井下机械化煤矸分选充填采煤技术分析与应用

为解决矿井极薄煤层保护层开采过程中原煤含矸率高、矸石运输压力大、矸石堆积和地表沉陷等难题,在工程实践的基础上研究了井下煤矸分选系统与充填采煤系统的运行机理,分析得到了制约充填效果的关键因素及其控制措施,并系统阐述了井下采掘、煤矸分选和充填开采一体化技术的系统布置及其特点。工程实践结果表明,经井下洗选得到的精煤与矸石分别进入煤仓和充填采煤系统,原煤灰分由70%降至25%,极薄煤层单一回采工作面每年多回收煤炭资源3万t、节约运费405万元,同时有效地控制了地表沉降和矸石堆积,经济、社会与环境效益显著。     

煤矿矸石井下分选协同原位充填开采方法

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,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解决上述问题的技术途径。基于此,在充分考虑采煤、分选和充填基础上,以井下分选为核心,围绕充填开采方法构建了煤矿矸石井下分选协同原位充填开采模式,阐述了煤矿井下采、选、充系统的时空协同关系,揭示了"就近分选+原位充填"的科学内涵,实现了充填能力与分选能力匹配、采充系统与分选系统布置、采充工艺与分选工艺组织和矸石物流运输与调控4个方面的协同;提出了实现不同目标层次的煤矿矸石井下分选协同原位充填开采技术体系,主要包括全粒级分选、煤矸分离和毛煤排矸3个不同等级的井下煤矸分选技术和实现采场矿压与地表沉陷控制、矸石处理和资源回收不同目标的井下原位充填技术2个方面;分析评价了新型跳汰分选、旋流器分选、重介浅槽分选、动筛跳汰分选和γ射线分选5种井下煤矸分选方法的适用性,给出了煤矿矸石井下分选方法选择流程,确定了煤矿矸石井下分选系统及巷硐布置要求,探讨了煤矿井下全粒级分选的发展方向;提出了...     

井下智能煤矸分选系统方案研究

介绍了某矿煤矸分选的方案研究,从选矸工艺、选矸设备、矿建工程、经济效益等多方面进行了比选,结合矿井实际情况选用TDS智能干选机系统进行煤矸分离,并对其工艺布置进行了论述。该方案减少了矸石的无效运输,提升了选煤厂的处理能力,对类似矿井具有一定的参考意义。     

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.     

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。     

东港煤矿井下煤矸筛分、矸石破碎、充填系统技术研究与应用

东港煤矿前二采区2层煤为"三下"压煤,为解放压煤量,需要对回采工作面采用矸石充填开采,通过对矿井生产系统的现状调研分析,通过现有的生产系统进行优化改造,把井下煤矸直接筛分、矸石破碎、储存,充填系统配套,达到矸石不升井,绿色开采。     

哈拉沟煤矿井下矸石与煤置换开采探索与实践

根据井田煤层赋存条件,结合哈拉沟煤矿生产经验,详细介绍了不同的排矸巷设计方案,并从煤炭回采量、矸石充填量、施工工艺、经济效益等方面进行了对比研究,从中选出符合矿井最优排矸巷设计方案.实践证明了排矸巷在矿井矸石处理中的优势,而且实现了煤矿矸石零堆放,体现了绿色开采理念,并创造出一定的经济与社会效益.     

矸石充填开采 沿充留巷挡矸系统设计与施工工艺探讨

本文分析了矸石充填开采沿充留巷挡矸存在的问题,提出了沿充留巷挡矸系统结构。针对葫芦素煤矿充填开采沿充留巷,对该挡矸结构进行了参数设计,验算了挡矸装置、巷旁墩柱强度,探讨了矸石充填开采沿充留巷挡矸系统施工工艺,对类似工程具有参考价值。     

TDS智能干选机在井下排矸充填技术的应用

TDS智能干选机采用X射线识别技术进行分选,具有设备体积小、系统简单、不用水和介质的特点。原煤井下开采分级后,块煤直接经TDS智能干选机进行分选,分选后的块精煤运输至地面,矸石则运回工作面,通过支护充填机直接抛入工作面的采空区内。TDS智能干选机分选技术助力井下矸石充填,既提升了出井原煤的质量,又实现了矸石不升井、以矸换煤、绿色开采的战略目标,取得了良好的经济效益与社会效益。     

华恒矿业公司泵送矸石充填技术

 阐述了矸石充填的意义、必要性及研究现状,介绍了我国目前具有代表性的矸石充填工艺。以华恒矿业公司41302东煤柱工作面泵送矸石充填为例,介绍了泵送矸石似膏体充填技术工艺及流程,并对充填效果及效益作了分析。指出了我国井下充填采煤法尚存在的问题。泵送矸石充填已经成为目前煤炭工业井下充填采煤法的最佳途径之一,具有极好的推广应用前景。     

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。     

基于绿色开采理念的煤炭充填开采技术研究

针对煤炭开采后采空区会造成地质、环境、社会及资源等一系列原生和次生灾害的问题,提出利用充填材料对采空区进行充填处理的采煤方法,就充填材料特性的影响因素,充填开采技术的发展,充填材料决定充填开采工艺与效益,及膏体材料是充填材料未来的发展方向作了简要介绍。     

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。     

长壁矸石充填开采上覆岩层移动特征模拟实验

长壁矸石充填工作面采空区由于被充填材料占据,上覆岩层移动特征将不同于垮落法管理顶板,采用相似模拟和数值计算模拟工作面回采和矸石充填过程。通过改变支架初撑力和工作阻力、充填材料的夯实力,模拟不同充填率情况下上覆岩层应力变化和岩层移动特征,结合现场实测结果认识长壁矸石充填开采上覆岩层移动规律。研究发现：支架工作阻力对充填效果影响显著,充填支架高初撑力和工作阻力可以限定顶板的变形,保证足够的时间使更多的充填材料充进采空区,进而减小缓慢下沉带高度,控制地表变形。采空区内充填材料限制直接顶的变形、下沉以及冒落,直接顶以断裂和冒落为主,冒落后整齐地排列在采空区矸石上。基本顶以弯曲下沉形式随直接顶移动,上覆岩层冒落高度显著降低。     

固体充填采煤技术在邢台矿建筑物下的应用

针对邢台矿建筑物下存在大量压煤,而地面矸石山堆放占地严重以及矿区坑口电厂排放大量粉煤灰的情况,为了实现矿井可持续发展、扩大矿井可采储量、控制地表下沉、消除固体废弃物对环境的污染,提出了采用地面矸石配合粉煤灰充填采空区,采出建筑物下压煤的开采模式。解决了充填体进入采空区的空间、通道和动力等技术问题,并建立了完善的充填效果检测系统,在保证地面建筑物完好的情况下,有效采出邢台矿建筑物下呆滞煤量2000万t以上。     

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。     

煤和矸石的冲击式破碎分离试验

利用冲击式破碎筛分装置,采用正交试验的方法研究煤矸硬度相对差值、物料冲击速度和冲击次数对丢煤率和混矸率的影响,并对试验结果进行了回归和方差分析。分析表明：丢煤率随煤矸硬度相对差值、物料冲击速度和冲击次数的增加而减小;混矸率随煤矸硬度相对差值的增大而减小,随物料冲击速度和冲击次数的增加而增大;物料的冲击速度和冲击次数对丢煤率的影响显著,煤矸硬度相对差值对丢煤率影响不显著;3个影响因素对混矸率影响都特别显著,且主次顺序为冲击速度、冲击次数、煤矸硬度相对差值。     

基于固体充填开采的井筒保护煤柱留设方法研究

为解决固体充填开采工业广场煤柱时井筒保护煤柱的合理留设问题,根据井筒破坏特性,对充实率、井筒保护煤柱尺寸等充填开采条件下影响井筒失效主控因素进行分析,提出了基于充实率控制的井筒保护煤柱留设原理;以此为基础,分析了垂直剖面法、科瓦尔契克概率积分法及ABAQUS数值模拟法等井筒保护煤柱留设方法,并提出了剖面法设置煤柱边界,理论计算与数值模拟相结合逐渐缩小边界的充填开采井筒保护煤柱综合留设方法及设计流程,并将此方法应用于百善煤矿充填开采回收工业广场煤柱,得到不同充实率条件下井筒保护煤柱范围划分.结果表明,固体充填开采充实率控制在80％以上,以留设半径154 m井筒煤柱计算,至少可安全解放出煤炭174.5万t.     

煤矿井下矸石置换煤炭清洁生产技术

在对煤矿井下矸石来源进行分析的基础上,建立了井下煤矸分选系统,主要包括筛选、分选和回煤等工序流程,增加了综采放顶煤采出率,解决了提升运输系统的卡仓问题,同时完善了井下煤质控制流程。在“三下”压煤区中实施巷道矸石充填,并开发出以矸石为主料的“预构人造墙体,矸石置换窄煤柱”沿空掘巷技术,形成了一套矸石置换煤炭清洁生产技术。