试论煤矿超高水充填开采配比系统

分析

【摘

要】与目前传统的煤矿充填开采技术相比，超高水材料充填具有前期投资低、施工工艺

简单易操作、原材料来源广成本低、流动性强稳定性好等优点，对于实现煤矿开采的有效性、
经济性以及绿色环保性有着非常重要的意义。而超高水材料充填开采配比是其核心议题，近
年来备受关注，因此本文结合城郊煤矿

C2401 工作面的现状，对超高水材料充填开采配比

系统进行了初步的探讨，研究表明该技术对于提高煤矿开采经济效益，实现绿色可持续发
展有着显著的正面效应。

　　【关键词】

城郊煤矿超高水材料超高水充填开采系统

1 前言

　　我国煤炭资源储量丰富，分布广泛，然而建筑物下、水体下、铁路下压煤量约为

137.9

亿吨，占已探明资源量的

1.14%，严重制约了煤炭资源开采。实践证明，超高水充填开采是

解决三下压煤的有效方法，与传统的充填技术相比，其具有初期投资较低，自动化程度高
充填料分布广泛，成本较低；材料流动性好，适宜井下充填；耗水量大，充填同时可解决
井下废水；充填方式多样、简单，可适应不同地质条件等明显优势，对于提高煤炭采出率，
以及实现绿色开采具有十分重要的现实意义。

2 超高水充填开采配比系统分析

2.1 超高水材料分析

　　超高水材料是中国矿业大学近年开发出的一种新型井下充填材料，由两种主料和两种
外加剂组成，主料包括

A 料、B 料，外加剂包括 AA 料、BB 料。A 料以铝土矿、石膏等独立炼

制而成，

B 料由石膏、石灰等混磨成主料，外加剂 AA 料和 BB 料分别起着复合缓凝分散剂、

复合速凝剂的作用。

2.2 充填开采配比系统分析

　　超高水材料充填配比系统主要包括上料系统、制浆系统、输送系统和混合系统等几部分。
A 料系统同 B 料系统在设计组成和工作原理方面基本相同，主要配比过程如下：将袋装 A
料经拆包机的切割、旋转、过滤等作用被过滤到

A 料料仓内；通过自动控制系统设定制浆比

例，加入预定的外加剂

AA 料，待浆液搅拌均匀后，便通过浆液通道进入 A 储浆池；活塞

泵安设在储浆池的底部，

6 寸吸浆管与池底直接相连，搅拌好的 A、B 单浆液分别通过 A、B

活塞泵和

A、B 单浆输送管输送至工作面。值得注意的是，在 A、B 单浆液进入充填区之前，

需用混合设备将

A、B 单浆液进行等比例混合，然后通过混合管把混合浆液输送到采空区。

3 超高水填充开采配比系统的应用研究

3.1 城郊煤矿 C2401 工作面现状分析

　　城郊煤矿位于永城市西城区东部，矿井范围内老城压煤面积较大，合计建下煤炭资源
超过

7000 万吨，建下压煤的大量存在，对矿井回采率、经济效益以及可持续发展能力都产

生了极大影响。

C2401 工作面煤层平均厚度 2.9m，煤层倾角 2°～8°，平均约 5°，属近水平煤层。根据

工作面特点，对比超高水材料充填方式，为了能更好的适应工作面条件变化，决定采用包
式充填法。同时为了提高充填率，减少上覆岩层下沉变形量，根据现场实际充填情况，可阶
段性的对已充填区域进行补充式自流充填。

3.2 超高水材料填充系统的技术改造分析

　　结合

C2401 工作面的实际特点，为了进一步优化超高水材料充填配比系统，我矿对相