導語：充填采礦法能夠最大限度地回收礦產(chǎn)資源，保護地下、地表環(huán)境，特別是近些年來，而隨著充填材料、充填工藝、管道輸送裝備和技術(shù)的不斷進步，充填采礦法在煤礦得到了廣泛應(yīng)用。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《煤礦充填開采工藝》結(jié)合了長壁工作面的通風管理和短壁工作面采掘一體的特點，工作面不布置綜采設(shè)備，充分運用連采機、掘進機速度快、機動靈活的特點完成工作面出煤，推廣應(yīng)用前景廣闊！
一、矸石充填優(yōu)勢
1.“三下”壓煤置換，將矸石充填至采空區(qū),置換地面建筑物下,水體下,鐵路下壓覆的煤炭資源,提高資源回收率。
2.工藝先進實用性強，開采后的廢棄物利用攪拌與制漿系統(tǒng)形成似膏體,通過礦用混凝土泵及壓力管道輸送至采空區(qū)。
3.系統(tǒng)可靠操作性強，經(jīng)過不斷優(yōu)化完善,矸石充填開采技術(shù)由繁變簡,設(shè)備安裝、維修方便,操作簡單、可靠，占用人員少,充填系統(tǒng)運行，可達到少量或無人值守,實現(xiàn)煤礦填充開采。
4.設(shè)備獨特、適用性強，充填開采技術(shù)所有設(shè)備為自主設(shè)計研發(fā),均取得了煤安標志。設(shè)備具有體積小,安裝方式靈活,適用于煤礦企業(yè)巷道空間狹小的生產(chǎn)條件。同時，泵送充填系統(tǒng)各主要設(shè)備和管道采用了高強度材料和技術(shù),設(shè)備故障率低、耐磨損、使用壽命長。
5.有利于環(huán)境保護，通過實施矸石充填開采技術(shù)，減少了矸石排放量,有效地解決了煤矸石污染環(huán)境,占用土地等難題。同時，矸石充填開采對地表減沉也起了決定性的作用，經(jīng)過觀測，充填工作面地表達到零沉降的效果，對地質(zhì)環(huán)境綜合保護效果明顯。
二、自流式地面制漿工藝
1.系統(tǒng)研發(fā)
與某大學聯(lián)合研發(fā)設(shè)計的XT-ZG智能系統(tǒng)，自動化程度高，可實現(xiàn)全自動、手動兩種操作方式。同時可實現(xiàn)手機APP客戶端遠程操控與監(jiān)測，整套系統(tǒng)硬件上采用大型智能一體化觸控電腦系統(tǒng)作為控制核心，采用集散式控制方法，整站配料、制漿、攪拌、輸送、注漿均由計算機自動控制完成。
2.數(shù)據(jù)采集
操作界面可隨時監(jiān)控各設(shè)備運行參數(shù)，管路流量、壓力、水池液面、漿池液面，水泥倉料位等各種參數(shù)，并能形成日報，月報，年報，及各種分類查詢統(tǒng)計表。各種數(shù)據(jù)能實時存儲在云平臺，為后期分析注漿效果和設(shè)備定期
護保養(yǎng)提供強大的數(shù)據(jù)支持。
3.程序編程
軟件采用visual studio.NET框架編寫，人機界面友好直觀，便于操作，并且開放modbus標準接口，可移植性強，可與后方調(diào)度室DCS系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接。
三、煤礦填充開采工藝
1.井下矸石泵送充填制漿工藝流程
2.煤礦填充開采工藝
工作面布置一進一回兩條順槽，進、回風順槽分別與相應(yīng)的進、回風大巷或上下山聯(lián)系，形成工作面開采時主要的運輸、通風、排水系統(tǒng)。各支巷采用掘進機(連采機) 采煤，下順槽采用沿空留巷的方式作為下一個工作面的回風順槽。井下工作面采用自流體密實充填工藝。地面建筑垃圾或矸石山矸石經(jīng)破碎后通過立孔管道輸送到井下，結(jié)合地面制漿系統(tǒng)制備的水泥漿，借助煤層傾角實現(xiàn)自流接頂，達到充填體密實的效果。
四、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化煤礦填充開采集控系統(tǒng)
隨著煤炭資源的不斷開采，我國“三下”壓煤量日益增加，解放“三下”壓煤已迫在眉睫。煤礦填充開采技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種新的綠色采煤技術(shù)，有效的解決垮落開采的弊端，同時能夠提高充填效率，降低充填成本，有效控制地表變形，為“三下”煤炭資源的開采提供新的思路，已在全國煤炭開采中迅速推廣。由于煤礦填充開采工藝是一種新采煤工藝，目前所采用的裝備均為借用其他采煤工藝的裝備或簡易的自制裝備，自動化和智能化水平很低，人勞動強度大，安全問題突出，亟需研制適用于此工藝的專用智能化工藝控制系統(tǒng)和裝備。
本項目研發(fā)“基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化煤礦填充開采集控系統(tǒng)”，采用模塊化、層次化、開放式的設(shè)計理念，使整套系統(tǒng)，既滿足當前企業(yè)對自動化的升級需求，又能著眼于未來，滿足物聯(lián)網(wǎng)化、智能無人化的發(fā)展需要。采用開放式的結(jié)構(gòu)體系，使得整個系統(tǒng)可以緊隨傳感器技術(shù)的發(fā)展，具備無限擴充升級的能力，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：
1.第一層是執(zhí)行與采集層
由各系統(tǒng)裝備的控制系統(tǒng)和傳感器組成，主要包括傳感器、無線攝像機、廣播終端、PLC、無線通信基站、人員定位、移動終端、安全監(jiān)測分站、井下電話等。
2.第二層是集中控制層
由集控中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器組成。集控中心服務(wù)器采用虛擬化技術(shù)，在一臺物理服務(wù)器上可以虛擬出若干臺集控服務(wù)器，根據(jù)不同的功能，將集控軟件劃分為不同單獨程序；
3.第三層是云存儲和云計算層
也就是人工智能層，該層并不安裝在礦井企業(yè)內(nèi)部，而是處于獨立的云端，通過對大量積累數(shù)據(jù)的分析和計算，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)預先評估設(shè)備的運行狀況，預警故障等。甚至可以分析一個地區(qū)所有礦的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。
本項目為國內(nèi)首創(chuàng)的煤礦填充開采智能化制漿站，目前已在10余個煤礦推廣應(yīng)用，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。本項目將在煤礦填充開采智能化制漿站的基礎(chǔ)上，擴展到煤礦填充開采整個工藝系統(tǒng)的智能集控應(yīng)用。
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