不同水体积比超高水充填材料的支护强度研究

充填开采是解放“三下”压煤的主要采煤技术方法,为解决唐安煤矿建筑物下压煤问题,探究了不同水体积比条件下超高水固结体的力学强度与微观机理。采用FLAC3D软件模拟分析了不同水体积比超高水充填材料对采场覆岩的支护效果。结果表明:在相同养护时间下,超高水固结体的抗压强度随着水体积比的降低而提升,超高水固结体与养护时间呈现二次函数关系。当水体积比越小时,固结体的微观结构越致密,材料的抗压强度升高。最终确定超高水充填材料的水体积比为94.7%.现场监测表明:轨道巷顶板在监测时间内的最大下沉量为35 mm,两帮为30 mm,皮带巷顶板的最大下沉量为30 mm,两帮为30 mm,超高水充填材料可以有效地对顶板进行充填支撑。

超高水充填材料在采矿工程中的应用

本文从采空区、预充空港、注浆堵水3个层面分析超高水充填材料的具体应用,总结出超高水充填材料的优势和特点。

采矿工程中超高水充填材料的应用与展望

近年来随着科技与经济的快速发展,有关采矿工程项目领域的施工技术也迈入了一个新的发展阶段,但是目前我们有关煤矿开采技术还是存在很多不足,常常会面临的煤炭自主燃烧、压煤挖掘等问题,对此我们了解下有关"采矿工程中超高水充填材料的应用与展望"的详细内容。

试论采矿工程中超高水充填材料的应用与展望

本文对采矿工程中超高水充填材料的应用与展望进行分析,首先对此种材料的应用范围进行列举,如采空区的应用、在预充空巷开采技术中的应用、在注浆堵水技术中的应用等,而后对超高水充填材料的未来应用方向进行展望。

超高水材料充填技术在陶一矿开采中的应用

针对陶一煤矿建下压煤问题,论述了开采技术方案,对充填试验面进行了沉陷预计分析。为保证建下压煤工作面的安全生产,采取超高水材料充填新技术对工作面采空区进行充填,并对充填开采地表沉降变形规律进行了监测与研究,以保证铁路在采煤过程中的正常运行。

超高水充填材料侧限压缩应力应变本构关系研究

开展超高水充填材料应力应变关系研究对准确了解充填体与围岩相互作用关系,选取合理的采煤工作面采空区充填体强度和材料配比具有重要意义。根据不同经典理论模型的本构关系特征,结合常用的3种水灰比超高水充填材料在侧限压缩条件下的应力应变曲线,获得了材料变形过程信息。基于Poyting-Thomson模型,引入损伤变量,构建出可描述超高水充填材料应力应变关系的M|D|H理论模型,并给出了理论模型的解析解,对试验全过程曲线进行辨识,确定了模型中的相关参数,实现了对超高水充填材料变形过程的理论描述。结果表明:改进的Poyting-Thomson模型(M|D|H模型)理论值与试验结果吻合较好,能够有效描述侧限压缩条件下超高水充填材料从弹性变形到应变软化再到应变硬化的整体变形特征。

超高水材料充填系统的优化

永煤公司城郊煤矿针对高水材料充填过程中存在的充填管路易堵塞、充填料在泵坑淤积、充填料利用率低、充填面与充填硐室沟通不畅等问题,根据实际应用情况,提出了充填管路的改造、通信系统的调整以及使用走向限包链网与挡浆胶带等措施,解决了充填过程中的技术难题,改进了充填工艺。应用表明,这些方法可以有效提高超高水材料充填系统的性能。

倾斜煤层的超高水材料混合固结充填法

为解决超高水材料开放式充填受煤层倾角影响较大的缺点,实现倾斜煤层安全、高效的充填开采,创新性地提出了混合充填的新思路,形成了超高水材料混合固结充填技术并深入地进行了可行性分析。给出了相关充填工艺流程:首先填充固体充填物,之后充填高水材料,待浆液液面达到要求高度后,进行二次充填固体充填物。分析了该技术的充填机理和能够控制上覆岩层运动的实质,总结了技术的特色和优点。认为该充填技术合理地利用了煤层倾角,达到了充填不受煤层倾角限制的目地,解决了开放式充填的技术难题,同时还进一步提高了控制地表移动的能力。此外,超高水材料混合固结充填成本低廉,采煤与充填互不影响,为提高倾斜煤层滞压资源采出率、减缓地表损害提供了新的手段,具有广阔的应用前景。

大采高超高水材料分体充填技术在邢东矿的应用

邢东矿在其井田范围内共11个村压,人口密集,村庄搬迁难度大,周期长,且投入成本高,严重影响矿山正常生产接替。为了有效降低煤炭开采平均成本,解决村庄压滞煤炭资源开采的问题,邢东矿在1126工作面回采时首先提出并应用综合机械化超高水材料充填开采技术,在1128工作面回采过程中将这套技术不断完善,并取得了可观的经济效益和社会效益。

建筑物下超高水材料充填体稳定性研究

针对建筑物下3603超高水材料充填开采工作面,经在采空区内布置顶板变形仪和压力传感器,对充填体进行监测研究,得出超高水充填体在工作面中部压缩变形量和应力比端部高;充填体压缩变形量及应力随工作面的向前推进而增加,且在初期总体上均呈线性关系,达一定距离后,逐渐趋于稳定;超高水充填体能有效控制顶板下沉,减缓上覆岩层向下移动,能对地表变形起到很好的控制作用。

基于超高水材料充填系统优化的地表减沉研究

为有效控制采动覆岩破坏并保护地表环境及建筑设施安全,对现有超高水材料充填系统进行优化应用研究。理论分析超高水材料充填的地表减沉效果,针对现有充填系统工艺的不足,设计研发高速涡流制浆系统,建立流量匹配模型实现浆液流量的自适应匹配;将优化后的充填系统应用于某超高水材料充填工作面,从不同取样地点充填体试样强度对比和充填区地表下沉量2方面进行效果检验。结果表明:优化后的充填系统制浆所需时间为原有系统的1/4,不同取样处充填体试样的强度误差小于5%,制浆效果稳定;区域地表平均下沉量约78 mm,在Ⅰ级破坏之内,充填减沉效果良好。

煤矿超高水材料开放式充填开采矿压显现研究

陶一煤矿面临着"三下"压煤问题。陶一煤矿利用超高水材料进行采空区充填,以开采"三下"呆滞煤炭资源。超高水材料浆体水的体积达到95%～97%,因此其灌注特性较好。超高水材料开放式充填能够达到较高的充填率。通过开掘观测巷道、钻孔等手段进行矿压监测,表明该工艺可以缓解矿压显现程度,浆体能够灌注到老空区裂隙及矸石周围,胶结效果较好。

充填空巷围岩特征及工业性试验研究

工作面过空巷时,容易发生大范围来压,造成空巷片帮、冒顶、支架倒塌等安全事故。以同生安平煤矿1213-1工作面为工程背景,采用数值模拟的方法,对木垛支护与超高水材料填充空巷后的围岩变形特性进行全面对比,经现场测试后得出:回采过程接近空巷时,木垛支护基本失效,空巷高度仅为0.3~1 m,巷道变形严重,顶底板移近量达2500~3200 mm;而采用超高水材料作为充填空巷的方法后,空巷顶底板移近量由3.5 m减少为1.5 m,可有效地提升空巷围岩的总体强度。

基于FLUENT的矿用静态混合器内流场模拟

为解决煤矿新型超高水填充浆料的井下400 m混合问题,采用固液两相流理论与计算流体力学(CFD)方法,建立填充浆料在混合器中的流动控制方程;采用三维软件(UG)建立模型,并导入GAMBIT进行混合器的三维网格划分,在FLUENT中的3D单精度解算器中进行数值模拟。通过分析静态混合器中各截面的流动状态,获得静态混合器在既定条件下的最佳长度和浆料的出口速度。

地下气化先导性试验工作面充填设计

在分析充填原理的基础上,结合华亭矿区实际探测结果,提出了该采空区的充填方案和充填工艺流程,并对充填工艺流程中出现的问题(堵管)进行了分析,指出了影响充填效果的因素。在设计过程中重点提出和分析了全超高水材料充填和混合式充填在华亭矿区的实际应用。

综放工作面过高冒旧切眼回采技术与实践

过高冒空巷回采是综采工作面一个常见问题,也是工作面顶板管理的一个难题。王庄煤矿通过提前对高冒空巷的注超高水材料充填加固,过空巷前的工作面调斜和上漂沿顶回采,以及过空巷期间的快速生产组织、顶板超前管理等综合管理方法,保证了工作面安全顺利过高冒旧切眼回采。