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。     

杜家沟矿充填垮落法高效开采技术研究

为了解决高瓦斯低渗透煤层开采困难的问题,以杜家沟矿2-102工作面为研究背景,提出矸石充填协同垮落法综合开采技术,利用数值模拟软件对矿压显现及岩层移动情况进行研究,发现随着矸石充填长度的增加,在矸石充填段顶板下沉量的最大值有了一定的降低,且矸石充填段顶板应力均值有了一定的减小,垮落段顶板的应力均值也逐步降低,同时在充填长度一定的前提下,对充填高度进行研究,发现随着充填高度的增加,充填段的顶板应力均值逐步增大,而垮落段的应力均值减小。     

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。     

七五煤矿矸石充填开采可行性分析

针对七五煤矿村庄压煤问题严重、村庄搬迁困难和国家严厉环保政策等难题,对矸石密实充填综采机械化采煤工艺与村庄搬迁后实行综采垮落法管理顶板采煤工艺进行比较,从充填开采工艺、充填开采社会经济效益等方面进行可行性分析。矸石密实充填综合机械化采煤工艺技术成熟,经济性良好,为村庄压煤问题提供了解决方案。     

建筑物下固体充填开采技术研究

唐山矿业分公司将地面矸石、建筑垃圾等固体废弃物通过地面充填站的投料孔从地面垂直向下直接投料,进入矸石缓冲仓,由矸石仓放入胶带输送机等运输设备将其运输至充填工作面,借助自夯式充填综采液压支架等关键设备用固体充填物料充填工作面采空区,并靠固体充填物料的支撑作用对采空区的岩层进行控制,减少顶板的下沉和垮落,实现建筑物下安全开采.工作面充填矸石是解决矿山污染、资源浪费、地表塌陷的一个行之有效的方法,促进了绿色矿山的建设.     

充填开采设备综合配套分析与实践

在分析我国充填开采发展现状,并介绍充填法开采技术的发展历程、研究应用情况、充填开采方式的基础上,结合开滦实施的充填开采分析了开采设备综合配套,说明了支架与充填输送机配套工作过程。该配套设备不仅完全满足矸石充填采煤工艺系统对其性能要求,而且充填效率高、性能稳定,解决了矸石充填配套设备影响充填速度的问题,可实现矸石井下处理与建筑物下煤炭资源的充分利用。     

建筑物下综采工作面固体充填开采技术研究与实践

唐山矿业分公司将地面矸石、建筑垃圾等固体废弃物通过地面充填站的投料孔垂直向井下直接投料,进入矸石缓冲仓,再经带式输送机等运输设备将矸石运输至充填工作面,借助自夯式充填综采液压支架等设备将固体充填物料充填至工作面采空区,以此对采空区的岩层进行控制,减少顶板的下沉和垮落,实现建筑物下安全开采.     

五沟煤矿含水层下矸石充填开采方案

五沟煤矿采用矸石充填开采技术,对含水层防水煤柱进行充填开采。通过对矸石充填开采导水裂缝带高度计算和地面沉陷预计,设计东翼充填开采区域7个采煤工作面,西翼充填开采区域9个采煤工作面,预计可采出10煤500余万吨。东翼充填区域首采面CT101应用矸石充填综采工艺试采,验证了含水层下矸石充填的可行性,经济和社会效益显著。     

金谷煤矿矸石充填开采可行性分析与应用效果监测

为降低长壁开采条件下上覆岩层的变形与破坏程度,更好地实现“三下”压煤开采,针对金谷煤矿11101工作面开采条件,采用UDEC7.0建立了传统垮落法开采与充填开采数值分析模型,并对2种开采方式下的覆岩移动变形情况进行分析,最后进行现场实测。结果显示：采用矸石充填开采时,工作面上方顶板变形不明显,未出现较大的裂隙,整体较为完整;在矸石充填开采实际应用中,沿走向方向布置监测点,测得高充填率开采条件下的地表最大下沉值为1.2 m,与数值模拟结果接近。     

矸石充填开采及地表沉陷变形特征研究

矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了更简便准确的评估矸石充填后的效果,以新元煤矿为工程背景,首先概述了矸石充填设备的选型,考察了充填后的三个工作面的充实率,之后模拟计算了地面沉陷量,并通过现场实测来验证模拟结果。最后结合相关变形指标初步评估了该煤矿矸石充填开采对地表建筑物的影响。结果表明：新元煤矿三个工作面充填开采后的最大充实率为73%,最小则为36%;数值计算的地表沉陷量曲线与实测数据点相匹配,证明了模拟工作的可信度;模拟出来的三个工作面的可能最大地表水平变形值为0.15mm/m,可能最大地表倾斜变形值为0.35mm/m,可能最大地表曲率值为0.0022mm/m²;上述这些变形参数均小于相关的Ⅰ级变形指标,证明了矸石充填开采后对地面建筑物等的影响是非常小的。通过此数值模拟的方法提前对矸石充填开采引起的地表变形进行合理预测与评估是可行的。     

七元煤矿矸石充填开采设计研究

随着煤矿开采强度的不断提高,地表沉陷、矸石山等环境问题日益突出,而充填开采是解决这一问题的有效手段。本文以七元煤矿首采盘区北一盘区15101综采工作面为例,进行矸石充填开采设计研究,分析了该矿矸石来源及数量,并研究计算确定了井下矸石分选工艺和充填工艺。实践表明,设计确定的矸石充填开采方案应用效果良好,七元矿矸石全部回填采空区,实现了矿区资源与环境的协调发展。     

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。     

深部大采高综采面矸石充填开采技术

针对邢东矿剩余煤炭资源的85%以上为村庄压煤难题,提出了在12212大采高综采面采用综合机械化矸石充填开采技术。选取"波依亭—汤姆逊体"作为矸石充填体流变模型,并计算其流变方程,进而得出采空区顶板最大下沉量为σ0/K1以及其与矸石充填体刚度成反比关系。运用数值模拟软件FLAC3D模拟计算邢东矿12212综采面采用垮落法和矸石充填处理采空区时顶板运动规律,模拟结果表明矸石充填大大降低了等效采高,在40m测点处顶板下沉量仅为25mm。此外,还对邢东矿12212综采面矸石充填采煤工艺进行了介绍,充填后地表下沉量仅有15mm。     

赵庄矿边角煤矸石充填开采技术研究

针对赵庄矿矸石充填开采工作面C5301的具体地质条件,采用"简支梁"理论分析和确定充填开采参数,采用三次充填开采回收煤柱;确定了C5301工作面的巷道布置方式和回采设备;同时分析确定了矸石充填方案。经过经济技术分析,在赵庄矿进行矸石充填开采在技术上是合理的,在经济上是可行的,并为类似条件下的推广应用提供了经验。     

我国煤矿充填开采现状及发展前景

全国"三下"压煤达13.7Gt,同时地面堆积的矸石达4.5Gt,如能利用矸石进行充填开采,则既可提高资源回收率,又能节省矸石占地、改善地面环境。当前的技术、经济和社会条件为充填开采创造了有利环境,使充填开采在全国各矿区得到快速发展。文章对当前我国煤矿充填开采方法和应用现状进行了归纳和总结,并对发展前景进行了展望。     

矿井充填开采矸石垂直投料系统设计与应用

为解决地面沉降以及矸石环境污染问题,通过对投料井、储料仓、缓冲装置及满仓报警系统等进行研究,建立了矿井充填开采地面矸石垂直投料系统,并将其应用到实际充填开采工程中。现场应用表明:当投料管内径为486 mm,储料仓的直径为5 m,高度为15 m时,能够满足充填开采工作面1个循环的矸石用量;伞形缓冲器可以有效地减小充填矸石对储料仓的冲击,该系统建成后,每天实际充填矸石量达2 000 t。充填开采既解决了矸石地面堆放带来的环境污染问题,矸石回填又有效控制了地面沉降,实现了矿山和生态的和谐发展。     

充填开采技术在淄矿集团的应用研究与实践

针对国内"三下"压覆煤炭资源开采,依次开展了矸石置换开采、膏体充填开采、高水充填和矸石充填开采工程技术研究与工程实践,详细介绍了公司的充填开采技术,分别为膏体充填开采技术、原矸固体充填开采技术、高水充填开采技术和智能充填开采技术。并阐述了充填开采的研究方向,以促进充填开采高质量发展。     

矸石充填开采工作面超前支承压力分布规律

为了揭示矸石充填工作面超前支承压力分布规律,以邢台矿7608矸石充填工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合法进行研究。结果表明:由于矸石充填开采充填体对上覆岩层的支撑作用,使其超前支承压力增长缓慢并最终趋于稳定,同时矸石充填比完全垮落工作面超前支承压力峰值强度下降,应力集中系数减小,峰值距煤壁距离由6~8 m减小到4~6 m,其影响范围由40~55 m减小到30~40 m。     

煤矸石充填开采残余条带煤柱应用研究

刘村煤矿研究采用新型充填技术,使用煤矸石作为充填材料之一,开采条带残余煤柱,既能减少了煤层开采技术难题,解决充填矸石来源,同时解决矿井地面矸石山处理费用问题,实现了绿色充填开采。     

矸石充填开采的关键技术理论及工程实践

近几年来,随着绿色开采理论的提出和应用,充填开采作为绿色开采战略的重要组成部分,并且其应用和发展越来越成熟,是进一步保障煤矿安全、高效、绿色生产的重要技术手段。以山西某矿的主采煤层为工程背景,以矸石充填开采的关键技术理论为基础,通过设计工作面回采过程中矸石充填的具体方案,并对矸石充填效果进行监测和分析,研究内容可为相似地质条件下矸石充填开采的设计和应用提供借鉴。