中天合创能源有限责任公司葫芦素煤矿 内蒙古自治区鄂尔多斯 0173000
摘要：随着我国社会的发展水平不断提升，国家各行业对煤炭资源的需求量也逐步增加。目前煤矿开采顶板管理基本都是顶板全部直接垮落法，采空区塌陷对地表、水土等环境破坏较为严重。而随着社会的发展对环境保护的重视程度越来越高；近年来，充填开采技术发展迅速，具有“资源回收率高、安全可靠、环境友好”的基本特征，是一种新型可持续发展的采矿技术，已经成功的引起了人们对其的重视度。本文通过对充填开采技术的现状进行概述，随后对普遍的煤矿充填开采技术给予分析，其次又展开对煤矿充填开采技术的发展方向深入的探讨，希望对其的发展趋向进行全面研究，并提供相关建议。
关键词：煤矿；充填开采技术；现状；发展方向
随着环保意识的提高，矿区开发过程的环境标准和相关要求日趋严格，矸石外排及形成的矸石山和采空区塌陷给矿区绿色发展带来的不可忽视的负面影响，环境污染、地表破坏等负面效应越来越难以被接受，井工开采需要留设较多的煤柱开展巷道支护，严重增加了资源浪费，甚至影响到煤矿的生存。现代化矿井的绿色可持续开采模式日益排斥这种传统的采矿方式，消除采矿带来的环境危害成为煤炭企业、特别是西部环境脆弱矿区亟待解决的艰巨任务，也是煤炭绿色开采的重要技术攻关方向。
一、充填采煤法的现状
在我国充填开采技术的发展的历史已有几十年之久，通过经历了长期的经验磨合，从而形成了相应的规模化。现如今，充填开采技术已将成为对建筑物下压煤开采最有效的开采技术手段，其主要是因为对矿藏资源的采出率相对较高。不过受到成本较垮落式开采较高和充填工艺相对较为复杂及经济因素的约束性，从而导致得不到广泛的使用。近些年来，我国的煤矿充填技术得到飞速发展，同时国家环保政策所趋，在煤矿开采中充填技术的运用将会变得越来越受欢迎。充填采煤法主要就是对工作面采空区通过运用填充材料进行相应填补，达到对岩层给予控制的重要技术手段[1]。采空区充填，不但可以降低工作面顶板压力，还可以能够有效对巷道与采场运行实施有效维护，从而防止出现地表塌陷的情况。充填开采不仅可以通过少留煤柱减少资源浪费，更能较好的防止采空区冒落以降低采煤工作面及超前巷道的矿压显现，提升回采安全系数；同时对上覆岩层移动与破坏的“三带”具有保护性，可以有效防止道路、农田以及建筑物出现倒塌的情况，减少地表破坏。目前，我国充填开采技术日趋发展成熟并积累了大量的经验，充填装备、充填工艺技术日渐完善，并在新汶、峰峰、淄博、邯郸、邢台等约20多个矿区进行了成功应用。
二、常见的煤矿充填开采技术
1.煤矿矸石充填开采技术
煤矿矸石充填开采技术的形成主要是通过井下掘进与采煤过程中生产出来的。矸石通过运用机械进行搅碎，随后借助胶带机或者无轨胶轮车等运输设备，将矸石逐步运送至井下工作面。矸石运送到工作面后，通过矸石充填一体化装备与刮板式输送机的方式相互协作对采空区给予填充，并在捣实机械进行反复夯实与推压下，进一步提升充填密实性。一般情况下，煤矿矸石充填系统主要是由传输系统、破碎系统、以及工作充填系统这三部分组成。
在运用煤矿充填开采技术中，其主要是以煤矸石作为主要充填材料，由于煤矸石与其他材料相比较其不仅具有价格低的优势，资料的来源也相对比其他资源更加广泛，完全可以达到二次运用的情况，不但可以大大降低煤矸石处置费用，还可以使填充材料的成本得到有效降低。另外，在运用煤矿矸石进行充填采空区不仅工作方式极其简便，还完全可以在工作当中充分发挥着其具有的稳定优势。但也有需要注意的问题，在开展矸石充填工作时，由于矸石密集度在采空区的稳定性达不到较高要求，只具有80%左右的充实率[2]。以此在开展实际工作中，需要依照采空区的实际情况选择相应的技术手段。
2.煤矿膏体充填开采技术
在充填开采技术当中还有一种就是煤矿膏体充填，其主要是把生产过程中所产生的煤粉灰以及煤矸石等给予有效加工，通过一系列工艺处理；把产生的物资进行转换为牙膏形态的浆体充填材料，随着专业的充填泵的运行下，把浆体充填材料传输入井下，其也是重要的充填开采技术手段。对于煤矿膏体充填材料而言，其主要是水、凝胶以及骨料相组合而成。通常这种情况下，煤矿膏体充填材料浆体的质量一般在60%—90%之间，完全具有不分层、不沉淀优势所在，将在实际工作中给予有效的传输和运送作用[3]。
同时，只有膏体充填材料的泌水率逐渐降低，从而使工作面施工环境可以充分发挥明显的优势。
三、煤矿充填开采技术的发展方向
1.煤矿充填技术优化
随着目前开采量的逐渐增加，使浅层煤炭资源慢慢减少，为此我国煤炭开采深度也依照资源变化而改变着。尤其是以山东东部以及河北地区，由于煤炭资源开采历史长，有较多地区已将出现资源枯竭现象，煤矿开采成本逐年增加，充填开采技术根本没有办法在矿区得到发展应用。为了使这一现象改变，在后期的工作中，需要对充填技术进行优化降低成本，并寻求更廉价的充填材料，这样方可使工作成本得到降低以及控制，极大限度提升资源使用率[4]。
2.加强对采空区的综合应用
通过充填开采技术的应用，可以使得顶板坚硬完好的采空区保留有部分足够的空间，国家的一些科研项目实验、试验可以充分利用该空间进行研究工作，也可作为一些储备库。例如可以做到隔音、持续发挥恒温作用以及低辐射的优势[5]。因此，相关工作人员应对这类地下空间做到合理的分析和利用，同时也是现阶段煤矿实现经济持续发展的重要途径。
3.垃圾充填开采法
在充填开采中，垃圾充填开采是新型的开采技术，此方法主要是将不同垃圾进行相关的处理，在借助相应的设备转变成充填材料后，进行实施充填作业。城市垃圾的危害可以导致大气污染、水体污染、占用土地以及污染土地甚至还会引起疾病的传播等等。城市垃圾在处理时，一般会采取堆肥处理、焚烧处理和填埋处理。加以运用垃圾填充法可以有效减少环境的污染和破坏的同时，还可以使采空区沉陷大大降低，做到资源整合，合理利用，完全符合循环经济形势，从而达到较好的实际性意义[6]。
四、充填开采的展望
1.充填开采为了对工厂、村庄等建筑物逐渐适应不搬迁采煤的现象，并对铁路下、水体下、建筑物下的充填开采技术进一步研发，从而能够将地表沉降现象得到有效控制。
2.随着国家对绿色开采越来越重视，绿色开采理论也相继提出，虽然使充填开采技术的发展空间更加广阔，但是在发过程中还有较多的问题需要进一步完善。比如：由于充填工作面产量达不到需求，就需要加以完善充填材料及系统体系；所以对后期充填开采技术的研究提出了较高的要求。
3.目前看来，虽然煤矿充填开采技术设备与工艺已经得到较好的应用，但是相比而言充填技术的相关理论研究还需要进行相应的完善。另外，对于充填开采下上覆岩层的活动、顶板以及破坏规律等问题还需开展更加深入的研究。
结束语
从而言之，加以有效运用煤矿充填开采技术，不但可以使废弃物得到有效处理，而且还可以将传统煤炭生产所产生的问题给予有效解决。目前，我国的煤矿充填开彩技术的发展已经有了明显的提升，但从实际情况可以看出还是存在较多的问题；因此要想使煤矿产业得到可持续发展，就必须积极改变开采模式，从而为煤矿产业的发展给予有效的帮助。
参考文献：
[1]王健.煤矿充填开采技术的现状及其发展[J].山西能源学院学报,2017,30(1):1-3.
[2]刘建功,李新旺,何团.我国煤矿充填开采应用现状与发展[J].煤炭学报,2020,45(1):141-150.
[3]周楠,姚依南,宋卫剑, 等.煤矿矸石处理技术现状与展望[J].采矿与安全工程学报,2020,37(1):136-146.
[4]李中彬.我国煤矿充填开采技术的现状与发展趋势[J].科技创新与应用,2014,(23):105-105.
[5]李皎.我国煤矿充填开采技术的现状及其未来发展[J].内蒙古煤炭经济,2014,(5):11,22.
[6]李白碧.我国煤矿充填开采技术的现状与发展[J].低碳世界,2013,(14):116-117.