超高水材料采空区充填工艺系统与应用研究

为解放建筑物下压煤,结合超高水材料的基本性能和使用方法,提出进行超高水材料采空区充填开采并设计了相应的充填工艺系统。详细介绍了浆液配制系统的工作原理并分析了其制浆能力和生产周期,研究了超高水材料浆液的流变性及其可泵性。研究表明:半连续的超高水材料浆液配制系统能够提供连续的浆液,该系统生产能力大,周期短,材料配比准确;A、B单浆液流动性好,适合在管路中长距离输送,混合浆液的输送应在2/3凝结时间内完成,浆液输送时柱塞泵工作压力小,充填泵型号选择范围广。在密闭、潮湿、低温的采空区环境中,超高水材料是一种性能良好的"三下"采空区充填材料,充填工艺系统结构简单,机械化程度高,实际应用与操作方便,对煤矿地质条件适应性强。

矿用超高水充填材料制浆系统研究与应用

制浆系统是整个充填系统的核心。为使超高水材料充填开采技术适应于工业化应用,以陶一矿超高水材料充填开采试验为背景,结合该材料特性,对制浆系统进行了较为深入的研究。确定了制浆系统的形式和生产能力;对半连续制浆系统各组成部分进行了详细设计,并评价了其应用效果。研究表明:超高水材料浆液制备宜选用半连续制浆系统,该系统运行稳定可靠、制浆能力大、浆液配比准确、操作简便(完全由PLC自动控制),能够满足超高水材料充填开采的制浆要求;该系统占用体积较大,运行环节较多,布置在井下时硐室通风条件较差,生产时易产生较大粉尘和噪声,应进行进一步改进;系统更适宜布置在地面上,若布置在井下,应加强硐室的通风管理。

厚煤层高采出率膏体充填工艺试验研究

针对太平煤矿面临的村庄压煤和提高开采上限的问题,结合目前膏体充填技术及煤矿实际开采情况,按照压煤开采规程的要求,对厚煤层开采膏体充填工艺进行了试验研究。详细阐述了膏体充填原料选择、配比、工艺系统设计、充填流程等具体内容,并通过地表沉陷观测及其结果分析,论证了膏体充填开采的可行性,验证了膏体充填开采带来的显著效果,为压覆煤炭资源的开采提供了技术参考。

陶一矿超高水材料充填开采试验研究

针对邯郸矿业集团各矿"三下"压煤量大、煤炭资源采出率低的现状,在陶一矿进行了超高水材料充填开采技术研究与试验。在该技术中,选用超高水材料构筑采空区充填体,发明了与该材料性能配套的充填方法,并研制了大流量制浆充填工艺系统。结果表明:应用该技术可以有效地控制采空区上覆岩层的活动和地表的沉陷,解放"三下"压煤,延长矿井服务年限,产生极大的经济和社会效益。

超高水材料充填开采技术研究

针对超高水材料性能差、充填体密实程度低、充填工艺系统复杂等问题,以田庄煤矿超高水材料充填开采为工程背景,研究了不同外加剂掺量对超高水材料的影响,分析了超高水材料蠕变性能,改进了充填系统和工艺,并开展了工业性试验和效果分析。结果表明:随AA外加剂掺量增加,浆液流动性能变差,泌水率降低,单轴抗压强度逐渐增加,28 d强度最大可达0.90 MPa;在6.5 MPa压力作用下封闭的超高水材料应变仅为6.02×10^-3,超高水材料可视为不可压缩体;充填工艺系统简洁、高效、稳定,实现了精准自动化操作和半连续制浆、连续放浆的工艺,满足了工作面的快速回采和充填要求;超高水材料性能好、充填体密实度高、接顶充分,达到了显著的地表沉降控制效果,实现了煤炭资源的绿色开采。