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;提出了全采全充、全采局充、局采局充和局采全充4种典型充填开采方法,明确了4种典型充填开采方法的定义、系统布置及技术优势,形成了充填开采方法选择流程,进一步对比分析了4种典型充填开采方法的地表沉陷与采场矿压控制效果。研究成果为实现煤矿煤炭开采、井下分选和矸石处理集约化提供技术借鉴,进一步丰富我国煤矿绿色开采的技术体系。     

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。     

小保当煤矿矸石充填技术研究及应用

基于小保当煤矿生产能力和地质条件,以建设矸石不升井绿色矿山为目标,通过对现有矸石充填技术分析对比,结合小保当矸石产量预测,提出了小保当煤矿矸石充填总体方案。在井下矸石分选的基础上,对井下充填区域、充填工艺方式等核心问题进行了研究。结果表明:小保当煤矿矸石在井下分选后,利用防爆无轨胶轮车进行矸石运输,在一号矿井联络巷及带式输送机运输巷废弃巷道进行巷道充填,二号矿井充填区进行旺格维利综合充填的充填方案可以实现小保当煤矿矸石不升井、绿色开采的目标。     

煤矸石井下原位智能分选充填技术研究进展

传统井下煤矸石需运输至地面处理,不仅占用地面国土空间、自燃或雨水淋滤造成大气与环境污染,而且长距离无效运输造成的能源消耗问题已成为制约煤矿低碳发展的关键瓶颈。为实现煤矿矸石不出井,从煤炭生产源头减少碳排放与单位产出能源资源消耗,实现煤炭的绿色低碳智能开采,回顾了煤矸石井下分选充填技术现状及智能化进展,并在此基础上展望煤矸石井下分选充填技术发展趋势,提出了煤矸石井下原位绿色智能分选、充填新方法,详细阐述了煤矸智能分选机及新型充填液压支架的结构及原理,以最大化缩短矸石无效运输距离。为处理采煤工作面矸石,预防煤岩动力灾害,提出了包含少矸化智能开采系统、原位智能分选系统、工作面矿压反演系统、精准科学充填系统四大子系统的煤矿井下采选充智能一体化系统,并探讨了各子系统间的新环逻辑关系,以形成采煤利于分选、分选利于充填、充填利于采煤的良性循环。为处理掘进工作面矸石,提出了包含智能快掘系统、智能分选系统、煤矸分运系统、智能充填系统四大子系统的煤矿井下掘选充智能一体化系统,并对各子系统所负责工作及智能化实现进行了阐述。所提出的新工艺有望实现煤矿矸石不出井,并为煤矸石原位智能分选充填方法及采选充一体化系统...     

煤矿井下采选充采一体化工艺与技术研究

本文提出煤矿井下采选充采一体化生产模式,阐述了煤矿井下采选充采一体技术内涵,研究了采选充采一体化生产技术的系统布置和工艺设计。形成高效的井下煤矸分选和采空区充填技术,实现全部矸石于井下充填与开采建筑物下压煤及地表沉陷的有效控制的目的。     

义桥煤矿矸石不升井“采选充”一体化开采设计

针对义桥煤矿建筑物下压煤开采、地面矸石处理困难等问题，通过理论分析、方案比较、设备选型等方法，提出了井下矸石智能分选后不升井方案，研究了井下矸石充填开采技术，选择了合适的分选及充填设备，确定了密实胶结充填材料采用水泥、粉煤灰、水、矸石，其配比为1∶1∶2.57∶20,充填体强度大于2.98 MPa,充填工作面生产能力为13万t/a,形成了一整套“井下矸石不升井‘采选充’一体化”开采系统，工程应用表明，该系统满足了矿井建筑物下压煤开采要求，解放了建筑物下压煤资源量，消化了矿井矸石，实现了义桥煤矿绿色开采的要求。     

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。     

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。     

井下煤矸分离及矸石充填技术研究

为提高矿井绿色开采水平,促进矿井可持续发展,济宁二号煤矿积极研究井下煤矸分离及矸石充填技术,采用TDS系统分选矸石,利用巷道充填和工作面充填进行矸石井下回填,实现矿井矸石井下回填的同时,解放部分"三下"压覆资源,社会经济效益显著,应用前景广阔。     

井下泵送矸石似膏体充填开采技术研究

井下泵送矸石似膏体充填开采是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合王河煤矿采深已达800 m左右、煤炭资源日趋减少、矸石山生态环境污染严重等问题,为延长矿井生产年限,提高煤炭资源回收率,消灭矸石山,保护矿区村庄建筑,研发了井下泵送矸石似膏体充填技术,分析似膏体组合料的最优配比技术参数,并对似膏体充填原料进行了优化试验。实践结果表明,在煤矿井下运用泵送矸石似膏体充填技术是可行的,实现了煤矿无污染开采。     

综采工作面后部回填绿色开采技术应用研究

为解决煤矿开采带来的矸石堆积问题,以平煤十二矿己₁₅-31010采面为背景,研究出后部回填绿色开采技术,通过矸石运输系统将井下回采矸石运至洗选硐室,通过井下洗选系统（洗选设备、破碎设备）、井下运输系统运至工作面,再通过回填输送机回填到工作面采空区内,从而达到解决矸石污染的目的。通过该技术可以实现煤矸石采空区回填机械化和规模化,促使回填开采效率和效果的显著提高。该技术的成功实施能够为保护层开采效益扩展提供更多途径,大大减少了顶板事故和瓦斯超限事故的发生,可以推广应用到国内其他煤炭生产企业,给后部回填绿色开采提供一个新的、可行的技术方案。     

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。     

金桥煤矿东翼煤仓施工设计

针对金桥煤矿采煤、运输与提升能力不匹配的难题,通过FLAC模拟受力分析,综合考虑现场条件、施工经验、巷道高差、服务年限、优化施工工艺设计施工东翼煤仓,并从煤仓上口、仓体、煤仓下口分析了施工工艺,提出了反井钻施工溜矸孔、挖掘机出矸、立体交叉作业、平行交叉作业施工工艺,结果表明该煤仓设计施工取得了良好效果,提高了掘进效率,为矿井的稳产、高效生产及煤流生产系统的智能化奠定了基础。     

千米高突矿井多煤层开采绿色集成技术研究与应用

为了解决突出矿井深部开采煤层瓦斯含量大、突出危险性高,保护层开采产生大量矸石升井后造成环境污染和薄煤筛分,邻近多煤层回采后采空区相透连通防灭火等问题,平煤股份十二矿针对多煤层协同开采中瓦斯动力灾害机理、煤矸分离技术以及采空区自然发火规律展开研究,摸索出一套多煤层开采绿色集成技术:通过优先开采最上层的无突出危险的极薄煤层,联合针管抽采技术,达到邻近开采下部多煤层的区域消突。匹配井下实现煤矸分离、分选、分类利用的绿色技术和阻化回填防灭火技术,在实现瓦斯治理的同时,解决大量矸石环保利用问题,并且实施阻化回填工艺最终实现千米高突矿井临近煤层安全高效绿色开采。     

许厂煤矿矸石置换充填开采模式研究

 针对许厂煤矿面临的村庄建筑物下压煤、矿井上下矸石大量堆积等问题,提出了在煤柱中掘进巷道并利用矸石回填以置换开采出部分条带煤柱的新技术。在条带开采后所留设得大煤柱中集中布置2条宽4.0m、高5.0m得矸石充填巷,巷间煤柱宽4.0m,利用井下产生的矸石对该巷道进行回填。通过对充填巷道围岩变形监测,测得两帮移近量最大为20mm,顶底板移近量最大为17mm;配合地表运动监测分析得出,地表下沉效果不明显,可保证地表建筑物的变形在I级变形之内。     

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。     

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。     

井下煤矸智能干选系统巷设计方法探讨

井下煤矸智能干选是煤矿实现绿色开采的有效技术手段。为深入研究智能干选系统巷设计方法，结合智能干选系统工艺流程，提出了井下智能干选系统巷设计思路。基于分析主煤流运量、原煤含矸率、矸石分选粒度、原煤分级筛和智能干选机处理能力、井下矸石充填规模相互影响关系，探究矸石分选规模确定方法。结合筛分系统工艺特点，阐明在转载点或煤流引出位置布置筛分系统的合理性。根据设备外形尺寸和处理能力，探讨智能干选硐室单、双巷布置形式。针对转载煤仓上下口、带式输送机搭接点、加装转载装置等不同类型主煤流转载分流点，研究智能干选系统布置位置优缺点及适用条件。在此基础上，介绍了煤仓下口双系统工程设计案例。研究表明，矸石分选规模由多因素综合确定|滚轴筛布置在转载点可以避免末煤大运量转载|煤仓下口布置矸石分选系统可以应对瞬时大运量来煤|煤仓下口双系统模式可以为类似矿井设计提供参考。     

利用反井钻机施工煤仓的应用研究

车集煤矿2906运输巷煤仓位于2906运输巷车场与29胶带上山的空间立体交叉位置,结合2906运输巷车场煤仓上口为锚网索喷支护完好的巷道、下口为锚网索喷支护的采区主运输胶带巷的施工条件,选择采用反井钻机法开凿导孔施工。首先利用反井钻机施工一直径1.2 m的钻孔;然后安装反井钻孔下口溜煤系统;最后自上而下进行煤仓扩刷施工,利用下口溜煤系统出矸。采用自上而下钻爆施工,然后配合风镐扩刷至煤仓设计断面,煤仓断面采用锚网喷支护。应用表明,该方法提高了机械化程度,加快了煤仓运矸系统的形成,有效降低了工人劳动强度,提高了施工安全系数,掘进工效提高2倍,缩短了煤仓施工周期,加快了采区煤仓施工速度。