王明強(qiáng)

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，資源過(guò)度開(kāi)采現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。其中煤炭資源作為資源體系的重要組成部分，具有不可再生性特點(diǎn)，忽視對(duì)其合理開(kāi)采，勢(shì)必會(huì)影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。受到煤炭開(kāi)采技術(shù)的影響，直接增加了開(kāi)采成本、且對(duì)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的破壞。而部分填充開(kāi)采技術(shù)是一項(xiàng)新型技術(shù)，能夠控制開(kāi)采過(guò)程中沉陷情況，將其應(yīng)用于煤礦開(kāi)采工作中非常必要。文章初步了解煤礦開(kāi)采沉陷產(chǎn)生的不良影響進(jìn)行分析，并結(jié)合部分填充開(kāi)采技術(shù)探討技術(shù)的具體應(yīng)用，旨在為我國(guó)煤炭事業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采沉陷；部分填充；開(kāi)采技術(shù)

近年來(lái)，煤炭作為一種重要資源，在社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用。但是煤炭開(kāi)采中，常常會(huì)造成開(kāi)采區(qū)域地質(zhì)沉陷現(xiàn)象，不僅影響巖層表面建筑整體穩(wěn)定性，且對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了極大的破壞。面臨著日漸增長(zhǎng)的煤炭資源需求，加強(qiáng)對(duì)煤礦開(kāi)采沉陷的控制勢(shì)在必行。在實(shí)踐中，我們可以采用部分填充開(kāi)采技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)煤礦開(kāi)采全程的關(guān)注力度，避免不良情況的發(fā)生，不斷提高開(kāi)采有效性。因此加強(qiáng)對(duì)該問(wèn)題的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤礦開(kāi)采沉陷產(chǎn)生的不良影響

眾所周知，煤炭開(kāi)采在地下對(duì)地表下的煤層進(jìn)行開(kāi)發(fā)。原有地質(zhì)構(gòu)造被破壞，造成地質(zhì)沉陷，直接影響了地表建筑物整體穩(wěn)固性。要想規(guī)避對(duì)地表建筑物產(chǎn)生消極影響，需要對(duì)建筑物進(jìn)行拆遷處理，而這一行為在一定程度上增加了煤炭開(kāi)采成本[ 1 ]。另外，煤礦開(kāi)采工作引起的地質(zhì)沉陷問(wèn)題，也會(huì)影響地表生態(tài)系統(tǒng)平衡。需要耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力恢復(fù)[ 2 ]。如開(kāi)采沉陷引發(fā)的地表水下漏，對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了消極影響。可見(jiàn)，煤礦開(kāi)采沉陷產(chǎn)生不良影響需要我們給予足夠的重視。在實(shí)踐中，我們應(yīng)重視對(duì)煤礦填充開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用，以此來(lái)防范上述風(fēng)險(xiǎn)。

2 部分填充開(kāi)采技術(shù)概述及其具體應(yīng)用

部分填充技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用，主要是對(duì)覆巖主關(guān)鍵層進(jìn)行控制，以此來(lái)防范煤礦開(kāi)采沉陷問(wèn)題的出現(xiàn)。該項(xiàng)工作建立在地質(zhì)移動(dòng)規(guī)律基礎(chǔ)之上，對(duì)覆巖主關(guān)鍵層進(jìn)行控制，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并控制破裂現(xiàn)象，進(jìn)而確保地表建筑物、生態(tài)環(huán)境的良性運(yùn)轉(zhuǎn)。不同于全部填充技術(shù)，部分填充開(kāi)采技術(shù)對(duì)于材料需求量較小，且實(shí)際效果較好[ 3 ]。唯一的差別是部分填充技術(shù)對(duì)人員專業(yè)知識(shí)及技能要求較高。如果技術(shù)水平達(dá)不到要求，將無(wú)法發(fā)揮填充作用。結(jié)合當(dāng)前煤礦開(kāi)采工作現(xiàn)狀來(lái)看，受到諸多因素的影響，煤礦開(kāi)采環(huán)境有所差別。因此選擇的部分填充技術(shù)也應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整。具體來(lái)說(shuō)：

2.1條帶采空區(qū)膏體填充

條帶采空區(qū)膏體填充，在實(shí)際應(yīng)用中，是指在煤層開(kāi)采、頂板等過(guò)程中，尚未冒落的時(shí)候，采取膏體材料，對(duì)采空區(qū)部分空間進(jìn)行填充，構(gòu)筑相間充填條帶，對(duì)覆巖構(gòu)建支持架構(gòu)。在具體工作中，值得注意的是，針對(duì)為充填的采空區(qū)寬度要進(jìn)行合理的控制，確保其要小于覆巖關(guān)鍵層初次破裂間距，以便達(dá)到最佳控制目標(biāo)。另外，在此過(guò)程中，應(yīng)注意確保充填條帶長(zhǎng)期穩(wěn)定，從而延長(zhǎng)膏體填充體控制實(shí)效。目前，常用膏體填充技術(shù)主要有兩種，一是布置短臂條帶，并每間隔一個(gè)條帶進(jìn)行施工；二是長(zhǎng)臂條帶充填開(kāi)采，當(dāng)工作面開(kāi)采完成后，構(gòu)建長(zhǎng)壁充填條帶，并加強(qiáng)間隔距離的控制。

2.2覆巖離層分區(qū)隔離注漿充填

該項(xiàng)技術(shù)是通過(guò)鉆孔對(duì)巖層經(jīng)過(guò)移動(dòng)后形成的離層空洞，填充充填材料，給予覆巖一定的支撐力。通過(guò)這種方式，能夠減緩覆巖移動(dòng)速度，避免地表沉陷情況的產(chǎn)生。在具體實(shí)踐中，我們應(yīng)注意對(duì)覆巖離層位置、離層量進(jìn)行高效控制，掌握離層動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇填充技術(shù)。覆巖里層注漿充填的最佳時(shí)機(jī)在關(guān)鍵層初次斷裂后[ 4 ]。主要原因在于關(guān)鍵層之間的離層量較大，為填充提供了極大的支持。但是由于離層注漿充填并非固結(jié)的物質(zhì)，不能夠填滿離層。因此，應(yīng)立即進(jìn)行支持，以此來(lái)阻斷關(guān)鍵層繼續(xù)斷裂。

2.3 條帶開(kāi)采冒落區(qū)注漿填充

一般來(lái)說(shuō)，條帶開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)及其上部巖層形成冒落區(qū)。如果冒落區(qū)失去承載力，將上部巖層的載荷集中到預(yù)留的煤柱上，對(duì)煤柱產(chǎn)生了過(guò)大的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致煤柱發(fā)生形變。煤柱壓縮形變，最終會(huì)導(dǎo)致地表沉陷。因此控制該問(wèn)題的最佳技術(shù)就是對(duì)該區(qū)域進(jìn)行注漿填充，對(duì)冒落層進(jìn)行充填。在地表、井下通過(guò)鉆孔方式，向冒落區(qū)進(jìn)行注漿充填，促使其能夠獲取更強(qiáng)的承載能力[ 5 ]。經(jīng)過(guò)充填處理后，能夠有效縮短條帶預(yù)設(shè)寬度，進(jìn)而促使煤礦開(kāi)采量有效提升。在填充材料選擇方面，可以選擇破碎的矸石，補(bǔ)充孔隙，既環(huán)保，且效果非常明顯，能夠有效分擔(dān)荷載，從而降低地表沉陷程度。綜合三種技術(shù)來(lái)看，部分填充僅針對(duì)采空區(qū)局部地區(qū)進(jìn)行處理，憑借覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)、煤柱等能夠防范開(kāi)采塌陷情況的出現(xiàn)，從而削減填充任務(wù)量，進(jìn)一步控制成本，為煤礦資源的開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著煤礦資源開(kāi)采的發(fā)展，相關(guān)主體還應(yīng)加大對(duì)資金、人力的投入力度，研發(fā)更多新型填充技術(shù)，選擇新型填充材料，提高資源利用率的同時(shí)，還能夠?yàn)榈貙犹峁┹^強(qiáng)的支撐力，促使煤礦資源開(kāi)采工作處于良性循環(huán)狀態(tài)當(dāng)中。

3 結(jié)論

根據(jù)上文所述，部分填充開(kāi)采技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，是煤礦開(kāi)采工作發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，以其自身靈活性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)成為煤礦資源開(kāi)采持續(xù)發(fā)展不可缺少的一部分。因此在資源開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，堅(jiān)持科學(xué)、合理原則，在煤炭資源開(kāi)采之前，對(duì)地表、地下等情況進(jìn)行充分考察，為后續(xù)工作順利開(kāi)展提供依據(jù)。另外，還應(yīng)結(jié)合填充技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性施工，促使技術(shù)能夠最大限度上發(fā)揮積極作用，不斷提高填充有效性，從而促進(jìn)煤礦經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展注入更多力量。

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