2 以煤礦充填開采工藝確保安全開采
我國村莊壓煤具有量大面廣的特點(diǎn),且村莊下壓煤開采涉及到土地、環(huán)境保護(hù)、工農(nóng)關(guān)系等社會各方面問題。因此,解決村莊建筑物下大量壓煤開采,實現(xiàn)不遷村采煤受到重視。而利用充填開采是減少地表沉陷、確保安全開采與提高煤炭采出率的最有效途徑。
2.1 常用的不遷村采煤方法
村莊等建筑物下的大量壓煤不僅造成煤炭資源的巨大浪費(fèi),還嚴(yán)重制約礦井的正常生產(chǎn)和接續(xù)。目前,能實現(xiàn)不遷村采煤的主要方法是條帶開采和充填開采。
條帶開采是在不改變采煤工藝的前提下,采用條帶間隔開采,減少地表沉降,提高煤炭產(chǎn)量,但采出率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、生產(chǎn)效益較低,故不再提倡使用。
而充填開采是對采空區(qū)進(jìn)行實物充填,相當(dāng)于填充物把煤炭從巖層中置換出來,以減少地表塌陷,確保安全生產(chǎn)并提高煤炭產(chǎn)出量。
2.2 煤礦充填開采工藝
目前,采用的充填開采工藝有水砂充填開采和膏體充填開采兩種。
2.2.1 水砂充填開采
水砂充填開采已得到廣泛應(yīng)用,效果也好,但水砂充填技術(shù)工藝復(fù)雜,不利于機(jī)械化生產(chǎn),效率低,國內(nèi)現(xiàn)在基本不用該技術(shù)。
2.2.2 膏體充填開采
膏體充填開采技術(shù)是在水砂充填開采基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。我國從20世紀(jì)90年代開始應(yīng)用膏體充填技術(shù)并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。
膏體充填是利用煤礦就近的煤矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣等固體廢棄物制作成不需脫水的膏狀漿體,通過泵壓或重力作用,經(jīng)過管道輸送到井下,適時充填采空區(qū)的方法。根據(jù)煤層賦存條件的不同,對采空區(qū)充填程度的要求也不同,煤礦膏體充填可以分為全部充填、短壁間隔充填、長壁部分充填、離層區(qū)充填,冒落采空區(qū)充填等方法。煤礦膏體充填工藝流程分為材料準(zhǔn)備、配料制漿、管道泵送、工作面充填等四大部分。
膏體充填的具體工藝要求如下:
一是材料要求:粒度較小的材料過篩(篩除大于20 mm的塊料及線狀雜物),采用煤矸石等大塊材料時,還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠扑樘幚?。為降低膠結(jié)料用量,還可以對部分粉煤灰采用機(jī)械磨細(xì)和堿性激發(fā)等手段激發(fā)粉煤灰的化學(xué)活性。
二是配比要求:煤礦充填膏體是由多種材料配合而成,必須混合均勻,配比準(zhǔn)確,才能保證充填料的流動性、凝結(jié)固化性。這就要求充填料漿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍必須控制在0.5%以內(nèi),物料稱量的誤差小于±2%。根據(jù)煤礦膏體充填材料的特點(diǎn),選擇周期式混凝土攪拌機(jī),強(qiáng)制攪拌加料,攪拌、出料按周期進(jìn)行循環(huán)作業(yè),以便于控制配比和攪拌質(zhì)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內(nèi)清潔,用完后及時清洗,泵內(nèi)充滿清水。
四是工作面充填:膏體充填系統(tǒng)與煤礦開采系統(tǒng)的協(xié)調(diào)是膏體充填開采的關(guān)鍵,普采工作面進(jìn)行膏體充填,首先在工作面控頂區(qū)與充填區(qū)構(gòu)筑一道隔離墻,形成一個“封閉”的空間。通常采用的有塑料編織布隔離、組合式鋼質(zhì)模板隔離。隔離安裝完成后,接工作面與隔離墻上設(shè)置的管道向待充填空間泵入料漿。
3 結(jié)語
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,煤礦開采技術(shù)會更加安全高效,不論利用礦山壓力理論體系預(yù)防和控制還是煤礦充填開采,都是以安全生產(chǎn)、提高資源開采為目標(biāo)的。