试论铺网技术在充填开采中的应用
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【摘 要】充填开采作为一种新型的采煤工艺，正在进一步的被推广应用。其既是“三下”开采最常用的采煤途径又是绿色工程开采技术体系的重要组成部分。如何提高充填工作面的充采比例是现在采煤技术中的一项新课题，本文主要介绍通过对充填工作面采用铺网技术提高工作面充采比例，以此有效控制和减轻地面沉陷，同时也能控制环境灾害，对于矿区生态复恳具有重要意义。
0.前言
酸刺沟煤矿CT101工作面作为矸石充填开采首个工作面，位于南一采区东翼。工作面东邻风氧化带，南邻1017采空区，西邻F14大型正断层（∠70°H=0～280m），向北靠近26-3钻孔。工作面回采山西组10煤层，工作面机巷长度587m，风巷长度640m，切眼长度100m。平均煤厚3.1m。工作面机、风两巷掘进施工方位为32°20′，工作面标高在-274.3m～-298.7m（巷道顶板标高）之间，工作面走向布置。
1.工作面及两巷设备配置
工作面设备配置：工作面共布置52组ZC14100/20/38型六立柱支撑式充填液压支架，ZCG14100/20/38过渡支架四架，两端头布置ZCT14100/20/38，端头支架各一架。支架后部后顶梁吊挂SGBC-764/250型充填刮板机一部，前方布置SGZ-800/800型刮板运输机一部和MG400/920-QWD型电牵引采煤机一部。
两巷设备配置：机巷共布置四部DSJ100/80/2×110胶带输送机，SZZ800/800型转载机和PLM2000各一部。风巷布置两部DSJ100/80/2×110胶带输送机和一部DSJ40/11/25型矸石转载机一部。
2.充填开采的目的
全部充填开采在工作面煤炭资源采出后顶板尚未冒落之前，采用矸石充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。
3.充填开采工艺
（1）充填工作原理：充填工作主要是靠安装在采煤充填液压支架后部充填刮板机输送机和压实机构共同完成的，矸石从矸石仓经胶带输送机运至工作面后部充填刮板输送机上，通过后部充填刮板输送机卸料口将矸石填入采空区内，然后利用压实机构将矸石压实并接实顶。
（2）充填工艺流程：由机头向机尾（或由机尾向机头）依次充矸夯实再充矸拉后部运输机再夯实，均为多次卸料、多次夯实，直至采空区充填料充分接顶并压实。
4.矿压观测
在工作面安装初期，对工作面液压支架、后部充填实体及两巷回采巷道均安装矿山压力监测仪，并安专人对“三条监测线”进行实实监测。
4.1工作面矿压监测
沿工作面布置监测站，每个测站布置压力表和工作阻力监测仪，对工作面支架矿压显现进行监测。
4.2充填体内矿压监测
在工作面充填实体（即压实机构）中安设应力监测仪，随着工作面的不断推进，能够及时掌握充填体在顶板作用下的压力变化规律。
4.3回采巷道内的矿压监测
在工作面两巷布置超前压力监测仪，以便在工作面回采时及时掌握两巷超前支撑压力规律。
5.铺网技术
随着工作面不断向前回采，受断层影响，工作面顶板破碎，每班割煤后必须拉超前支架及时对顶板进行支护，同时采空区在拉架后其顶板出现300～400mm直接顶掉落，导致工作面充填矸石量减少，充填效果差。通过对工作面现场进行观察、分析，发现只有效的控制工作面顶板，保证其完整性，才能使工作面采空区的充填效果达到最优化，因此采取在工作面实施铺网技术来保证工作面顶板的完整性。
施工方法：
（1）第一硐首先将所要铺设的菱形网将半圆木包好，用耙钉固定。
（2）落前梁，将半圆木及菱形网放置在支架前梁端头。
（3）前梁升劲，用锚索配合W钢带（每10m施工一排）。将半圆木和菱形网生根在顶板上。
（4）拆除原巷道锚杆、梯形梁及帮部旧网片。
（5）连网，通过支架前移将菱形网自动吃到顶板上。
施工顺序：煤机割煤推移运输机移架支护顶板上网打锚索支护
质量要求：所铺金属网网与网之间用16#铁丝双丝单扣连接，工作面倾斜方向网与网压茬不少于300mm，走向方向压茬不少于500mm，网与网双边全部联接，联网每扣间距不大于250mm。除第一栋网和煤帮为单层网外（煤帮单层网压茬不少于200mm），其余全部为双层网，如图1所示。
图1 工作面联网示意图
6.铺网效果分析
采用铺网技术对工作面顶板的控制，保证了工作面顶板的完整性，使采空区充填矸石量大大增加，不仅提高了工作面的充采比例，同时也提高了工作面回采的安全性。对于工作面上覆跨落岩层的控制、减少地表沉陷、保护地面耕地、建筑物、以及环境的治理都有十分重要的意义
7.充填开采意义
（1）压覆资源大量解放。原呆滞煤量变为经济可采储量，三下”压煤、受水威胁储量变为有效可采储量，提高资源回收，稳产稳效服务年限延长，老区可持续发展的问题得到有效缓解。
（2）安全系数得到提高。将矸石料充填至采空区，消除了采空区瓦斯的积存空间，避免了采空区瓦斯爆炸事故；消除了漏风通道，杜绝了煤层自燃发火；减少煤层顶板破坏深度，有效防止了因煤层顶板隔水层厚度不足引发的突水灾害；减轻矿压显现，降低了煤矿顶板事故危害。
（3）生态环境有效保护，减少土地占面积，有效控制了对周边空气和水体的污染。同时，采取充填开采后，地表沉陷明显降低，地面生态环境破坏降到了最低，建筑物损害大幅度减轻。
（4）实施充填开采是建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求，是老煤炭企业实现转型发展、低碳发展、绿色发展的必由之路，是一项利国利民利企的系统工程，意义深远、责任重大。
8.发展前景
实行充填法开采不但可以实现建筑物下压煤开采、缓解矿井辅助提升，而且可以将井下生产的矸石直接进行处理，消除矸石地面堆积对人类生存与生活环境带来的危害。
综采充填开采技术将地面矸石山矸石或洗选矸石、井下所有掘进或分选的矸石用于采空区充填，实现采充一体化，效率高、月产可达5万吨以上，实现了低成本、高效率、设备标准化、高效机械化连续充填开采的目标，具有广泛的应用前景，因此，充填开采对解决我国“三下”压煤、城市垃圾的处理等问题开辟了一条新的途径，其科学意义十分重大。 [科]
【参考文献】
［１］杜计平，汪理全.煤矿特殊开采方法[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.
［２］陈荣光.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册[M].宁夏大地出版社,2004.