建筑物下特厚煤层镁渣基全固废连采连充开采技术与实践

我国建筑物下压煤量巨大,同时煤矸石、粉煤灰等煤基工业固体废弃物排放量日益增加,严重制约地方经济社会发展。以榆林麻黄梁煤矿为试验矿井,针对其特厚煤层、建筑物下压煤、充填成本高等问题,提出了特厚煤层全固废连采连充开采技术。采用四阶段工序并将特厚煤层分为上、下2部分二次回采压覆煤炭,最大程度控制地面沉降。为降低充填原材料成本,采用化学优化剂对镁渣进行源头改性,抑制镁渣冷却粉化,稳定水化活性,协同粉煤灰、脱硫石膏等煤基固废,研发了改性镁−煤渣基胶凝材料。采用改性镁−煤渣基胶凝材料胶结煤矸石、粉煤灰制备了全固废充填材料。针对麻黄梁煤矿四阶段强、弱充填强度要求,设计不同配比的改性镁渣基充填材料试验,优选配比并应用于井下充填。论述了膏体充填系统与充填接顶方法。麻黄梁煤矿全固废胶结充填工艺试验显示,井下28 d龄期充填体钻芯平均单轴抗压强度超设计强度27%,钻芯浸出毒性满足相关国家标准要求,成功回收了建筑物下压覆煤炭资源,社会经济效益显著。麻黄梁煤矿特厚煤层全固废胶结充填开采实践为国内类似矿井提供了有益借鉴,同时为我国大型煤炭基地的“煤−电−化−冶”固废大规模资源化利用提供了新的思路。

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。

多孔底卸式充填刮板输送机的研究与设计

针对当前日益严重的"三下"压煤问题,根据实际工况需求,设计出一种安全、可靠的SGBC764/250型多孔底卸式充填刮板输送机。主要介绍该设备的工作原理、结构布置、主要技术参数和性能特点。

猫场铝矿废石胶结充填试验研究

某矿山每年产生废石量约9万m3,目前已超过废石堆场的设计容量,提出废石胶结充填法开采.通过废石胶结充填材料试验研究和采场所需强度设计,确定试验采场废石胶结充填配比参数选取水灰比0.6,灰废比0.2.通过工业试验,充填体强度满足采场回采要求.同时,从二步骤回采揭露的充填体效果来看,充填体接顶率高,稳定性、均质性较好,为二步骤的安全回采提供了有力支撑,使采场回收率提高15%以上,经济效益显著,解决了矿山废石排放问题,有效利用废石充填,实现无废开采.

无底柱浅孔留矿采矿法在二道沟金矿的优化与应用

二道沟金矿正北沟矿区浅孔留矿采矿法生产时采用平底结构和人工出矿方式,存在劳动强度大、出矿效率低等问题,且最终放矿时穿脉之间残留大量矿石,造成矿石永久损失。采用缩短出矿穿距离的方式,将矿石尽可能地放空,降低了穿与穿之间堵塞的几率。通过采用废石分层回填的方法,将沿脉底部高2 m的矿石置换出来,降低了采矿损失率。通过架设废石井等措施,确保了采场安全,降低了采矿损失率和矿石贫化率,有效控制了因上下盘脱落而造成的二次贫化,取得了良好的经济效益。

综合机械化固体充填采煤的充填体时间相关特性研究

采用MTS 815.02电液伺服岩石力学试验系统对综合机械化固体充填采煤技术中的矸石与粉煤灰充填体的时间相关特性进行了测试,得到了3,7,13和20MPa压力条件下矸石与粉煤灰充填体时间相关特性曲线,应用流变的基本理论,选取PTh体作为矸石与粉煤灰充填体的流变模型,并建立了流变方程;根据矸石充填体时间相关性试验结果及试验矿井的相关数据,计算得出流变参数K1,K2,η,并得到综合机械化固体充填采煤工作面顶板的下沉量与时间的具体流变方程,根据流变方程得出了综合机械化固体充填采煤工作面顶板的下沉量与时间关系曲线,并得出当经历1 000h(约40d)之后,充填体流变进入稳定阶段,其变形量逐渐趋于定值,最大值约340mm.