长壁矸石充填开采上覆岩层移动特征模拟实验

长壁矸石充填工作面采空区由于被充填材料占据,上覆岩层移动特征将不同于垮落法管理顶板,采用相似模拟和数值计算模拟工作面回采和矸石充填过程。通过改变支架初撑力和工作阻力、充填材料的夯实力,模拟不同充填率情况下上覆岩层应力变化和岩层移动特征,结合现场实测结果认识长壁矸石充填开采上覆岩层移动规律。研究发现:支架工作阻力对充填效果影响显著,充填支架高初撑力和工作阻力可以限定顶板的变形,保证足够的时间使更多的充填材料充进采空区,进而减小缓慢下沉带高度,控制地表变形。采空区内充填材料限制直接顶的变形、下沉以及冒落,直接顶以断裂和冒落为主,冒落后整齐地排列在采空区矸石上。基本顶以弯曲下沉形式随直接顶移动,上覆岩层冒落高度显著降低。

厚松散层下矸石充填开采地表移动规律研究

为分析厚松散层下矸石充填开采地表移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件,利用正交均匀设计试验校正室内岩样力学参数,分别建立不同松散层厚度条件下矸石充填开采数值计算模型。通过对相同基岩层厚度、不同松散层厚度条件下与相同采深、不同松散层厚度条件下矸石充填开采地表移动规律的研究得出:①在相同基岩层厚度的条件下,随着松散层厚度的增大,矸石充填开采地表最大下沉量、最大水平移动以及主要影响角正切均增大;②厚松散层下充填开采地表下沉系数随松散层厚度与采深之比呈线性递增;③采深是厚松散层下矸石充填开采地表移动范围的主要影响因素,而松散层厚度对地表移动范围的影响较小。

基于FLAC3D和SURFER的矸石充填开采沉陷数值模拟

应用FLAC3D,SURFER8对矸石充填开采后的地表移动情况进行了预计,通过与概率积分法的预计结果进行对比,发现使用FLAC3D进行模拟与概率积分法结果比较接近。但是前者是以实际钻取煤岩物理力学参数为计算依据,避免了使用概率积分法预计时需要进行确定繁杂的参数(如等价采厚、主要影响角等)的问题,为矸石充填开采沉陷预计及工程决策探求了一种高效简捷的方法。

大采高工作面矸石充填开采技术效果分析

为准确评价大采高综合机械化矸石充填效果,采用理论分析、实验室试验与工程实践相结合的方法,以东坪煤矿建筑物下厚煤层资源回采为研究背景,确定了影响充填质量的评价因素,建立了大采高综合机械化矸石充填质量评价技术体系。研究结果表明:由充填开采岩层移动规律、影响充填质量的因素、质量检测参数、质量检测系统布置、质量检测评价手段等分系统组成的充填质量评价技术体系可以较准确评价充填质量,并在东坪煤矿成功进行了充填质量检测及评价,取得了显著的社会效益和经济效益,为类似条件村庄压煤采用矸石充填技术提供了指导和参考。

村庄下厚煤层综合机械化矸石充填开采地表沉陷与变形分析

为解放村庄下浅埋厚煤层资源,延长矿井服务年限,同时保证地面建筑物的安全使用,需开展浅埋厚煤层综合机械化矸石充填开采控制地表沉陷变形研究。以潞安集团王庄煤矿52采区5201工作面为例,首先对该矿井矸石进行了一系列级配试验,以提高矸石充填体的充实率;然后根据综合机械化矸石充填开采工艺设计了3种充实率控制方案,同时基于等价采高开采沉陷预计分析得出3种充实率控制方案的地表移动与变形值;最后依据地面建筑物损坏等级、矸石充填量以及充填工艺等因素综合确定了最佳充实率控制方案。研究表明:该方案实施不但能确保地面建筑物的安全使用,同时还节约了矸石充填材料。

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。

薄煤层泵送矸石充填开采矿压显现规律研究

为有力地配合北宿煤矿薄煤层泵送矸石充填开采工业性试验,更好的为今后薄煤层充填开采提供可靠依据,在C1661充填开采工作面进行了矿压观测,C1661充填开采工作面与1863采用全部垮落法开采工作面相比,顶底板移近量增大11.4%,单体支柱末阻力增大54.8%,液压切顶支架末阻力增加8.8%,支架活柱缩量增大5.7%,支护强度基本相等,来压强度减小28%,周期来压步距增大27.3%,初次来压步距增大12%。

薄煤层泵送矸石充填开采技术研究及应用

针对北宿煤矿薄煤层,岩巷、半煤岩巷道掘进量大及建筑物下压煤问题突出的实际情况,决定利用矸石输送泵输送矸石充填采空区,实验确定了矸石充填料及配合比,设计了充填系统和工艺,研制了薄煤层两柱支撑式充填挡矸支架及管路出口"Y"型双向闸板阀,并对沿空留巷巷旁挡墙进行了设计,2011 年 10 月 30 日,在 C1661 工作面通过工业性试验,取得圆满成功,实现了绿色开采,有利于可持续发展。

“三下”压煤中矸石充填开采地表沉陷规律探究

为获取"三下"压煤环境下矸石充填开采对地表沉陷的影响,以某煤矿6号煤层1623矸石充填工作面为研究对象,布设沉降观测站进行长期、持续观测,结合概率积分法对地表沉陷程度定量化处理。根据1623矸石充填工作面52个月的观测数据分析得出,矸石充填下沉量最大96 mm,占采高的2.07%;超前影响距离和影响角会随着开采区面积的扩大而缓慢增加,稳定在一定的水平;与垮落开采方式相比,矸石充填开采的下沉系数平均降低96%,主要影响角正切值缩小52%,最大水平变形0.226 mm/m,最大倾斜变形0.168 mm/m,大大减小了煤炭资源开采对地表沉陷的影响,对地表建(构)筑物构不成威胁。

矸石充填开采沿充留巷挡矸系统设计与施工工艺探讨

本文分析了矸石充填开采沿充留巷挡矸存在的问题,提出了沿充留巷挡矸系统结构。针对葫芦素煤矿充填开采沿充留巷,对该挡矸结构进行了参数设计,验算了挡矸装置、巷旁墩柱强度,探讨了矸石充填开采沿充留巷挡矸系统施工工艺,对类似工程具有参考价值。

矸石充填开采的关键技术理论及工程实践

近几年来,随着绿色开采理论的提出和应用,充填开采作为绿色开采战略的重要组成部分,并且其应用和发展越来越成熟,是进一步保障煤矿安全、高效、绿色生产的重要技术手段。以山西某矿的主采煤层为工程背景,以矸石充填开采的关键技术理论为基础,通过设计工作面回采过程中矸石充填的具体方案,并对矸石充填效果进行监测和分析,研究内容可为相似地质条件下矸石充填开采的设计和应用提供借鉴。

矸石充填开采的工程实践

随着科技的发展,矸石充填开采技术逐渐被广泛的应用于煤矿开采作业过程中,而且积极应用矸石充填开采技术不仅有助于实现对煤矿的绿色开采,节约了资源,也有利于很好的提高回填利用率及有效解决了'三下'开采问题,因此,加大对矸石充填开采技术在煤矿开采中的研究具有非常重要的现实意义.鉴于此,本文以邢东煤矿为例,详细的分析和研究了矸石充填开采技术的具体应用及其应用效果和价值,以供同行业者参考评价.

孙村煤矿-400二层充填区矸石充填开采技术应用

在煤炭开采中,为减少固体废物排放、开采沉陷危害,提高资源回收率,采用短壁连采密实充填工艺,通过资源置换,能够取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益。山东能源新矿集团孙村煤矿在-400二层充填区采用矸石充填开采技术,通过采用全负压连采连充分步置换“三下”采煤法,实现壁式开采、全采全充,充采比和充实率均达到100%,置换煤量108363t,取得了明显的经济、环境和社会效益。

千米深井矸石充填开采地表沉陷规律研究

针对千米深井矸石充填开采的地表沉陷问题,采用Flac3d软件建立数值计算模型,研究了该采区不同开采范围,不同充实率条件下的地表沉陷规律。研究表明,充实率为80%时,随工作面的推进,地表沉陷参数值逐渐增大,但增量逐渐减小;但推进距离为800m时,随充实率的提高,下沉值、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等参数逐渐减小,且减小量逐渐增大。

大采高综合机械化煤矸石充填开采技术研究

为了解决东坪煤业村庄压滞煤炭资源回收的问题,提出了适用于大采高综采、以井下矸石作为充填物的充填开采技术,论述了充填技术中的充填开采机理、充填机械设备和充填开采工艺,采用实测方法对充填效果进行评价。研究结果表明:建筑物下大采高工作面回采以煤矸石作为充填物可以有效控制上覆岩石的破坏高度,开采稳定后地表最大下沉量仅有54 mm,为类似条件村庄压煤的安全高效开采提供了参考依据。

近距离下保护层矸石充填开采可行性理论分析

为提高下保护层开采的适用性,将矸石充填法应用于下保护层开采。分析了充填开采的采场覆岩的弯曲下沉变形,得到了矸石充填开采采场顶板的下沉变形规律;以维持被保护煤层底板岩层稳定性为基础,建立了下保护层矸石充填开采的可行性理论判据。以贵州某矿下保护层开采为工程背景,设计了下保护层充填开采的充填参数,并对下保护层开采对上部煤层所造成的影响进行了分析。结果表明:当下保护层充填开采采取合理的充填参数时,即能保证下保护层开采不影响上部煤层的正常回采,又能保证上部煤层会受到下保护层采动而使其裂隙充分发育。

基于充实率的矸石充填开采地表移动数值模拟

为了研究矸石充填开采在不同充实率条件下的地表移动变形规律,采用FLAC3D数值模拟软件建立某矿区不同充填强度下的矸石充填开采数值计算模型,分析不同的充实率对地表沉陷的影响规律,并在此基础上结合等价采高理论对比分析了薄煤层垮落法开采与矸石充填开采地表移动结果,得出两者地表最大移动量的差值随充实率的变化特征,研究表明:矸石充填开采充实率越高,地表沉陷的控制效果越好,地表移动与变形极值均随充实率的增加而呈线性减小;基于等价采高的矸石充填开采预计是偏于保守和安全的,且随着充实率的增大,等效薄煤层与充填开采地表移动极值逐步接近,相对偏差逐渐减小。

堤坝下矸石充填采煤充实率设计

为达到节约矸石充填量和确保堤坝安全的双重目的,需对矸石充填采煤充实率进行合理的设计,首先通过理论分析确定矸石充填采煤充实率的影响因子及各因子的影响情况;然后以济宁三号煤矿南阳湖堤下矸石充填采煤为实例,根据南阳湖堤的特点以及采煤规范确定设防标准,通过全部垮落法沉陷预计确定矸石充填量以及充填范围,由此动态确定该湖堤下矸石充填采煤充实率。结果表明:当工作面推进到距湖堤340 m时,采空区充实率需达到15.8%,随着工作面接近湖堤,采空区充实率应逐渐提高,当工作面推进到距湖堤60 m时,采空区充实率需达到91.8%;最后根据等价采高沉陷预计地表变形,该设计充实率不但能保护地表湖堤的安全,同时还节约了矸石充填材料。

充填开采技术在煤矿中的应用

本研究目的是了解充填开采技术在煤矿中的应用效果。方法是从充填开采技术的内涵入手,分析充填开采技术在煤矿开采中的具体应用要点。充填开采工艺主要有膏体填充开采、似膏体填充开采等的有效应用与控制,有效提升煤矿开采的安全性,降低对生态环境的破坏与影响。结论是充填开采技术值得在煤矿开采中推广与运用。

工作面充填开采技术的探索与实践

煤炭资源的地下开采易造成地表沉陷等地质灾害,外排的煤矸石露天排放不仅占用大量的土地,而且对生态环境造成严重破坏。为探索破解煤炭资源地下开采的行业性难题,山西焦煤西山煤电集团公司根据国内外各类充填开采技术,在充分调研与实地考察的基础上,引进两种完全不同工艺的充填开采技术,在所属的东曲矿和屯兰矿分别进行矸石充填开采技术和粉煤灰关键层绿色充填技术现场实验,取得了初步成效。