世纪50年代，到80年代已经取得了很大的成就。目前，我国有百余个煤矿、两千多个采煤工作开采了“三下”压妹。经过40多年的研究与实践，积累了丰富的经验，总结出了规律，在岩层与地表移动理论及“三下”采煤有关的技术领域，都接近或达到了国际的先进水平。
2 充填开采概况
充填法是顶板管理方法的一种，它是利用沙子、碎石或炉渣等材料充填采空区，借以支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形。传统的充填方式可分为水力充填、风力充填、机械充填、矸石自溜充填等，是在煤层开采过程中向工作面后方采空区内充填水砂、矸石或粉煤灰等充填材料以自称上覆岩层的顶板控制方法。在这些充填法中，水砂充填法减沉效果最好，地表下沉系数一般为0.1-0.3。风力充填一般用于缺乏水源、井下不宜增加水流等条件的矿井。矸石自溜充填用于急倾斜煤层或倾斜煤层，优点是不需要专用设备，对充填材料的要求也不要，减沉效果比不上水力和风力充填。矸石充填地表下沉系统一般为0.3-0.4。国外的煤矿都曾采用过充填法采煤。充填开采在波兰、德国发展应用最多也最好。波兰在城镇及工业建筑物下采煤时采用水砂充填的采煤量占全国建筑物下采煤量的80%
专论与综述 煤矿绿色开采技术的研究与实践 钱鸣高,许家林,缪协兴 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条 带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭 地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术 研究与实践成果。 [关键词] 绿色开采;关键层理论;岩层移动 [中图分类号] TD823 [文献标识码] A [文章编号] 1003-6083(2004)01-0001-04 1 煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”因此,必须充分考虑我国资源相对短缺,环境比较脆弱的基本特点,建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1],将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用—绿色工业—资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程,保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”,而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。显然,此处的“绿色工业”是广义的概念,应由各个工业部门去实现。对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则,形成一种与环境协调一致的,努力去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而进行开发建设后,强烈的人为活动便使环境 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59674011,50374066);国家杰出青年科学基金项目(50225414)发生巨大的变化,由此形成了矿区独特的生态环境问题,如造成农田以及建筑物破坏,村庄迁徙,矸石堆积,使河川径流量减少,以及地下水供水水源干枯,在地面导致的土地沙漠化,由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全。如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低。二是相关费用支付不全。如矿产资源费以及植被恢复,地面塌陷与水损失;污染治理等。提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏,并有清醒的认识与足够的估量,以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议。 煤炭开采形成的环境问题主要为: (1)对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害,井下开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。 (2)对水资源的破坏和污染。煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水资源。 (3)对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。 以山西省为例,1949～1998年共生产原煤56亿多t,地面塌陷破坏面积达666000多hm2,其中40%是耕地。矸石山占地2000多hm2。至1998年煤炭地下采空面积达1300km2(全省面积的1%)。采煤破坏地下水4.2亿m3/a,地表水迳流
绿色开采的概念与技术体 系参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
绿色开采的概念与技术体系参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 绿色开采技术的主要内容包括:保水开采，建筑物下采 煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤 巷支护与部分研石的井下处理，煤炭地下气化等。 另外，岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了 一个理论平台。 党的十六大报告明确提出“走出一条科技含量高，经 济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到 充分发挥的新型工业化路子”。因此，必须充分考虑我国 资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我 国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济是指遵循自然生态系统的物质循
环和能量流动规律重构经济系统。将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响和破坏减少到最低限度。它不同于传统经济的高开采、低利用、高排放”，而是要达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。对矿业来说就是要实现绿色矿业”，其核心内容之一就是要实现绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，开发建设后，人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积，河川径流量减少、地下水供水水源干
综述 我国现代煤矿充填技术发展及其分类 李 杨，杨宝贵 （中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京100083） ［摘要］充填开采既是“三下”压煤开采的常用技术途径，又是煤矿绿色开采技术体系的重 要组成部分。在简述我国充填开采技术的基础上，对现代煤矿充填技术应用进行了新的分类，对泵送高浓度胶结材料充填、巷道迎头抛矸机胶带充填、采空区架后刮板输送机漏矸充填、混凝土膏体材料充填4种充填技术应用进行了介绍，并分析了现行煤矿充填技术的缺陷及发展方向。 ［关键词］ 充填开采；应用分类；充填技术 ［中图分类号］TD823.7 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2011）05-0001-04Stowing Mining Technology Development and Classification of Chinese Modern Coal Mine LI Yang ，YANG Bao-gui （Resources ＆Safety Engineering School ，China University of Mining ＆Technology （Beijing ），Beijing 100083，China ） Abstract ：Stowing mining is common technology approach of mining coal under river ，railway and building ，and is also important com-ponent of green mining technology system On the basis of introducing Chinese stowing mining technology ，this paper re-classified mod-ern stowing technologies 4stowing technologies including stowing of cementitous material with high consistency by pump ，refuse stowing by belt in roadway ，stowing by scraper behind support ，stowing with concrete paste material were introduced The shortcomings of cur-rent stowing technologies and development tendency were analyzed as well Key words ：stowing mining ；application classification ；stowing technology ［收稿日期］2011－08－11 ［基金项目］国家自然科学基金项目（51104162）；国家科技支撑计划课题（2009BAB48B02） ［作者简介］李杨（1982－），男，河北唐山人，在读博士，主要研究方向煤矿绿色开采，充填开采。 随着煤炭资源的大量开采，村庄下压煤问题越 来越突出，严重影响着许多煤矿企业的正常生产。据统计，目前我国仅统配煤矿的生产矿井“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）压煤就达13.79Gt 。几乎每个矿井都有“三下”压煤，一般都占矿井储量的10% 40%，华东矿区有的矿井高达60%以上。因此，在保证地表建（构）筑物安全的前提下，基于提高“三下”压煤的采出率和合理处理固体废弃物的问题，开发充填采煤新技术，已成 为国家及煤矿企业急需解决的重大技术难题［1－2］ 。我国充填工艺与技术的发展，经历了废石干式 充填、分级尾砂和碎石水力充填、混凝土胶结充填、以分级尾砂和天然砂作为充填料的细砂胶结充填、废石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填和膏体泵送胶结充填的发展过程 ［3］ 。充填开采是建筑物 下压煤开采的最理想技术途径，其优点是煤炭资源的采出率高，但由于受成本高、充填工艺复杂等因素的制约，没有得到大范围的使用。近几年，随着煤矿充填技术的不断发展，充填技术在煤矿开采中的应用也越来越广泛。 1我国现代煤矿充填技术应用分类 对于现代煤矿充填技术的应用分类可以分为减 沉充填开采和其他充填技术应用两大类。减沉充填开采也就是通常所说的充填采煤，一般应用于解放“三下”压煤，合理处理固体废料，控制地表下沉等；其他充填技术指不涉及减沉开采部分，包括混凝土膏体材料充填沿空留巷，高水速凝材料充填密闭等技术。 1.1减沉充填开采技术应用分类 按照充填量和充填范围占采出煤层的比例，对于现代减沉充填开采技术的应用分类可以分为全采全部充填与全采部分充填。1.1.1 全采全部充填开采 全采全部充填开采即在煤层采出后顶板未冒落前，对所有采空区域进行充填，充填量和充填范围与采出煤量大体一致，其完全靠采空区充填体支撑上覆岩层控制开采沉陷。 该种开采方法在金属矿山得到了广泛的应用。由于采空区充填采矿法是一种采出率高、贫化率低 1 第16卷第5期（总第102期） 2011年10月煤矿开采Coal mining Technology Vo1.16No.5（Series No.102） October 2011 DOI:10.13532/https://www.doczj.com/doc/f816000272.html,11-3677/td.2011.05.027
第一题：露天矿开采新技术 1 露天井工联合开采技术 对由多煤层组成的水平、近水平煤矿床，深部煤层采用露天开采从经济上不合理时，一般采用井工方法进行开采:一是采用独立的井工开采，待露天开采完毕后，由地面进行斜井或竖井开拓，井工与露采没有联系，其缺点: （1）露天境界内的煤炭储量减少，开采年限缩短或生产规模减小，也相对增加了征地成本; （2）在地表打井进行井工开采，与露天矿是相互独立的两个企业，增加了企业管理机构和人员;（3）井工矿运煤提升高度大，增加运煤成本。二是充分利用己形成的露天矿坑，在坑底打斜井开采露天矿以下的煤层，露天开采与井工开采同时进行，即露天一井工联合开采，具有以下优点: （1）露天开采与井工开采统属一个矿，管理机构简单; （2）可以增大露天矿企业的生产能力，延长矿山开采年限; （3）井工开采的煤炭运至露天坑底后转为露天矿运输设备运输，可充分利用露天矿运输系统和设备，可降低运输成本。但露采与井工开采必须协调，露天矿坑以下至井工开采煤层之间的夹石层必须有足够的厚度和强度，以保证井工开采工作面的顶板稳定性。 2露天煤矿端帮靠帮开采技术 端帮靠帮开采是通过提高露天煤矿端帮边坡角，增加煤炭资源回收、减少土地占用，提高开采经济效果，其攻克难点为：靠帮开采方式及判断准则。安家岭露天煤矿和黑岱沟露天煤矿实施了端帮靠帮开采，端帮角度从34°提高到了38°，平均每年回收端帮压煤60万吨。
3露天煤矿时效边坡分析与二次设计技术 以往露天煤矿边坡采用静态、均一、永久性设计，端帮边坡角缓；端帮设置运输通道，边坡进一步变缓，造成端帮压煤，并且多占用土地。露天煤矿边坡易滑区煤炭资源回收困难。时效边坡考虑了采剥工程和边坡动态耦合关系，采用若干采矿措施，实现露天煤矿边坡动态分析与设计。易滑区煤炭回收技术采用“短工作线、高强度推进、快速回填”技术，实现易滑区煤炭资源的安全回采。 4 露天煤矿开拓运输系统设置技术 在露天煤矿工作帮的推进过程中，对采场下部水平两侧端帮含煤台阶按边坡稳定条件采靠界；下部水平内排土通路通过横跨采空区的中间桥连接。中煤集团安太堡露天煤矿和霍林河露天煤矿实施搭桥内排，缩短剥离物运距0.6-0.7千米。 5 露天煤矿采区转向方式设计技术 该技术包括：采区转向方式分析技术、反向内排技术、“树枝状”运输系统技术。中煤集团安太堡露天煤矿在转向期间实施反向内排和树枝状运输系统增加了内排土场的容量，缩短了运输距离2千米，节省土地150余亩。 6露天煤矿绿色开采技术 露天矿绿色开采技术主要有几下几方面内容： (1) 开采工艺与设备选型合理化, (2) 煤炭资源回采率最大化 (3)露天矿运输系统优化
实际全矿性永久煤柱损失包括哪几种？ 答：设计规定不回收的工业广场煤柱储量；设计规定不回收的主、付、风井井筒保护煤柱储量；设计规定不回收的全矿井或为一个采区以上服务的大巷保护煤柱储量；井田边界保护煤柱；安全隔离煤柱储量；含水层或积水老窑防水煤柱储量；设计规定的永久性“三下”煤柱储量。 四部委印发煤矿充填开采工作指导意见 中国证券网讯（记者郭晓萍）能源局网站4日消息，为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，国家能源局、财政部、国土资源部和环境保护部研究制定了《煤矿充填开采工作指导意见》。 意见提出的主要目标为，安全保障程度不断提高。通过充填开采、以矸换煤，为“三下”压煤和边角残煤等资源回收创造安全生产条件。资源节约效果逐步显现。实施充填开采的“三下”煤炭资源，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的，回采率达到70%以上。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，地下水系和地面生态环境破坏程度大幅度降低。 全文如下 煤矿充填开采工作指导意见 为推进煤炭生产方式变革，解决“三下”（建筑物下、铁路下、水体下等，下同）压煤和边角残煤等资源开采问题，提高煤炭资源开发利用水平，改善矿区环境，促进煤炭工业健康发展，建设和谐社会，根据《中华人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》等法律法规的要求，研究制定本意见。 一、现实背景和重要意义 （一）煤矿开采技术亟待创新。我国人均煤炭资源拥有量较少，“三下”压煤量较大，矿井正常生产接续受到影响；常规垮落法煤炭开采方式引发地表沉陷和地下水及含水层破坏，造成地表建筑物损毁；大量矸石直接外排堆存，占压土地、污染环境。这些问题亟待通过开采技术创新予以解决。 （二）充填开采技术逐步成熟。充填开采是随着回采工作面的推进，向采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾以及专用充填材料的煤炭开采技术。近年来，部分煤矿企业积极探索并实施了煤矸石等固体材料充填、膏体材料充填、高水材料充填等多种充填工艺技术，集成创新了较为成熟的充填开采技术和装备，提高了资源回收率，取得了良好的社会和环境效益，具备了一定的推广应用条件。 （三）实施充填开采具有重要意义。实施充填开采，可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间，降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生可能性，抑制煤层及顶底板的动力现象，提高矿井安全保障程度；可以充分回收“三下”压煤和边角残煤，延长矿井服务年限；可以大量消化矸石，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁，保护和改善矿区生态环境，促进资源开发与生态环境协调发展。 二、指导思想和主要目标 （四）指导思想。贯彻落实科学发展观，以建设绿色生态和谐矿区为目标，以科技进步为支撑，以“三下”压煤地区和环境敏感地区为重点，加强政策引导，强化规范管理，因地制宜，不断创新，大力推广充填开采技术，促进安全有保障、资源利用率高、环境污染少、综合效益好和可持续发展的新型煤炭工业体系建设。
关于充填采矿技术应用与缺陷的分析 摘要：新技术的不断提高，采矿业取得了迅速发展。人们对该行业的要求也不 断增多，以往的填充材料无法满足现代采矿业的需求，同时，为了使现代采矿新 技术得到高效率深层次的运用，在进行深部采矿作业时，必须对填充材料进行更 新换代。充填不当也会对资源的合理利用造成很大伤害，将不利于可持续发展战 略和环境友好型社会的建设。因此，本文探究充填采矿技术应用与缺陷，希望能 提供一些新的思路。 关键词：充填采矿；应用；缺陷；措施 前言 我国拥有丰富的矿产资源，但人均矿产资源量却远低于世界水平，而且我国 矿产资源分布不平均，探测和开采更为复杂。随着能源危机的不断蔓延，我国的 矿产开采技术受到了多方的重视。近年来，虽然矿产开采技术已有了很大的进步，但是采矿效率和环境保护仍不能达到国际标准，这就为充填采矿技术的发展打下 了基础。文章就有关充填采矿技术用于采矿的问题进行探讨，希望对充填采矿技 术在采矿作业的应用方面有一定的工程指导作用。 1.充填采矿法优点： 充填采矿法与空场法和崩落法对比，具有矿岩稳定性适应广泛、地压控制效 果好、安全性高、资源综合利用率高、高回采率、低贫化率、环保效果好的优点。 充填采矿法应用条件主要是地表不允许塌陷、围岩不稳固或者围岩与矿体均 不稳固的有色金属矿或贵金属、稀有金属矿床，现在已经逐步向“三上一下”（即 村庄下、铁路下、水体下、水体下）开采、保水采矿等领域发展，可以实现“三下”矿床、深部矿床及复杂难采矿床的开采。 现阶段，人们的生活水平不断提高，而生态环境却恶化加速，为了对环境情 况进行有效地改善，应当对充填采矿此种环保的采矿技术进行大范围地应用。采 矿过程中的塌方事故时常发生，导致作业人员的生命安全受到严重的威胁，这些 事故的发生几乎都是由于管理不到位和技术不成熟所导致的。充填采矿技术在进 行填充时采用煤渣和膨化材料等，能够对地表进行稳固，对采空区进行有效地控制，对安全性进行提升。充填采矿作为一种新兴技术，主要是以回采的工作突面 为基础，将填充的材料送入到采空区内，控制围岩的崩落和管理地压，其主要的 优势是：其一，能够对回采率和资源利用率进行提升，节能环保；其二，对深部 的矿床开采有着积极的作用；其三，贫化率低，经济效益高；其四，机械设备的 使用进一步提升了矿产开采工作的工作效率；其五，成本效益之间较为均衡。 2.我国充填采矿法应用现状分析 目前，充填采矿法在金属矿山已获得日益广泛的应用，例如世界上已有德国、澳大利亚等较多国家立法，矿山必须采用胶结充填采矿法以解决固体废弃物污染 和地质灾害长期隐患，胶结充填法以充填体强度高、输送成本低、适应性广、综 合利用率高等特点成为充填采矿法的主要发展方向。 我国采用充填采矿法的金属矿山比例仅为22.4%，使用胶结充填采矿的矿山 不足1%，绝大部分矿山因充填成本高而被迫放弃采用。图1为我国与部分国家 采用充填法的矿山数量比例对比图。 由图1可见，我国使用胶结充填采矿法的矿山还较少，为缓解矿山开采产生 的废渣、工业固体废弃物处理，消除矿区地质灾害长期隐患，必须尽快提高胶结
煤矿绿色开采技术的研究 与实践 Revised by Hanlin on 10 January 2021
煤矿绿色开采技术的研究与实践[摘要]阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分研石的井下处理、煤炭地下气化等，介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术研究与实践成果。 [关键词]绿色开采;关键层理论;岩层移动 1煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”因此，必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济(recyclingeconomy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[’}，将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对
自然环境的影响破坏减少到最低程度。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”，而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。显然，此处的‘绿色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现。对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全。如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低。二是相关费用支付不全。如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失;污染治理等。提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏，并有清醒的认识与足够的估量，以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议。 煤炭开采形成的环境问题主要为:
煤矿绿色开采技术 摘要:提出了煤矿绿色开采的概念，阐述了它的内涵和技术体系.绿色开采的理论基础为:开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律.绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分歼石的井下处理、煤炭地下气化等. 关键词:绿色开采;关键层理论;岩层移动;绿色开采技术体系中图分类号:TD 82文献标识码:A 1煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子.”因此，我们必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路. 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1]，将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度.它不同于传统经济的“高开采、低利
用、高排放”，而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标.显然，此处的“绿色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现.对矿业来说就是要实现“绿色矿业”.“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采” 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等.我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全.如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低.二是相关费用支付不全.如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失;污染治理等.提出并形成绿色开采技术是为了使我们正视开采对环境造成的影响和破坏，并有清醒的认识与足够的估量，以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议. 煤炭开采形成的环境问题主要为: 1)对土地资源的破坏和占用煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主. 2)对水资源的破坏和污染煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，
关于煤矿充填式开采与无煤柱开采方式的调研报告 陕西旬邑青岗坪矿业有限公司 为了缓解煤炭资源日趋紧张的局面，安全开采“三下”压煤，协调煤炭资源的回收与地面沉陷，处理矸石地面堆积造成的环境问题，充填式顶板控制方法及无煤柱开采方法逐渐受到人们的重视。2013年8月7日由华能煤业公司副总经理、总工程师郑铁骑同志带队，各矿业公司总工程师和技术负责人等一行13人赴河北省冀中能源邢东煤矿和亨建矿参观学习调研了井下采空区充填及无煤柱开采应用技术。现将调研情况汇报如下： 一、充填式开采 （一）冀中能源充填式开采发展概况 冀中能源股份有限公司针对大量“三下”压煤问题，煤矸石粉煤灰排放、环境损害及土地资源问题，在邢东矿首先试验成功井下巷道矸石充填技术，率先成功研发建筑物下综合机械化充填采煤技术，即在充填液压支架后顶梁的掩护下，利用矸石粉煤灰及高水材料实现了采空区的充分充填，从而有效抑制覆岩下沉破裂和地表变形量，解放大量呆滞煤炭资源。成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新途径，攻克了巷道充填系统、充填工艺、充填装备等相关难题，研制了专用于巷道矸石充填的抛矸机，实现了矿井矸石不升井，将邢东矿打造成全国第一座没有矸石山的绿色矿井。截止目前已经实现充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵换井下煤炭资源53万吨。经济和社会效益非常显著。 （二）冀中能源充填式开采的理论 冀中能源成功的充填理论和实践证明：支架支护强度和充填体密实度是充填采煤控制岩石拉应力和容许沉降空间的关键因素，控制着直接顶下沉变形。经过研究上部岩层弯曲变形各变量之间的关系，确定了不同岩性条件下的液压支架支护参数和充实密实度，控制了上覆
山西省煤炭工业厅 煤矿特殊条件开采暂行管理办法 晋煤行发（2014）1561号 第一章总则 第1-1 条为巩固我省煤矿企业兼并重组整合成果，进一步加强我省煤矿资源管理和利用，促进煤矿企业安全发展、科学发展和可持续发展，根据《特殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第16号）、《生产煤矿回采率管理暂行规定》（国家发展和改革委员会令[2012]第17号）以及《煤矿安全规程》，特制订本办法。 第1-2 条本办法所称的煤矿，是指在山西省境内证照齐全、合法有效并完成煤矿生产能力登记公告的生产煤矿，建设煤矿涉及有关内容的按照批准的设计严格执行。 第1-3 条本办法所称的特殊条件开采，是指“三下开采、蹬空开采、边角煤开采、旧采空区复采”等。 第1-4 条鼓励煤矿企业在安全、合理、经济的前提下，进行特殊条件采煤，提高资源回收率。鼓励煤矿企业开展特殊条件开采技术研究，采用适宜特殊条件开采的技术、工艺。 第1-5 条煤矿企业进行特殊条件开采必须编制技术方案或设计并制定针对性安全技术措施，按规定报批或备案，有关部门对特殊条件开采的可行性应进行充分论证。 第1-6 条禁止使用炮采等落后采煤工艺；水文地质条件复杂及以上、煤与瓦斯突出、自燃发火严重的矿井不得进行特殊条件开采。 第1-7 条进行特殊条件开采必须坚持集约生产，原则上在原批准的采煤工作面个数基础上，新增加的特殊开采工作面不超过一个，且矿井必须满足通风、排水、运输、供电、避灾等安全生产需要，并符合《煤矿安全规程》及其他规定。煤矿必须按照登记公告能力组织生产，不得因增加特殊开采工作面超能力生产。 第1-8 条煤矿企业进行特殊条件开采，储量管理及回采率符合有关规定，设计应按有关要求确定合理的回采率，同时必须遵守《煤矿安全规程》及其他规定。 第二章“三下”开采 第2-1 条“三下”开采必须严格执行《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》、《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》的各项条款。必须按照《煤矿安全规程》规定履行相关审批手续。 第2-2 条开采建（构）筑物、水体、铁路所压煤炭资源应遵循煤炭资源优化利用原则、
充填采矿技术在采矿中的应用与相关问题分析 摘要：当前，在新时代背景下，我国的采矿行业也实现了迅猛的发展，各类采 矿技术不断应用和创新，其中充填采矿技术是至关重要的技术类型，在岩层不够 稳定的区域得到切实应用，这样能够充分规避自然问题，在深度采矿过程中可以 在更大程度上提升采矿工作效率，使采矿企业的经济效益得到显著提升。针对这 样的情况，本文重点探讨和分析充填采矿技术的主要特点以及在采矿过程中的具 体应用情况和存在的相关问题，希望本文的简要分析能够为同行提供一定的启示。 关键词：充填采矿技术；采矿应用；问题 引言 当前，我国社会经济取得突飞猛进的发展，科学技术也有了长足的进步。在我国采矿行 业的发展过程中，针对相关的采矿技术进行不断的优化和改进，有效引用创新的采矿技术， 其中，充填采矿技术就是特别典型的代表。随着我国采矿深度的进一步加深，各类问题越来 越突出，针对这样的情况，就需要进一步充分应用充填采矿技术，使其应用价值得到充分的 体现，并着重针对该技术在实际应用过程中存在的问题进行深入分析，这显得至关重要。 1 充填采矿技术及其优势概述 充填采矿技术是一种新型的技术，在具体的操作过程中以回采工作突面作为基础，把填 充材料输入到采空区域内部，这样可以更有效的控制好围岩的崩落和管理地压。在采矿工作 推进过程中要结合实际情况，进一步有效选用高质量的原料针对在采空矿区进行原料充填， 这样能够在最大程度上有效预防和控制地表移动或者坍塌等相关问题。通过对采空区进行人 工的充填，这样能够切实有效的保护好矿房和矿块，对此就需要有效应用充填采矿技术。充 填采矿技术的有效应用，能够使岩层不稳定的区域得到切实的保护，在针对贵重稀有矿石进 行开采的过程中，通过该技术可以防止自然问题出现，与此同时也可以切实有效的控制好地 表压力，充分体现出该技术的有效性和针对性，使回采率和资源利用率进行提升，充分实现 节能环保的效果。对深部的矿床开采也有积极有效的作用，其经济效益更高，成本效益更为 均衡。 2充填采矿技术在采矿中的应用要点分析 2.1可持续发展理念下的绿色充填采矿 在现代采矿理念的指引下进行充填采矿，要秉持可持续发展理念，针对采矿技术手段进 行不断的创新和优化，使空气变化得到有效控制，进一步防止围岩破坏。充填采矿技术的核 心就是充填工序，这也是回填工作过程中的核心内容，矿石出现损失之后，要结合实际情况 进一步应用充填体代替矿柱，该技术在某些金属矿的开采过程中得到切实有效地应用，特别 是针对某些围岩并不够安全稳定的矿区内，能够呈现出更大的应用优势。从可持续理念来看，绿色采矿对采矿工作有全新的要求，当前我国已经构建相对应的全新模式，充分利用可以利 用的资源，在最大程度上有效降低采矿环节对生态环境的破坏和影响，使采矿资源得到有效 开发，协调各项采矿作业环节，充分保护环境，在采矿过程中，在最大程度上有效降低对生 态环境的负面作用。 2.2水利充填法的有效应用
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 绿色开采的概念与技术体系(最 新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
绿色开采的概念与技术体系(最新版) 绿色开采技术的主要内容包括:保水开采，建筑物下采煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤巷支护与部分研石的井下处理，煤炭地下气化等。 另外，岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台。 党的十六大报告明确提出“走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。因此，必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统。将经济活动高效有序地组织成一个“资源
利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响和破坏减少到最低限度。它不同于传统经济的高开采、低利用、高排放”，而是要达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。对矿业来说就是要实现绿色矿业”，其核心内容之一就是要实现绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，开发建设后，人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积，河川径流量减少、地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，矿物内的有害物质流入地下水中等。 我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全，如投入不足;技术装备落后;安全设施欠账;工人工资太
煤矿充填开采的现状与发展趋势 摘要:本文结合前人的研究,对充填开采进行系统的阐述。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法;既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以作为地下结构支撑体,减轻开采沉陷灾害,提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。 地下开采造成覆盖在开采层上面的岩层破坏、岩层移动及地表沉陷,造成地面建筑物、道路、管路、水体、水工工程及农田等的破坏,以致使生态环境也受到了很大影响。它长久以来是矿业学科领域研究助重点。虽然近年来发展了不少先进的采矿方法,但是由于人类加强了资源的合理开发利用和日益强烈的环境保护的意识,对采矿方法提出了更加严格的要求。因此,充填采矿法应该成为以后发展的采矿方法之一。随着采矿技术的发展,充填采矿法在国内外得到了迅速的发展与应用。1957年煤矿充填开采产量比重达到了15.58％。近几十年来,充填开采法在金属矿山获得了发展,国有重点有色金属矿山充填开采比重已达到68％。金属矿的成功经验证明,充填采矿法是一种回收率高、贫化率低的采矿方法,能适应困难的开采条件,特别在地表不允许破坏的矿床开采中,具有不可替代的作用。充填开采法是将煤矸石等固体废弃物作为主要充填材料充填到井下,一方面可以减少矸石的排放,另一方面可以控制岩层移动来减缓开采沉陷,实现建筑物下压煤开采和保护土地资源。因而,研究煤矿充填开采技术对发展绿色开采具有十分重要的意义。 1 煤矿充填开采的技术现状 目前充填开采法在金属矿应用较多,技术相对成熟,可以为煤矿的充填开采提供相应的借鉴。煤矿采空区充填开采技术在波兰、德国应用较多,充填材料通常是河砂、煤矸石和电厂粉煤灰。其中以水砂充填技术应用最多。正常情况下长壁工作面使用水砂充填后地表下沉系数为0.10～0.20。波兰采用水砂充填条带法,已经成功地开采了多座城市下的煤炭资源。20世纪60年代,我国抚顺胜利矿采用伪倾斜上行水砂充填长壁采煤法成功地开采了工广保护煤柱。但由于水砂充填采煤工艺复杂且成本较高,在我国煤矿没有得到推广应用。为了克服水砂充填存在泌水、需要建立复杂的隔排水系统等问题,20世纪80年代初国外发展了膏体充填技术。膏体充填技术的优点是:充填料制作成不泌水的牙膏状浆体,在较低流速情况下也能够正常地泵送,提高了充填效率。膏体充填技术在金属矿山得到了较快的发展。甘肃金川镍矿和湖北大冶铜录山铜矿推广应用了膏体充填技术。膏体充填技术在煤矿仅在德国沃尔萨姆等煤矿进行过初步试验。我国学者对膏体充填技术在我国煤矿应用的可行性进行了探讨,目前正在有关煤矿开展工业性试验。20世纪80年代后期抚顺矿务局借鉴国外的经验,在我国首次采用离层注浆减缓地表下沉的试验取得了成功,此项技术引起了我国从事开采沉陷及“三下”采煤的专家和工程技术人员的重视,先后在新汶华丰煤矿、兖州东滩煤矿、开滦唐山煤矿等进行了离层注浆减缓地表沉降现场试验,取得了一定的成效。进入到21世纪,充填技术在不断改造与创新的过程中得到发展与进步。从20世纪70～80年代开始,胶结充填、膏体充填、高水速凝材料固结充填相继试验成功并开始在煤矿使用。但是都存在着某些缺点,如:胶结充填采用水泥作为胶凝材料,其固结细粒的能力差,充填体初凝时需要少量脱水,造成料浆中水泥颗粒析出流失,污染井下作业环境,降低充填体的强度;膏体泵送充填输送技术难度高,一次性投资巨大;高水速凝材料固结充填存在着高水速凝材料来源少、成本高等问题。总之,受充填材料来源及技术经济条件的制约,在我国经济效益较差的煤炭行业的“三下”开采中还无法应用。因此,拓宽充填材料来源的范围、降低充填的成本成为推广充填开采技术的关键因素。 2 煤矿几种典型的充填开采工艺
探究采矿工程中充填技术的应用与发展 发表时间：2018-10-17T09:46:03.570Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：张潭 [导读] 摘要：随着我们国家矿山的不断开采，在开采过程中产生的土地塌陷补偿费用逐年增加，越来越高。 徐矿集团张双楼煤矿江苏徐州 221000 摘要：随着我们国家矿山的不断开采，在开采过程中产生的土地塌陷补偿费用逐年增加，越来越高。结果表明：采空区采煤成本的增加与开采引起的地面塌陷造成的吨煤成本相当。中国是一个富有丰富矿产资源的国家，同时也是最大的存储和资源消耗大的国家，在开采过程中，周围环境和表面被破坏的同时，开采成本也会随之上升，周边的环境也会受到影响，也极易造成安全隐患。采空区充填技术可以减少周围环境和地表的破坏，降低废物的排放率。能很好地处理废弃物污染并减少对耕地的破坏、提高了资源回收率。该技术在采矿工程中得到广泛应用，并得到很好的实施和使用。本文笔者根据工作实践经验对采矿工程中充填技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词：采矿工程；充填技术；应用；发展 1充填技术在采矿工程中的应用 1.1水利充填法 在我国最早出现的充填技术就是充填的方法。水利充填其自身的原理主要是把固体材料当作浆料形成充填体，使用长距离的输送，其自身的优势就是成本并不高，并且其自身的传输效率相对较高，同时不需要受到季节以及地形制约制。并且，当前我们国家已经成功的对于高浓度浆体管道其自身直流输送的过程进行了研究。 1.2胶结充填法 水泥充填法主要是把一些废弃材料当成是水泥的充填体，在工程里获得了非常普遍的使用。填料尾砂里拥有很多的颗粒，其自身胶结的面积不断的提升，体系其自身触变性构成。当前，高尾砂胶结充填技术在我们国家已经比较成熟，在采矿工程里也获得了非常普遍的使用。其自身的应用率能够达到80%，材料输送的质量也达到了70%。 1.3膏体充填法 当前，膏体充填法在我们国家的应用和发展还算不上十分的完善，其本身与其他的填充技术进行比较则是相对落后的。膏体充填方式自身的质量因为受到了其本身混合形式以及含水量，还有混合质量以及构成等多种因素的影响。令膏体充填法在技术上使用变得异常复杂，其本身的技术含量可以说也是比较高的，同时其自身所完成的操作管理过程也非常的复杂，会使用到非常多的实践分析以及对其进行以及持续的优化。 2充填采矿技术应用中存在的问题 2.1材料较少 充填装需要新材料和良好的充填工艺，但在混凝土施工中非常复杂。矿山个体差异存在差异，材料选择也存在很大差异。这是很难充填和挖掘，并根据新的规定进行现有的填充材料。因此，我们需要充分了解充填要求，然后加强对材料性能的研究。 2.2从实际情况看 在采矿中，采矿筛选的总体思路是不完善的。例如，在筛选现场的开发中，尚未进行综合比较和分析，实际情况被忽略，存在一定的盲目性，缺乏对现场、地质等因素的分析以及原则适应当地条件大大降低了开采率、总产值。一旦出现问题，采矿就难以继续。在这方面，采矿前，技术人员应在采矿现场进行彻底调查研究，根据调查结果制定最佳充填流程。 2.3不完善的管理体制 对于充填站来讲，以往的过程不起规管和监督的作用。目前，许多充填站没有电子和机械设备，例如：泵、流量计和浓度计。在许多方面，工作的有效性得到了提高。但是，对于充填站的管理，没有一套完善的规章制度，导致在时间条件下缺乏系统的检查。在此基础上，充填站施工工作处于混乱状态，不可能定期抽检，不利于矿山工作的进一步发展。 3充填技术的应用及发展前景 3.1优化充填管理措施 矿山项目的管理与分配工作主要是由矿山填充站负责的，一些先进的电子设备和机械设备对填充站提供便利条件。基于此采用先进的填充设备为填充站快速工作提供一定技术支撑，但与此同时，填充站工作时也会出现一些问题，如管理不到位问题，管理问题会导致设备不能正常运行，会对能源开采工作造成不良影响。为解决此类问题，需要对填充站管理工作进行改革与完善，对正在运行设备定期进行安全检测，制定一份详细检测流程，填充站的填充材料要进行统一储存。电子设备与开采机械设备，安排专业技术人员进行定期检查工作。对存在安全隐患的设备及时安排检修工程师及时维修，避免因设备隐患问题影响正常开采工作。 3.2创新采矿充填技术 同时，应充分利用充填采矿技术，促进矿山企业的快速发展，提高企业的竞争力。对于充填采矿技术的创新，首先对传统充填工艺进行详细分析，了解传统充填工艺的特点。其次，根据当地矿物类型和特点，对充填过程进行了研究和创新。例如：一些大型矿体中的矿山非常稳定，但是矿产资源的开采是非常困难的。在这种情况下，我们必须选择深孔浅层回采工艺，才能获得良好的开采效果。在这种情况下，采用高水材料和石材胶凝材料作为充填材料，更好地修复充填采空区。通过科学合理的创新和回填采矿技术，可以降低采矿成本和开采效率。在这方面，充填技术的革新可以达到更好的开采效果，提高矿山企业的经济效益。 3.3加强对充填材料创新的研究 充填采矿技术中，充填材料是必不可少的。不同充填材料对充填采矿技术的影响不同。良好的充填材料不但能够使得采矿工程自身的效率与质量得到提升，并且在极大程度上能够使得矿山工程自身的安全得到保证。随着采矿技术的不断革新，回填材料的应用逐渐向新的充填和固化材料发展。 3.4充填技术装备的维修 随着充填技术非常快速的发展，其操作方式以及与其有关的充填设备自身的升级也是十分快速的。在这些充填设备里，填充贮仓有着关键性的作用。它直接去对充填材料自身的质量以及充填效果产生影响，但在以往进行充填的时候并未获得有效的重视。然而，对新型充填技术进行使用的时候，能够运用对垂直填充贮仓进行改进的方式使得充填材料自身的质量得到有效的保证。在尾矿处置时候，还需要精