覆岩离层注浆充填采煤技术控制地表塌陷研究

目前,用于“三下”采煤的方法主要有条带开采、采空区固体充填采煤、膏体充填采煤和超高水充填。传统的“三下”开采方法存在初期投资大、充填成本较高、采充作业相互干扰以及单产能力及工效较低等问题。采用覆岩离层注浆充填技术可以实现大面积开采,采面尺寸也较传统条带开采大2~5倍。并且,此技术还具有用人少、连续作业、不直接干扰、效率高和充填成本低等优势,有助于实现机械化和产能扩大,从而使设计能力达到300万t/a以上。本文旨在不影响工作面正常生产的情况下,优化矿井的采掘衔接,提高工作面的开采效能及资源回收率。

煤层开采中的充填采煤技术要点

现阶段,社会生产对能源的需求日益增加,但煤炭开采中还存在着很多问题,例如由于对技术或者方法的不当使用,煤炭资源的开采效率和质量降低,不仅造成资源的浪费,还对企业的经济效益造成了影响。介绍了充填采煤技术的意义,重点对煤层开采中的充填采煤技术要点进行了分析,以提升开采工作的质量与效率。

综合机械化固体充填采煤法应用分析

某煤矿在开采的过程中,出现了较多的建筑物下压煤问题,同时,地面堆放的矸石山数量多,严重占用空间。为了更好保障煤矿健康可持续发展,有效拓展煤矿开采储量,对地表下沉进行全面控制,降低固体废物对整个环境产生的影响,在开采的过程中提出了固体充填采煤法,通过将地面矸石及粉煤灰充填到采空区的方式,实现固体充填开采的效果。从开采情况来看,有效解决了充填体进入到采空区空间等方面的问题,也形成了较为完善的充填效果检测系统,在确保地面建筑物安全性不受到威胁的情况下,将建筑物下呆滞的煤量有效采出。

厚煤层分层充填采煤工作面开采工艺设计

G煤矿为了有效解放“三下”压煤,提出在E1306工作面尝试分层充填开采。文章基于该矿的地质条件和开采条件,对分层充填开采的开采顺序、工作面巷道布置方式、充填采煤方法等进行了设计。

综合机械化固体充填采煤一体化技术

为推广应用综合机械化固体充填采煤一体化技术,解放"三下"压煤,提高矿井采出率,实现矿山的绿色开采,在简要综述充填采煤历程和发展现代化充填采煤技术的目标、要求和难点的基础上,系统阐述了综合机械化固体充填采煤一体化技术的系统布置、关键装备,并介绍了该技术在密集建筑群下、邻近松散含水层区域和大型河堤下进行大规模充填开采煤炭的工程实例。应用结果表明:综合机械化固体充填一体化采煤技术可实现"三下"压煤的安全高效开采,具有广阔的应用前景。

无煤柱充填采煤工艺设计及试验

针对煤层回采率低以及维护效率低的问题,在对其工作面地质条件分析的基础上,确定采用高水速凝水灰比为1.5∶1的充填材料为核心实施充填采煤工艺;根据工作面断面尺寸和当前生产能力完成机械化充填设备的选型,并设计对应的充填工艺流程。最后,对机械充填采煤工艺的应用效果进行评估,并得出无煤柱充填采煤工艺可减少工作面顶底板近160mm的移近量,可实现工作面高效的生产。

煤层开采中充填采煤技术分析

现阶段,煤层开采中充填采煤技术得到了广泛应用,运用该技术不仅提高了采煤效率和质量,还在一定程度上提升了废弃资源的利用率,降低了开采中对环境造成的污染。主要分析了充填采煤技术的优势,介绍了几种常用的充填采煤技术。煤矿企业需要不断优化充填采煤技术,进一步提高企业的生产效率和经济效益。

井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

在总结综合机械化固体充填采煤技术研究进展的基础上,提出实施煤矸井下分离的现实需求与意义,并着重综述了煤矸选择性破坏法、重介质选煤法、动筛跳汰法等常用井下煤矸分离方法的技术原理、系统及关键装备,提出了井下煤矸分离与固体充填采煤系统设计的基本原理。结合唐山煤矿存在"三下"压煤开采、矿区环境保护以及煤矸井下分离的工程案例,介绍了该矿"采煤→煤矸分离→矸石充填→采煤"闭合循环的采分充采一体化开采技术的基本原理、分离与充填系统设计及实际工程应用效果。研究表明:井下煤矸分离与矸石充填技术的有机结合可实现矸石减排、井下洗选以及地表沉陷控制,是实现绿色开采的重要途径。

8318工作面无煤柱充填采煤工艺设计及试验

针对忻州窑矿8318工作面回采率低以及维护效率低的问题,采用高水速凝水灰比为1.5:1的充填材料为核心的充填采煤工艺,完成了机械化充填设备的选型,设计了对应的充填工艺流程。无煤柱充填采煤工艺可减少工作面顶底板近160 mm的移近量,工作面围岩支承应力减少近5.2 MPa,应力集中系数降低0.31。

机械化充填采煤工艺的应用与实验

本文分析了某矿综采工作面矸石机械化充填采煤工艺,重点研究了充填系统作用机理以及矿压、岩移数据。通过现场应用实验发现,机械化充填采煤工艺既能保障综采面充填效果,又能降低充填成本,减少了巷道围岩移进量,实现了综采面的安全高效回采。

基于煤矿工程实践的巷式充填采煤技术论证

以某矿12号煤层(厚6.4m)的开采为例,为缓解矸石污染和改善“三下”压煤问题,决定应用巷式充填采煤工艺,如何做好采煤方案设计,也成为当前企业需要考虑的问题。通过工程案例概述,分析具体厚煤层中该工艺的应用,讨论实际应用的效果,以期望可以满足企业的绿色开采需求。

古城煤矿充填采煤技术选择探究

古城煤矿年产矸石量约120万t/a,不仅每年的矸石处理费用巨大,还会造成严重的环境污染问题,为解决这一难题,古城煤矿提出了充填采煤技术。文章通过对综合机械化长壁固体充填采煤技术、综合机械化长壁膏体充填采煤技术、短壁连采连充充填开采技术3种充填开采技术,在充填能力、减沉效果、投资及运营成本等3个方面进行比较,最终得出综合机械化长壁固体充填采煤技术充填能力最大、减沉效果达标、投资和运营成本合理,为最佳选择方案。

井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

煤矿行业是我国经济重要组成部分,煤炭能源对经济发展具有不容忽视的作用。而井下开采的原煤中含有矸石、生产铁器等杂物,其中矸石含量约占5%到30%不等。采取新工艺可以减少这些杂物成本消耗,井下矸石分离技术就是实现这一目标的重要手段。同时,随着环保和智能化意识的提升,在采煤时应尽量采用先进的技术,如井下煤矸分离和固体充填采煤技术。为了深入了解与应用好这两类技术,本文对井下煤矸分离和综合机械化固体充填采煤技术展开分析。

固体充填采煤充实率设计与控制理论研究

根据固体充填采煤密实充填体的不同充实率决定不同岩层移动控制效果及"等价采高"预计地表沉陷的原理,提出固体充填充实率设计的理论依据,定性分析影响充实率的主控因素,并分别基于等价采高、关键充填设备、工作面推进方向、固体充填材料力学特性、地质条件以及充填工艺实施等7个主控因素对充实率的不同影响机理进行理论分析,明确充实率设计的基本原理,建立不同覆岩条件及压煤类型条件下固体充填采煤充实率设计流程与方法,并提出充实率控制的基本原理及6项控制措施;结合济三矿固体充填采煤工程案例,对充实率的设计及控制理论进行了应用,充实率控制指标理论设计为88%,现场实测为90.3%。理论分析与实践表明,充填设备与地质条件对充实率的影响程度最显著,充实率的精确设计与良好控制是保证充填采煤技术成功实现岩层移动及地表沉陷控制的关键。

固体充填采煤液压支架合理夯实离顶距研究

固体充填采煤过程中充填采煤液压支架的夯实离顶距对充实率及充填作业效率的控制具有显著影响,揭示了支架本身结构干涉产生理论夯实离顶距以及现场充填工艺产生实际作业夯实离顶距的机理,分析了基于机构优化和基于不同充实率两种影响因素影响夯实离顶距设计的理论,提出了支架设计优劣的检验标准,即由夯实离顶距严格控制的充填作业累积量不小于充实率要求的需求量(V zjρ1≥V zρ2)。借助机械自动化仿真模拟软件Pro/E 5.0,仿真分析了特定充填采煤液压支架采高-夯实离顶距变化规律,最终通过充填作业累积量-充实率及充实率需求量-充实率曲线对该支架充实率保障区域进行划分,判断了机构优化的优劣程度及整体设计的合理性,最终形成一种以夯实离顶距为检验指标的支架设计合理性判断方法。

综合机械化固体充填采煤方法与技术研究

简要回顾了充填采矿的发展历程,指出了开发充填采煤技术的两大难点,即建立充填采煤的岩层控制理论和解决将充填体进入采空区的空间、通道和动力等技术途径;建立了固体充填采煤岩层移动控制和地表沉陷预计的等价采高方法;提出了能与传统综合机械化采煤技术相适应的综合机械化固体充填原理和方法,并介绍了自行研发的相关充填采煤系统和装备。工业性应用实践表明,综合机械化固体充填采煤除具有密实充填严格控制岩层移动和地表沉陷优点外,还能实现高产、高采出率采煤等良好的经济效益以及环境效益。

固体密实充填采煤覆岩移动弹性地基薄板模型

固体充填采煤覆岩移动规律与传统垮落法开采相比发生了本质的变化,为准确地计算固体充填入采空区后上覆岩层的移动规律,在分析固体密实充填采煤覆岩移动特征的基础上,采用弹性地基薄板理论,建立了固体密实充填采煤充填体-基本顶力学模型,推导出了采场基本顶挠度、应力方程以及基本顶发生破断的临界条件,分析得出弹性地基系数是影响顶板移动变形的关键因素,并结合相关参数给出了基本顶最大下沉量和最大应力值随弹性地基系数的变化规律。平煤十二矿己15-13080充填采煤工作面工程实践结果表明:实测基本顶最大下沉值为347 mm,与理论计算结果相符。

长壁机械化掘巷充填采煤围岩结构稳定性及运移规律

为解决西部生态脆弱矿区煤炭开采率低、采后环境易破坏等难题,提出了一种长壁机械化掘巷充填采煤方法。在系统阐述该技术方法的巷道布置与充填采煤工艺的基础上,分析了该技术的难点与关键。基于长壁掘巷充填采煤岩层移动特征,建立了长壁掘巷充填开采采场力学模型,推导出了采场顶板下沉方程与煤柱承受载荷计算公式,并结合极限强度理论,提出了煤柱失稳判据。以陕西榆林常兴煤矿3101工作面掘巷充填采煤为工程案例,通过充填体材料力学特性测试,优化设计了掘巷充填采煤开采方案。采用3DEC数值模拟软件对掘巷充填采煤上覆延安组层间裂隙承压水隔水层与第四系松散层孔隙潜水隔水层移动特征及稳定性进行了分析,现场应用案例表明,该技术可有效控制工作面围岩结构稳定性与上覆隔水层岩层移动,提高煤炭资源回收率,可为西部生态脆弱矿区煤炭资源开采与环境保护协调发展提供借鉴。

基于等价采高理论的固体充填采煤沉陷预计方法(英文)

在分析固体充填采煤岩层移动特征的基础上,提出固体充填采煤沉陷预计方法,并给出概率积分法参数选取方法。研究认为：与等价采高煤层垮落法开采下沉系数相比较,固体充填采煤沉陷预计参数中下沉系数可以根据垮落带、裂隙带的高度以及碎胀率计算得出;主要影响角的正切略小0.2~0.5,但不应小于1.0;出于安全考虑,拐点偏移距离可为零;水平移动系数和下沉影响角可不变。最后,利用基于等价采高理论的概率积分法模型计算了花园煤矿固体充填的地表沉陷。结果表明,该方法较为可靠地预测了固体充填的地表沉陷,最大下沉点的预计误差不超过5%。

综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷技术

针对综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷的技术难点,在分析该条件下沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了综合机械化固体充填采煤巷旁充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有3个关键方面:一是合理组织采煤、充填与留巷在时间与空间上的配合;二是针对原巷道设计合理可靠的支护形式,并保证采空区充填体的密实度;三是沿空留巷巷旁充填体的形式及锚杆、钢带、钢筋梯梁及金属网的组合加固方案设计。现场工业性试验表明,该技术条件下的沿空留巷巷道两帮位移最大46 mm,顶底板移近最大87 mm,采空区充填体与巷旁充填体共同控制了顶板活动,留巷维护效果良好。