生 的 地 表 沉 陷 往 往 影
响到地表水体
(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;影响当
地居民正常的生产生活
,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在
干旱半干旱地区
,而每年采煤破坏地下水 22 亿 m3,可见保水开采具有重要的意义。
3 煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此
,应该使其资源化,其技术途径有:
(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最
好办法。但由于我国大部分煤体透气性低
,在本层内抽采瓦斯有难度。
(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,
因此形成煤与瓦斯共采体系。
(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采
动后岩体内裂隙场的分布及钻孔
,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。
(4)回风井回收瓦斯。
(5)煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法等。
4 充填开采
我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题
,充填采矿法对解决这类
问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。
该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现
,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表
下沉和变形
,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料
的不同
,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
(1)矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废
弃物排放
,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键
技术途径之一。
① 抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车
机卸载后
,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破
碎后的矸石运入上下山
,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷,再由工
作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部
,由抛矸胶带输送
机向采空区抛矸充填。
② 刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输
送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件
,采用可调高但挂链悬挂充填刮板
输送机溜槽
,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机
尾组成整部刮板输送机。每
2 节中部溜槽设置 1 个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由
电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场
,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石
仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机
,在采
空区卸载。
③ 风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的 1/2~1/3。并且
要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采
煤机割两刀煤充填一次
,充填步距 1.2~1.6 m,每次充填长度 6~9 m,工作面每向前推
进
50~100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,
在我国山东矿区发展较快
,有推广趋势。
⑵ 水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的
充填采煤法。我国早在
20 世纪初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十
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