陶一矿超高水材料充填开采试验研究

 针对邯郸矿业集团各矿“三下”压煤量大、煤炭资源采出率低的现状,在陶一矿进行了超高水材料充填开采技术研究与试验。在该技术中,选用超高水材料构筑采空区充填体,发明了与该材料性能配套的充填方法,并研制了大流量制浆充填工艺系统。结果表明：应用该技术可以有效地控制采空区上覆岩层的活动和地表的沉陷,解放“三下”压煤,延长矿井服务年限,产生极大的经济和社会效益。     

超高水材料开放式充填开采研究

针对我国建筑物下压煤充填开采技术在实际应用中存在的不足,本文通过对超高水材料基本性能的研究,提出进行采空区开放式充填开采,这可使具有高流动性的超高水材料浆液在岩层活动期内自行流入煤层开采后所形成的"采空"空间并在可控时间内胶结、凝聚,凝固后的充填体与垮矸以及围岩形成一完整的结构体来控制上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的.研究结果表明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料开放式充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的方法,是符合绿色开采方向的成果.     

超高水材料充填安全开采技术研究与应用

 针对田庄煤矿建筑物下压煤给矿山的安全开采和可持续化发展带来巨大的影响。本文采用安装简单、自动化程度较高的充填系统,充分利用矿井工业废水充填采空区,实施结果表明该技术能够保证地表变形和建筑物损坏在可控范围内,能够实现安全高效开采,具有显著的经济效益和社会效益。     

煤矿超高水材料充填开采技术及其展望

基于超高水充填材料的性质,进行了超高水材料充填开采技术研究。该技术包含开放式、全包式、混合式等采空区充填方法,其充填工艺系统由材料储运、浆液制备、浆液输送和混合等4部分组成,并在多个矿井进行了应用。结果表明：超高水材料具有含水量高（水体积分数95%～97%）、凝固速度快（初凝8～90min）、早期强度高、固结体不可压缩、承载性能好、材料强度和凝固时间可调控等优良性能,是一种良好的采空区充填材料。该充填工艺系统初期投资低、操作简单、自动化程度高、管路磨损小。充填开采后,采空区充填率均在85%以上,采场矿压显现程度明显降低,地表建筑物破坏等级控制在国家规定的C级破坏范围内。     

超高水材料充填开采的应用与研究

冀中能源邯郸矿业集团陶一煤矿对村庄下压煤采用充填开采工艺采煤.根据矿井开采条件,利用超高水材料的优越性能进行了袋式充填开采、开放式充填开采工艺的研究.建立了地面充填站,采用自流技术,使得充填能力达到400 m3/h,提升了采充效率.通过对工作面矿压、地表变形监测,表明该工艺可以缓解矿压显现程度,极大减少地表变形.     

老城区建筑物下超高水材料充填开采技术应用

针对老城区地面建筑物密度大、建筑时间长、建筑结构安全等级低、开采后易变形破坏的特点,在进行超高水充填开采现场试验时,对工作面支架选型、回采充填工艺、超高水充填材料配比等关键工艺进行详细论证,并对工作面矿压观测进行分析,证明超高水充填材料配合比、充填工艺及相配套的综采设备选型适合矿井实际开采条件,且经济效益明显。     

大采高综采面超高水材料充填开采技术

为了解决邢东矿村庄压滞煤炭资源开采的问题,提出了适用于大埋深、大采高等复杂地质条件下的综合机械化超高水材料充填开采技术,阐明其技术特点,并介绍了研制的分体式充填液压支架、超高水材料充填系统和采煤与充填工艺.现场监测结果表明:1126大采高综采工作面开采过程中,支架后柱工作阻力高于前柱工作阻力,顶板无明显来压现象;地表变形量较小,最大变形量未超过2cm,地表变形控制在Ⅰ级形变以内.该技术有效解决了邢东矿可采资源紧张、村庄下压煤回采的技术难题.     

薄煤层充填开采超高水材料配比及充填工艺优化

为解决超高水材料在现场施工过程中易出现浆液泌水、甚至不凝固影响充填体强度等问题,进行优化材料配比试验,并在此基础上进行泌水率测试和不同搅拌工艺试验,以提高现场充填效果。试验结果表明:B料中石膏∶石灰比例为4∶1时,超高水材料的抗压强度最大;搅拌工艺对材料泌水率存在较大影响,合理的增加混合浆液搅拌时间能有效减少泌水率,进而减少添加剂掺量、减少成本。将改善后的材料配比及充填工艺应用于田庄煤矿薄煤层充填开采工作面,通过现场取样测试充填体强度和监测得到的实时顶底板移近量数据,充填体强度高于实验室强度,顶底板移近量仅为96 mm,取得了良好的充填效果。     

超高水材料阻隔式充填开采技术

超高水材料是一种水体积可达95%～97%,水灰比接近11∶1的采空区充填材料。结合超高水材料的基本性能,针对近水平煤层充填开采的难点,提出了阻隔式充填方法,通过对地表移动变形的观测表明,充填对控制地表下沉产生了决定性作用。该充填方式成功实施说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料阻隔式填开采技术是一种适合于近水平煤层的充填方法。     

超高水材料分段阻隔式充填开采研究

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积可达97%,水灰比可达11∶ 1.针对我国建筑物下压煤充填开采技术在实际应用中存在的不足,通过对超高水材料基本性能的研究,提出了分段阻隔式充填开采,通过构筑简易挡板或专用充填液压支架隔离采空区,有利于抬高充填液面,使浆体迅速接顶,增强了该方法对煤矿地质条件的适应性;凝固后的固结体可控制顶板及上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的.超高水材料阻隔式充填开采技术在田庄煤矿进行首次应用并取得成功,其实践说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料阻隔式填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进方法,符合绿色开采方向.     

俯采超高水材料充填体稳定性控制研究

由于受到工作面的倾斜作用,在俯采阶段采用超高水材料袋式充填时,充填体易向煤壁方向塌落。为了克服这一难题,以山西大庄煤矿813充填工作面为研究对象,通过简要力学模型分析充填体失稳原因,提出了稳定性控制方法：调整超高水材料的配比及加强对充填体的支护。俯采超高水材料充填在大庄煤矿首次应用并取得成功,其实践说明：超高水材料是性能良好的充填材料,可以克服俯采条件下的充填体易失稳等难题。     

近水平浅埋煤层超高水材料充填工艺与方法

超高水材料是一种新发明的采空区充填材料,水体积可达97%,水灰比可接近11∶1。针对近水平浅埋煤层超高水材料充填的难点,本文通过对超高水材料基本性能的研究,提出了阻隔式充填方法。该方法在采空区后方架设隔离墙抬高充填液面,使浆体迅速接顶,凝固后的固结体可控制顶板及上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的。这是超高水材料充填开采技术在近水平浅埋煤层的首次应用,在田庄煤矿取得成功说明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的方法,是符合绿色开采方向的成果。     

城郊煤矿超高水材料充填系统设计研究与应用

 为了解放老城区建下压煤,城郊煤矿引进超高水材料充填开采技术,在C2401工作面实施充填开采试验。根据井下实际条件,设计出合理的充填系统,系统生产能力可达280m3/h。经过多次充填实验,结果表明：充填系统操作简便,生产能力大,上料、制浆、输送系统间配合正常,能够实现浆液的连续生产、输送;超高水材料浆液流动性好,适合长距离管路输送,且充后管路易处理;超高水材料充填开采技术是一种新型先进的充填技术,设备初期投资较低,机械化程度高。     

大尺寸高水材料巷旁充填体蠕变特性试验研究

针对高水材料巷旁充填体具有蠕变特性的特点,采用自行研制的大尺寸(1500 mm×600mm×900 mm)蠕变实验系统和FLAC3D数值模拟软件对其蠕变特征进行了试验研究,分析了高水材料充填体蠕变过程中瞬时、稳定及加速3个阶段位移和应力随时间的变化特征,指出充填体蠕变极限载荷随高水速凝材料水灰比降低而提高;结合充填体在加速蠕变阶段变形速度过大的特点,为确保井下充填体长期稳定,需保证充填体保持在稳定蠕变阶段,认为充填体载荷不超过其强度的70%~80%时较为合理。     

高水充填材料抗压强度研究

高水材料作为煤矿开采充填材料具有很多优点,但目前关于水固比3∶1以上的材料强度研究较少。文章初步研究了原材料配比、水固比、研磨时间对高水材料抗压强度的影响规律。结果表明:水固比为3∶1的条件下,A料B料配比为1∶0.8时高水材料结石体强度最高,为3.11MPa;当水固比为5∶1时,结石体强度大幅度降低,但随A料B料配比增加,结石体抗压强度逐渐增加。A料研磨时间为10min、B料研磨时间为30min的组合,结石体抗压强度最高,3天单轴强度为1.23MPa。     

深部煤层综采工作面高水材料沿空留巷技术

为解决沿空留巷的大变形问题,提出了高水材料巷帮充填技术。从理论分析、现场试验及经济分析等方面,考察高水材料沿空留巷的实施效果。结果表明,该技术具有较好的应用效果,两帮移近量不大于500mm,顶底板移近量不大于1200mm。     

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%。     

大采高包式充填+沿空留巷开采方法在亨健公司的应用

 邯矿集团亨健矿业公司2515工作面煤层平均厚度4.5m,属于建下压煤,为了开采这部分煤层,亨健公司对该工作面采空区采用了超高水材料包式充填的方法进行处理,同时对2515工作面上巷采用高水材料巷旁支护,沿空留巷处理,取得了良好的开采效果。