煤矿绿色充填开采技术应用现状及展望

概述了煤矿绿色充填开采技术的概念,对目前充填开采的类型进行了分类并介绍了相应的应用实例,最后分析了影响充填开采技术推广的因素,指出了未来充填开采技术的发展方向。     

浅析充填采矿技术在煤矿开采中的应用

在煤矿开采中,应用充填采矿技术,可以实现深部开采,在提高回采率的同时,实现对采空区的充填支护,保证了煤矿开采的安全,也在一定程度上对矿区的环境进行了保护。本文对充填采矿技术的分类和优势进行了分析,并就其在煤矿开采中的实际应用情况进行了研究和讨论。     

充填技术在采矿中的应用分析

在国内的矿山开采中，充填技术的应用日趋广泛，而且实现了理论研究与实践操作的有机结合。与传统的采矿技术相比，充填技术具有更强的实用性，有效提升了采矿的效率与质量，是国内采矿技术发展的主要标志之一。本文结合铁矿开采的实践经验，简要分析充填技术的应用及相关问题。     

膏体充填材料力学和变形性能的研究综述

目前,膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决地下采空区塌陷的理想途径,是解决村庄等地下大量开采而不迁村问题的需要。膏体充填这一技术在国内外日益引起重视,并被越来越多地用于实际采矿工程中。目前,国内外众多学者十分关注膏体填充技术的研制和开发,并对膏体充填材料的性能特征进行综合分析。     

充填体与岩体三维能量耗损规律及合理匹配

 根据灰砂配比为1∶4,1∶8,1∶10和1∶12的4种胶结充填体力学试验结果,揭示不同配比充填体三维损伤耗能规律。针对矿床开采岩体应力转移并释放能量特征,探索矿床开采过程中岩体三维能量释放规律。研究结果表明,矿体埋藏越深,开挖岩体释放能量越高;岩体弹性模量越高或泊松比越低,岩体释放能量越小。根据充填体与岩体耦合作用的三维能量耗损特征,探讨充填体与岩体的合理匹配,并用该匹配模型验证安庆铜矿采用最低充填配比1∶12开采矿石是可行的。研究发现,充填体与岩体的匹配系数K和三维原岩应力、岩体及充填体力学参数相关,不同开采技术条件必须设计合适的充填体抗压强度才能实现与岩体匹配。     

厚煤层巷内预置充填带无煤柱开采技术

 为减少厚煤层开采的区段煤柱损失,提出巷内预置充填带无煤柱开采技术,即在上区段回采工作面前方的运输平巷内,紧靠下一区段的巷帮煤壁,预置一条矸石混凝土巷内充填带,下区段回风平巷掘进时,沿预置的充填带进行掘进,实现厚煤层工作面无煤柱开采,用预置充填带把上下2个区段间应留设的区段煤柱置换出来。若上区段运输平巷为普通断面,如要实施此项新技术,首先,对上区段运输平巷靠近下区段工作面侧的煤壁,实施扩帮和支护;然后,在工作面前方扩帮位置处紧靠煤壁实施充填,预置巷内充填带。此项技术的关键是巷内充填材料的选择与配比,在保证充填体和巷道围岩稳定性的前提下,要尽可能减小充填体的宽度。充填材料选用的是以矸石渣为主辅以少量水泥、河沙加水混合而成的胶结体,水泥、河沙、矸石渣按1∶1∶4.7质量比例进行配比。现场工业性试验表明,该项技术的应用是成功而有效的,可实现厚煤层无煤柱开采,提高煤炭资源采出率,该成果已取得明显的经济效益。     

膏体充填开采技术在山东省太平煤矿试用

来自大众日报消息，近日，济宁市太平煤矿“三下”厚煤层高采出率膏体充填开采技术开始试产，利用此技术开采地下煤炭可实现采煤后土地不塌陷、村庄不搬迁．减少环境污染和生态破坏。据了解，这是我国煤矿企业首次使用这一绿色开采技术。     

杨庄煤矿建下保护煤柱开采影响分析

结合杨庄煤矿364采区Ⅲ642工作面建下保护煤柱开采实例,就充填开采和不充填开采两种方案进行地表下沉的计算分析,并对地表移动和变形参数的合理选取作了总结,结果表明:用充填巷式开采法对建下保护煤柱进行开采取得了较好效果。     

金属矿深部开采现状与发展战略

在调研国内外众多金属矿山和收集大量相关文献的基础上,综述了国内外金属矿山开采现状及研究进展,聚焦深部开采主要工程技术难题,从开采动力灾害预测防控、深井高温热害控制治理、深井提升、深井开采方法工艺变革、深部选矿新技术、智能无人采矿这六个方面,提出了解决我国深部开采难题的战略建议.结果表明:(1) 5000 m开采深度将会是我国金属矿深部开采中长期战略研究目标;(2)无绳垂直提升技术具有提升效率高、使用限制少的特点,建议我国重点针对此类技术装备研发;(3)将深部矿产资源开采与深部能源开发相结合,可以有效降低深部降温成本,是解决深部采矿经济性的新途径;(4)新一代采矿技术需对原有的采矿模式和开采工艺进行变革,机械连续切割破岩技术是未来超深矿井建设的重要发展方向;(5)充填法是保证深部开采安全最有效的方法之一,应对充填材料、充填工艺进行更深入的研究;(6)我国尚不具备全面推广遥控智能化无人采矿的条件,可以通过产学研联合攻关等方式逐步提高矿山生产自动化和遥控智能作业水平.     

建下煤体充填开采数值模拟分析研究

结合FLAC3D数值模拟软件,对杨庄煤矿3642采面Ⅲ64采区充填开采过程进行模拟分析,得出充填开采中充填体起到了支撑覆岩和为煤柱提供侧限的保护作用,从而很大程度上减小因煤层开采对地面建筑物的影响。     

浅埋厚煤层条带充填保水开采分析研究

我国西北地区浅埋厚煤层开采对地表及潜水层造成严重破坏,而充填开采是减小地表破坏以及实现保水开采的有效途径。为研究浅埋厚煤层条带充填保水开采的安全性,以哈拉沟煤矿为研究对象,建立了“边界煤柱+条带充填体+覆岩”的力学模型,采用相似试验与现场实测相结合的方法,在周期来压步距、地表下沉及台阶裂缝等方面进行对比分析,得出了较为准确的基岩裂缝角及直接顶初次垮落步距,并通过对隔水层的稳定性分析,确定了条带充填开采的充填宽度为38 m,充填间隔为16 m。根据土工试验得到黄土层的相关力学参数,确定了下行裂缝的发育深度。结果表明:条带充填开采引起的下行裂缝未影响到主关键层,有效隔水岩组厚度满足相关规程要求,可实现安全保水开采。     

阶段嗣后充填开采采场稳定性相似材料模型试验

根据司家营铁矿南区充填法开采设计,选取南区S16勘探线附近的采场,采用相似材料模型试验的研究方法,模拟了首采-450 m中段单盘的两步开采和充填过程,借助位移计、光纤传感器和压力盒等仪器监测了试验模型的地表沉降和围岩的变形及应力分布,分析了采场变形和应力变化规律及充填体的稳定性。试验结果表明,阶段嗣后充填法开采对地表影响不大,充填可以有效控制地表岩移;开采过程中采场整体稳定性较好,但二步回采后采场顶板和间柱变形均发生较大变化,回采后应及时对阶段空场进行充填,并适当提高充填体的强度。最终成果为开展多中段多盘区的矿体开采的进一步研究提供了基础依据。     

矿山减征资源税有了新规定

<正>国家税务总局、国土资源部近日印发了《关于落实资源税改革优惠政策若干事项的公告》,对符合条件的充填开采和衰竭期矿山减征资源税,实行备案管理制度。对实际开采年限在15年(含)以上的衰竭期矿山开采的矿产资源,资源税减征30%。对依法在建筑物下、铁路下、水体下通过充填开采方式采出的矿产资源,资源税减征50%。减征资源税的充填开采,     

土质边坡下压煤开采充填布置初探

边坡下压煤的开采一直是工程上的难题,在“三下”压煤开采中应用较成熟的充填开采法可以很好地控制边坡移动。本文采用Abaqus有限元软件,分析了在不同充填率下,第四系土质边坡坡脚点水平位移随逆坡向开采推进的变化规律。模拟结果表明,随着充填开采推进,不同充填率下坡脚点水平位移都经过先增大、后减小、再增大三个变化过程。开采经过坡脚时位移变化剧烈,而后位移增量逐渐较小,在充填率达到75%时,位移增量最终小于0.05 mm·m^-1,认为位移收敛。基于坡脚点的水平位移变化分析,提出充填布置优化方案,并进行整体稳定性分析。结合现场监控量测及时反馈,研究结果可以为边坡下矿体安全经济开发提供参考。     

金属矿滨海基岩开采岩石力学理论与实践

三山岛金矿新立矿区是我国第一个进行滨海采矿的金属矿山,大量高强度海下开采势必破坏矿岩稳定性,有必要研究金属矿海底基岩开采相关岩石力学问题。从矿山开采工程实际出发,研究滨海矿床矿岩力学特性和海底黏性土微观结构与渗透性能,开发金属矿滨海基岩开采相似物理模拟试验平台,得出滨海基岩开采合理安全隔离层厚度,并进行数值模拟对比验证分析,验证试验模拟的准确性。采用正交试验方法,以岩体稳定性为原则建立目标函数,获得滨海基岩开采最佳采场结构参数。对阶段中盘区回采顺序进行优化,得出"隔二采一"的最佳开采顺序。分析矿岩性质和矿床产状等开采技术条件,提出岩层微扰框架式上向分层充填采矿技术。新立矿区为期3a的现场滨海开采试验和现场监测结果表明:合理安全隔离层厚度、低沉降框架式上向分层充填法和现场实时监测为海底基岩开采提供了技术保障。     

井下采矿技术及发展趋势探析

随着我国经济建设的快速发展,对于井下采矿技术的要求也是越来越高,一些新工艺、新方法以及新的设备已经得到了广泛应用,不仅提高了采矿效率,还提高了采矿质量以及安全性。文章介绍我国矿产资源开采的现状,包括井下充填技术的发展、井下深部开采技术发展、井下支护技术发展、井下开采设备的发展,并在此基础上对于井下无人探测技术进行了一定程度的分析。     

建下不规则块段充填开采技术研究

针对杨庄煤矿拟开采区域3642工作面的复杂地质条件,采用巷道充填开采方法,将附近岩巷掘进所产生的矸石充填到煤层巷道中,利用矸石置换出煤炭资源,从而达到既开采出煤炭资源,又实现综合治理煤矿矸石的双重目的。     

矸石充填开采顶板裂隙分布及演化特征分析

为了分析矸石充填条件下采空区顶板的破裂特征和运动过程,针对唐山矿矸石充填工作面条件,采用倾斜钻孔探测方法,对采空区顶板进行长期多次定点探测,通过裂隙密度定量描述顶板采动裂隙的分布规律,并采用相似模型试验的方法进行辅助分析,揭示矸石充填开采顶板裂隙发育过程。研究表明：矸石充填开采条件下,顶板中的离层和错动等结构裂隙通常出现在岩层分界处,裂隙形式与所处层位相关;随工作面开采,煤层顶板活动具有裂隙孕育、裂隙超前发育、裂隙密集发育、裂隙稳态扩展、顶板稳定5个阶段特征;离层是顶板下沉的主要组成部分,占总下沉量的一半以上。研究结果可为充填开采支护设计、工作面支架选型等提供理论依据。     

全尾砂胶结充填在某铁矿中的应用

某大型铁矿年生产能力为500×104 t矿石、50×104 t废石,开采形成的空区和选厂生产的尾砂严重影响正常生产。为解决空区与尾砂的问题,该矿构建了1套年充填能力为147.49×104 m3的充填系统,采用全尾砂胶结充填技术。通过一年多的充填施工,井下空区得到有效治理,实现了安全生产,同时,尾砂排放问题也被解决。该充填系统、充填能力大,自动化程度高,充填成本较低,具有很好的经济与社会效益。     

杨庄矿3642工作面巷道充填开采技术研究

针对杨庄矿3642工作面巷道采用矸石充填开采的必要性和可行性进行了论证分析,阐述了充填开采的基本思路,并对其经济效益和社会效益作了具体说明,为今后各煤矿绿色安全处理矸石提供了一种新方法。