采空区充填法的应用现状与发展前景

科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY2009年第19卷第33期

我国矿山在20世纪70年代即对充填采矿法有一定的应用,后因经济、效率等原因,制约了这一技术的使用和推广。随着国民经济的持续稳定发展和我国对矿山资源回收率要求的提高,特别是矿产资源中煤炭价格的回升,利用充填采煤法进行“三下”采煤以及保护煤柱的开采已经提到了议事日程。充填采空区的开采方法具有改善深井支护条件、提高矿物回采率、减少贫化率、充分利用资源及有效控制地压等优点,因此充填采煤法越来越被人们所重视，这为我国今后矿山事业的发展走向成熟指明了方向。

1国内外充填开采方法的种类

充填工艺不仅可以减少地下开采对地面沉陷造成的危害，减轻井下巷道和工作面受采动影响，便于顶板管理，有利于安全生产、改善巷道维护及运输、通风和瓦斯管理，而且对实现绿色开采、美化生态环境有重要意义。我国充填采矿从20世纪70年代就开始研究，并形成了几类成熟的充填方法，按充填动力分，可分为水利充填、胶结充填、气力充填等。

1.1水力充填法

水力充填法是采用水力输送方式、通过充填管路将充填料浆送入采空区进行充填的充填采矿法。水力充填主要特点是将充填材料借助水力充入井下采空区，其充填料的输送浓度较低，一般在60％～70％，需要在采场大量脱水；且由于采用管道输送,故对充填料的最大粒径有所限制,否则管道易被堵塞。常用的水力充填材料有尾矿、碎石、砂卵石、山砂、河沙和工业废渣等。

1864年，在美国宾夕法尼亚的一个煤矿区进行了第一次水砂充填试验,以保护一座教堂的基础安全。随后南非、德国等国家也先后试验并成功运用了水砂充填工艺。进入20世纪后，加拿大和澳大利亚等国的一些矿山应用了水砂充填技术，从此真正开始将矿山充填纳入采矿计划，成为采矿系统的一个组成部分，并且对充填料及其充填工艺开展了研究。到目前为止，水砂充填的矿山已较多，如国外澳大利亚的布罗肯希尔矿和加拿大的一些矿山均广泛应用了这一工艺。早在1982年，加拿大多娒矿还对高浓度充填采矿法做了深入研究。

我国是世界上最早利用水力进行充填的国家之一。在20世纪初，内蒙古的扎赉诺尔矿和抚顺矿区就采用水力充填对特厚煤层进行开采，抚顺矿区在开采特厚煤层时还采用了倾斜分层V 型长壁上行充填采煤法。另外，新汶等矿区利用水力充填技术成功地解决了“三下”采煤问题。通过实践，我国在水力充填系统设计及水利充填采煤技术方面均已积累了丰富经验。在其他矿山应用的有：湘潭锰矿亦从1960年开始采用碎石水力充填工艺，以防止矿坑的内因火灾，并取得了较好的效果；锡矿山南矿在1965年为了控制大面积地压活动，首次采用了尾矿水力充填采空区工艺，有效地减缓了地表下沉。进入20世纪90年代，已在国内60余座黄金、有色和黑色等金属矿山的开采中广泛应用了水砂充填工艺。但由于采用水力充填采空区时需消耗大量充填材料，充填工艺复杂，全部人工操作，且由于输送时易造成输送管路堵塞、输送成本高等原因未能得到广泛的应用。

1.2胶结充填法

由于水砂充填体的强度较低,且井下排水较为困难，20世纪60至70年代开始应用和研发尾矿胶结充填技术。胶结充填始于20世纪50年代的加拿大，其代表矿山有澳大利亚的芒特艾萨矿。20世纪80至90年代，随着采矿工业的发展，原充填工艺已不能满足回采工艺的要求和进一步降低采矿成本或环境保护的需要，因而发展了高浓度充填技术、膏体充填、块石砂浆胶结充填和全尾矿胶结充填等新技术，使胶结充填技术日益完善，并获得推广应用。这些充填技术成果包括全尾矿胶结充填技术、块石砂浆胶结充填技术和膏体泵送充填技术等。

1.2.1全尾矿胶结充填

这是以全尾矿作为集料的胶结充填方式，近年来国内外对此开展了广泛的研究与推广应用。全尾矿胶结充填料的主要特点是细粒级颗粒含量大，其表面积大大增加，构成一种具有触变性质的标准分散系。国外在这方面的贡献主要有前苏联列宁诺尔克公司在活化搅拌技术方面的研究，加拿大威斯特明资源公司在全尾矿脱水技术方面的研究。我国于“七五”期间在高浓度全尾矿胶结充填技术攻关试验研究获得成功，其中凡口矿在全尾矿胶结充填试验期间的尾矿利用率达到90％，充填料输送质量分数达到75％。“九五”期间开展的“深部全尾矿胶结充填新材料新技术研究”，试验期间的尾矿利用率达到85％。20世纪90年代全尾矿活化搅拌机的应用标志着全尾矿胶结充填技术在我国走向成熟。

全尾矿胶结充填的优点是可以解决充填材料来源不足、地表上不适宜建尾矿库和尾矿中含有有害物质而需要处理的矿山，从而实现矿山的绿色开采。全尾矿胶结充填之所以没有得到广泛应用，是因为其充填材料力学强度不够，需要消耗大量水泥，经济效益低。

1.2.2块石砂浆胶结充填

块石胶结充填是将一定量的粗骨料和胶结料浆混合充入采场或采空区，并使之成为胶结整体的工艺过程。块石砂浆胶结充填方式的基本特点是以砂浆包裹块石形成胶结充填体,无需搅

文章编号:1005－6033（2009）33－0110-02收稿日期:2009－10－15采空区充填法的应用现状与发展前景

王飞，张东峰

（太原理工大学，山西太原，030024）

摘要：介绍了国内外采空区充填工艺现状，总结了传统矿山采空区充填工艺的特点,

对我国充填采矿现状和充填采矿的种类进行了分析,对充填技术的应用前景进行了展

望。

关键词:采空区；充填采矿；充填工艺

中图分类号：TD82文献标识码：A

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拌,其充填体强度接近于混凝土胶结充填强度。与混凝土胶结充填相比,充填效率大大提高,工艺更为简单,工人劳动强度大大降低。由于充填体中的部分砂浆被块石替代，可显著降低充填成本，因此其发展速度较快。该工艺一般适用于大采场充填，块石主要来自于地表采石场。

国外采用这种充填方式的有芬兰Enonkoski矿和哈萨克斯坦有色系统矿山，国内代表是铜坑锡矿。这种充填方式的优点是能缓解或减少坑下废石提升及其费用,减少地表废石堆场及对环境的污染,减少水泥砂浆用量,降低水泥消耗量,从而降低充填成本，且充填体易于接顶,有利于采场稳定和采矿作业安全。不过由于块石及块石胶结料的运输比细砂浆管道输送困难得多,且需要设地表采石场，初期投资偏大，在我国没有得到广泛的应用。

1.2.3膏体泵送充填

膏体泵送充填是将充填材料制成膏状稠料，借助正压排量泵输送到采空区的工艺过程。膏体泵送充填特点是充填料是一种不析水的物料集合体。为了有可泵性好的稠料，则物料配合有较严格的要求。现在工业上较常用的配方是粗物料＋细物料＋超细物料。膏体泵送充填可获得高密度充填体，井下不需脱水，易实现自动控制。

20世纪80年代末，膏体泵送充填技术首先在德国的格隆德矿应用成功，随后又在美国、英国、澳大利亚、加拿大、土耳其和葡萄牙等主要采矿国家的金属矿山得到了广泛应用。1991年，德国沃尔萨姆煤矿成功应用了这一技术。我国于1994年在金川二矿率先成功应用了这一技术，随后又在铜绿山铜矿、喀啦通克铜矿和山东湖田铝土矿建成了膏体泵送充填系统。

1.3气力充填法

气力充填又称风力充填。气力充填是一种利用空气流作为输送动力，在管道中搬运粉粒状固体物料进行充填的一种方法。气力充填具有充填带密实性好、护巷带窄、强度高、对充填材料性能要求不高且充填系统简单等特点。

国外西德是最早应用气力充填的国家之一。根据不同的条件和液压支架的形式，西德研究了3种架后充填的配置方式：跺式支架正面充填、节式支架侧向充填和掩护式支架正面充填。加拿大国际金属公司的D·兰德里雅特等人对高浓度充填料的气力充填方法也进行了一定的研究，并指出了其最大的缺点是管路磨损消耗。

国内学者林江对气力输送系统流动特性进行了一系列研究，对气力输送系统的气固两相流动特性、气力输送系统的堵塞控制、低能耗、高效率设计运行等过程控制作了比较全面的探讨，进一步完善了气力输送系统的输送理论和设计准则。开滦矿务局与北京开采所主动承担了科技攻关项目——

—采煤工艺改革安全技术研究，并在唐山矿进行了风力充填护巷带沿空留巷和一巷两用的工业性试验。我国焦作和北京等矿区也曾进行过工

业试验，但未能推广，现仍在进一步实验。目前气力充填技术在煤矿中应用还不成熟。

2充填技术研究展望

我国是矿产资源大国，同时也是矿产资源生产和消耗大国，我们在开采矿产资源的同时不可避免地会扰动和破坏地表环境，带来安全隐患。随着工业飞速发展，矿产需求迅速增加，开采矿产资源所引发的环境破坏和废料排放已成为相当严峻的问题，世界各国领导人、环境专家和采矿专家均提出了矿山资源绿色开采。

采空区充填可以解决地表环境、废料排放、安全方面等问题。在矿山开采的同时，因开采形成了大量采空区，用崩落采矿法回采时会造成地表塌陷。如果用空场采矿法回采时，又会留下采空区。采空区的存在又会使岩体中应力重新分布，这又会导致采空区顶板、围岩和矿柱发生变形、破坏和移动，而采用充填采矿法会很好解决这些问题。在废料排放方面，采矿实际就是开采资源和废料排放的过程。我国在开采矿产资源过程中排放的废料占全国工业废弃物排放总量的85％。现在的采矿模式显著增加了地球环境负荷，不能满足可持续发展原则。而充填采矿法正是利用这些废料作为充填物料，这不仅解决了物料排放问题，而且还大大降低了充填费用。安全方面，充填采矿还可以解决由于采空区诱发的矿区塌陷、滑坡、地震、矿井突水、瓦斯、顶板冒落等地质灾害，以及废石场引发泥石流及尾砂库溃坝等灾害。在煤矿方面，充填采矿还可以更好地解决“三下”压煤及留设保护煤柱问题，能明显地改善深井支护条件、提高回采率降低贫化率等。充填采矿法必将是矿山开采中的一朵奇葩，在21世纪娇艳地绽放。

3结语

本文主要分析了国内外充填技术发展现状，并对充填技术应用前景进行了展望。采空区充填在矿山中具有控制上覆岩层沉陷、保证矿山安全生产、减少留设煤柱等重要作用。因此，采空区充填对矿井开采具有重大现实意义。这也正符合科学发展观走可持续发展道路，树立“发展循环经济，打造绿色矿山”的崭新理念。

参考文献

［1］王新民,肖卫国,张钦礼.深井矿山充填理论与技术［M］.长沙:中南大学出版社，2005.

（责任编辑：戚米莎）────────────────

第一作者简介：王飞，男，1979年11月生，现为太原理工大学采矿专业2007级在读硕士研究生，山西省太原市，030024.

The Present Applications and Development Prospects

of Filling Method of Mined－out Area

WANG Fei,ZHANG Dong-feng

ABSTRACT:This paper introduced the present situation of filling techniques of mined－out areas adopted in China and foreign countries,summarizes the characteristics of traditional filling techniques adopted in mined－out areas,analyzes the status and the types of back filling methods in China,and looks forward to the application prospects of filling technique. KEY WORDS:mined－out area;back filling method;filling technique

王飞，张东峰采空区充填法的应用现状与发展前景本刊E-mail:bjb＠sxinfo．net综述

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xxx煤矿采空区充填设计

目录 1.设计原则及依据 (2) 1.1设计原则 (2) 1.2执行相关国家标准 (2) 2.矿井基本信息 (3) 3.物料配比 (3) 3.1膏体充填料性能参数 (3) 3.2膏体充填材料用量 (3) 4.工艺流程 (5) 5.主要设备选型 (6) 5.1成品骨料制备系统 (6) 5.2充填料配比搅拌系统 (8) 5.3泵送系统 (11) 5.4充填管路系统 (12) 5.5附属设施与配套事项 (12) 5.5.1蓄水池 (12) 5.5.2沉淀池 (12) 5.5.3厂房需求 (12) 5.5.4配套事项 (12) 6.管理方法及规定 (16) 6.1 施工管理 (15) 6.2 密闭材料的质量要求 (15) 6.3 充填巡查管理系统维护 (15) 6.4突发性跑漏尾砂事故的防范措施 (15) 7.安全技术措施 (17)

1.设计原则及依据 1.1设计原则 （1）工艺合理，系统可靠，经济实用，实现“三下煤”开采； （2）《煤矿安全规程》中的相关标准、规定、规范，保证设计安全；； （3）xxx煤矿相关资料； （4）严格执行国家煤矿类有关标准、规定、规范，保证设计质量； （5）充分利用煤矿现有设施，尽量减少工程量，从而节约基建投资； （6）确保充填站的服务范围和充填能力； （7）保证充填系统在服务年限之内的安全和使用的稳定性； （8）高度重视环境保护和水土保持； （9）充填站布置应尽量紧凑，节约宝贵的工业场地； （10）工艺要尽可能简单可靠； （11）使用过程中易于管理； （12）管道泵送系统运行可靠。 1.2执行相关国家标准 （1）国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》； （2）中华人民共和国国家标准《环境空气质量标准》GB3095-1996 （3）中华人民共和国国家标准《地表水环境质量标准》GB3838-2002 （4）中华人民共和国国家标准《地下水质量标准》GB14848-93 （5）中华人民共和国环境保护法 （6）中华人民共和国环境噪声污染防治条例 （7）中华人民共和国国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996 （8）中华人民共和国国家标准《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996 （9）中华人民共和国国家标准《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》GB 9137-88 （10）中华人民共和国国家标准《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90 （11）中华人民共和国国家标准《土壤环境质量标准》GB15618-1995 （12）中华人民共和国国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001

采空区处理

当开采完成形成采空区后，在上覆压力和地下水等因素的作用下，该煤柱和开采区两侧的煤层软化，失去强度，导致上覆岩体塌陷、冒落，形成滑坡。 地下采空区对采矿工程的危害是显著和累积叠加的，主要体现在二个方面：一是采空区矿柱变形、破坏、顶板大面积冒落、岩移，造成地表沉陷、开裂和塌陷，破坏地面环境和影响露天作业，更为严重的是采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏；另一方面在矿山开采过程中，采空区围岩受爆破震动影响导致岩体裂隙发育，甚至贯通地表或连通老窿积水，发生突水事故，淹没坑道和工作面，造成巨大经济损失。 矿体开采后，采场的原始应力状态被破坏，从而致使应力重新分布，时常导致矿柱失稳破坏。这种矿体开采后，当矿杜承受的应力超过自身强度时，发生的不连续的发散突变，即矿柱失稳破坏的现象。 其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。 在采空区与巷道坍塌方面，主要采用的防治技术有充填、加固、封闭和崩塌四种。在地下突水防治方面，目前主要采用注浆堵水和探放水技术。 我国地下开采矿山目前的实际情况是采空区灾害发生频繁，因事故死亡人数和国外同类相比相对较高，安全生产形势相当严峻，危及到人民群众的生命安全，对生态环境造成了严重破坏，给国家造成了巨大的经济损失，制约了我国矿山企业的可持续发展。 长期以来，国内外许多专家学者针对采空区围岩的稳定性作了大量的理论研究工作，提出了许多控制采空区灾害的实用技术。 采空区处理 对于矿山地下开采遗留的采空区，处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。由于成本较高，技术难度大，所以目前在矿山的开采阶段应用较少。在具体的采空区处理过程中，由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样，必须针对各采空区的特点和条件，分别采取相应的处理方法。有时采用两类方法联合处理，如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法，如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。 1.崩落法 崩落围岩处理采空区的实质:用崩落围岩充填空区或形成缓冲保护岩石垫层，以防止上部大量岩石突然崩落时，气浪冲击和机械冲击巷道、设备和人生的危害:缓和应力集中，减少岩石的支撑压力。 崩落围岩又分为自然崩落和强制崩落两种。从理论上讲，任何一种岩石，当它达到极限暴露

采空区填充

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西部采区采空区治理情况报告

通化县远程矿业有限责任公司西部采区采空区治理情况报告 编制单位：通化县远程矿业有限责任公司

目录 一、通化县远程矿业有限责任公司概况--------------------------------------1 1、矿区位置、交通及地理概况-----------------------------------------------1 2、企业性质及隶属关系--------------------------------------------------------1 3、背景项目-----------------------------------------------------------------------2 二、西部采区概况---------------------------------------------------------------3 三、金属非金属地下矿山采空区治理必要性------------------------------4 1、采空区现状及其对矿山重要设施的影响-------------------------------4 2、采空区治理及依据----------------------------------------------------------5 四、采空区治理方案实施-----------------------------------------------------6 1、安全生产管理体系----------------------------------------------------------7 2、员工学习采空区治理方案-------------------------------------------------7 3、安全技术措施----------------------------------------------------------------7 五、充填工艺--------------------------------------------------------------------9 六、采空区治理过程-----------------------------------------------------------9 七、采空区充填成果-----------------------------------------------------------12 八、结论--------------------------------------------------------------------------12

全尾砂胶结充填技术在金属矿山坑下采空区治理中的应用

全尾砂胶结充填技术在金属矿山坑下采空区治理中的应用 为了解决采空区及地表陷落的安全隐患，同时为矿山生产的大量尾矿砂寻找堆存场地，经试验充分论证，可利用全尾砂对井下采空区进行充填处理，消除地表陷落及采空区垮塌安全隐患。井下采空区充填密闭是全尾砂充填的必要条件之一。文章较详细介绍了全尾砂胶结充填技术在某金属矿采空区治理中发挥的作用，治理效果显著，基本消除了矿区采空塌陷地质灾害隐患，为小型矿山采空区治理工作提供技术指导。 标签：采空区；全尾砂；胶结充填；金属矿 全尾砂胶结充填技术近十几年来，在我国不断得到发展、完善，已在不少矿山推广应用。某金属矿于2005年建矿，2008年正式投产，设计生产能力15万t/a。矿山采用中央下盘斜井开拓，采矿方法为房柱法和浅孔留矿法。经多年开采已经形成了较大范围的地下采空区，对周围居民、工厂构成威胁，矿山和各级政府对地表安全监控管理和环境保护治理的工作责任重大。 1 矿山基本概述 1.1 地质条件 矿区处于某向斜盆地的东北边缘，分布有奥陶系马家沟组、石炭系本溪组及二叠系地层。由于金岭岩体的侵入作用，形成向东北倾伏的金岭短轴背斜，沿接触带形成一系列大小不等的磁铁矿床。 该金属矿山开采矿床矿体-150m以上部分。矿体形态呈扁豆状，走向N30°E，倾向SE，倾角20°～40°，矿体沿走向南北长180m，沿倾向延伸165m，水平宽度50～150m。主要有益组分TFe含量一般为30%～55%，最高可达64.74%，平均含量51.41%；矿体最小厚度4.34m，最大厚度16.48m。 1.2 水文地质条件 矿区地处鲁中南陆背斜水文地质区、山间盆地亚区的水文地质单元北部。依据含水介质及赋存条件，含水岩组分为第四系松散岩类孔隙含水岩组、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组和岩浆岩类裂隙含水岩组。 矿山投产以来，坑内一直无水，只是在雨季的后期，坑壁上有少量渗水，并不影响坑内作业，也无需排水疏干。该金属矿水文地质条件简单。矿床的主要充水因素是奥陶系灰岩岩溶裂隙水。区内没有大的河流及地表水体，大气降水顺势流出矿区，不会在本区滞留，对地下开采一般不会构成威胁。 1.3 开采现状

xxx煤矿采空区充填设计

目录 1.设计原则及依据.......................................... 错误!未定义书签。 设计原则.............................................. 错误!未定义书签。 执行相关国家标准...................................... 错误!未定义书签。 2.矿井基本信息............................................ 错误!未定义书签。 3.物料配比................................................ 错误!未定义书签。 膏体充填料性能参数.................................... 错误!未定义书签。 膏体充填材料用量...................................... 错误!未定义书签。 4.工艺流程................................................ 错误!未定义书签。 5.主要设备选型............................................ 错误!未定义书签。 成品骨料制备系统...................................... 错误!未定义书签。 充填料配比搅拌系统.................................... 错误!未定义书签。 泵送系统.............................................. 错误!未定义书签。 充填管路系统.......................................... 错误!未定义书签。 附属设施与配套事项.................................... 错误!未定义书签。 蓄水池............................................. 错误!未定义书签。 沉淀池............................................. 错误!未定义书签。 厂房需求........................................... 错误!未定义书签。 配套事项........................................... 错误!未定义书签。 6.管理方法及规定 (16) 施工管理 (15) 密闭材料的质量要求 (15) 充填巡查管理系统维护 (15) 突发性跑漏尾砂事故的防范措施 (15) 7.安全技术措施 (17)

10701综采面采空区矸石充填安全技术措施

贵州众一金彩黔矿业有限公司织金县珠藏镇兴发煤矿10701综采面采空区矸石充填 安全技术措施 编制： 编制单位：兴发煤矿技术科 2019年5月3日

安全技术措施会审记录

10701综采面采空区矸石充填安全措施学习和考试记录贯彻时间：学习地点：传达人：

10701综采面采空区矸石充填安全技术措施 一、概况 10701综采工作面布置在一采区东翼，走向长380m，工作面倾斜长190m，工作面上限（回风巷）标高为+1300m，下限（运输巷）标高为+1420m。该综采工作面对应地面位置为大山，无主要建筑物，回采过程中对地面设施无影响。本工作面采用走向长壁一次采全高后退式综合机械化开采方法，双滚筒采煤机割煤、装煤，可弯曲刮板运输机运煤，支撑掩护式综采液压支架维护工作面顶板。10701工作面按照《10701综采工作面初采初放安全技术措施》执行初采初放，然后进行正常回采。 采用MG250/600-AWD2型双滚筒采煤机割煤，采煤机在工作面端头斜切进刀，双向割煤，采煤机割煤时，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，设计采高为2.0m，循环进度0.6m。采煤机双向割煤，自行装煤，沿煤层顶底板回采。顶板必须割平，煤壁平、直，不得出现台阶、无伞檐，严禁留顶煤，支架必须拉成一条直线，要求刮板运输机平、稳、直，工作面采高为2.0m。 为尽量减少煤矿排矸量，推广新型技术，把矸石回填采空区（采空区矸石充填），为保证采空区充填期间的施工安全，特编制本安全技术措施。 二、矸石充填钻孔设计 1.10701综采面M7煤层倾斜长190m，煤层厚度2m的有110m，有80m长的工作面煤层薄化只有0.3m，几乎为矸石，工作面采高设计为2m，最大采高不超过 2.6m。在工作面推进10m左右，待初次放顶完成（即煤层直接顶垮落后进行施工采空区矸石充填钻孔）。

采空区充填支护材料

采空区充填支护材料 采空区充填支护材料是由双组分反应生成，具有良好的隔气性和发泡性，广泛应用于煤矿和隧道的（临时）永久密闭、煤岩空峒和煤层裂隙的充填、防火墙的构筑、有毒有害气体的封堵和冒顶支护等区域。特别适用于充填高冒区煤岩空峒、各种裂隙及漏风通道，以及封堵工作面上下隅角防治漏风及采空区瓦斯气体涌出。产品不燃烧也不助燃，具有突出的防爆防静电性能，对封堵瓦斯和防灭火有很好的效果。材料成型后性能稳定、持久，不破裂。 产品概述 采空区充填支护材料是为了提高煤矿井下密闭和空峒充填的施工速度，提高生产效率而研发的。它是由多种高分子化合物经过复配加入适量的交联剂、稳定剂和固化剂，在特定条件下反应预制成的块状泡沫体。该泡沫体重量轻、密闭性能好。由双组分反应生成，具有良好的隔气性和发泡性，广泛应用于煤矿和隧道的（临时）永久密闭、煤岩空峒和煤层裂隙的充填、防火墙的构筑、有毒有害气体的封堵和冒顶支护等区域。特别适用于充填高冒区煤岩空峒、各种裂隙及漏风通道，以及封堵工作面上下隅角防治漏风及采空区瓦斯气体涌出。该填充材料是由基料和催化剂，以4：1或者1：1的体积比混合，即时发泡，迅速膨胀形成的。膨胀倍数可达最初体积的15～30倍，膨胀泡沫2分钟内即可凝固硬化。 材料特点 1. 材料重量轻，运输方便，施工密闭时能大量减少工人劳动强度； 2. 使用时可以根据施工要求随意切割成不同尺寸、不同形状的单元体； 3. 施工速度快，可实现5分钟密闭巷道； 4. 产品阻燃防爆，密闭不透气，且当顶板有压力时，愈压密封性能愈好；

5. 产品具有一定的可塑性，施工后能保持巷道帮密实不透气； 6. 不需要购置专用设备，且产品可以重复使用，节约成本； 7. 用户根据使用地点和要求的不同，可定制不同强度、不同规格尺寸的产品； 8. 该产品属环保产品，使用过程中无毒、无味、无污染。 产品作用 采空区充填支护材料是一种泡沫充填产品，由双组分反应生成，具有良好的隔气性和发泡性，广泛应用于煤矿和隧道的永久密闭、煤岩空峒和煤层裂隙的充填、防火墙的构筑、有毒有害气体的封堵和冒顶支护等区域。特别适用于充填高冒区煤岩空峒、各种裂隙及漏风通道，以及封堵工作面上下隅角防治漏风及采空区瓦斯气体涌出。该物质不燃烧也不助燃，具有突出的防爆防静电性能，对封堵瓦斯和防灭火有很好的效果。该材料成型后性能稳定、持久，不破裂。 适应范围 1、充填煤岩空峒和裂隙，防止漏风； 2、井下有毒有害气体的封堵； 3、构筑防火密闭墙或快速密闭墙； 4、充填巷道或工作面高冒区； 5、采空区或者高冒区防灭火。 注意事项 1．运输过程中请勿重压，以免损坏产品； 2．施工时应根据密闭断面尺寸，尽可能的使用整块产品，减少切割次数，以免浪费。

采空区治理

煤采空区治理工程 一、概论 （一）地理位置 煤采空区位于苇元～冶头村之间（AK3+640～AK6+230）处。 （二）气象条件 本工程地处内陆，属暖温带大陆性季风气候区，大陆性气候明显，冬冷夏热，寒暑变化剧烈，年温差较大，该区的主要气候特征值如下： 多年年均降水量：628.3mm，全年最大降水量1010.4 mm（1956年），全年最小降水量295.9 mm（1965年），日最大降水量176.4 mm （1956年7月30日）。积雪厚度21cm（1971年12月24日），年蒸发量1806.3 mm，极端最高气温37.9℃，极端最高地面温度70.5℃（1968年6月17日），极端最低气温-17.4℃，极端最低地面温度-33.1℃（1958年1月16日），最大冻土深度43 cm，年均风速2.4m/s，最大风速23m/s，风向NW。 （三）施工条件 1、交通：施工现场与乡间公路距离较近，从乡镇到施工现场有山间小道或村际间便道，交通条件较便利。 2、通讯：可在施工现场安装电话，亦可使用全球通移动电话。 3、居住条件：现场附近租用民房，亦可自建临设。

4、施工用电：可通过当地电管部门联系接动力电，也可自备动力。 5、施工用水：可利用附近煤矿的矿井水，邻近水库水，亦可利用当地生活用水。 （四）工程地质条件 工程地质条件简单，影响拟建公路路基、桥涵稳定性的主要工程地质问题为煤采空区。 根据《山西省地震烈度区划图》，该区地震基本烈度为Ⅵ度。 二、治理的目的和依据 1、目的 目的是选择安全可靠、经济合理的方案，治理影响拟建公路的采空区，确保路基的稳定,做到一次根治、不留后患，保证行车安全、舒适、平稳。 2、依据 根据《勘察报告》的推荐方案和设计目的，参考晋城泽州县王坡煤矿铁路采空区以及太旧、晋焦高速公路采空区治理工程的成功经验，采用全充填压力注浆法对影响拟建公路的采空区进行治理。 本工程所依据和参考的主要技术文件有： 《公路采空区勘察、设计与施工规范》；

全部垮落法处理采空区措施

全部垮落法处理采空区措施 [摘要]本文主要阐述了放顶步距及控顶距的确定、回柱、放顶等全部垮落法对采空区进行处理的技术问题。 【关键字】全部垮落法；采空区；工作面 全部垮落法是在工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空间外的支架，使直接顶自然垮落或强迫垮落。随工作面的推进，每隔一定距离要按预定计划回柱放使采空区顶板有计划的自行垮落或强迫垮落；撤除放顶区的支柱；工作面沿走向一次放顶的宽度。 1、放顶步距及控顶距的确定 最小控顶距要按顶板岩石的力学性质、工作面的推进度和回采工作需要的空间确定。工作空间主要包括机道、人行道和材料道。放顶步距要按顶板岩层的性质确定。放顶步距太大，工作空间的压力容易增加；放顶步距太小，顶板垮落不完全，反而会增加放顶工作量。放顶步距要等于工作面一次推进度或成倍数关系。一般而言，工作面推进一至两次进行一次放顶。顶板松软，放顶步距要小些；顶板坚硬，放顶步距要大一些。 2、回柱 2.1人工回柱 人工回柱通常要分段进行，分段长度要按顶板情况确定。通常15m～25m。每段由一个回柱组进行回柱。每组由两人协作进行回柱。 选择收口位置。分段收口位置，即分段内结束回柱的位置。为防止回撤本段最后一两根支柱发生困难，选择收口位置时要注意：收口处周围采空区顶板充分垮落，矸石充填较高；保持收口处顶板完整，附近支柱排列整齐；确保安全出口宽敞，不被矸石或其他设备堵塞。 收口位置选择好后，马上做收口准备。回柱前在分段处用支柱或挡木等围圈一定范围，其中充填该处顶板垮落下来的矸石，形成人工构筑物。一是能作为两分段间屏障，使上分段垮落的矸石，避免滚落到下分段。另外因顶板在此处预先垮落，截断了两分段交界处的顶板，使相邻分段放顶时，不波及下一分段。 开口即是开始顺序回柱。开口前要按工作支架说明书规定的密集支柱形式，支好2m～3m密集支柱。 要等邻段收口准备工作完成后开始撤柱。不然容易因塌顶或滚矸给邻段导致困回柱顺序。回柱时应从里到外或从下到上顺序进行。从里到外是沿工作面推进

采空区干式充填施工方案

采空区干式充填施工方案 为了减少选矿厂尾矿和生产过程中产生的废石对地表的占用和污染，同时强化对矿山采矿后采空区的治理，减少采空区的暴露面积和空间，防止采空区冒落产生大量的冲击波，危及井下生产人员和设备设施的安全，经公司研究决定将选矿厂尾矿运至井下进行干式充填；井下生产过程中产生的废石不出井的原则，对新形成的采空区进行干式充填。为了确保充填科学规范、安全高效，特制定以下方案。 一、编制方案的依据 丁西磷矿《开发利用方案》和《开采设计》中设计推荐采用矿柱支撑与尾矿回填相结合的技术处理采空区。结合2014年丁西公司年度工作方案和矿区实际情况编制。 二、充填的目的 随着回采工作的推进，采空区暴露面积逐步增大，当采空区范围超过临界极限时，将引起较强烈的地压活动。因此在回采过程中进行超前治理能有效的减少采空区的暴露空间，降低采空区冒落时冲击波的危害，缓解采空区内的局部地压活动。 三、充填的意义 丁西磷矿选矿厂正常生产时，每天可产生400吨以上的尾矿，堆在地面不仅破坏环境，同时可能诱发新的地质灾害。

现将尾矿充填到井下，既回避了以上问题，同时对采空区的治理起到了很好的效果，自充填以后，资源的综合利用水平明显提高，有效的隔离和阻断了采空区地压的传递，降低了地表塌陷机率，减轻了对地表的破坏程度，对保护矿区地质环境十分有利。采矿过程中，为了提高矿石质量，在作业过程中手选出部分顶底板废石及上贫矿和对薄矿体的资源回收，采用分层开采产生了大量的废石，在废石不出井的原则下，采用废石对采空区干式充填，降低生产成本的同时又对采空区进行了治理。 四、充填施工组织 （一）尾矿充填 充填原材料主要来自选矿厂选矿产生的尾矿渣和采矿过程中的产生的废石。 充填方式为三轮内燃机车运输，电耙反向充填方式。选矿厂尾矿渣由公司工程车运至910尾矿堆场，在910堆场由扒矿设备装车，三轮车经910坑口运至指定充填区域，再通过电耙充填的方式将尾矿充填在采空区内至接顶。 尾矿充填组织由栗林河工区丁西五队负责组织人员、车辆、及充填设备并接受人员培训和设备检验后进行充填活动。栗林河工区负责对充填人员、设备、充填区域安全及充填质量进行监管。 （二）井下废石充填

采空区综合治理实施方案.doc

目录 第一章治理方案.................................................... - 2 -第一节治理方案................................................ - 2 -第二节治理流程................................................ - 5 -第二章治理范围.................................................... - 6 -第一节批复范围................................................ - 6 -第二节治理范围................................................ - 6 -第三章治理工艺及设备.............................................. - 8 -第一节剥挖工艺................................................ - 8 -第二节设备选型 ............................................... - 8 -第三节设备数量............................................... - 11 -第四章治理程序................................................... - 15 -第一节拉沟位置............................................... - 15 -第二节开采程序............................................... - 15 -第五章剥挖方式................................................... - 15 -第一节残煤回收方法........................................... - 15 -第二节残煤采煤方法........................................... - 15 -第三节开采参数............................................... - 16 -第四节工作面作业方式......................................... - 18 -第六章爆破工程................................................... - 19 -第一节穿孔方式，穿孔机类型................................... - 19 -第二节爆破方法............................................... - 19 -第三节爆破参数的确定......................................... - 20 -第四节二次破碎............................................... - 21 -第五节起爆方式............................................... - 21 -第六节爆破材料消耗量......................................... - 21 -

采空区充填技术的优点和存在问题探索

采空区充填技术的优点和存在问题探索 【摘要】随着煤炭事业的发展，深井开采是煤炭矿井发展的必经之路。充填法是深井矿山首选的、极其重要的采矿方法，因此对此进行系统的研究和探索，对保证深井煤矿的安全开采、降低其生产费用等都具有积极的意义。 【关键词】采空区；理论基础；充填体 0.概述 煤矿深井由于深部岩层压力大，支架损坏严重，巷道维护异常困难，安全事故增加，带来的地质灾害严重，因此需要寻求深井煤矿开采方法，充填开采技术是解决深井开采问题的发展方向，也是煤矿绿色开采技术体系的主要内容之一，本文主要介绍充填开采技术中的干式充填方法。 1.干式充填采空区 1.1干式充填采空区技术简述 干式充填技术是指一种利用空气流作为输送动力，在管道中搬运粉粒状固体物料进行采空区充填的一种回采方法。也就是常说的气力输送技术在煤矿中的应用。气力输送系统主要包括：源动力部分、加料、混合、加速部分、输送部分。见图1。到目前为止，干式充填技术仍旧处于基础理论阶段，因此有待于进一步研究开发并应用于我国煤矿的实践当中。 １－空压机；２－稳压箱；３－干燥器；４－油水分离器；５－储气罐； ６－气体流量计；７－发送罐；８－压力传感器；９－称重机； １０－料位计；１１－除尘器；１２－料仓 1.2干式充填技术的理论基础 干式充填技术的理论基础为气力输送技术，气力通过管道输送物料在一些领域已经得到成功应用，而对于我国煤矿通过气力输送物料充填采空区技术仍处于研究阶段。 1.2.1气力输送过程中物料的运动状态 从气力输送的理论研究（气固两相流动）研究看，气力输送是一个复杂的二相流动过程。物料在管道输送过程中常常同时以悬浮和流体床两种方式向前运送，即通常说的稀相气力输送与密相气力输送，稀相与密相气力输送物料在管道中的流动状态分别为悬浮和集团流，见图2。由于稀相气力输送运输物料效率低

预防采空区自然发火措施

预防采空区自然发火措施 1、采煤工作面生产前，必须编制防灭火设计。设计中要包括：监测手段、监测方法、监测内容、均压防灭火等内容，并严格按设计施工。 2、采掘工作面作业规程中必须有防止自燃发火的专项措施，并严格按措施执行。 3、按设计或作业规程要求向采煤工作面供风，必须定期进行测定和调节工作面风量，防止因风量过大造成采空区漏风。 4、提高回采工作面煤炭回采率，减少采空区的可燃物。 5、采煤工作面初采、收尾时，必须采取措施，使开采线、停采线的顶板冒落严实。 6、减少向采空区的供氧量，及时封闭通向采空区的巷道。 7、通风设施的位置选择必须合理，防止出现漏风，有利于预防自燃发火。 8、为了提高防火墙、密闭墙的严密性，必须进行掏槽和用不燃性材料构筑，使其起到有效的作用。 9、施工防火墙时，必须留有观测孔和措施孔，以便于观测密闭内的气体成份和气温，了解其变化情况。 10、按照监测制度每天检查一次封闭区，每天检查回采工作面上隅角气体浓度，若发现 CO、气温增加，氧气浓度发生变化或出现其它异常现象，应立即向矿总工程师汇报，进行处理。 11、回采工作面及采空区作为防火管理重点，必须加强检查，通

风科领导要经常性对各个采空区密闭进行检查，利用仪器仪表监测CO、温度等情况，以便及时采取措施。必要时研究采用喷浆、注氮、注胶特殊的措施堵塞裂隙，隔断漏风通道，降低采空区氧含量。 12、工作面采用上隅角挂挡风帘，采空区喷洒阻化剂、减少工作面浮煤等针对性措施防止自然发火，工作面日推进速度不得小于作业规程中防灭火规定的日推进速度，做好工作面的防火工作。 13、通风科要指定专人充填地表裂隙情况，防止地表裂隙漏风。 14、通风科要严格执行自燃发火预测预报制度，通风技术人员必须认真审阅并报矿总工程师审批。 15、通风科、监测中心要充分利用好安全监测系统，及时准确监测井下各地点的温度、CH4 及 CO 浓度，严格自然发火预测预报制度，努力做到超前预防，防火于未燃。对安全监测系统安排专人用标气定期调校，保证监测准确。对井下监测线路、接头等加强巡查和维护，保证系统完好。 16、总工负责组织定期召开防火专题会，经常研究、讨论防火对策，分析解决防火工作中出现的问题。通风科要制定专门的防止自然发火的措施，并严格按照制定的安全技术措施落实到现场。 17、不得任意留设设计外煤柱。采煤工作面留顶煤开采时，必须制定专项防灭火措施，并严格执行。 18、矿井防灭火采用黄泥灌浆系统及注氮系统控制工作面自燃发火问题，特根据矿井实际情况，特制定以下措施： （1）提高工作面回采率，减少采空区丢煤。

浅谈采空区处理方法

浅谈采空区处理方法 采矿技术组杜德春 摘要:我国地下开采矿山目前的实际情况是采空区灾害发生频繁，因事故死亡人数和国外同类相比相对较高，安全生产形势相当严峻，危及到人民群众的生命安全，对生态环境造成了严重破坏，给国家造成了巨大的经济损失，制约了我国矿山企业的可持续发展。 当开采完成形成采空区后，在上覆压力和地下水等因素的作用下，该煤柱和开采区两侧的煤层软化，失去强度，导致上覆岩体塌陷、冒落，形成滑坡。地下采空区对采矿工程的危害是显著和累积叠加的，主要体现在二个方面：一是采空区矿柱变形、破坏、顶板大面积冒落、岩移，造成地表沉陷、开裂和塌陷，破坏地面环境和影响露天作业，更为严重的是采空区突然垮塌的高速气浪和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏；另一方面在矿山开采过程中，采空区围岩受爆破震动影响导致岩体裂隙发育，甚至贯通地表或连通老窑积水，发生突水事故，淹没坑道和工作面，造成巨大经济损失。 矿体开采后，采场的原始应力状态被破坏，从而致使应力重新分布，时常导致矿柱失稳破坏。这种矿体开采后，当矿体承受的应力超过自身强度时，发生的不连续的发散突变，即矿柱失稳破坏的现象。 其灾害的主要表现形式有:片帮、冒顶、突水、地震、岩爆、冲击地压、地面塌陷、地面沉降、地裂缝以及由其导致的滑坡、泥石流、地表植被破坏等多种形式。 采空区处理方法 对于矿山地下开采遗留的采空区，处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。由于成本较高，技术难度大，所以目前在矿山的开采阶段应用较少。在具体的采空区处理过程中，由于各个矿山存在的采空区数量、其所处位置、形态特征不一样，必须针对各采空区的特点和条件，分别采取相应的处理方法。有时采用两类方法联合处理，如采用加固法与充填法联合、崩落法与充填法联合等:有时由同一类方法衍生出一系列子方法，如充填法可分:千石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等。 1.崩落法 崩落围岩处理采空区的实质:用崩落围岩充填空区或形成缓冲保护岩石垫层，以防止上部大量岩石突然崩落时，气浪冲击和机械冲击巷道、设备和人生的危害:缓和应力集中，减少岩石的支撑压力。 崩落围岩又分为自然崩落和强制崩落两种。从理论上讲，任何一种岩石，当它达到极限暴露面积时，应能自然崩落·但是由于岩体并非理想弹性体，往往还未达到极限暴露面积以前，因为地质构造原因，围岩某部位就可能发生破坏，形成自然崩落.当围岩无构造破坏，整体性好，非常稳固时，需要在其中布置工程，进行强制崩落处理采空区。爆破的部位根据矿体的厚度和倾角确定。崩落岩石厚度一般以满足缓冲保护垫层的需要，达5mm以上为宜。崩落的方法一般采用深孔爆破或药室爆破(崩落露天边坡或极坚硬岩石)。 在崩落围岩时，为减少冲击气浪的危害，对离地表较近的采空区或已与地表相通的相邻采空区，应提前与地表或与上述采空区崩透，形成“天窗”。强制放顶工作一般与矿柱回采同时进行，且要求矿柱超前爆破。如不进行回采矿柱，则必须崩落所有支撑矿(岩)柱，以保证强制崩落围岩的效果。 1.1 地表强制崩落法处理采空区 该方法是利用采空区上方预先钻凿的中深孔或大孔，采用垂直倒漏斗爆破技术，将采空区上方中的岩石崩落，充填并消除采空区。

采空区充填补充措施

2104工作面上隅角后悬顶处理补充安全技术措施2104综采工作面位于矿井东北部，该工作面沿倾向布置，地势呈东南高，西北低，倾角5-8度，属近水平煤层，工作面倾向长为961米，可采倾向长830米，走向长为161.5米。其东邻2102采空区，西邻2106采空区，南接东回风巷保护煤柱，北至H=18米断层。工作面上覆层无采空区，积水区，相对地表位置在神角大山地带，无村庄，建筑物，水体，公路等设施影响，地面标高最小1413.5米，最大1459米，上覆盖层平均560米。全区煤层赋存稳定，直接顶：灰褐色粉沙泥岩，局部为细砂岩，厚度一般为2-3米，层里发育，属中等易冒落顶板。老顶：灰白色中砂岩，厚度平均为11.63米，属中等稳定岩。底板以泥岩，粉砂岩为主，基本稳定。 2104工作面采空区垮落处理方法为全部垮落法。本工作面两巷顺槽支护设计方式为锚杆、锚索、锚网联合支护。在采煤进刀一个循环后必须用脱锚机退去该处的锚索锁头及锚杆托盘，促进顶板及时垮落，垮落顶板初次放顶及周期来压期间，上隅角顶板部仍有少量顶板不能及时垮落。考虑上隅角有瓦斯积聚不能采取

强制放顶。根据实际地质情况，结合经济效益和社会效益等情况，为确保安全生产预防顶板事故的发生，特制定以下补充措施： 1、工作面正常推进，必须安排专职人员对顶板进行监视，及时了解顶板冒落情况，发现上隅角有余留未垮落时及时向跟班领导汇报，并通知综采队采取充填措施。 2、充填材料为普通红土。必须用编织袋装封存放。 3、垮落处未达到稳定状态时，严禁在此处进行任何作业。 4、垮落静止后，必须首先由安检人员用长柄工具将顶板活矸处理掉，并采取临时支护。 5、未确定临时支护有效前，空顶下方严禁进行充填和停留。 6、空顶处采取临时支护，确定支护牢固有效，方可作业，充填作业时必须有专人观察，发现异常立即撤人。 7、接顶前必须检查瓦斯浓度，充填处瓦斯浓度大于1%时严禁进行充填作业。 8、充填红土必须填满捣实，保持不能留有空隙。 9、充填完成后，经专人检查验收后方可拆取临时支护。

采空区塌陷处理措施方案

深度解析：采空区地面塌陷勘察与设计！ 本文从采空区塌陷勘察、采空区塌陷治理设计两方面展开：一采空区塌陷勘察主要依据：高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册； 岩土工程勘察规；铁路工程不良地质勘察规程；一）采空区分类： 1、按采煤方法与顶板管理方法分类： （1）长壁陷落法采空区：由长壁大冒顶采煤法形成的采空区 （2）短壁陷落法采空区：由短壁自由冒顶采煤法形成的采空区 （3）巷柱或房柱式采空区：由巷柱或房柱式采煤法形成的采空区 （4）条带法或填充法采空区：由条带或填充采煤法形成的采空区 2、按采煤深厚比可分为以下几类： （1）浅层采煤区：开采深、厚比小于40 的采空区； （2）中深层采空区：开采深、厚比大于40，但小于200 的采空区； （3）深层采空区：开采深、厚比等于或大于200 的采空区。 3、按煤矿采空区形成和停采的时间分类： 可以分为新采空区和老采空区两种。新采空区是指现采空的采空区，其地表移动、变形尚未发生或正在发生过程中，或位于正在采煤的采区、采煤工作面近旁的采空区已放顶，地表移动、变形和移动盆地正在发生、发展中。 老采空区是指已停采闭矿的矿区或已停采的采空区，其地表移 动、变形和移动盆地等已形成并趋于稳定的采空区。 采空区地面变形灾害包括地面塌陷、地面沉降、地面开裂（地裂缝）等。勘察围应大于地面变形围。

I勒it鼻瞪i 1998年5月发生的临澧县衫板乡石膏矿塌陷，直径达47米。（一）主要任务 查明老采空区上覆岩层的稳定性，预测现采空区和未来采空区的 地表移动和变形特征，对工程场地的适宜性进行评价。在此基础上， 提出预防、整治的对策和方案。 可行性研究勘察阶段 1、该阶段应以收集资料、工程地质调查、采矿情况调查为主， 辅之以大比例尺航卫片解译，必要时可布置少量勘探工作。其工作容是： 1) 收集矿区地质图、综合地质柱状图、剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料； 2) 调查勘察围的气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征； 3) 调查勘察区采空区( 空洞) 的分布及开采时间、围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性和厚度、顶板管理方法及远景开采规划；

采空区充填法的应用现状与发展前景

科技情报开发与经济SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT＆ECONOMY2009年第19卷第33期 我国矿山在20世纪70年代即对充填采矿法有一定的应用,后因经济、效率等原因,制约了这一技术的使用和推广。随着国民经济的持续稳定发展和我国对矿山资源回收率要求的提高,特别是矿产资源中煤炭价格的回升,利用充填采煤法进行“三下”采煤以及保护煤柱的开采已经提到了议事日程。充填采空区的开采方法具有改善深井支护条件、提高矿物回采率、减少贫化率、充分利用资源及有效控制地压等优点,因此充填采煤法越来越被人们所重视，这为我国今后矿山事业的发展走向成熟指明了方向。 1国内外充填开采方法的种类 充填工艺不仅可以减少地下开采对地面沉陷造成的危害，减轻井下巷道和工作面受采动影响，便于顶板管理，有利于安全生产、改善巷道维护及运输、通风和瓦斯管理，而且对实现绿色开采、美化生态环境有重要意义。我国充填采矿从20世纪70年代就开始研究，并形成了几类成熟的充填方法，按充填动力分，可分为水利充填、胶结充填、气力充填等。 1.1水力充填法 水力充填法是采用水力输送方式、通过充填管路将充填料浆送入采空区进行充填的充填采矿法。水力充填主要特点是将充填材料借助水力充入井下采空区，其充填料的输送浓度较低，一般在60％～70％，需要在采场大量脱水；且由于采用管道输送,故对充填料的最大粒径有所限制,否则管道易被堵塞。常用的水力充填材料有尾矿、碎石、砂卵石、山砂、河沙和工业废渣等。 1864年，在美国宾夕法尼亚的一个煤矿区进行了第一次水砂充填试验,以保护一座教堂的基础安全。随后南非、德国等国家也先后试验并成功运用了水砂充填工艺。进入20世纪后，加拿大和澳大利亚等国的一些矿山应用了水砂充填技术，从此真正开始将矿山充填纳入采矿计划，成为采矿系统的一个组成部分，并且对充填料及其充填工艺开展了研究。到目前为止，水砂充填的矿山已较多，如国外澳大利亚的布罗肯希尔矿和加拿大的一些矿山均广泛应用了这一工艺。早在1982年，加拿大多娒矿还对高浓度充填采矿法做了深入研究。 我国是世界上最早利用水力进行充填的国家之一。在20世纪初，内蒙古的扎赉诺尔矿和抚顺矿区就采用水力充填对特厚煤层进行开采，抚顺矿区在开采特厚煤层时还采用了倾斜分层V 型长壁上行充填采煤法。另外，新汶等矿区利用水力充填技术成功地解决了“三下”采煤问题。通过实践，我国在水力充填系统设计及水利充填采煤技术方面均已积累了丰富经验。在其他矿山应用的有：湘潭锰矿亦从1960年开始采用碎石水力充填工艺，以防止矿坑的内因火灾，并取得了较好的效果；锡矿山南矿在1965年为了控制大面积地压活动，首次采用了尾矿水力充填采空区工艺，有效地减缓了地表下沉。进入20世纪90年代，已在国内60余座黄金、有色和黑色等金属矿山的开采中广泛应用了水砂充填工艺。但由于采用水力充填采空区时需消耗大量充填材料，充填工艺复杂，全部人工操作，且由于输送时易造成输送管路堵塞、输送成本高等原因未能得到广泛的应用。 1.2胶结充填法 由于水砂充填体的强度较低,且井下排水较为困难，20世纪60至70年代开始应用和研发尾矿胶结充填技术。胶结充填始于20世纪50年代的加拿大，其代表矿山有澳大利亚的芒特艾萨矿。20世纪80至90年代，随着采矿工业的发展，原充填工艺已不能满足回采工艺的要求和进一步降低采矿成本或环境保护的需要，因而发展了高浓度充填技术、膏体充填、块石砂浆胶结充填和全尾矿胶结充填等新技术，使胶结充填技术日益完善，并获得推广应用。这些充填技术成果包括全尾矿胶结充填技术、块石砂浆胶结充填技术和膏体泵送充填技术等。 1.2.1全尾矿胶结充填 这是以全尾矿作为集料的胶结充填方式，近年来国内外对此开展了广泛的研究与推广应用。全尾矿胶结充填料的主要特点是细粒级颗粒含量大，其表面积大大增加，构成一种具有触变性质的标准分散系。国外在这方面的贡献主要有前苏联列宁诺尔克公司在活化搅拌技术方面的研究，加拿大威斯特明资源公司在全尾矿脱水技术方面的研究。我国于“七五”期间在高浓度全尾矿胶结充填技术攻关试验研究获得成功，其中凡口矿在全尾矿胶结充填试验期间的尾矿利用率达到90％，充填料输送质量分数达到75％。“九五”期间开展的“深部全尾矿胶结充填新材料新技术研究”，试验期间的尾矿利用率达到85％。20世纪90年代全尾矿活化搅拌机的应用标志着全尾矿胶结充填技术在我国走向成熟。 全尾矿胶结充填的优点是可以解决充填材料来源不足、地表上不适宜建尾矿库和尾矿中含有有害物质而需要处理的矿山，从而实现矿山的绿色开采。全尾矿胶结充填之所以没有得到广泛应用，是因为其充填材料力学强度不够，需要消耗大量水泥，经济效益低。 1.2.2块石砂浆胶结充填 块石胶结充填是将一定量的粗骨料和胶结料浆混合充入采场或采空区，并使之成为胶结整体的工艺过程。块石砂浆胶结充填方式的基本特点是以砂浆包裹块石形成胶结充填体,无需搅 文章编号:1005－6033（2009）33－0110-02收稿日期:2009－10－15采空区充填法的应用现状与发展前景 王飞，张东峰 （太原理工大学，山西太原，030024） 摘要：介绍了国内外采空区充填工艺现状，总结了传统矿山采空区充填工艺的特点, 对我国充填采矿现状和充填采矿的种类进行了分析,对充填技术的应用前景进行了展 望。 关键词:采空区；充填采矿；充填工艺 中图分类号：TD82文献标识码：A 110