物下采煤量的左右。国外使用的充填料 通常是河砂煤矸石和电厂粉煤灰等。英国法国比利时等国都不同程度地采 用了风力充填方法。我国在抚顺用废油母页岩充填采空区，下沉系数为蛟 河煤矿将矸石破碎作为充填物料，其下沉系数为。 矿山充填技术是为了满足采矿工业的需要发展起来的。矿山充填虽然已达数 第页 百年的历史，但早期的是从矿山排弃地下废料开始的，最早有计划地进行充填的 是年澳大利亚的塔斯马尼亚芒特莱尔矿和北莱尔矿应用废石充填采煤。 在矿山充填方面取得较大的进展，在国外有将近年的历史，而在我国则是 近年的历史。国内外矿山充填技术的发展均经历了四个发展阶段，但国内的发 展要比国外滞后年，由于借鉴了国外的经验，不断进行科技创新，因而其 差距已逐步缩小。 第阶段国外在二十世纪年代以前，以处理废弃物为目的，在不完全了 解充填物料性质和使用效果的情况下，将矿山废料送入井下采空区。如澳大利亚 北莱尔矿在上世纪初的废石充填，以及加拿大诺兰达公司霍恩矿在年代将粒状 炉渣加磁黄铁矿充入采空区。 国内在上世纪年代以前，均是以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺。 废石干式充填采矿法曾在年代初期成为我国主要的采矿法之，年在有色 金属矿床地下开采中占，在黑色金属矿床地下开采中竟达到了。但于 年以后，随着回采技术的发展，废石干式充填因其效率低，生产能力小和劳 动强度大，满足不了回采技术发展的需要。因而，自年开始，国内干式充填 法所占比重下降，到年在有色矿山担负的产量仅占，处于被淘汰的地位。 第二阶段世纪年代，澳大利亚和加拿大等国的些矿山开发并应 用了水砂充填技术。从此真正将矿山充填纳入了采矿计划，成为采矿系统的个 组成部分，并且对充填料及充填工艺展开研究。这阶段主要是将尾矿借助水力 充入井下采空区，其充填料的输送浓度较低，般在左右，需要在采场大 量脱水。因而通过脱除尾矿的细泥部分以控制渗透速度，并确定了以的渗 透速度作为工业标准。应用水砂充填的矿山已较多，如澳大利亚的布罗肯希尔矿 和加拿大的些矿山广泛应用了这工艺。 国内矿山从年代才开始采用水砂充填工艺。年在锡矿山南矿为了控制 大面积地压活动，首次采用了尾矿水力充填采空区工艺，有效地缓减了地表下沉。 湘潭锰矿也从年开始采用碎石水力充填工艺，以防止矿坑内因火灾，并取得 了较好的效果。年代在铜绿山铜铁矿招远金矿和凡口铅锌矿等矿山应用了尾 第页 矿水力充填工艺，年代则已在国内余座有色黑色等金属矿山的开采中广泛 应用了水砂充填。 第三阶段年代，开始应用和研发尾矿胶结充填技术。由于非胶结充填 物料无自立能力，难以满足采矿工艺高回采率和低贫化率的需要，因而在水砂充 填工艺得以发展并推广应用后，就开始发展采用胶结充填技术。其代表矿山有澳 大利亚的芒特艾萨矿，于年代采用尾矿胶结充填工艺回采底柱，其水泥添加量 为。随着胶结充填技术的发展，在这阶段已开始深入研究充填料的特性 充填料与围岩的相互作用充填物料的稳定性和充填胶凝材料。 国内初期的胶结充填均为传统的混凝土充填，即完全按建筑混凝土的要求和 工艺制备输送胶结充填料。其中凡口铅锌矿从年开始采用压气缸风力输送混 凝土胶结充填，充填物料水泥单耗为，金川龙首镍矿也于年开始应 用戈壁集料作为集料的胶结充填工艺，并采用电耙接力输送。其充填物料水泥单 耗量为。这种传统的粗骨料胶结充填的输送工艺复杂，且对物料级配的 要求较高，因而直未获得大规模推广使用。在年代至年代，上述充填几 乎被细砂胶结充填完全取代。细砂胶结充填于年代开始在凡口铅锌矿招远金 矿和焦家金矿等矿山获得应用。细砂胶结充填以尾矿天然砂和棒磨砂等材料作 为充填集料，胶结剂主要为水泥。集料与胶结剂通过搅拌制备成料浆后，以两相 流管输方式输入采场进行充填。因细砂胶结充填兼有胶结强度和适于管道水力输 送的特点，因而于年代得到广泛推广应用。目前，以分级尾矿天然砂和棒磨 砂等材料作为集料的细砂胶结充填工艺与技术已日臻成熟，并已在二十多座矿山 应用细砂胶结充填技术。 第四阶段世纪年代，随着采矿工业的发展，原充填工艺已不能满 足回采工艺的要求和进步降低采矿成本或环境保护的需要，因而发展了高浓度 充填技术膏体充填块石砂浆胶结充填和全尾矿胶结充填等新技术。高浓度充 填是指充填料到达采场后，虽有多余水分渗出，但其多余水分的渗透速度很低 浓度变化较慢的种充填方式。制作高浓度的物料包括天然集料破碎岩石料和 选矿尾砂。对于天然砂和尾矿料的高浓度概念，般是指重量浓度达到了的 第页 充填料浆。所谓膏体充填则指充填料呈膏状，在采场不脱水，其胶结充填物料具 有良好的强度特性。块石砂浆胶结充填则指以块石作为充填集料，以水泥浆或砂 浆作为胶结介质的种在采场不脱水的高质量充填技术。全尾矿胶结充填则是指 尾矿不分级，全部用作矿山充填料，这对于尾矿产率低和需要实现零排放目标的 矿山是十分有价值的。国外有澳大利亚的坎宁顿矿加拿大的基德克里克矿洛 维考特矿金巨人矿和奇莫太矿，德国的格隆德矿和奥地利的布莱堡矿，以及南 非美国和俄罗斯的些地下矿山都在近年来应用了这些新的充填工艺与技术。 国内则分别在凡口铅锌矿济南的张马屯矿湘西金矿等矿山投入应用。 目前矿山蓝粤能源发展有限公司共同投资建设，其控股 公司为阳泉煤业集团有限责任公司。山西新元煤炭有限责任公司是山西省 年年年的重点工程建设项目之，也是晋中市双百项目之，并且 连续五年列入国家级重点工程建设项目。 山西新元煤炭有限责任公司地处山西省寿阳县境内，距太原市，距阳泉 市，毗邻石太铁路太旧高速公路，地理位置优越，交通条件便利。该井田 位于沁水煤田东北部，主采煤层为号。矿井地质储量亿， 可采储量亿。煤种主要为贫煤贫瘦煤及无烟煤，属中低灰特低硫低磷 中高发热量的优质品种煤，可作为高炉喷吹煤及出口用煤等，市场前景十分看好。 公司建成后，为阳煤集团持续发展增添了后劲，为地方经济发展注入了新动力。 山西新元煤炭有限责任公司以建设流的高产高效现代化矿井为目标，矿井 期工程建设规模为万，投资亿元矿井二期建设总规模万 ，矿井总投资亿元，已于年达产。 矿井项目按照现代企业制度运行，实行项目法人制工程监理制。山西新元 煤炭有限责任公司项目筹备处于年月成立，年初矿建施工正式开始。 经过广大建设者四年艰苦奋斗和无私奉献，年月期首采工作面形成。 阳煤集团雄厚的技术力量流的管理水平集团领导对充填采煤技术的高 度重视及山西新元煤炭有限责任公司已具备先进的装备技术水平勇于创新的发 展理念都为项目的实施打下了坚实的基础。 中国矿业大学 中国矿业大学是直属教育部管理的全国重点大学，是国家工程重点建 第页 设的高校之。现有个国家重点实验室和个国家工程研究中心，个教育部重 点实验室个省部级重点实验室和个省部级工程技术中心。拥有个国家级重 点学科，包括采矿工程工程力学安全技术及工程岩土工程矿产普查与勘 探矿物加工工程电力电子与电力传动机械设计及理论。 中国矿业大学致力于科学研究，取得了大批高水平的研究成果。九五以 来，学校先后承担各类科研项目项，其中国家级科技项目项，包括 项目项项目项国家杰出青年基金项目项国家自然科学基金 项目项等先后获得国家级科学技术奖项，省部级科学技术奖项。申 请专利项，授权项。 中国矿业大学拥有煤炭专业方面的众多专家教授，学校技术力量雄厚研 究开发经验丰富研究条件和手段先进，拥有大型工程计算软件 等软件。拥有先进大型伺服机实验室，能测试充填矸石的物理力 学性能，为设计矸石充填方案和实现良好的充填效果提供了依据。拥有国家煤炭 工业局重点实验室岩层控制实验室，为进行相似材料模拟实验创造了良好的实验 平台。拥有可视化操作的矿区沉陷预测预报软件系统，可以方便简捷的预计地表 变形参数。这些都为本项目的实验室研究工作提供了十分便利的环境和条件。 中国矿业大学在机械化固体充填采煤方面已研发的相关技术如下 矸石置换村庄保护煤柱技术 本项技术利用井下矸石置换村庄下压煤，已在我国邢台矿区成功进行了试验。 其开采方法为在村下压煤中布置矸石充填巷，先对矸石充填巷掘进采煤，然后采 用自行研制的抛矸机依次对采出煤炭的矸石充填巷由内向外充填矸石。在控制地 表的变形以保证村庄的安全使用的前提下，实现村下煤炭采出率不低于与矿 井井下矸石不上井，地表不新堆矸石山。 矸石置换村下条采煤柱技术 本项技术利用井下矸石置换村下条采留设的永久煤柱，已在我国淄博矿区许 厂矿岱庄矿进行了试验。其开采方法为在每个条带煤柱中央集中布置条矸 石充填巷对各条矸石充填巷先掘进采煤，然后采用自行研制的矸石充填机在采 第页 出煤炭的巷道内由内向外充填矸石。在保证地表建构筑物安全的情况下，实 现条采永久煤柱的回收，实现矿井矸石不上井，不新增矸石山。 矸石充填长壁采煤技术 本项技术在村下布置长壁工作面，在开采过程中利用井上下矸石充填采空 区，已在我国新汶矿区进行了试验。其开采方法为在村下保护煤柱中布置长壁工 作面，采用自行研制的矸石充填采煤液压支架矸石充填机等设备进行开采充 填，使压煤的采出率由传统的左右提高到以上，提高采出率以上。 固体充填采煤技术 该技术以固体废弃物为充填物料，在工业广场下布置长壁工作面，将固体废 弃物通过投料井运送至井下，再利用带式输送机等设备将其运输至固体充填采煤 工作面，借助自主研制的固体充填采煤液压支架充填采煤输送机等充填采煤关 键设备实现采空