第一篇：充填開采經(jīng)驗材( 修改新

以充定采，以矸定產(chǎn)，整體推進

綜合機械化固體（廢棄物）充填采煤技術(shù)

濟寧礦業(yè)集團花園井田資源開發(fā)有限公司

摘要：該材料介紹了花園煤礦在受“三下”壓煤、地質(zhì)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(jié)合礦井實際，突破創(chuàng)新，實施了獨特的“以充定采，以矸定產(chǎn)，整體推進”的綜合機械化固體充填采煤技術(shù)?；▓@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(huán)節(jié)上下功夫，經(jīng)綜合分析與論證，博采眾長，與中國礦業(yè)大學精誠合作，攻克了諸多技術(shù)難題，技術(shù)日趨成熟，解放了三下壓煤及遺留煤柱，在化解企業(yè)可持續(xù)發(fā)展危機的同時，有效保護了生態(tài)環(huán)境，真正意義上實現(xiàn)了煤礦“矸石零排放、綠色開采、和諧發(fā)展”的目標。

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

花園煤礦是由濟寧礦業(yè)集團有限公司自主勘探建設(shè)的現(xiàn)代化礦井之一，2009年7月竣工投產(chǎn)。該礦坐落于金鄉(xiāng)縣城西約1km，設(shè)計年生產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(qū)采用了條帶開采方式，留設(shè)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(chǎn)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(qū)的環(huán)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(zhì)情況，嚴峻的事實擺在面前：由于受地質(zhì)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(xù)采用傳統(tǒng)的條帶式開采方式，礦井服務(wù)年限最多能維持10年左右。花園煤礦可持續(xù)發(fā)展的資源危機迫在眉睫，企業(yè)的生存與發(fā)展受到嚴重威脅。

為了化解可持續(xù)發(fā)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(wěn)定的生活，2010年下半年，濟寧能源發(fā)展集團領(lǐng)導(dǎo)班子高瞻遠矚，提早成立了花園煤礦可持續(xù)發(fā)展攻關(guān)課題組，組織專業(yè)工程技術(shù)人員分赴省內(nèi)和全國各地，對我國新型煤炭生產(chǎn)工藝進行廣泛調(diào)研、科學論證，深入到十幾家充填開采礦井，全面系統(tǒng)地掌握到充填開采的第一手資料，結(jié)合花園煤礦地質(zhì)條件，綜合分析探討，優(yōu)化萃取，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新，匯總形成了一套獨特的充采方式，并從技術(shù)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(lǐng)導(dǎo)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(yè)大學合作，借助高校的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合企業(yè)的實踐經(jīng)驗，加強技術(shù)合作與研發(fā)，率先在花園煤礦推行了煤炭生產(chǎn)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(chuàng)了由地面矸石破碎系統(tǒng)、主井下料系統(tǒng)、井底矸石加工供給系統(tǒng)和井下矸石運輸系統(tǒng)組成的“以充定采、以矸定產(chǎn)，整體推進”的綜合機械化固體（廢棄物）充填采煤技術(shù)，為花園煤礦全面實施充填開采解決了矸石供應(yīng)、矸石加工供給和矸石運輸?shù)燃夹g(shù)難題，達到了技術(shù)上可行、安全上可靠、效果上最佳的預(yù)期。

一、創(chuàng)新矸石供應(yīng)技術(shù)，實現(xiàn)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(yīng)成為充填開采的關(guān)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(huán)節(jié)，進行技術(shù)攻關(guān)，首創(chuàng)了一套主井下矸、底皮帶運矸技術(shù)，確保了矸石運輸高效低耗。

一是實現(xiàn)了地面矸石向主井的連續(xù)供應(yīng)。地面矸石的供應(yīng)是實現(xiàn)主井下矸的前提，我們針對主井下矸過程中可能出現(xiàn)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(xiàn)了合格粒徑的矸石通過皮帶運輸?shù)姆绞较蛑骶饭?yīng)。

二是升級主井裝卸載系統(tǒng)，實現(xiàn)了主井下矸。矸石裝卸載系統(tǒng)是主井下矸的重點，也是難點，在無任何經(jīng)驗借鑒的情況下，為了實現(xiàn)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(xiàn)主井下矸。

三是優(yōu)化井底矸石運輸系統(tǒng)。矸石的井底運輸是充填開采的主要環(huán)節(jié)。針對運輸路線較長、運輸環(huán)節(jié)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(xiàn)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(shè)備的投入，大大節(jié)約了運輸成本。

二、研發(fā)井底矸石加工供給系統(tǒng)，實現(xiàn)矸石零排放 花園煤礦掘進工程量大、矸石產(chǎn)出率高，若矸石從井下運至地面破碎再經(jīng)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(huán)境。因此，為緩解礦井提運壓力，改善地面環(huán)境，同時提高充填矸石的供應(yīng)能力，花園煤礦自主研發(fā)了井底矸石加工供給系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(tǒng)不僅可以完成井下產(chǎn)出矸石的直接破碎，還可以實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)了矸石零排放。

三、多重改進，實現(xiàn)充填開采的高效發(fā)展

實現(xiàn)充填開采的高效發(fā)展，是保證充填開采產(chǎn)量的關(guān)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(chuàng)新，優(yōu)化改進。

一是研制充填矸石轉(zhuǎn)載機。充填矸石自運矸皮帶轉(zhuǎn)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(zhuǎn)載機。若額外增加一部裝載機，就要求增加設(shè)備及人員的投入，加大了充填環(huán)節(jié)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(qū)改為后驅(qū)并增加了自移及抬升裝置，實現(xiàn)了運矸皮帶的自動轉(zhuǎn)載功能，該設(shè)計已取得國家專利局授權(quán)的專利證書。

二是改進液壓支架結(jié)構(gòu)。其它礦井所用的充填液壓支架均為正四連桿結(jié)構(gòu)，花園煤礦將充填液壓支架改為反四連桿結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)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(yīng)了花園煤礦的地質(zhì)情況并滿足了充填開采需求。同時，對充填夯實機構(gòu)其進行了全封閉優(yōu)化改造，解決了夯實機構(gòu)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(shè)計的后部刮板輸送機放矸插板導(dǎo)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(dǎo)向方式進行了重新設(shè)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(yōu)化勞動組織及分配制度。為加大充填開采管控力度，充分調(diào)動職工積極性，提高充填開采工作效率，充分發(fā)揮綠色開采的優(yōu)勢和潛力，花園煤礦以科學發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng)，以企業(yè)發(fā)展為主線，以保障充填質(zhì)量為總抓手，結(jié)合礦實際，將傳統(tǒng)以煤產(chǎn)量作為核算基礎(chǔ)的工資分配形式改為“以矸定產(chǎn)、以產(chǎn)計資”模式，即以每月充填矸石量作為考核依據(jù)，把職工的崗級工資一并納入計件管理，按工區(qū)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(shù)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(wù)年限延長達到原設(shè)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(shù)的實施到花園煤礦1312充填工作面實地調(diào)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(shù)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(jīng)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(xiàn)了正規(guī)循環(huán)生產(chǎn)。礦井可持續(xù)發(fā)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(shù)，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(jié)省了許多的額外費用，經(jīng)濟效益明顯。此外，實施充填開采可實現(xiàn)矸石零排放，避免地表塌陷，保護了耕地和生態(tài)環(huán)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(shù)實現(xiàn)了充填與采煤的高效機械化并行作業(yè)，拓展了我國“三下”壓煤開采技術(shù)，為類似礦井的綠色、可持續(xù)發(fā)展之路提供了重要借鑒。

附：創(chuàng)造技術(shù)上安全 穩(wěn)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(xiàn)場（前）→2.地面矸石破碎系統(tǒng)→3.自主設(shè)計建設(shè)的地面矸石運輸系統(tǒng)→4.砌筑完好的充填矸石加固墻→5.井下矸石運輸系統(tǒng)→6.后部矸石刮板輸送機→7.后部充填搗實機構(gòu)?！?/p>

1.充采工作面現(xiàn)場

4.充采矸石加固強 7.后部充填搗實機構(gòu)

2.地面矸石破碎系統(tǒng)

5.井下矸石運輸系統(tǒng)

3.地面矸石運輸系統(tǒng)

6.后部矸石刮板輸送機

第二篇：充填開采對環(huán)境保護

充填開采對環(huán)境的保護

第一章節(jié)：引言

充填開采對環(huán)保的意義和重要性

第二章節(jié)：礦山充填采礦法綜述

無廢采礦是采礦發(fā)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(nèi)因火災(zāi)和可在“三下”開采等優(yōu)點，加上空區(qū)可以用廢石來充填，地面不需構(gòu)筑大面積的尾礦庫，改善礦區(qū)周圍環(huán)境。1國內(nèi)外充填法采礦的現(xiàn)狀

2充填采礦法的分類充填法的優(yōu)缺點及適用條件充填技術(shù)的發(fā)展

第三章節(jié)：煤炭資源開采形成的主要環(huán)環(huán)境問題

煤礦礦區(qū)進行開發(fā)建設(shè)后，頻繁強烈得人為活動帶來了一系列礦區(qū)生態(tài)

環(huán)境問題，如地表塌陷、農(nóng)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(nèi)含有害物質(zhì)流入地下水 系等。采取科學的開采技術(shù)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(huán)境的污染產(chǎn)生大量廢石與尾砂

第四章節(jié)：充填采礦對環(huán)境保護的方法

煤礦開發(fā)消費過程中產(chǎn)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(huán)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(huán)境充填采礦低廢實例

第五章節(jié)：小結(jié)

隨著科學技術(shù)的進步，采掘設(shè)備的發(fā)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(tài)環(huán)境破壞較小等一系列不可替代的優(yōu)點。資源的合理開發(fā)利用和日益強烈的環(huán)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。

第三篇：充填采煤經(jīng)驗材料

大力實施膏體充填綜采新工藝 努力構(gòu)建環(huán)境友好生態(tài)和諧型新礦山

冀中能源峰峰集團小屯礦

冀中能源峰峰集團小屯礦位于河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)東北部。該礦始建于1958年6月，1963年10月底投產(chǎn)，1982年1月1日獨立建礦。礦井初始設(shè)計可采儲量為4313.8萬噸，原設(shè)計生產(chǎn)能力為21萬噸/年，后幾經(jīng)改擴建，現(xiàn)核定生產(chǎn)能力為88萬噸，生產(chǎn)多年維持在70—80萬噸水平，現(xiàn)擁有在冊職工2750人。近年來，小屯礦為構(gòu)建環(huán)境友好生態(tài)和諧型企業(yè)，堅持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，努力探索解放村莊下保護煤柱等“三下”壓煤開采技術(shù)新途徑，大力實施了矸石膏體充填綜采新工藝，消滅了矸石，保護了環(huán)境，并有效解放了村下呆滯煤量，延長礦井服務(wù)年限，為打造綠色礦山和解放“三下”壓煤問題闖出一條新路。

2009年，小屯礦矸石膏體充填綜采技術(shù)研究項目，在北京通過了由中國煤炭協(xié)會組織的國家級新技術(shù)成果鑒定，有三項技術(shù)獲國家專利，研究成果達到了國際領(lǐng)先水平；在福建省福州市舉行的第七屆中國?海峽項目成果交易會上，“村莊下矸石膏體充填綜采技術(shù)”榮獲金獎。

一、矸石膏體充填定義及概述

所謂矸石膏體充填就是把煤礦附近的煤矸石、粉煤灰、爐渣、劣質(zhì)土、城市固體垃圾等固體廢物在地面加工成無臨界流速、不需脫水的膏狀漿體，利用充填泵或重力作用通過管道輸送到井下，適時充填采空區(qū)的采礦方法。

矸石膏體充填以后形成的以充填體為主的覆巖支控體系，能夠有效控制地表開采沉陷在建筑物允許值范圍內(nèi)，保護地下水資源不受破壞，提高煤炭資源采出率，改善礦山安全生產(chǎn)條件，實現(xiàn)不搬遷采煤，解放村莊建筑物下、鐵路下、水體上下煤炭資源，保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。使用矸石膏體充填采煤雖然不可避免地要增加一定的噸煤生產(chǎn)成本，但是，卻克服了傳統(tǒng)的條帶開采采出率低的根本缺陷，矸石膏體充填綜采技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，是煤炭工業(yè)貫徹落實科學發(fā)展觀、實現(xiàn)綠色采礦的重要舉措，具有“高采出率、環(huán)境友好、高安全性”的基本特征，是一種新的綠色采礦技術(shù)，也是21世紀采礦技術(shù)的重要發(fā)展方向。

二、矸石膏體充填系統(tǒng)簡介及工藝流程

小屯礦矸石膏體充填系統(tǒng)主要包括地面充填站和井下工作面系統(tǒng)兩部分組成。

地面充填站主要是由矸石破碎子系統(tǒng)、配比攪拌系統(tǒng)、管路泵送子系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等5部分組成。

矸石破碎子系統(tǒng)：主要將原狀矸石破碎成直徑小于25mm以下的成品矸石，設(shè)備有皮帶、待料斗等。

配比攪拌子系統(tǒng)：主要功能是將矸石、粉煤灰、添加劑、水按照一定比例進行配比攪拌，制成矸石膏體；設(shè)備包括攪拌機、料倉、螺旋給料機、稱量斗等。

管道泵送子系統(tǒng)：主要功能是將制成的矸石膏體輸送到井下工作面的充填區(qū)域；設(shè)備包括充填泵、充填管、壓風管等。

檢測監(jiān)控子系統(tǒng)：包括料位、水分、稱重、流量、密度、壓力以及來料稱重7個方面，通過計算機實現(xiàn)對充填站系統(tǒng)的自動控制。

除塵系統(tǒng)：主要功能是采取多項措施綜合防治粉塵污染；設(shè)備包括除塵器、噴霧撒水裝置、密閉罩等。

小屯礦充填站設(shè)計時考慮其環(huán)保性，其主要體為：物料重復(fù)利用性：可以利用回收骨料和再循環(huán)水；防塵性：在破碎、攪拌、上料、存儲方面有高效的防塵性；低噪音：破碎系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)設(shè)計緊湊合理，采用先進技術(shù)和材料，工作時噪音低。

井下工作面系統(tǒng)設(shè)備主要包括雙滾筒采煤機、刮板輸送機、液壓充填支架等，充填支架將采煤區(qū)的支護、充填區(qū)的支護、充填體的保護與隔離等作用集于一體，實現(xiàn)了綜采設(shè)備的突破。

井下充填工藝為綜采充填：使用雙滾筒采煤機割煤，采用四刀一充，采煤機割煤四刀，采空區(qū)充填一次。

充填的過程是地面充填站將矸石破碎加工，然后把矸 石、粉煤灰、專用膠結(jié)料和水等四種物料按比例混合攪拌制成膏體漿液，再通過充填泵把膏體漿液輸送到井下充填工作面，充填由液壓充填支架和輔助隔離措施形成的封閉采空區(qū)空間的過程。充填工作面結(jié)束后，充填體凝固時間需要4小時左右，此時檢修班對設(shè)備進行檢修，為下班充填做準備。

三、矸石膏體充填經(jīng)濟效益與社會效益分析

（一）經(jīng)濟效益分析

使用矸石膏體充填綜采技術(shù)，可有效破解“三下”壓煤問題，解放大量呆滯煤炭，延長礦井服務(wù)年限，經(jīng)濟效益非常可觀。以小屯礦南旺村村下矸石膏體充填為例，南旺村保護煤柱采用膏體充填可采煤161.1萬噸，比傳統(tǒng)條帶開采多采出煤炭93.1 萬噸，提高采出率1.3倍，膏體充填比條帶開采多創(chuàng)造產(chǎn)值53998萬元，增加利潤近23827萬元，延長小屯礦服務(wù)年限1.5年；以冀中能源峰峰集團為例，峰峰集團適合充填開采的三下壓煤量有1.54億噸，將延長峰峰集團服務(wù)年限近10年，比傳統(tǒng)條帶開采多延長服務(wù)年限5-6年，可多創(chuàng)造產(chǎn)值200億元以上。

（二）社會效益分析

1.采用矸石膏體充填技術(shù)，每年可處理大量煤矸石和粉煤灰，顯著減少矸石、粉煤灰對環(huán)境的污染和占地，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，使固體廢物得以資源化利用。

2.充填效果可有效支撐住頂板，減少地面塌陷，降低了 對地面建筑物的影響和破壞，有利于協(xié)調(diào)工農(nóng)關(guān)系，減少工農(nóng)矛盾，有利于推進和諧礦區(qū)建設(shè)。

3.解放了資源，延遲了老礦井的衰閉，增加了就業(yè)，增進了礦區(qū)穩(wěn)定、和諧，實現(xiàn)了礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

4.小屯礦膏體充填試驗成功以后還可以推廣應(yīng)用到全國其它礦區(qū)三下壓煤開采，實現(xiàn)綠色開采，產(chǎn)生更加巨大的社會和環(huán)境效益。

四、矸石膏體充填綜采技術(shù)推廣效果及前景展望 1.矸石膏體充填綜采技術(shù)有效解決了村莊下壓煤的開采問題。從技術(shù)上看，能使煤炭開采安全可靠，提高了煤炭回收率；從經(jīng)濟效益上看，解放了村莊建筑物下煤炭資源，大幅度提高煤炭資源采出率，延長礦井服務(wù)年限，并且減少了條帶開采損失；從環(huán)境效益上看，保護了地表村莊等建筑物，實現(xiàn)不搬遷采煤，改善工農(nóng)關(guān)系，保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

2.矸石膏體充填選用煤矸石、粉煤灰作為充填材料，膏體質(zhì)量濃度達到了80%以上，選擇上述固體廢棄物作充填骨料材料，為其資源化利用開辟了新途徑，有效處理了固體廢棄物，是煤礦綠色開采膏體充填的發(fā)展方向。

3.矸石膏體充填大量使用煤矸石、粉煤灰，使固體廢物得以資源化利用，減少對環(huán)境的污染，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，也充分響應(yīng)了國家節(jié)能減排政策，為全國其它礦區(qū)樹立綠色采礦示范。

4.矸石膏體充填綜采技術(shù)的推廣應(yīng)用，對全國其它礦區(qū) 三下壓煤開采，將會產(chǎn)生更加巨大的經(jīng)濟社會和環(huán)境效益，使一些衰老礦井得以可持續(xù)發(fā)展。

第四篇：充填開采匯報材料(翟鎮(zhèn)煤礦)

充填開采經(jīng)驗介紹材料

翟鎮(zhèn)煤礦

翟鎮(zhèn)煤礦自2005年初開始研究矸石充填采煤工藝，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)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(xiàn)井下矸石不升井，并率先在集團公司內(nèi)停運了矸石山。

一、充填開采技術(shù)及應(yīng)用效果。

1、充填開采技術(shù)

礦井充填采區(qū)七采區(qū)，工作面采用自行研發(fā)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(qū)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(qū)）。

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(yè)，移架步距0.6m。若頂板破碎或端面距過大時，應(yīng)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(qū)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(guī)循環(huán)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(tǒng)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(shè)備等，進行采空區(qū)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(guān)閉第一個插板，打開第二個插板，重復(fù)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(qū)。

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(xiàn)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(guān)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(xiàn)有效充填空間的完全充滿與壓實。

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

C、技術(shù)要點

為控制矸石充填效果，實現(xiàn)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(yīng)做好以下方面的工作。

①漏矸孔插板打開嚴格執(zhí)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(yè)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(nèi)，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(qū)充填效果。

2、應(yīng)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(xiàn)充填工藝設(shè)備、技術(shù)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(zhuǎn)載機原理設(shè)計了探梁式卸矸架，實現(xiàn)皮帶直接向采空區(qū)充矸；三是對溜尾端頭支護進行優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)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(jù)礦井目前工作面矸石充填能力、充填效果、設(shè)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(chǎn)水平。

2、進一步做好充填工作面設(shè)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(yīng)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(zhì)。

第五篇：實施充填開采技術(shù) 建設(shè)綠色煤礦企業(yè)

實施充填開采技術(shù) 建設(shè)綠色煤礦企業(yè)

陜西上河實業(yè)集團有限責任公司起步于20世紀90年代后期，經(jīng)過20多年艱苦創(chuàng)業(yè)和不懈努力，現(xiàn)已發(fā)展為涉及煤炭采掘、洗選煤及深加工、文化藝術(shù)、酒店住宿、休閑餐飲、房地產(chǎn)開發(fā)、公路橋梁建設(shè)、五金交電銷售、農(nóng)牧漁業(yè)種養(yǎng)殖等諸多領(lǐng)域的綜合性集團公司。上河集團下設(shè)的上河煤礦位于榆林市榆陽區(qū)牛家梁鎮(zhèn)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(yè)，始建于1994年4月，1997年4月建成投產(chǎn)，2008年礦井核定生產(chǎn)能力為30萬噸/年，2013年3月礦井最終核定生產(chǎn)能力為60萬噸/年。礦區(qū)地處毛烏素沙漠南緣，井田面積2.977平方公里，現(xiàn)有地質(zhì)儲量1141.7萬噸，可采儲量479.7萬噸，剩余服務(wù)年限約8年。煤礦現(xiàn)證照齊全，為正常生產(chǎn)礦井。

煤礦開采與環(huán)境保護、城市發(fā)展、水資源保護等問題一直在矛盾中糾結(jié)，困擾著企業(yè)的發(fā)展。如何在發(fā)展經(jīng)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(shù)，即向煤礦采空區(qū)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(shù)，充填開采屬綠色開采技術(shù)體系的重要組成部分，是提高回采率、減少環(huán)境破壞的最有效方式，不僅實現(xiàn)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(wù)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(xiàn)了綠色開采。

充填驗收會照片

探路：實施充填開采

為了響應(yīng)國家提倡煤礦應(yīng)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(wù)年限，有效保護水源地不受破壞、地表不產(chǎn)生塌陷、杜絕煤礦開采后采空區(qū)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(qū)煤炭局組織前往內(nèi)蒙古、河北、山東等地實地考察的基礎(chǔ)上，于2016年7月決定引進膠體充填開采技術(shù)，進行充采試驗，建設(shè)綠色煤礦企業(yè)。

2017年3月，上河煤礦經(jīng)榆林市榆陽區(qū)政府同意，由榆陽區(qū)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(shè)計有限公司、陜西世誠礦業(yè)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(shè)計》。上河煤礦啟動充填開采技術(shù)應(yīng)用，在經(jīng)歷了數(shù)月的建設(shè)、調(diào)試期后，在3216工作面針對原材料的配比、機械設(shè)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(guān)專家對井下充填試驗現(xiàn)場實際查看的基礎(chǔ)上，對充填開采方案設(shè)計進行了評審。2018年1月，上河煤礦委托設(shè)計單位根據(jù)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(shù)、開采回填工藝、監(jiān)測方案和運輸、通風、排水等系統(tǒng)做出適當調(diào)整，編制了《榆林市上河煤礦風積沙似膏體充填開采方案設(shè)計（變更及補充）》。

上河煤礦嚴格按照設(shè)計方案執(zhí)行，地面建設(shè)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(qū)充填、第二階段的6個奇數(shù)號條帶煤柱及其采空區(qū)域充填，正在進行第三階段的奇數(shù)號煤柱置換工作，基本達到設(shè)計要求的驗收進度。經(jīng)過監(jiān)測，充填體實測強度8.22MPA，大于設(shè)計要求的6.47MPA，滿足要求，上河煤礦開展此項技術(shù)應(yīng)用至今，在煤礦3216工作面取得了局部成果。通過不斷地總結(jié)，做出如下結(jié)論：一是地面設(shè)備、設(shè)施工作穩(wěn)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(chǎn)生窩工及各種浪費；三是在充填體穩(wěn)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(nèi)，并通過項目持續(xù)性開展，還有降低成本的空間；五是通過井上下監(jiān)測設(shè)備、設(shè)施所反饋的數(shù)據(jù)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(shè)施不受破壞；六是通過該技術(shù)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(qū)塌陷、地表破壞、排污等問題。

2018年6月，由榆陽區(qū)煤炭局牽頭組織項目建設(shè)、設(shè)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(xiàn)場檢查驗收，驗收結(jié)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(shù)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(chǎn)業(yè)向“生態(tài)環(huán)保型”轉(zhuǎn)變，第一個層次，是盡量減少對生態(tài)環(huán)境的影響；第二個層次，是不影響生態(tài)環(huán)境；第三個層次，主動改善生態(tài)環(huán)境。上河集團率先實施充填開采，實現(xiàn)了榆林煤炭行業(yè)所期待的由被動治理向主動防治轉(zhuǎn)變，是煤炭產(chǎn)業(yè)向“生態(tài)環(huán)保型”轉(zhuǎn)變的生動典型。上河煤礦實施充填開采，可以延長礦井服務(wù)年限5年左右，對當?shù)氐慕?jīng)濟、就業(yè)、稅收與人民群眾的生活穩(wěn)定都起到良好的作用?？傊瑧?yīng)用充填開采技術(shù)，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(chǎn)生塌陷、杜絕了煤礦開采后采空區(qū)所遺留的諸多安全隱患，同時也相對地提高了煤礦的經(jīng)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(fù)制

上河集團在煤炭主管部門的積極引導(dǎo)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(chǎn)煤大市而言，在目前的情況下，“上河實踐”應(yīng)當如何復(fù)制？筆者認為，政府應(yīng)當加強技術(shù)改造項目投入扶持力度。利用煤礦安全改造、煤炭產(chǎn)業(yè)升級等中央預(yù)算內(nèi)資金支持煤礦實施充填開采，省級財政應(yīng)制定配套扶持政策，同時執(zhí)行充填開采煤炭資源稅費優(yōu)惠，減輕充填開采企業(yè)的成本負擔。地方政府相關(guān)部門要積極支持煤礦企業(yè)開展充填開采工作，以便加快充填開采技術(shù)的推廣。此外，從國家宏觀層面，應(yīng)考慮將以沙石、矸石、膏體等尾礦廢渣為主要填充材料生產(chǎn)的煤礦副產(chǎn)品以及充填開采的煤炭產(chǎn)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(yōu)惠。

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

（來源：陜西日報

通訊員 馮偉

王峰峰）