综采工作面高效机械化矸石充填技术

目前，据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”（指建筑物下、铁路下和水体下）压煤量达到140亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压废岩水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右。据不完全统计，全国国有重点煤矿仅村下压煤约50亿吨。如果采用传统的条带开采法，“三下”压煤的采出率仅为30%左右。

另外，我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约45亿吨，每年矸石产量约1.5-2亿吨。这些矸石不仅占用了大量耕地，也对环境造成了一定程度的污染。

目前该技术可实现节能量70万tce/a，CO2减排约185万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

通过利用煤矸石充填巷道或采空区，使采空区顶底板得到有效控制，有效抑止地面塌陷，从而实现高回收率的煤炭资源开采和煤矸石的综合利用。

采空区的矸石充填依靠自压式矸石充填机自动完成。充填时，自压式矸石充填机的上刮板向下运输充填矸石；下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀。在矸石充填过程中，随着矸石充填高度的增加，自压式矸石充填机会随之上升，利用矸石充填运输机对矸石的反作用力来压实充填的矸石。

2.关键技术

（1）具有自主知识产权的液压支架；

（2）自压式矸石充填机；

（3）可缩桥式皮带。

3.工艺流程

利用综采工作面高效机械化矸石充填技术采煤的工艺流程见图1。

123

五、主要技术指标

1.煤矸石综合利用率100%；

2.综采矸石充填工作面生产能力可达到493吨/日；

3.煤炭回收率提高25%。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

2008年获得国家科技进步二等奖、山东省重大节能成果等奖项并获多项国家专利。该技术已成功应用于翟镇煤矿7201和7204工作面，为我国煤矿“三下”压煤的规模性开采、井上下矸石的系统化井下处理提供了一条有效技术途径。该技术发展了新的高效机械化开采工艺方式，将煤矿“掘、采”二元开采技术体系提升为“掘、采、处”的三元开采模式，解决了“掘、采”二元开采技术体系忽视采动对环境和资源的影响及损害问题，将矿井矸石的处理、“三下”压煤的开采、保护地表纳入煤矿开采的总体设计，可实现煤矿资源与环境的协调发展。

七、典型应用案例