国有重点煤炭企业“采选充一体化”技术调研及未来走向研判

在煤炭清洁高效利用的大背景下,“采选充一体化”技术对于煤炭行业积极作为、主动赋能具有革命性的意义,从6家国有重点企业集团的调研情况看,四大充填开采技术、四大井下选煤技术普遍成熟,6家采用该技术的煤矿也取得了显著的经济效益和社会效益,但是制约我国“采选充一体化”技术总体推进的主要瓶颈集中在投资、成本两大要素,破解问题的关键是国家的鼓励优惠政策、市场机制形成的煤炭真实价值的回归、“采选充一体化”技术的科学布局等。从概念上拓宽“采选充一体化”技术的内涵与外延,形成井下、井上全方位联动,井下建设预排矸选煤系统,井上建设选煤厂及多源集中充填站,利用固体充填、膏体充填、高水充填等技术,对被分离出的矸石及其他工业固废、充填材料进行加工处理,通过“井下充填+井上回填”的方式,处理井下采空区域、覆岩离层区域,有效提升煤炭资源的回采率和地下空间利用率,提高选煤厂入选原煤质量,保护地面生态环境,实现矿井安全生产的良性循环和生产生态环保的大循环。

煤矿井下采选充一体化评价模型创建与应用

为进行煤矿井下采选充一体化工程质量的评价,以郭庄煤矿为研究背景,运用改进的模糊综合评价方法,构建了煤矿井下采选充一体化工程质量评价模型;采用层次分析法与变异系数法相结合的方法确定了两级指标权重。基于MATLAB软件平台,开发了“MBF”数值计算评价方法,提高了煤矿井下采选充一体化工程评价效率和质量。

采选充一体化质量评价体系软件开发与应用

为建立采选充一体化示范工程质量监测与评价体系,选取了3个一级指标和16个二级指标,实时监测并记录工作面的指标数据。通过建立的采选充一体化质量评价模型计算得出工程完成质量评价结果,并采用MATLAB语言依据此评价体系和评价模型进行程序软件开发,以简化采选充一体化示范工程质量评价过程,提高评价效率。

“采选充+X”一体化矿井选择性开采理论与技术体系构建

由于"采选充+X"一体化矿井系统的复杂性,基于安全绿色高效开采的原则,本文提出了针对"采选充+X"一体化矿井的选择性开采技术的理论构想,并从充填控制岩层移动、应力集中、裂隙场发育、留(掘)巷稳定等角度分析了"采选充+控""采选充+留""采选充+抽""采选充+防""采选充+保"等矿井的关键科学问题,提出了满足不同充填控制要求的选择性开采技术理论框架、选择性开采技术辅助决策支持系统的构建思路和基本内容。随着采选充技术的扩展应用,选择性开采技术也将逐步延伸到各个技术模式,并以它独有的绿色环保、高效协调为实现"采选充+X"一体化矿井的开采提供技术决策与保障。

深部高瓦斯矿井保护层少矸化“采选充+抽”开采技术

针对深部"采选充+抽"一体化矿井中以岩层为保护层和矸石不出井的技术难题,分析提出了此类矿井保护层少矸化时空协调开采技术。以平煤十二矿为例,首先根据提出的保护层少矸化时空协调开采技术确定了保护层的层位;利用考虑含瓦斯煤岩体的骨架可变形性和气体可压缩性的固气耦合模型,数值模拟研究了保护层少矸化开采厚度对被保护层工作面膨胀变形率、应力和瓦斯压力变化特征等的影响,优化了保护层采厚;最后依据卸压保护角和保护层采厚等参数确定了保护层工作面长度,并分析井下煤矸物流系统和就地分选及充填系统。针对得出的保护层少矸化开采参数,从卸压增透的时效性和少矸化两个方面分析了保护层少矸化时空协调开采效果。