煤矿固体充填物料垂直投放系统研究与应用

矸石、粉煤灰等固体充填物料从地面运输至井下是综合机械化固体充填采煤技术实施的基础,为实现固体充填物料高效连续化运输,采用从地面至井下垂直开掘投料井输送固体充填物料的技术,并设计出包括投料管、维护硐室和储料仓3部分的垂直投料井结构,同时研究得出投料管合理的直径。基于固体充填物料投放中产生冲击问题,设计了锥形缓冲器。同时,为了保证工作面正常生产,研究了垂直投料降尘、高压气流导排、垂直投料防堵仓、储料仓清理等安全保障技术,该技术已在五沟煤矿井进行了成功应用。     

综合机械化矸石短臂充填开采工作面设计

新元公司为解决井下矸石大量占用主运输系统和选煤厂负荷的问题，提出了综合机械化矸石短臂充填开采。文章基于新元公司的实际情况，在拟充填开采区域设计了3个短臂矸石充填工作面，规划了矸石充填工作面的巷道布置，对通风线路、工作面设备布置、充填原料(矸石)的运输线路及矸石的滤水和储存方式以及工作面的采煤充填工艺进行介绍。     

综采工作面煤矸石充填开采技术研究与实践

针对平煤十二矿村庄下压煤的实际情况,对煤矸石从地面到井下充填采煤工作面的投料运输系统进行了优化,研制出了采充一体化六柱支撑式液压支架等采煤工作面成套高效机械化充填设备。介绍了大垂深矸石投料输送系统的设计、工艺及配套设备。     

煤矿井下矸石充填巷道置换采煤技术

针对建筑物下煤炭资源回收和矸石井下处理等问题,提出矸石充填采煤的研究思路及井下充填方案并构建了充填系统,将现有的胶带运输机改进成机尾驱动式的运输矸石胶带机,并利用矸石充填机充填巷道。通过利用废弃的岩巷布置充填系统减少了充填系统的岩石工程量降低了工程费用。     

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。     

矸石充填开采技术在煤矿应用与技术研究

本文通过对现阶段的矸石充填开采技术进行研究,对常用的井下煤矸分离方法的关键装备、系统及技术原理进行分析,提出井下煤矸分离和综合机械化固体充填采煤技术的基本原理。通过采用井下煤矸分离和矸石充填开采技术,实现了矿井矸石不升井、"三下"压煤绿色开采及有效控制地表沉陷的目的。     

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.     

黄土充填开采从地表至井下运输系统的设计

为了提高煤炭资源的采出率、减少资源浪费、改善矿区地表周边环境质量，霍州煤电集团率先提出建筑物下长壁综合机械化采煤黄土充填技术。本文根据黄土充填开采运输系统在建筑物下长壁综合机械化采煤黄土充填技术中的重要性，分析了黄土运输的自然特性，并对黄土充填开采地表至井下重要运输环节一投料井进行了设计及研究。结果表明，黄土充填开采地表至井下运输系统可满足工作面充填开采的需要。     

主井双向运输装卸载硐室改造施工工艺

花园煤矿采用主井实现固体物料自地面向井下高效运输,运煤运料联合运行。由于原先的装载硐室已不具备卸料的要求,因而主井装载硐室的改造施工成为解决充填开采的关键。花园煤矿采用分段施工方法,施工效果较好,经济效益明显。主井装载硐室的成功改造,为类似条件矿井矸石下井提供了重要的技术借鉴,对综合机械化固体充填开采的物料运输途径的发展具有重要意义。     

固体充填材料保障系统研究与应用

针对"三下"压煤工作面所采用的综合机械化固体充填采煤技术,分析了合理充填材料的选择、连续高效地将煤矸石等充填物料运输至工作面技术——垂直投料系统。济宁花园煤矿应用效果表明该系统可以解放"三下"压煤,提高矿井资源采出率,大大增加矿井服务年限。将掘进矸石直接于井下处理,减轻了矿井辅助提升的压力;解决了矸石等在地面堆放造成的环境污染与破坏问题。     

中峪矿井井下矸石分选充填系统设计

为了从源头上减少煤矿固体废弃物排放,实现绿色生产,根据中裕煤矿的矿井条件及采掘布置,采用了先进高效的井下矸石分选、井下充填方法,对井下分选和井下充填系统设计进行探讨,实施后可望实现矸石不出井,有效解决井下矸石出井排放问题,实现生态环境与经济效益的和谐统一,为相似条件下煤矿井下分选充填设计应用提供了可靠借鉴。     

煤炭井下采选充一体化生产物流系统效率仿真

煤炭井下采选充一体化生产系统在井下实现煤炭的开采、洗选和矸石的充填工作,在提升主井运输效率的同时减少矸石对环境的污染。为了充实对煤炭井下采选充一体化生产物流系统的理论研究,并探究影响物流系统效率的关键因素,本文运用系统动力学方法,构建影响因素指标体系并预测系统效率水平变化趋势。以山东某矿为实证研究对象,通过仿真研究和对比计算,重点分析了采选充一体化生产各主要环节:掘进、采煤、洗选、充填对生产水平的实际影响率。仿真结果显示:在煤炭井下采选充一体化生产的人员技术及管理、物料运输、采选充生产、安全防患四个主要环节中,物料运输水平和井下生产水平是影响整个系统效率的关键因素;其次,在井下生产环节中,采煤量和井下洗选量对系统的实际作用率最大,分别为0.123和0.149,因此,提高整个系统生产水平的关键在于提高采煤效率的同时加强井下煤炭洗选机械设备的投入和生产工艺瓶颈的解决。     

KGX智能选矸机器人及随掘随采随填充工艺

传统的矸石外排导致的环境污染、无效提升成本高,人工选矸开采煤质差等问题日益突显。为减少乃至杜绝井下矸石外排,西安重装所属企业从智能选矸机器人入手,着力解决井下智能机器人研发及井下随掘随采随填充工艺的研究。通过分析主流的充填开采技术及常用的选煤方法,介绍了KGX智能选矸机器人工作原理及技术优势。分析认为,"采-选-充"一体化工艺是以KGX智能选矸系统为核心,充分考虑了采煤、分选和充填协同作用,采取随掘随采随充填方式,可以达到矸石回收以及控制地表稳定,从根本上解决了煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题。     

东曲矿充填开采工艺技术研究

本文以东曲矿八采区8#煤层充填开采为实际工程背景,首先分析了该矿目前矸石排放及治理情况,并提出地面、井下矸石运输系统方案,进而对八采区首充28802工作面的充填工艺方案进行设计,通过应用充填开采技术可以达到较好的经济技术效果,并取得良好的社会效益。     

矿井矸石零排放绿色开采技术探讨

基于井下煤矸分选技术、矸石充填技术,通过对井下煤矸的分选能力、充填能力与矿井生产能力匹配、矿井矸石产生量与井下充填空间平衡、井下矸石分选系统、充填系统与同矿井开拓开采巷道布置关系、垮落法开采与充填法协同开采、矿井产量保障程度等分析,探讨并提出了适用于不同生产方式下的矿井矸石零排放绿色开采技术。     

矸石浆体充填空间特征研究与工程实践

煤矸石浆体充填是一项顺应煤炭绿色可持续发展、响应国家环保政策的矸石绿色处置新技术。宏观的破碎空间特征与微观的空隙特征是决定矸石浆体充填效果的关键，为建立浆体充填基础理论体系，采用理论分析、模拟实验与现场工业实验结合的方法，揭示了浆体充填空间覆岩运动规律，探索了破碎空间内可供浆体充填的空隙分布特征，明确矸石浆体-采空空隙的作用关系。研究表明，采动过程中控制岩层是影响浆体充填空间范围的关键，“拱-梁-壳”的空间演化过程分别对应浆体充填空间的自由堆积区、载荷影响区及压实区，直接决定矸石浆体充填效果；采空区内垮落岩体的孔隙率沿倾向、走向及垂向均满足负对数函数关系，据此建立了浆体充填空间空隙分布模型，并确定浆体充填的重点区域；通过开展地面原位注浆充填试验，证明了矸石浆体在采空空间的可充填特性，阐述了矸石浆体-采空空隙的作用过程普遍经历了初始流淌、垂直涌流及水平扩散3个阶段；在黄陵二号煤矿井下针对浆体充填空间自由堆积区与载荷影响区开展了矸石浆体充填工程实践，成功验证了井下矸石浆体充填技术的可行性及理论的正确性，为矸石绿色处置提供了新的依据。     

“采选抽充采”集成型煤与瓦斯绿色共采技术研究

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"采选抽充采"集成型煤与瓦斯绿色共采的现实需求与意义,并着重阐述了高瓦斯低渗透煤层开采技术、井下煤矸分选技术、混采工作面开采技术,提出了"采选抽充采"共采技术的基本原理。结合平煤十二矿存在的埋深超千米辅助提升困难、主采煤层瓦斯含量高与渗透率低、上覆煤岩体不具备常规保护层开采条件以及依靠开采"建筑物下"压煤保障矿井产量的开采条件,介绍了该矿"近全岩保护层开采→煤矸井下分选→瓦斯卸压抽采→充填与综采混合开采"的集成型共采技术的主要系统设计及工程应用效果。研究表明:"采选抽充采"集成型煤与瓦斯共采技术实现了高瓦斯低渗透煤层安全高效开采以及矸石直接井下回填,拓展了保护层与充填开采技术,提高了矿井资源采出率,延长了矿井服务年限。