一、煤矿开采沉陷形成的负面影响
煤矿在开采过程中,若存在开采沦陷现象,则会导致地表建筑物不稳,甚至导致建筑物倒塌,需要拆迁。而拆迁、重建建筑物需要耗费大量的人力与物理,会增加经济成本。而拆迁与重建耗费的经济成本主要来源于煤矿资源开采获得的收益,因此会给煤炭开采成本带来较大压力。再者,为降低煤矿的开采成本,保护地表建筑不受下方开采影响,才能保证煤矿开采成本。再者,煤矿开采造成的沉陷现象会对周围生态系统造成极大的破坏,被破坏的生态系统想要恢复,需要大量时间,还需一定的财力支持。最后,生态系统被破坏,无疑会影响人们的日常生活质量,甚至威胁人们的身体健康,这与我国可持续发展理念背道而驰。
二、部分充填开采技术的应用原理
充填开采技术其实就是一种借助指定类型浆液将沉陷矿区填充,保证煤矿开采区域满足采矿安全的技术。从充填开采技术的应用现状可以发现,现今在煤矿开采沉陷中应用充填开采技术具有多样化特点,比如膏体填充、胶结体填充等等。想要保证煤矿开采沉陷区域的填充效果,就必须结合煤矿区的实际沉陷情况、采空部位情况,合理采用相应的材料进行填充。比如单纯填充采空区域时,应主要利用高浓度胶体达到填充的目的。若涉及到胃落部位,则需要利用浆碎石达到填充的目的。若煤矿采空沉陷区域处于高原地带,则可以采用较低浓度的非胶体进行填充。在实际开采、挖掘煤层之前,需在现有空洞位置上填充浆液(浓度较大),充分覆盖上空洞区,达到充填的目的,才能进一步提高煤炭开采的效率、安全。
再者,煤炭的实际开采挖掘量与充填开采过程中必须的填充材料总量是存在密切关系的。 再者,想要保证煤炭开采的效率与质量,还需选择与开采技术相适应的充填技术,才能实现整体性抑或是局限性煤层充填,才能在充填过程中保证现有每层不会出现冒落现象,才能迅速有效的将所有采空部位充填完毕,保证充填区域与采空规模符合。这样,才能保证开采沉陷区域的充填效果。如,上世纪,重庆市武隆区曾因煤矿开采未实施充填措施,致地表塌陷、建筑变形、地表水失落等现象发生。后经科学论证,探讨留设煤柱和用煤矸石、掘进道碴充填采面等开采技术,有效防止了开采区地表塌陷、建筑变形、地表水失等社会问题。
三、部分充填开采技术的具体应用
一)条带采空区膏体充填技术条带采空区实施膏体充填其实是指在实际煤矿开采与顶板等等过程中,还没有出现冒落现象时,及时应用膏体材料充分填充采空区的部分空间,创建相间充填条带,可在覆岩部位建立相应的支持架构。但在实际应用过程中,必须严格把握条带采空区膏体充填技术,需合理控制采空区需进行充填的宽度,保证宽度始终比覆岩关键层的初次破裂间距更小,才能达到最理想的控制目标。再者,在充填工程中,还需保证充填条带始终维持稳定,才能不断延长膏体填充体的控制实效。现今,在实践过程中主要应用的条带采空区膏体充填技术主要有两种,__种是通过布置短臂条带,每间隔1条带时施工一次。第二种是通过长臂条带达到充填开采的目的,在工作面全部开采完成后,在采空区域构建相应的长臂充填条带,充填过程中需不断加强对间隔距离的控制。
二)覆岩离层注浆技术正常情况下,覆岩离层总是在关键层下出现。但在所有相邻关键层一一断裂,无离层的情况下,实际充填过程中需结合以往的充填经验与充填规律,才能找到覆岩离层的详细位置,才能找到离层量等重要数据信息,才能达到理想的覆岩离层注浆。在覆岩离层注浆充填过程中,必须牢牢把握注浆时期,才能保证注浆的质量。注浆主要时期是关键层首次临近初次破裂的这一时间段,此时离层最大,是向内部注浆的最佳时机,在离层注浆,可达到理想的注浆效果。但是,若是在关键层破裂情况下注浆,不仅会在原有基础上进一步提高注浆的难度,离层量也会逐步缩小。但是,充填材料比较特殊,多数是非固体性材料,此时进行充填,无法将离层一一充填完毕,无法保证注浆效果达到预期。再者,此时注浆,浓度偏低的浆液也会随着开采面的方向逐步流动,会妨碍煤矿实际开采。
三)条带开采冒落区注浆填充技术正常情况下,条带开采会让采空区、采空区的上部岩层出现冒落区域。若是冒落区域没有承载力,则会导致上部岩层在和全部集中制余留煤柱上,煤柱需要承担过大压力,会有煤柱形变、破裂的风险。一旦煤柱发生压缩形变,则会造成地表沉落现象。而控制这一情况的有效技术便是条带开采冒落区注浆填充技术。在地表以及井下通过打孔的的方式,达到朝冒落区域注浆充填的目的,可提高冒落区域的压力承载能力,可有效避免煤柱承载过大压力出现形变。在充填后,条带的预设宽度可得到有效缩短,可进一步提升煤矿的开采量。在填充过程中,可将破碎矸石作为主要充填材料,可有效补充孔隙的同时,达到环保的目的。
四、结束语
煤矿开采会导致沉陷现象,有效利用部分充填技术有效控制煤炭开采造成的沉陷现象,可进一步提高煤矿开采的有效率,可有效解决地址沦陷问题,可避免递质被严重破坏,可有效保护土地资源,并且可实现绿色开发。因此,掌握并充分利用部分充填技术,是非常有必要的。