矸石粉煤灰充填开采控制地表沉降探讨

充填开采是解决建筑物下压煤与地表沉陷的有效措施,虽然充填开采能够取得良好的良好的社会、环境与经济效益,但充填材料一直是影响充填技术发展的主要因素,发展新型充填技术、开发新型的充填材料是今后发展的趋势。文章结合实际煤矿充填开采,分析了一种新型的充填技术:先采用矸石固体充填,再用粉煤灰、高水材料对充填体进行注浆补强,提高充填体强度,达到开采地面建筑物下压煤与控制地表沉降的目的。     

基于充实率的矸石充填开采地表移动数值模拟

为了研究矸石充填开采在不同充实率条件下的地表移动变形规律,采用FLAC3D数值模拟软件建立某矿区不同充填强度下的矸石充填开采数值计算模型,分析不同的充实率对地表沉陷的影响规律,并在此基础上结合等价采高理论对比分析了薄煤层垮落法开采与矸石充填开采地表移动结果,得出两者地表最大移动量的差值随充实率的变化特征,研究表明:矸石充填开采充实率越高,地表沉陷的控制效果越好,地表移动与变形极值均随充实率的增加而呈线性减小;基于等价采高的矸石充填开采预计是偏于保守和安全的,且随着充实率的增大,等效薄煤层与充填开采地表移动极值逐步接近,相对偏差逐渐减小。     

充填体压实率对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制作用分析

以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为充填材料的综合机械化固体充填采煤技术为“三下”压煤的安全高效回收创造了条件.结合现场地质条件并根据等价采高的概念,分析了不同矸石与粉煤灰充填体压实率对等价采高的影响规律;并通过数值模拟分析了矸石与粉煤灰充填体不同压实率条件下对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制与地表沉陷的控制作用,提出了保持地表沉陷在允许范围之内的充填体压实率为15％;最后通过工程实践得出综合机械化固体充填采煤技术工作面的岩层移动及地表沉陷控制效果良好,基本没有影响到地表的建筑和设施的正常使用,研究成果可为综合机械化固体充填采煤技术的有效实施提供技术参考.     

矸石(固体废物)直接充填采煤技术发展现状

总结了矸石直接充填采煤的技术框架,系统地介绍了综采矸石充填技术、普采矸石充填技术和掘巷充填技术的充填开采系统布置、关键设备及充填开采工艺;研发了矸石直接充填采煤技术中矸石自地表向井下运输的大垂深投料系统,并对其进行了优化设计;以综采矸石充填技术为例,分析矸石直接充填开采矿压规律的等价采高模型,得到了充填综采采场所需支护强度,以及充填综采与传统综采支护强度修正系数η,并对充填开采后的地表沉陷进行了预计和实测分析,得出了充填开采较传统综采采场矿压显现减弱、地表变形等级仅为轻微的结论;从实现煤炭资源绿色开采应重视的基础科学研究、重点技术攻关等方面对今后矸石(固体废物)直接充填采煤技术相关研究进行了展望.     

全尾砂高水速凝充填材料特性的研究

全尾砂高水速凝充填技术是一项新近发展起来的充填技术。通过室内试验，研究了全尾砂高水速凝充填材料的基本特性，如充填料浆的自然沉降及原因特性、充填体强度特性和充填体风化特性等。研究结果对全尾砂高水速凝充填技术的应用具有一定的指导意义。     

岱庄煤矿条带煤柱矸石膏体充填开采地表沉陷研究

 摘要：针对岱庄煤矿村庄压煤严重,矿井服务年限缩短,而传统条带法开采后遗留条带煤柱储量丰富的现状,根据国内煤矿膏体充填开采技术发展水平和煤矿绿色开采的发展要求,在分析现有建筑物下开采技术途径的基础上提出了采用矸石膏体充填材料充填进行建筑物下遗留条带煤柱开采, 通过对矸石膏体充填开采地表沉陷控制原理的分析研究,实施了建筑物下矸石膏体充填开采,并对地表沉陷进行了预计实测。该技术项目的研究将为我国“三下”压煤条带煤柱回收及矸石井下利用提供了前沿技术开发思路,对解放村庄下呆滞煤炭资源,提高资源回采率和经济效益,实现企业的可持续发展,具有重要的现实意义。截至2011年6月30日,已累计回收条带煤柱560m,置换原煤23.1万t,地表最大下沉量只有35 mm,远远小于原设计预计的300-400mm,地表变形控制效果非常好。     

矸石膏体充填开采沉陷规律研究与应用

矸石膏体充填能有效控制地表沉陷,解决三下压煤问题,延长矿井服务年限。通过对矸石膏体开采沉陷规律原理的研究与分析,采取优化超前支护、提高充实率等方法,对上覆岩层活动及地表沉陷起到了很好的控制作用。     

村庄下厚煤层综合机械化矸石充填开采地表沉陷与变形分析

为解放村庄下浅埋厚煤层资源,延长矿井服务年限,同时保证地面建筑物的安全使用,需开展浅埋厚煤层综合机械化矸石充填开采控制地表沉陷变形研究。以潞安集团王庄煤矿52采区5201工作面为例,首先对该矿井矸石进行了一系列级配试验,以提高矸石充填体的充实率;然后根据综合机械化矸石充填开采工艺设计了3种充实率控制方案,同时基于等价采高开采沉陷预计分析得出3种充实率控制方案的地表移动与变形值;最后依据地面建筑物损坏等级、矸石充填量以及充填工艺等因素综合确定了最佳充实率控制方案。研究表明:该方案实施不但能确保地面建筑物的安全使用,同时还节约了矸石充填材料。     

矸石充填体压缩率对充填效果影响的数值模拟

为了分析矸石充填体压缩率的变化对矸石充填开采覆岩破坏规律的影响,利用FLAC3D数值模拟软件对兖州某一矿区的矸石充填开采进行数值模拟,结果表明：矸石充填开采地表移动变形规律和薄煤层垮落法开采类似;矸石充填体压缩率越小,地表沉陷控制效果越好;矸石压缩率增加时,地表的下沉极值、水平移动极值、倾斜极值及水平变形极值分别呈线性增大;覆岩破坏高度和矸石充填体压缩率成正线性相关。     

空巷顶板稳定性原理及支护技术研究

通过对工作面前方空巷围岩活动规律分析，建立了空巷顶板稳定性的力学模型，应用该力学模型，研究空巷基本顶的稳定性.采用高水速凝材料充填空巷新技术，同时加固空巷两帮破裂煤体，保持空巷围岩稳定.通过理论分析、数值模拟研究空巷顶板稳定性与高水速凝材料固结体力学特性的关系，合理确定了高水速凝材料充填参数.该研究结果已成功应用于工程实践.     

新型高水材料巷旁充填沿空留巷技术

对新型高水速凝材料特性进行了试验分析,将新型高水材料作为沿空留巷巷旁充填材料,利用水力泵送充填工艺,工艺实施过程中充填袋、锚栓、大型自移式充填支架和充填体位置的确定发挥了关键技术作用。在邯矿集团进行了工业性试验,取得了良好的充填留巷效果,沿空留巷巷旁充填技术的可靠性得到大幅度提高,具有很高的推广应用价值。     

我国现代煤矿充填技术发展及其分类

充填开采既是"三下"压煤开采的常用技术途径,又是煤矿绿色开采技术体系的重要组成部分。在简述我国充填开采技术的基础上,对现代煤矿充填技术应用进行了新的分类,对泵送高浓度胶结材料充填、巷道迎头抛矸机胶带充填、采空区架后刮板输送机漏矸充填、混凝土膏体材料充填4种充填技术应用进行了介绍,并分析了现行煤矿充填技术的缺陷及发展方向。     

沿空留巷整体浇注护巷带围岩控制技术

介绍了我国沿空留巷整体浇注护巷带发展历程及其围岩控制技术理论基础,分析了整体浇注护巷带在绿色开采体系中的地位,指出存在的主要问题是机械化水平较低、充填系统相对复杂、成形效果与漏风的控制不是十分理想,对护巷带周围煤岩应力分布规律研究不够深入。在此基础上,提出应重视并加强护巷带不连续面结构分析,采用非等强支护技术发展沿空留巷整体浇注护巷带技术的建议。     

王台铺煤矿高水膨胀材料充填管路布置研究

为了提高王台铺煤矿高水膨胀材料的充满率,采用理论计算和技术分析探讨了充填干路管选型、布置和工作面管路布置方式,并进行了试充填工业性试验。研究表明:在垂深235m的情况下,内径139mm的充填管路满足120m3/h的充填能力要求;在采高2.6m的条件下,充填干路管和工作面充填管沿顶板布置稳定可靠;工作面管路出浆口布置是影响支巷充满率的一个重要可控因素,布置在支巷最高点处比布置在巷口更有利于充满率的提高,试充填中两者的充满率分别达到了100%和93%。     

深井沿空留巷充填区顶板支护技术

针对深井高地应力条件下沿空留巷过程中沿空巷道直接顶顶板松散、破碎、长期大变形的现象,提出了沿空巷道充填区顶板支护成套技术。该技术包括沿空巷道围岩时间、空间非线性变化规律,充填区顶板受力特性和分区域支护。在分析深井巷道围岩运移规律和充填区直接顶受力特性基础上,认为充填区直接顶为顶板控制的关键区域之一。将充填区顶板细化为4部分:实体煤区域,超前撕帮区域,工作面液压支架区域和已充填区域,并分别提出针对性的支护技术。经朱集1111(1)工作面沿空留巷工业实践检验,效果良好。理论成果对于相似条件的工程具有借鉴指导意义。     

煤矿充填采煤方法的应用与分析

为充分解放"三下"压煤,冀中能源集团成功应用了多种充填采煤方法,取得了良好的经济效益和社会效益。介绍了固体充填、膏体充填、似膏体充填和高水材料充填采煤方法的应用,从施工工艺、系统组成、充填材料、充填效果等方面进行了对比分析,总结了4种充填采煤方法的特点和适用条件,为进一步推广充填采煤技术提供了宝贵经验。     

罗克休泡沫处理大冒高巷道顶板事故

为了及时有效地处理复杂地质条件下巷道的冒顶事故,确保不影响矿井正常生产和巷道外观形状,结合工程实例,介绍利用罗克休泡沫材料的高速成形、高膨胀率,实现了大冒高巷道冒顶事故分3次快速充填的施工工艺和过程,并对罗克休泡沫充填冒顶区的注意事项进行了分析。     

充填材料及其强度研究

充填开采是煤矿保水开采的重要技术,充填材料的强度决定着充填尺寸和充填效果,也决定着充填工艺和充填成本,是充填开采的关键因素。为此,分析了煤矿充填开采充填材料的研究和应用进展,总结了膏体材料的力学特点和强度性能,分析了充填开采对充填材料早期强度和后期强度的要求,提出了确定充填材料强度的方法。     

大断面掘进煤巷中间充填实现全负压通风试验研究

介绍了在淮南矿业集团新庄孜煤矿进行大断面掘进煤巷中间充填,形成一进一回的双巷,实现全负压通风系统的试验研究方案和研究过程。根据通风网络与瓦斯防治理论分析探讨应用大断面独头煤巷掘进工作面全负压风排瓦斯技术的可行性,以减少掘进头瓦斯积聚,降低瓦斯爆炸事故发生率;分析讨论大断面独头煤巷的支护———压力体系、巷道周围瓦斯煤体内的应力场与防治煤与瓦斯突出的影响因素,改变大断面独头煤巷支护形式,缩小煤体的应力集中区域,以降低煤与瓦斯突出事故发生率,保证掘进工作面安全、高效施工。     

充填液压支架的研制

充填液压支架将充填工艺融合于综合机械化高效采煤过程中,与保护环境完美结合。介绍ZZC3800/16/29型充填液压支架的结构特点。