矸石充填普采面采煤充填工艺及矿压显现

基于鄂庄煤矿二采区2#煤层的地质条件和地面学校等建筑群需要重点保护的要求,介绍了2202东普采工作面直接利用井下掘进矸石充填采空区的相关技术,涉及充填系统、采煤与充填平行作业方式、支护技术、机械矸石充填工艺及充填效果;分析了矸石充填工作面顶底板闭合量、支柱载荷和活柱缩量的变化规律.结果表明:2202东工作面采用胶带抛矸机充填装备及"见六充三"和4.5 m×3.0 m充填循环参数,工作面月产量可达到1.47万t,采空区得到密实充填,采场矿压显现十分缓和,顶底板闭合量平均累计值小于25 mm,在工作面投影上方地表下沉为203~276 mm,地表重点保护的建筑群得到有效和安全的保护,矸石充填后的最大压缩量为251mm,最大压缩率为12.1%.     

重点保护建筑群下普采工作面矸石机械充填安全、技术和经济效果研究

基于鄂庄煤矿2220东工作面的地质条件和地面学校等建筑群需要重点保护的要求,对比了不同的采煤方法效果,介绍了普采工作面直接利用井下掘进矸石充填采空区的相关技术,分析了矸石机械充填开采的地表移动及建筑群保护安全效果、矸石充填系统及主要装备的技术参数、产值、成本和利润.研究认为:采空区得到密实充填,地表重点保护的建筑群得到有效和安全的保护,实现了煤矸互换,充填开采的吨煤利润为119.75(元/t),经济效果显著.     

我国煤矿充填开采技术及其发展趋势

基于煤矿可持续发展与环境保护的要求,阐述了煤矿充填开采的必要性,通过收集分析我国20个典型充填开采应用实例,系统论述了巷道掘进抛矸充填、长壁普采矸石充填、长壁综采矸石充填、膏体充填和高水充填等技术特点,得出了巷道掘进矸石充填适用于配采和重要保护场合,长壁综采矸石和膏体充填适用于主采和普通保护场合,高水充填适用于缺少充填材料和单一煤层场合;提出了采煤量、充填量、采出率、吨煤成本、充满率、移近量、下沉量、减沉率、变形量和保护面积可作为充填开采效果的评价指标。最后,建议对高效充填和充填空间密闭做深入研究。     

煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展

传统井下煤矸石需运输至地面处理,不仅占用地面国土空间、自燃或雨水淋滤造成大气与环境污染,而且长距离无效运输造成的能源消耗问题已成为制约煤矿低碳发展的关键瓶颈。为实现煤矿矸石不出井,从煤炭生产源头减少碳排放与单位产出能源资源消耗,实现煤炭的绿色低碳智能开采,回顾了煤矸石井下分选充填技术现状及智能化进展,并在此基础上展望煤矸石井下分选充填技术发展趋势,提出了煤矸石井下原位绿色智能分选、充填新方法,详细阐述了煤矸智能分选机及新型充填液压支架的结构及原理,以最大化缩短矸石无效运输距离。为处理采煤工作面矸石,预防煤岩动力灾害,提出了包含少矸化智能开采系统、原位智能分选系统、工作面矿压反演系统、精准科学充填系统四大子系统的煤矿井下采选充智能一体化系统,并探讨了各子系统间的新环逻辑关系,以形成采煤利于分选、分选利于充填、充填利于采煤的良性循环。为处理掘进工作面矸石,提出了包含智能快掘系统、智能分选系统、煤矸分运系统、智能充填系统四大子系统的煤矿井下掘选充智能一体化系统,并对各子系统所负责工作及智能化实现进行了阐述。所提出的新工艺有望实现煤矿矸石不出井,并为煤矸石原位智能分选充填方法及采选充一体化系统...     

矸石充填开采技术在煤矿应用与技术研究

本文通过对现阶段的矸石充填开采技术进行研究,对常用的井下煤矸分离方法的关键装备、系统及技术原理进行分析,提出井下煤矸分离和综合机械化固体充填采煤技术的基本原理。通过采用井下煤矸分离和矸石充填开采技术,实现了矿井矸石不升井、"三下"压煤绿色开采及有效控制地表沉陷的目的。     

东港煤矿井下煤矸筛分、矸石破碎、充填系统技术研究与应用

东港煤矿前二采区2层煤为"三下"压煤,为解放压煤量,需要对回采工作面采用矸石充填开采,通过对矿井生产系统的现状调研分析,通过现有的生产系统进行优化改造,把井下煤矸直接筛分、矸石破碎、储存,充填系统配套,达到矸石不升井,绿色开采。     

煤矸石似膏体自流充填绿色开采技术研究与实施

 基于孙村煤矿采深已达1350m、资源日趋枯竭、矸石山占用土地量大、生态环境污染严重的条件,为缓解深部产量压力,提高资源回收率,消灭地面矸石山,保护地面建筑,研发了煤矸石似膏体自流充填系统,在仰斜长壁工作面加以实施,形成了与普采工艺配套的挡浆帘和挡浆墙制作技术、前进式沿空留巷技术,实现了煤矿绿色开采。     

综采工作面安全高效充填开采技术研究

翟镇煤矿为彻底解决"三下"压煤、矸石占地等问题,将井下开拓产生的矸石运至老空区,将原堆放到矸石山的矸石使用无缝管垂直输送到井下,采用综采工作面矸石充填技术实施井下矸石充填、以矸换煤工程,提高了"三下"压煤的回采率,减少了矸石山占地,缓解了煤矿开采对地表及生态环境的破坏,为矿井的安全高效生产提供了保障。     

井下矸石泵送充填物料配比的试验研究

为解决矿井矸石的地面排放问题,实现矸石在井下直接泵送充填至采空区,在华丰煤矿进行了井下试验研究。采用正交试验方法研究矸石的破碎粒度、物料浓度和水泥添加量对井下矸石泵送系统的泵送和充填效果以及充填成本的影响。试验表明,矸石破碎粒度的大小对矸石膏体的可泵性影响显著,水泥的添加量对矸石膏体的抗压强度和充填成本影响明显。根据试验所确定的矸石破碎粒度、水泥添加量及质量浓度的最佳组合,利用该系统实现了普采工作面的有效充填,为井下矸石处理提供了一个新途径。     

急倾斜煤层柔性掩护支架开采矸石充填工艺研究

通过对急倾斜煤层柔性掩护支架开采特点的研究,针对这类开采方法矸石充填的特点及主要问题,设计了柔掩支架工作面架后充填系统。沿底板将区段回风平巷拓宽,成为半煤岩巷道,矸石从掘进头通过底板巷道、平石门运到工作面拓宽后的区段回风平巷,再用耙斗或抛矸机将矸石充填到采空区,解决了急倾斜煤层柔性掩护支架开采的矸石充填问题,填补了这方面的研究空白。     

年产百万吨工作面高效充填综采技术

为实现峰峰矿区“三下”压煤区域煤炭资源安全高效开采,对年产百万吨工作面综采工艺、充填系统、设备选型、地表变形控制等进行了研究.充填开采效果表明:充填开采工作面地表塌陷区变形控制在88 mm以内,开采塌陷引起的建(构)筑物损害可控制在Ⅰ级采动影响范围内,可实现充填开采工作面年产量超过100万t,并处理矸石60万t/a,粉煤灰30万t/a,延长矿区服务年限20年.     

建筑物下浅埋厚煤层长壁矸石充填开采试验

针对阳泉东坪煤矿建筑物下压煤多、埋藏较浅的特点,基于综合机械化长壁矸石充填工艺技术,提出了间歇分层长壁矸石充填开采采出建筑物下压煤的技术途径。在分析长壁矸石充填开采沉陷控制机理的基础上,利用等价采高的概念设计了试验区分层开采厚度分别为3.1和3.0 m,并对方案进行了地表沉陷预计。结果表明,第1分层开采后地表的移动变形值均在设防标准之内;第1分层开采稳定后,对建筑物进行简单的维修和加固,可进行下一分层开采,地表移动变形仍在设防标准之内,为该矿井最大限度地解决建筑物下压煤问题提供了一种安全、经济的合理开采方法。     

煤矿超高水材料充填开采技术及其展望

基于超高水充填材料的性质,进行了超高水材料充填开采技术研究。该技术包含开放式、全包式、混合式等采空区充填方法,其充填工艺系统由材料储运、浆液制备、浆液输送和混合等4部分组成,并在多个矿井进行了应用。结果表明：超高水材料具有含水量高（水体积分数95%～97%）、凝固速度快（初凝8～90min）、早期强度高、固结体不可压缩、承载性能好、材料强度和凝固时间可调控等优良性能,是一种良好的采空区充填材料。该充填工艺系统初期投资低、操作简单、自动化程度高、管路磨损小。充填开采后,采空区充填率均在85%以上,采场矿压显现程度明显降低,地表建筑物破坏等级控制在国家规定的C级破坏范围内。     

原生矸石连续级配压缩实验研究

 针对矸石压缩试验中存在的方法单一,理论欠缺的现状,本文以泰波理论为基础通过两套实验方案对原生矸石性质进行研究。根据实验时实时监测的应力—应变以及压缩变形数据得出：较小粒径的矸石在级配中占大比例时矸石压缩率小;根据泰波理论进行连续级配实验,得出当n值为0.3时为最优级配;符合泰波理论配比的矸石压缩率低于原生矸石的压缩率,在充填时能够很好的控制地表沉降,充填效果好。     

置换条带开采中充填体强度分析

为了进一步提高煤炭资源的采出率、实现安全开采,通过对原建筑物下以及水体上留设条带煤柱的水文地质条件分析,提出了利用高水材料充填置换煤柱进行二次复采的技术思路;并基于工程力学对充填体强度及其安全性进行了分析研究。结果表明,采用全采全充方式、充填体材料强度大于2 MPa、复采的工作面宽度20 m、充填体与小煤柱的宽度为25 m的情况下,可以实现建筑物下与承压水上安全开采。     

建筑物下压煤充填开采优化设计研究

介绍了德国和波兰充填开采情况,在总结中国、德国和波兰的煤矿建筑物保护等级与地表变形指标及其他行业标准的基础之上,对充填开采地面建筑物变形控制指标提出了建议。指出建筑物下充填开采应综合考虑地质采矿条件、地表移动规律、地表被保护对象允许移动变形指标及工作面的充填能力等因素,建立了允许开采厚度、工作面充填率和工作面开采速度的优化计算模型,及充填开采减少建筑物损害的效益评价模型,为确保建筑物下安全开采,避免过度充填浪费充填材料增加生产成本,提供了理论优化计算与评价模型。     

矿山充填技术的演进历程与基本类别

充填采矿技术是实现矿山绿色发展的重要技术载体，在历时几十年矿山实践中有了长足发展。在综述常规矿山充填技术发展历程和基本类别的基础上，提出以矿山充填、固废处置、采空区再利用、地热开 发、战略资源储备和智能控制等为协同发展目标，以充填能效为发展主线，将矿山充填技术演进历程划分为体积性充填、结构性充填、功能性充填和智能性充填4个阶段，分别从概念、功能和基本类别等进行了论述。 认为目前矿山充填发展阶段为结构性充填，随着矿山生产实践与科学技术的不断发展，功能性充填和智能性充填将成为矿山充填发展的新方向，进一步革新充填材料、充填工艺和充填装备，将对深地矿产资源开发与 未来矿山转型升级等产生重要而又深远的影响。     

瑞丰煤业超高水材料充填技术研究与应用

超高水材料充填是工作面采空区充填方式之一,论文针对瑞丰煤业1612工作面的基本情况,设计了超高水材料混合充填技术与工艺,系统地介绍了充填技术装备与组成,成功地实现了工作面运输巷沿空留巷.观测结果表明,采用高水材料充填技术,可有效避免地面沉降,保证充填效果,实现煤炭资源的最大回收.     

煤气化废渣用作煤矿充填材料的试验研究

为了降低煤矿充填的成本,采用煤气化废渣作为集料,以普通水泥作为胶凝材料配置了充填材料,测定了料浆的塌落度、脱水率和充填体的强度。结果表明:随着水泥含量的增加,料浆的塌落度增加,随着煤气化细渣含量的增加,料浆的脱水率降低,在水泥含量为6%时,充填体的强度即可满足自立的要求;采用煤气化废渣作为充填集料,充填材料的成本是可以接受的。