一種採煤固體物充填方法

專利背景

隨著經濟的發展，社會的進步，企業的社會責任已形成共識。為保護稀缺資源，中國國家出台了一系列的政策，促使企業改變過去的“掠奪”式開採方式，強制企業提高資源回採率、伴生資源利用率。“三下”壓煤的開採一直是值得關注的問題，據不完全統計，截至2009年6月，中國僅統配煤礦的生產礦井“三下”壓煤就達137.9億噸，其中建下94.68億噸，占總壓煤量的69％。為提高企業投入產出效益、延長礦井服務年限、減少資源浪費，提高礦井回採率是擺在面前的重大課題。同時，煤礦在生產中排放大量的固體廢棄物矸石，傳統的方式是直接堆放於地表，形成煤礦特有的地表特徵“建築物”-矸石山。據統計，截至2009年6月全中國曆年累計堆放的煤矸石約45億噸，規模較大的矸石山有1600多座，已占用土地約1.5萬公頃，而且堆積量每年還以1.5～2.0億噸的速度增加。此外，煤礦區自備電廠生產中排放大量粉煤灰，歷年排放達到5億噸以上，且每年新增5～7千萬噸。這些固體物的任意排放給地面生態環境造成嚴重威脅，針對這些問題，從實現資源與環境協調發展的目的出發，尋求合理開發利用礦產資源、保護地表建築與地下水資源和保護或改造地表環境技術途徑成為必然。

截至2009年6月，中國國內外關於“三下”壓煤開採的方式主要有：遷村開採、不遷村限厚開採、條帶開採、就地或就近重建抗變形建築、大面積協調開採、注漿減沉技術、充填開採等。中國國外多採用水沙及風力充填開採技術來控制地表下沉，中國曾在多個礦區進行過充填開採研究，有條帶開採、掘巷充填開採、膏體及似膏體充填開採等減沉技術，以上技術雖然能有效地控制地表下沉，但其機械化程度相對較低、回採率低、生產成本高、生產效率差、規模小或部分處於研究階段。研究一種以固體物包括矸石、黃土、粉煤灰等充填開採建築物下壓煤技術，提高煤炭資源的回收率，具有重要的現實意義和廣闊的套用前景。