神奇的充填采煤

　　煤炭开采和利用的历史悠久。很早以前，人类就利用煤炭来做饭取暖、烧制陶瓷和冶炼金属。在历史发展的长河中，煤炭与人类的生存和发展休戚相关，对人类生产生活质量的提高发挥了巨大作用。工业革命是人类进步的标志，而煤炭是工业革命的助推器。第一次工业革命使人类社会进入“蒸汽时代”，煤炭在其中发挥了无可替代的推动作用；第二次工业革命使人类社会进入“电气时代”，煤炭在其中发挥了举足轻重的促进作用。在水电、风电、光伏等清洁能源快速发展的今天，煤炭仍然发挥着主要能源的作用。煤炭不仅是主要的燃料，还是重要的原材料。煤炭经处理后成为焦炭，可用于炼钢；煤炭经直接或间接液化后实现“煤制油”，经气化后实现“煤制气”。随着我国拥有自主知识产权的先进煤化工技术的进步及其应用，煤炭还可用于生产更多的化工产品。因此，煤炭不仅推动了工业革命的进程，还促进了社会的进步，造就了人类的现代文明。煤炭开采是向大自然索取资源，必然会给生态环境带来损伤。煤炭开采过程中会引起地表塌陷和地下水破坏，矸石外排占用大量土地，还会排出有害气体和二氧化碳，对环境造成影响。随着经济社会的发展，人们对生态环境有了新的认知，同时对煤炭行业提出了新的要求，因此，改变发展方式，实施保护生态环境的绿色开采，是新时代煤炭行业高质量发展的必由之路。2020年全国能源工作会议认为：虽然煤炭在我国能源结构中的占比有所下降，但其主体能源的现实并未改变，煤炭应充分发挥在能源体系中的“稳定器”和“压舱石”作用，承担更多“兜底”能源的使命。充填采煤是绿色开采的一个重要支撑技术，已经在全国很多矿区应用并发挥了主动保护环境的积极作用。《神奇的充填采煤》采用通俗易懂、图文并茂的科普写作手法介绍了充填采煤的现状与发展，科学而深入浅出地剖析了充填采煤中的岩层控制机理，重点阐述了充填采煤的技术工艺特点、技术装备和自动化充填采煤技术工艺，向读者展示了充填采煤的实效。

　　刘建功（1956-），男，汉族，山东沾化人，现任河北工程大学教授、博士生导师，国家能源充填采煤技术重点实验室主任，河北省煤炭生态保护开采产业技术研究院院长，河北省矿业协会会长，煤炭工业技术委员会机械专家委员会主任委员。先后获得国务院政府特殊津贴、孙越崎能源科学技术奖、河北省科技进步突出贡献奖，被评为全国优秀科技工作者、河北省省管优秀专家、河北省高端人才。长期从事煤矿充填开采、保水采煤、自动化控制、机械装备和生态矿山建设等方面研究工作，主持完成多个重大项目及工程实践。先后荣获国家科技进步二等奖3项，省部级科技进步特等奖1项、一等奖11项，发明专利14项，实用新型专利21项；在国内外一级刊物上发表学术论文40多篇，出版5本专著、编写2本工程用书。刘峰（1967-），男，汉族，甘肃平凉人，1989年7月参加工作，1987年12月加入中国共产党，中国矿业大学（北京）管理科学与工程专业毕业，博士研究生学历，教授级高级工程师。现任中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长、《中国煤炭学报》主编。长期从事煤炭行业科技创新的政策制定、规划、评价和成果转化推广工作；主持国家能源局“促进煤矿智能化发展研究”等部委纵向课题多项；发表《煤矿“新基建”夯实基础迎接挑战》等代领行业创新发展的文章多篇。他提出的“煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑”这一科学理念已成为行业共识。

第一篇 煤炭的重要性与发展中存在的问题
一、煤炭仍是我国经济社会的能源支柱
二、发展中存在的问题及其对策
（一）采煤沉陷区治理
（二）矿井水治理
（三）瓦斯资源化
（四）顶板冒落及其支护
（五）煤矸石及其利用
第二篇 充填采煤的前世今生
一、国外充填开采技术的发展
二、国内20世纪充填开采技术发展历程
（一）金属矿山的充填开采
（二）充填开采在煤矿的发展
三、我国充填采煤在21世纪的新发展
（一）固体充填
（二）膏体充填
（三）超高水材料充填
（四）覆岩离层注浆充填
（五）充填采煤的应用现状
第三篇 充填采煤顶板控制机理
一、煤炭开采过程中的矿压显现
（一）矿山压力的基本特点
（二）岩体的变形特征
二、充填采煤的顶板控制
（一）充填采煤的顶板变化
（二）充填采煤矿压显现控制原则
（三）充填采煤上覆岩层连续曲形梁的形成
（四）充填采煤顶板下沉控制
第四篇 充填采煤技术及其设备
一、固体充填采煤
（一）固体充填材料制备
（二）固体充填材料输送
（三）固体充填采煤装备
（四）固体充填工艺
二、膏体充填采煤
（一）膏体充填材料制备
（二）膏体充填采煤技术
（三）膏体充填采煤装备
三、高水材料充填采煤
（一）高水充填材料
（二）高水材料充填采煤工艺
（三）高水材料充填采煤装备
（四）高水材料充填系统
……
第五篇 自动化充填采煤
第六篇 充填采煤的喜人效果
结语
参考文献