充填开采对环境保护

第一篇：充填开采对环境保护

充填开采对环境的保护

第一章节：引言

充填开采对环保的意义和重要性

第二章节：矿山充填采矿法综述

无废采矿是采矿发展的必然趋势。采用充填采矿法，有提高矿物回采率，减少贫化率，充分利用资源，有效控制地压，防止内因火灾和可在“三下”开采等优点，加上空区可以用废石来充填，地面不需构筑大面积的尾矿库，改善矿区周围环境。1国内外充填法采矿的现状

2充填采矿法的分类充填法的优缺点及适用条件充填技术的发展

第三章节：煤炭资源开采形成的主要环环境问题

煤矿矿区进行开发建设后，频繁强烈得人为活动带来了一系列矿区生态

环境问题，如地表塌陷、农田荒芜、村庄迁徙、建筑物破坏、土地沙漠化、矸 石堆积、地表水流量减少以及地下水供水水源干枯、矿物内含有害物质流入地下水 系等。采取科学的开采技术和方法，这些问题都是可以减轻甚至避免的。1 对土地资源的破坏和占用对水资源的破坏和污染对大气环境的污染产生大量废石与尾砂

第四章节：充填采矿对环境保护的方法

煤矿开发消费过程中产生大量的废石尾砂等废料可以充分利用，既解决了废石尾砂等废料的处理问题又解决了大量的环境问题，且能解决深层开采的支护问题。1 废石尾矿等废料用作填充物控制地表塌陷改变地下采矿环境充填采矿低废实例

第五章节：小结

随着科学技术的进步，采掘设备的发展和由于采矿工作者的不懈努力，充填法已成为高效采矿方法之一，并且具有回采率高、对地表生态环境破坏较小等一系列不可替代的优点。资源的合理开发利用和日益强烈的环境保护的意识，也对采矿方法提出了更加严格的要求，因此充填采矿法必将成为矿床地下开采中一种最主要的采矿方法。

第二篇：充填开采汇报材料(翟镇煤矿)

充填开采经验介绍材料

翟镇煤矿

翟镇煤矿自2005年初开始研究矸石充填采煤工艺，研发了具有自主知识产权的综采矸石充填工艺，自2006年在7403成功运用以来，已累计完成以矸换煤122.20万吨，充填矸石74.84万吨。矿井于2008年12月实现井下矸石不升井，并率先在集团公司内停运了矸石山。

一、充填开采技术及应用效果。

1、充填开采技术

矿井充填采区七采区，工作面采用自行研发ZZ2600／13／20.5BC型或ZZ2800／14.5／26BC型充填液压支架，通过支架后配备充矸溜子进行机械充填。

下面以7201面介绍以下矸石充填流程与矸石充填工艺。矸石充填流程：

各采区矸石→七采矸石车场→翻车机翻车→破碎机破碎矸石→七采矸石仓→七采上部回风上山矸石皮带→溜矸眼→7201E轨道巷运矸皮带→7201E工作面充填溜子（采空区）。

矸石充填采煤工艺（包括回采工艺与矸石充填工艺）A、工作面回采工艺

工作面回采工艺主要包括割煤、移架与推移刮板输送机。

（1）采煤机割煤：采煤机割煤时的进刀方式采用割三角煤端部斜切进刀，进刀深度0.6m。采用双向进刀，往返一次进割两刀。

（2）移架：工作面采用及时移架支护方式，移架滞后采煤机后滚筒3～5架，追机作业，移架步距0.6m。若顶板破碎或端面距过大时，应拉移超前架及时支护暴露的顶板。

（3）推移刮板输送机：滞后采煤机不大于15m，推移刮板输送机。B、矸石充填工艺（1）矸石充填工作原理

采空区的矸石充填依靠自压式矸石充填机来自动完成：充填时自压式矸石充填机的上刮板向下运输充填矸石；下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀。

在矸石充填过程中，随着矸石充填高度的增加，自压式矸石充填机会随之上升，利用矸石充填运输机对矸石的反作用力来压实的充填矸石。其充填过程可分为“自由落体”阶段、“自充自压”阶段、“充分压实”阶段。

（2）矸石充填工艺过程

矸石充填工艺是在采面割完两刀煤后进行，其工艺过程如下： ①每班按照正规循环割煤，然后停止割煤，移直自压式矸石充填机的机头与机尾。检查充填系统的完好情况，准备充填工作。

②首先起动工作面自压式矸石充填机，然后依次起动7201面轨道巷运矸皮带、七采上部回风上山矸石皮带及七采矸石仓设备等，进行采空区矸石充填。

③充填时采用自压式矸石充填机机头向机尾方向依次充填，也即先打开自压式矸石充填机机头的第一个插板进行“自由落体”充填阶段、“自充自压”阶段，待此段矸石输送机升至离支架尾梁200mm时，关闭第一个插板，打开第二个插板，重复上述工作，待6个插板全部完成上述两个阶段后，再同时打开全部6个插板，进行“充分压实”阶段的工作。

a.“自由落体”充填阶段

“自由落体”充填阶段矸石由自压式矸石充填机运至漏矸孔，直接落入刮板下的采空区。

基 本 顶直 接 顶垮落后的直接顶充 填 矸 石矸石充填“自由落体”充填阶段示意图

b.“自充自压”充填阶段

当从漏矸孔下落的矸石自然堆积高度至自压式矸石充填机的溜槽时，自压式矸石充填机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。在此过程中，下刮板的作用主要在以下方面：[a]使矸石在自压式矸石充填机的自身重力和刮板运动的共同作用下使矸石充填密实，提高了矸石的充填效果；[b]使矸石向下刮板运行方向邻近矸石孔移动，扩大了同一漏矸孔的充填范围。

在此过程中，自压式矸石充填机表现为因受矸石堆的反作用力，逐步上抬，同时对充填矸石进行初步压实。

待打开的漏充到离支架尾梁200mm时，关闭第一个漏矸孔的插板，同时打开第二个插板由下到上依次充填。

c.“充分压实”充填阶段

当最后一个自压式矸石充填机的漏矸孔完成“自充自压”阶段后，打开全部6个自压式矸石充填机插板，进行最后阶段的“充分压实”充填阶段。

此时，自压式矸石充填机会因充填矸石的反作用力进一步上移，当其与支架尾梁完全接触后，自压式矸石充填机不再上移，但对下部矸石的作用力进一步加强，使矸石得以充分压实，同时进一步扩大矸石的充填范围，实现有效充填空间的完全充满与压实。

采空区充填完毕后，对当班的采空区充填情况进行检查记录，确认达 到设计效果，然后进行下一矸石充填采煤工艺循环。

C、技术要点

为控制矸石充填效果，实现矸石充填有效空间的完全充满与压实。在矸石充填过程中，应做好以下方面的工作。

①漏矸孔插板打开严格执行由下到上的顺序进行充填，打开插板用力均匀，以防插板变形。

②充填过程中，密切注意自压式矸石充填机运矸量和矸石下漏量的变化，运矸量既不能大，使矸石下漏不完，运到工作面机头；也不能小，延长充填作业时间。必要时自压式矸石充填机需点动运行，以保证充填效果。

③注意工作面倾角变化，回采过程中严格顺平、顺直工作面，确保充填刮板输送机控制在可弯曲变形范围之内，保证输送机能够正常运行。

④破碎机要保持正常使用，同时在破碎机后要有专人观察矸石的破碎程度，要控制矸石破碎在粒径50mm左右，必要时进行辅以人工破碎，以保证采空区充填效果。

2、应用效果

自实施充填以来，为提高充充填效率、充实率，矿井对不断现充填工艺设备、技术进行改进。一是在充填溜子上增加了油缸，有效提高了充填高度；二是借鉴桥式转载机原理设计了探梁式卸矸架，实现皮带直接向采空区充矸；三是对溜尾端头支护进行优化，减少溜尾以里单体支护；四是改变电机接线盒位置，避免后尾梁挤压电机接线盒，有效提高了溜头充矸高度；五是针对顶板破碎、架后漏矸多，挤占充填空间，通过安排专人实行带压移架，有效控制架间漏矸。

通过以上有效措施改进，进一步提高工作面充填能力，目前，矿井矸石充填效率、充实率不断提高，实现了每班一刀炭、一茬矸，充实率在60％以上，保证了井下矸石不升井。

3、项目投资和开采成本。

累计完成充填项目投资6670.71万元，实现以矸换煤122.2万吨，充填 矸石74.84万吨。自实施充填以来，矿井平均制造成本205.92万元，充填成本较冒落式开采增加28.26元/吨，为234.18万元。

二、下一步工作措施

1、根据矿井目前工作面矸石充填能力、充填效果、设备性能，研究自制ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液压支架，进一步提高工作面的充填能力、单产水平。

2、进一步做好充填工作面设备配套研究，以ZCZ5200 14.5/30六柱式充填液压支架、SGZ630/264充填溜子、MG180/455型煤机、SGD630/264型工作面刮板运输机四机配套，做好在7202E工作面的实验、应用、推广。

3、随着工作面充填能力、充填效果的提高，单一的井下矸石不能满足充填能力要求，需进一步做好地面矸石入井问题；同时进一步研究井下煤矸分离，提高煤质。

第三篇：充填开采经验材( 修改新

以充定采，以矸定产，整体推进

综合机械化固体（废弃物）充填采煤技术

济宁矿业集团花园井田资源开发有限公司

摘要：该材料介绍了花园煤矿在受“三下”压煤、地质冲刷、岩浆岩侵蚀和资源焦化等因素制约，煤炭资源储量大幅缩减的事实下，结合矿井实际，突破创新，实施了独特的“以充定采，以矸定产，整体推进”的综合机械化固体充填采煤技术。花园煤矿重点在“地面矸石主井下放、井下矸石加工供给和矸石高效运输”等环节上下功夫，经综合分析与论证，博采众长，与中国矿业大学精诚合作，攻克了诸多技术难题，技术日趋成熟，解放了三下压煤及遗留煤柱，在化解企业可持续发展危机的同时，有效保护了生态环境，真正意义上实现了煤矿“矸石零排放、绿色开采、和谐发展”的目标。

报送单位：济宁矿业集团花园井田资源开发有限公司 联系人：李常华 联系电话：*** 通讯地址：山东省济宁市金乡县花园煤矿 电子信箱：lich20032003@yahoo.com.cn

花园煤矿是由济宁矿业集团有限公司自主勘探建设的现代化矿井之一，2009年7月竣工投产。该矿坐落于金乡县城西约1km，设计年生产能力45万吨。井田可采储量为3369万吨，均为建筑物下压煤，地面建筑物多为砖混结构的民房，承受采动影响能力较小，为控制和减轻地表沉陷，一采区采用了条带开采方式，留设了大量保护煤柱，煤炭资源采出率仅为39.8%，资源浪费严重。同时，每年产出矸石约20万吨，目前已堆积100多万吨，矸石山既长期占压工广用地，又对整个矿区的环境造成一定影响。

2010年6月，花园煤矿又面临新的危机，伴随一年多的开采，通过深入揭露的地质情况，严峻的事实摆在面前：由于受地质冲刷、岩浆岩侵蚀和资源焦化影响，花园煤矿资源储量大幅度缩减，若继续采用传统的条带式开采方式，矿井服务年限最多能维持10年左右。花园煤矿可持续发展的资源危机迫在眉睫，企业的生存与发展受到严重威胁。

为了化解可持续发展的危机，为了花园煤矿一千多名职工能有工作、有饭吃、有富庶稳定的生活，2010年下半年，济宁能源发展集团领导班子高瞻远瞩，提早成立了花园煤矿可持续发展攻关课题组，组织专业工程技术人员分赴省内和全国各地，对我国新型煤炭生产工艺进行广泛调研、科学论证，深入到十几家充填开采矿井，全面系统地掌握到充填开采的第一手资料，结合花园煤矿地质条件，综合分析探讨，优化萃取，转变创新，汇总形成了一套独特的充采方式，并从技术工艺上加以模拟推演，总括编撰了花园煤矿充填开采项目的可行性分析

报告。

该报告得到了集团公司领导班子的高度认可和大力支持，虢洪增董事长以睿智的眼光决定与中国矿业大学合作，借助高校的技术优势，结合企业的实践经验，加强技术合作与研发，率先在花园煤矿推行了煤炭生产方式的变革，即实施综合机械化固体（废弃物）充填开采。并针对花园煤矿实际，首创了由地面矸石破碎系统、主井下料系统、井底矸石加工供给系统和井下矸石运输系统组成的“以充定采、以矸定产，整体推进”的综合机械化固体（废弃物）充填采煤技术，为花园煤矿全面实施充填开采解决了矸石供应、矸石加工供给和矸石运输等技术难题，达到了技术上可行、安全上可靠、效果上最佳的预期。

一、创新矸石供应技术，实现高效低耗运输

由于充填开采需要大量的矸石作为充填原材料，因此解决井下矸石供应成为充填开采的关键。因此，花园煤矿紧紧抓住矸石下井和矸石运输两大重点环节，进行技术攻关，首创了一套主井下矸、底皮带运矸技术，确保了矸石运输高效低耗。

一是实现了地面矸石向主井的连续供应。地面矸石的供应是实现主井下矸的前提，我们针对主井下矸过程中可能出现的各种情况（如主井正常下矸时、主井暂停下矸时和遇阴雨天气等），建立了一套完善的地面矸石加工、运输流程，实现了合格粒径的矸石通过皮带运输的方式向主井箕斗供应。

二是升级主井装卸载系统，实现了主井下矸。矸石装卸载系统是主井下矸的重点，也是难点，在无任何经验借鉴的情况下，为了实现箕斗井上卸煤、井下卸矸，花园煤矿将原来的6吨单绳提煤箕斗由扇形闸门曲轨卸载改为外动力扇形闸门

卸载，满足了箕斗外动力卸载要求；同时在不破坏井壁的前提下，通过对主井箕斗硐室的改造，确保了箕斗的井底卸矸，最终实现主井下矸。

三是优化井底矸石运输系统。矸石的井底运输是充填开采的主要环节。针对运输路线较长、运输环节较多的特点，花园煤矿通过对运煤皮带改造、施工大倾角巷道及溜矸孔，实现了皮带上层运煤下层运矸和矸石自溜运输，提高矸石运输效率的同时，减少了设备的投入，大大节约了运输成本。

二、研发井底矸石加工供给系统，实现矸石零排放 花园煤矿掘进工程量大、矸石产出率高，若矸石从井下运至地面破碎再经主井下放，不但造成矿井提运的紧张和混乱，而且增加地面矸石堆放面积及影响周围环境。因此，为缓解矿井提运压力，改善地面环境，同时提高充填矸石的供应能力，花园煤矿自主研发了井底矸石加工供给系统。该系统由翻罐笼、刮板输送机、破碎机、皮带运输机及矸石仓等部分组成。通过该系统不仅可以完成井下产出矸石的直接破碎，还可以实现充填矸石的储备，当工作面充填时可直接将破碎后的矸石通过皮带运输进入工作面，从而实现了掘进矸石到充填矸石的直接供给，避免了矸石升井，真正意义上实现了矸石零排放。

三、多重改进，实现充填开采的高效发展

实现充填开采的高效发展，是保证充填开采产量的关键，也是成功实施全矿井充填开采的前提。因此，在充填开采的过程中，花园煤矿不断进行探索创新，优化改进。

一是研制充填矸石转载机。充填矸石自运矸皮带转载到后部刮板输送机时，由于后部刮板输送机悬吊在液压支架上，垂

向距离较高，需要使用一部转载机。若额外增加一部装载机，就要求增加设备及人员的投入，加大了充填环节及成本开支，此种情况下，花园们煤矿通过对运矸皮带的改进，将原有的皮带前驱改为后驱并增加了自移及抬升装置，实现了运矸皮带的自动转载功能，该设计已取得国家专利局授权的专利证书。

二是改进液压支架结构。其它矿井所用的充填液压支架均为正四连杆结构，花园煤矿将充填液压支架改为反四连杆结构，此结构的优点如下:充填时工人站在中、后柱之间操作夯实机，视线好，能保证充填效果和后部刮板输送机的安全，更好地适应了花园煤矿的地质情况并满足了充填开采需求。同时，对充填夯实机构其进行了全封闭优化改造，解决了夯实机构易埋、难清理、易损坏的难题。

三是改进后部刮板输送机。原先设计的后部刮板输送机放矸插板导向销子易磨损，掉落后易造成插板千斤顶弯曲损坏，维护时费时费力，针对这种情况，花园煤矿对插板导向方式进行了重新设计改造，彻底解决了充填工作面后部运输机放矸插板问题。

四是优化劳动组织及分配制度。为加大充填开采管控力度，充分调动职工积极性，提高充填开采工作效率，充分发挥绿色开采的优势和潜力，花园煤矿以科学发展观为统领，以企业发展为主线，以保障充填质量为总抓手，结合矿实际，将传统以煤产量作为核算基础的工资分配形式改为“以矸定产、以产计资”模式，即以每月充填矸石量作为考核依据，把职工的岗级工资一并纳入计件管理，按工区制定的划分标准，实行“以量计分、以分计资”，打造了充填与采煤并重、采充高效机械

化并行的新格局，提高了充填开采效率。

四、充填开采凸显效益

综合机械化固体（废弃物）充填采煤技术的成功实施，可使花园煤矿采出率由30%提高到80%以上，使矿井服务年限延长达到原设计年限。2011年8月4日，国家能源局副局长、党组成员吴吟专门就煤炭充填开采技术的实施到花园煤矿1312充填工作面实地调研，对项目取得的突破性成就给予了高度评价，吴吟局长说：“这个路子是对的，具备了全矿井充填的技术条件和一定的推广价值，成绩非常可观”。目前，花园煤矿充填开采已经取代原先的条带开采工艺，在全矿铺开，两个工作面同步推进，实现了正规循环生产。矿井可持续发展的资源和生存危机得到初步化解。

花园煤矿矿井可采储量为3369万吨，均为建筑物下压煤，若下一步均采用该技术，煤炭资源采出率取80%，则增加效益达67.38亿元。同时，项目的实施减少了矸石提升、运输、排放费用、村庄搬迁费用及建筑物维护费用等，为煤矿开采节省了许多的额外费用，经济效益明显。此外，实施充填开采可实现矸石零排放，避免地表塌陷，保护了耕地和生态环境，达到了“绿色开采”的目标，社会效益也十分显著。同时，该项技术实现了充填与采煤的高效机械化并行作业，拓展了我国“三下”压煤开采技术，为类似矿井的绿色、可持续发展之路提供了重要借鉴。

附：创造技术上安全 稳定 高效 成熟的充采工艺

【此为照片顺序说明：1.充填开采工作面现场（前）→2.地面矸石破碎系统→3.自主设计建设的地面矸石运输系统→4.砌筑完好的充填矸石加固墙→5.井下矸石运输系统→6.后部矸石刮板输送机→7.后部充填捣实机构。】

1.充采工作面现场

4.充采矸石加固强 7.后部充填捣实机构

2.地面矸石破碎系统

5.井下矸石运输系统

3.地面矸石运输系统

6.后部矸石刮板输送机

第四篇：实施充填开采技术 建设绿色煤矿企业

实施充填开采技术 建设绿色煤矿企业

陕西上河实业集团有限责任公司起步于20世纪90年代后期，经过20多年艰苦创业和不懈努力，现已发展为涉及煤炭采掘、洗选煤及深加工、文化艺术、酒店住宿、休闲餐饮、房地产开发、公路桥梁建设、五金交电销售、农牧渔业种养殖等诸多领域的综合性集团公司。上河集团下设的上河煤矿位于榆林市榆阳区牛家梁镇常乐堡村上河自然村，在榆林城东北约15公里处，属个人独资企业，始建于1994年4月，1997年4月建成投产，2008年矿井核定生产能力为30万吨/年，2013年3月矿井最终核定生产能力为60万吨/年。矿区地处毛乌素沙漠南缘，井田面积2.977平方公里，现有地质储量1141.7万吨，可采储量479.7万吨，剩余服务年限约8年。煤矿现证照齐全，为正常生产矿井。

煤矿开采与环境保护、城市发展、水资源保护等问题一直在矛盾中纠结，困扰着企业的发展。如何在发展经济的同时保住青山绿水？榆林市上河煤矿率先实施充填开采技术，即向煤矿采空区输送沙石、粉煤灰、膏体等充填材料，并在充填体保护下进行采煤的一项技术，充填开采属绿色开采技术体系的重要组成部分，是提高回采率、减少环境破坏的最有效方式，不仅实现了对村庄、建筑、河流等“三下压煤”的开采，大大延长了矿井服务年限，而且提高了资源回收率，解决了固体废弃物的排放问题，杜绝了污染物外排，实现了绿色开采。

充填验收会照片

探路：实施充填开采

为了响应国家提倡煤矿应用推广充填式开采的号召，提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，有效保护水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝煤矿开采后采空区大面积悬空所遗留的诸多安全隐患，榆林市上河煤矿在多次由榆阳区煤炭局组织前往内蒙古、河北、山东等地实地考察的基础上，于2016年7月决定引进胶体充填开采技术，进行充采试验，建设绿色煤矿企业。

2017年3月，上河煤矿经榆林市榆阳区政府同意，由榆阳区煤炭局指定为充填开采试点煤矿。2017年6月，上河煤矿委托西安科技大学、陕西西矿工程勘察设计有限公司、陕西世诚矿业有限公司编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计》。上河煤矿启动充填开采技术应用，在经历了数月的建设、调试期后，在3216工作面针对原材料的配比、机械设备及工艺的配套进行了一系列的试验，于同年8月底成功试充填了5个条带。同年9月，上河煤矿邀请相关专家对井下充填试验现场实际查看的基础上，对充填开采方案设计进行了评审。2018年1月，上河煤矿委托设计单位根据井下开采条件及试采过程中遇到的具体问题，针对条带开采参数、开采回填工艺、监测方案和运输、通风、排水等系统做出适当调整，编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计（变更及补充）》。

上河煤矿严格按照设计方案执行，地面建设充填站包括风积沙堆场、风积沙原料仓、水泥仓、粉煤灰仓、储水罐、厂房等；试验工作面采用EBZ200型悬臂式掘进机割煤，ZL18FB型轮胎式防爆装载机装煤，采用WC3型防爆胶轮车运煤。目前3216试验工作面已完成第一阶段14个条带及采空区充填、第二阶段的6个奇数号条带煤柱及其采空区域充填，正在进行第三阶段的奇数号煤柱置换工作，基本达到设计要求的验收进度。经过监测，充填体实测强度8.22MPA，大于设计要求的6.47MPA，满足要求，上河煤矿开展此项技术应用至今，在煤矿3216工作面取得了局部成果。通过不断地总结，做出如下结论：一是地面设备、设施工作稳定、正常，且充填量有保障；二是井下施工，工艺工序合理有效，不产生窝工及各种浪费；三是在充填体稳固且承压力满足置换强度的前提下，接顶情况良好，满足充后置换开采的条件；四是针对成本情况，目前综合成本在可接受范围内，并通过项目持续性开展，还有降低成本的空间；五是通过井上下监测设备、设施所反馈的数据来看，地表暂无大幅沉降，且有效保护了该矿所属范围的水资源、地面设施不受破坏；六是通过该技术的引入及项目的逐步完善，不仅为该矿增加了收益，且一劳永逸地解决了上河煤矿所面临的如采空区塌陷、地表破坏、排污等问题。

2018年6月，由榆阳区煤炭局牵头组织项目建设、设计、施工等单位及专家组成立了验收委员会，对上河煤矿充填开采项目进行了现场检查验收，验收结论为：同意榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采项目工程阶段性成果通过验收。验收专家组一致认为上河煤矿实施充填开采技术为全省首例，为陕西煤矿充填开采进行了积极探索，具有很强的实践推广意义。

充填站图片

成效：源头解决地表沉降问题

推动煤炭产业向“生态环保型”转变，第一个层次，是尽量减少对生态环境的影响；第二个层次，是不影响生态环境；第三个层次，主动改善生态环境。上河集团率先实施充填开采，实现了榆林煤炭行业所期待的由被动治理向主动防治转变，是煤炭产业向“生态环保型”转变的生动典型。上河煤矿实施充填开采，可以延长矿井服务年限5年左右，对当地的经济、就业、税收与人民群众的生活稳定都起到良好的作用。总之，应用充填开采技术，在更加安全的前提下，提高了回采率，并有效保护了水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝了煤矿开采后采空区所遗留的诸多安全隐患，同时也相对地提高了煤矿的经济价值，也为地方带来了一定的社会效益。

上河煤矿

声音：“上河实践”如何复制

上河集团在煤炭主管部门的积极引导和大力支持下，投入了大量的人力、财力、物力、时间，克服了各种困难，付出了艰辛努力，率先探索出了一条绿色开采的新路子，是来之不易的，形成了“上河实践”。对榆林这样一个产煤大市而言，在目前的情况下，“上河实践”应当如何复制？笔者认为，政府应当加强技术改造项目投入扶持力度。利用煤矿安全改造、煤炭产业升级等中央预算内资金支持煤矿实施充填开采，省级财政应制定配套扶持政策，同时执行充填开采煤炭资源税费优惠，减轻充填开采企业的成本负担。地方政府相关部门要积极支持煤矿企业开展充填开采工作，以便加快充填开采技术的推广。此外，从国家宏观层面，应考虑将以沙石、矸石、膏体等尾矿废渣为主要填充材料生产的煤矿副产品以及充填开采的煤炭产品列入资源综合利用目录，享受国家资源综合利用增值税政策优惠。

上河集团率先实施充填开采技术，为陕西煤矿企业绿色开采和可持续发展探索出一条新路子。“上河实践”值得其他煤矿企业借鉴和推广。目前，上河集团实施的充填开采技术已向榆阳区十家保水采煤矿井推广。

（来源：陕西日报

通讯员 冯伟

王峰峰）

第五篇：煤矿充填式开采与无煤柱开采调研报告

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，控制了上覆岩层的移动，使上覆岩层位移最小，对地表影响最低，达到在采煤过程中控制地表下沉的目的。

（三）邢台煤矿充填式开采的现场应用

1、基本情况

井田面积为34Km2，其范围东以F2、F2-1断层为界，南以F12断层为界，西北以9#煤层掩盖接触线为界。含煤地层为石炭二叠系的本溪组、太原组、山西组。矿井开采初期是一座低瓦斯矿井，但随着开采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不断增加，掘进工作面瓦斯涌出量为0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量达3.54ｍ3/min。

邢台矿7606充填工作面采用综合机械化采煤工艺，分层开采，采高3.Om。采煤设备和工艺与普通综采设备和工艺基本相同，区别就在架后充填工艺。充填工作主要靠充填开采输送机和夯实机共同完成的。通过充填开采输送机的卸料孔将充填物料充填人采空区内，然后利用夯实机将充填物料推挤接顶并夯实。

2、应用过程

（1）地面建立矸石膏体充填站，先将矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、专用交接料和水等四种物料按比例混合搅拌制成膏体浆液，再通过充填泵把经大垂深投料系统，运到支架后部的充填刮板运输机，并进行推压密实。

（2）充填由固体矸石充填液压支架和辅助隔离措施形成的密闭空间的过程。整个充填工艺流程可以划分为矸石破碎、配比搅拌、管道泵送、充填体构筑等四个基本环节。

（3）工艺流程：充填工作由4名充填工同时协调进行，在割煤的同时，进行充填工作，若充填不满一排，割煤可停下等待充填捣实。其工艺过程如下：割煤的同时在支架拉移后，将充填开采输送机移至支架尾梁后部，进行充填。充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定量后，再开启下一个充填卸料孔，随即对前一个卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环(一般需要2—3个循环)，直到夯实为止。当整个工作面全部充满，停止第l轮充填，将充填开采输送机拉移1个步距，移至支架尾梁前部，用夯实机构把充填开采输送机下面的充填料全部推到支架后上部，使其接顶并夯实，最后关闭所有卸料孔，对充填开采输送机的机头进行充填。第1轮充填完成后将充填开采输送机推移1个步距至支架尾梁后部，开始第2轮充填，如此反复。工作面自夯式充填液压支架与配套设备。

（四）调研结论

1、邢台矿率先研发了矸石与粉煤灰等充填材料投料运输系统以及工作面自夯式充填液压支架等成套综合机械化充填设备，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局面。

2、充填式开采有效控制了开采过程中的矿压显现，控制地表下沉，减少了对地面生态环境的破坏；实现了矸石不升井，煤矿不建矸石山。是一项利国利民的新技术。

二、无煤柱开采

（一）亨健煤矿基本情况

亨健公司煤炭资源紧缺，提高煤炭资源回收率一直是集团公司与我公司领导所重点关注的问题。因此，沿空留巷无煤柱护巷技术它不但能提高煤炭资源开采的回收率，而且也可缓解采掘衔接紧张问题。自2008年10月份开始实施新型高水材料巷旁充填留巷技术,先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共计2000余米，并回采过程中逐步对原留巷方案进行了优化研究并得到应用，其效果十分显著。

（二）超高水材料充填留巷在亨健煤矿的应用实践

通过超高水材料制浆系统将浆液混合经过超高水材料浆液输送系统输送至充填巷道；背靠工作面两端头支架各安设止浆掩护支架，保证浆液固化后留巷效果。留巷后巷道宽度约为原巷道的一半，待工作面回采结束后再将巷道扩刷成回风巷，从而实现无煤柱开采，采区综合回收率提高10%～20%。

1、巷旁充填工艺

充填前，首先向搅拌桶内蓄水至所需水位，然后启动搅拌桶，待搅拌桶启动之后向桶内加料，将料加入桶内之后搅拌3－5分钟之后开始向充填点供料。充填点接到供料通知后，严密监控出料情况，待料均匀之后将混合管插入充填袋内开始充填。充填结束之后，泵站开泵供清水，冲洗管路并清理充填点，待所有东西收拾整理好之后，充填即可结束。

2、充填工艺实施方法（1）充填点作业程序

第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。

第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。

第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。

第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现情况及时处理。第五步：充填快接顶时（根据计算距顶20cm时，管路中剩余浆液即可充实包体），打信号通知泵站，并依据顶板情况决定是否拆除其上的倾斜抬棚。待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝捆扎紧充填口。

第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。

（三）调研结论

巷旁充填体的强度高低直接影响沿空留巷围岩的稳定性。构筑的充填体应能及时提供足够的支护强度，以控制上位岩层相互间不致于有大的离层，通过对直接顶下沉变形的控制确保老顶在回转的过程中不断裂，有效地减少顶板下沉量与作用在巷内支架上的载荷，为留巷成功提供保证。

三、青岗坪煤矿充填式开采与无煤柱开采适用性讨论

（一）充填式开采讨论

1、青岗坪煤矿“三下”压煤情况：除地面工业广场压煤可采储量约154.7万吨，其他区域均为山体，无村庄和其他构筑物。

2、充填式开采设备投入与生产成本

充填式开采需投入地面矸石膏体充填站系统一套、大垂深固体投料系统一套、矸石固体充填支架一套，累计一次投入设备成本约为7000万元。充填式开采增加成本约为100元/吨左右。

3、采用充填法开采工业广场压煤经济效益对比：

（1）总支出约=设备成本投入+原吨煤成本+充填附加成本=7000万元+260元/吨*154.7万吨+100元/吨*154.7万吨=62692万元

（2）总收入=销售均价*产量=380元/吨*154.7万吨=58786万元 由此可见：总收入小于总支出；利用充填法回收地面工业广场压煤不可取。

4、采用充填法回收正常采区资源，每吨增加成本约100元，无经济效益可言。

5、冀中能源在井下开采条件比较差、煤炭储量有限的情况下走出了一条环保、高效、安全，造福于社会及老百姓的煤矿开采方法其意义无法用金钱来衡量，值得我们学习，但从青岗坪煤矿实际情况出发不适合采用充填式开采。

（二）超高水材料充填留巷无煤柱开采讨论

1、基本情况适用条件对比：青岗坪煤矿井田含可采煤层两层，4-1煤层为局部可采的较稳定型中厚煤层，4-2煤层为全区可采的稳定型厚煤层。4-1煤层与4-2煤层的分岔煤层厚度为1.05～2.42m，平均厚度1.88m，仅在井田东部赋存，与4-2煤层间距为0.9～4.4m，4-2煤层厚度1.15～16.35m，平均厚度为10.26m工作面设计为综采放顶煤，采高3m放顶高度7.26，采放比1:2.4，符合《煤矿安全规程》第68条规定，工作面综合回收率约为80%；回采工作面平均涌水量约为100m3/h左右。而超高水材料充填留巷无煤柱开采技术适用于3.5m以下煤厚一次采全高综采工作面。

2、青岗坪煤矿煤层高低起伏最大落差达到45m左右，而且相邻采面之间的标高差均达到2m以上，局部老空区易存积水，若采用超高水材料充填留巷无煤柱开采存在密闭不严的情况，处理不当极易造成透水事故。

3、根据青岗坪煤矿初步设计，矿井相对瓦斯涌出量达到9.92m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量达到20.86m3/min;实际42101及42102综放工作面回采过程中相对瓦斯涌出量分别达到2.51m³/t、3.21m³/t，绝对瓦斯涌出量分别达到8.95 m3/min、8.4 m3/min，煤巷掘进头瓦斯绝对涌出量达到0.63m³/min，总回风巷绝对瓦斯涌出量达到19.2 m3/min，局部瓦斯较高，若封闭不严，采空区瓦斯极易涌入相邻巷道造成瓦斯积聚。

4、综放工作面采用超高水材料充填留巷存在封闭不严的情况，极易导致采空区漏风，存在采空区煤炭自燃发火的隐患。

结论：超高水材料充填留巷无煤柱开采在青岗坪煤矿基本不适用。

四、具体打算

1、加强对小煤柱开采技术研究，2013年青岗坪煤矿小煤柱开采已被公司列为科技项目，准备在42101及42104工作面搜集开采及矿压显现相应的资料，争取在42103工作面实现12m小煤柱布臵回采工作面，并逐步从12m～8m～6m的小煤柱方向发展，以提高采区煤炭回采率。

2、由于青岗坪煤矿初设中没有设计矸石场，当前开拓掘进及洗煤厂洗选的矸石都通过附近村庄联系位臵堆放，不仅处理关系复杂而且污染环境影响生态。下一步我们将借鉴邢东煤矿的做法将洗煤厂洗选的矸石及井下开拓掘进施工的矸石充填到采空区里面或利用回采结束后废弃巷道进行充填。