1. 充填法采礦在小屯礦的應用
7.1.7.1 小屯礦膏體充填工藝簡介
小屯礦膏體充填使用的材料是將破碎煤矸石、粉煤灰、添加劑（主要成分是水泥）和水等四種物料，充填的過程是一個先將矸石破碎加工，然後把矸石、粉煤灰、添加劑和水等四種物料按比例混合攪拌製成膏體漿液，再通過充填泵把膏體漿液輸送到井下充填工作面，充填空間是由液壓充填支架和輔助隔離措施形成的封閉采空區空間的過程。添加劑是一種化學物質，在泵送過程中，保證可泵時間，到工作面後保證上強度快，後期也要保證強度。充填工序為打水—打灰漿—打矸石漿—打灰漿—打水—吹風。
工藝流程為：
1）打水：充填開始時先用水引流，一方面潤滑管路，另一方面通過控制井下的高壓球門排凈管路內的空氣，防止膏體在管路內斷流。
2）打灰漿：打灰漿的目的是為了防止水和矸石膏體相遇而使矸石膏體離析、沉澱造成堵管事故，打灰漿的數量要根據管路的長度和井下管路出口灰漿的濃度決定。
3）打矸石漿：待打灰漿正常以後開始打矸石漿，打矸石漿時要密切觀察充填泵的工作壓力和控制好泵送速度。
4）打灰漿：此工序的目的和第二個工序的目的相同。
5）打水：此工序是將管路內的矸石膏體和灰漿推出，防止在管路內沉積。
6）打風：利用井上的壓風機產生的壓風吹凈沉積在管路內的矸石顆粒，為下一個循環做准備（圖7.11）。
7.1.7.2 小屯礦膏體充填系統簡介
（1）地面充填站系統
充填站布置在薛村礦東風井工業廣場西南角，充填站分充填樓、破碎機房、矸石堆料場、矸石喂料斗、添加劑倉、粉煤灰倉、蓄水池等建築。其工藝流程是在地面矸石山附近，建設充填站，充填站的主要功能是將添加劑、粉煤灰、煤矸石和水通過攪拌機攪拌成合格的矸石漿膏體，利用充填泵作動力，通過管道輸送到井下充填工作面。在充填站建有儲料罐以及保證按配比、給料、給水的計量與輸送設備、攪拌設備等，還有檢測漿體質量及數量的儀表（自動化儀表）。地面充填站主要包括以下四個系統：
圖7.11 小屯礦膏體充填系統工藝流程
1）矸石破碎子系統：包括2台裝載機、1台反擊式破碎機、2台強力振動篩、4台固定通用皮帶輸送機、3台覆式皮帶輸送機（90°）、1台移動皮帶輸送機、2台振動給料機、1個原狀矸石喂料斗和1個成品矸石喂料斗。
2）配比攪拌子系統：包括2台間隙式強制雙卧軸混凝土攪拌機、1個矸石配料倉及其4個氣動卸料閘門、2台覆式皮帶輸送機、2隻添加劑倉（包括配套的倉頂收塵器、卸料蝶閥、破拱裝置、倉頂安全閥）、2隻粉煤灰倉（包括配套的倉頂收塵器、卸料蝶閥、破拱裝置、倉頂安全閥）、2台添加劑螺旋給料機、2台粉煤灰螺旋給料機、2台供水泵（包括管閥）、2個矸石緩沖倉、2個添加劑稱量斗、2個粉煤灰稱量斗、2個稱水斗、2個收塵袋和1個料漿緩沖斗等。
3）管道泵送子系統：包括2台充填泵機組、充填管及其組件、壓風管路、沉澱池等組成。充填泵採用德國普茨邁思特公司生產的充填泵，地面管路860 m，鑽孔管352 m，井下管路660 m（隨著工作面的推進，管路逐漸縮短），工作面管120 m，地面、鑽孔及井下主管路均採用雙層金屬耐磨管。
4）檢測監控子系統：包括料位、水分、稱重、流量、密度、壓力以及來料稱重等7個方面。
（2）井下工作面系統
首次充填的14259工作面位於南旺村下，工作面長度120 m，推進長度620 m，煤層傾角平均70°，埋藏深度384 m，儲量29.5×104 t。工作面採用北京開采研究所設計的充填支架（型號ZC3800/15.5/28.5），工作面選用MG150/375－W型雙滾筒採煤機和SGZ－630/264型刮板輸送機。工作面作業方式為采—充—凝固，晝夜一循環。
（3）充填措施
通過對充填物的配比試驗，得出了矸石膏體組合料的配比技術參數，矸石充填是在工作面按要求割完煤以後把充填區密封好以後進行，其工藝流程為：打水→打灰漿→打矸石漿→打灰漿→打水→打風，完成一個充填循環。