工作面离层注浆控制采空塌陷技术及应用

西山煤电集团屯兰煤矿资源为世界稀有煤种,但河流、铁路、公路下压煤问题严重,造成优质资源严重浪费。而同属于西山煤电的兴能电厂位于屯兰矿井田,该电厂处理粉煤灰能力150万t/a,处理后的粉煤灰绝大多数被填入沟谷,对耕地林地造成破坏。为了提高矿井资源回收率,保护生态环境,决定采用离层注浆充填开采技术,人为干预煤炭开采后地层的下沉运动,解决地面沉降和粉煤灰处置等问题,实现绿色开采。     

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。     

煤矿村庄下压煤采用条带开采方案的论述

随着煤炭资源的枯竭,开采"三下"压煤势在必行。目前主要技术途径:(1)留设建筑物保护煤柱、搬迁建筑物采煤;(2)实施井下开采(主要方法有:建筑物下条带开采、建筑物下充填开采、铁路及建筑物下覆岩离层注浆减沉开采等)。荆宝煤业通过地质勘探、综合经济分析,以及与有资质单位的多次项目研究,决定采用建筑物下条带开采方案回收村庄下压煤。     

覆岩离层注浆充填开采方案及应用分析

为解决铁路下压煤影响煤炭资源释放,以及煤矿开采造成的地表采空区塌陷、矸石排放污染环境等难题,基于覆岩离层注浆减沉技术原理,对门克庆煤矿3101工作面开采地面铁路环线保护煤柱下资源进行研究,详细介绍了覆岩离层注浆充填方案。应用效果表明:采用覆岩离层注浆减沉技术,能够人为形成充填压实承载体、改变覆岩活动状态、大幅度控制地表沉降,和未注浆开采相比,地表减沉率达69.5%～71.1%,充填效果良好。     

采动覆岩离层区注浆控制地面沉陷技术研究及应用

煤炭开采所造成地表沉陷对人类的生存环境产生了一系列的消极影响,直接关系到矿区经济、社会和生态环境的可持续发展。我国生产矿井"三下"压煤约140亿t,传统的"三下"开采技术存在初期投资大、充填成本高、采充作业相互干扰、工效低等问题,如何合理解决"三下"压煤开采问题一直是困扰煤矿企业的重要课题之一。夏店煤矿为解放矿井压煤资源,消除煤炭开采对建筑物、村庄的影响,提出采动覆岩离层区注浆充填新技术,并在3117工作面进行应用,成功释放压煤37.5万t,取得了巨大的经济和社会效益,为煤炭企业"三下"压煤的安全高效开采和矿山环境可持续发展指出一条新路,具有良好的推广应用前景。     

水库下压煤开采安全性分析

水库下压煤开采必须对开采的安全性进行分析。文中以某水库压煤区域为研究对象,根据矿井地质采矿条件和水体情况,分析了压煤区域覆岩结构特性;利用综放开采导水裂缝带计算公式求得了水库下覆岩破坏最大发育高度;同时结合国内外类似条件下已有的成功实例,综合分析了水库下压煤综放开采的安全性。结果表明水库下压煤开采是安全的。     

开采沉陷对粉煤灰胶带运输走廊采动损害分析

针对开采沉陷对电厂粉煤灰胶带运输走廊的采动损害问题,以镇城底矿22618工作面的实际开采工程为例,在其上方胶带运输走廊支架基础上布设了13个监测点进行变形监测。基于实测数据和胶带运输走廊的结构特点,分析了煤炭开采地表沉陷对电厂粉煤灰胶带运输走廊的采动损害情况;从井下和井上两方面给出了减缓胶带运输走廊采动损害可采取的措施。     

建筑物下综放开采特厚煤层覆岩离层注浆

煤矿井下开采使上覆岩层陷落而造成地面塌陷及建筑物破坏,严重制约矿井开采强度、企业经济效益和煤炭资源的回收,成为建筑物压煤开采矿井亟待解决的问题。开滦唐山矿在建筑物下特厚煤层开采中,采用覆岩高层带注浆充填粉煤灰浆技术,实现综采放顶煤安全高效开采,取得 明显的经济效益和社会效益。     

欢城煤矿二号井村庄下压煤开采设计分析

针对西辛庄村煤柱被欢城煤矿二号井与七五煤矿共同压覆,村庄搬迁社会问题极度复杂等现实情况,根据本采区开采技术条件提出村庄下压煤条带开采方案,并通过理论计算预计出各方案实施后的地表移动和变形值,在计算开采损害赔偿的基础上对各方案进行了效益分析,确定出最优方案。实践表明,此方案成功地解决了村庄下大量压煤和村庄下不搬迁开采问题,对煤矿建(构)筑物下压煤开采设计具有重要的指导作用。     

《煤炭科学技术》“绿色充填开采”专题征稿启事

我国"三下"(建筑物下、水体下、铁路下)压煤严重,据统计,国有重点煤矿的生产矿井"三下"压煤达137.9亿t,其中国有重点煤矿村庄下压煤52.2亿t,因此安全高效开采"三下"压煤成为煤矿急需解决的重大技术难题之一。充填开采作为绿色开采技术体系的重要组成部     

大型煤电基地“煤-粉煤灰”双向物流模型研究

在大型煤电基地建设中,优化煤炭的供应渠道和供应量、提高电厂燃煤废弃物的有效利用是目前急需解决的问题。本文在运输成本最低的前提下,对煤和粉煤灰在各矿井及各电厂间的供应关系及供应量进行了研究。根据矿井和燃煤电厂之间的地理位置分布、煤炭供求关系、矿井开采能力,采用最优化理论和方法,建立"煤一粉煤灰"双向物流模型,满足运输成本最优的目的。根据建立的模型,求得矿井与燃煤电厂之间煤炭供应量和煤矿井下粉煤灰回填量分配最优解以及双向物流分配方案,并确定了需建设的皮带运输路线的总长度。为煤炭开采、煤电就地转化和粉煤灰井下回填,提出一种新的循环经济产业模式。     

高河能源E1303工作面膏体充填开采技术研究与实践

潞安化工集团建筑物下、水体下、铁路下等压煤问题逐年凸现,据不完全统计"三下"煤量约为23亿t。为了进一步解决"三下"压煤问题,提出了膏体充填开采技术试验这一课题。高河能源E1302工作面作为潞安化工集团首个膏体充填工作面,经过一年多的开采实践,有效控制了地面沉降,解决了村庄保护煤柱压煤问题,为潞安矿区压煤开采提供了成功案例。     

高煤公司井下矸石置换煤炭技术应用研究

井下矸石充填置换系统,是为了将村庄等压覆的煤炭资源有序地开采出来,利用充填开采技术及装备将压履煤炭与矸石、水泥沙浆进行置换,通过利用双向运输皮带、充填顺槽转载卸载装置、抛射机、注浆泵等,有效地完成掘进煤流运输、充填矸石运输和注浆,实现井下煤炭的置换。     

晶鑫煤业3133工作面覆岩隔离注浆充填技术研究

为解决晶鑫煤业3133工作面地面构筑物压煤的问题,查阅相关的资料提出采用覆岩隔离注浆充填技术进行3133工作面的回采,通过理论分析计算确定注浆充填位置为距煤层68m的第三层关键层下方,选择粉煤灰作为注浆材料,确定浆液浓度为0.7,设计注浆钻孔的布置参数,采用Udec模拟软件验证应用效果,地面最大沉降量为391mm,最大倾斜值为±1.7mm/m,地表构造物损坏分类为极轻微损坏,由此说明,覆岩隔离注浆充填技术能够在3133工作面开采的同时保护地面钢厂。     

输气管线压煤限厚开采可行性分析及注浆防治方法研究

针对输气管线压煤量大、影响13302工作面正常开采的问题,通过经验类比、变形预测、理论分析以及现场实测相结合的研究方法,留设输气管线保护煤柱及划定压煤范围,结合13302工作面实际情况,初步设计了3个开采方案,进行3个压煤开采方案技术经济比较;通过概率积分法预计对比3个开采方案地表移动变形,确定了方案3(3.5 m限厚开采)进行输气管线压煤开采;根据地表移动变形规律,确定了地面注浆充填加固采空区的防治措施,注浆加固后,GNSS实时监测地表变形。结果表明,在地面注浆加固的防治措施下,方案3限厚开采是可行的,最大水平变形4.8 mm/m,倾斜5.3 mm/m,压煤开采可采出煤量10万t,经济效益显著。GNSS数据显示,地表下沉速度分别为1.01、2.04、0.35 mm/d,因此注浆防治措施得当,可以保证输气管线正常运行。     

基于关键层控制的部分充填采煤技术

建筑物(村庄)下压煤开采一直是困扰我国煤矿的重大技术难题。针对充填采煤技术面临的难点与挑战,结合煤系层状覆岩移动特点和控制要求研发了基于关键层控制的部分充填采煤技术。研究揭示了覆岩关键层对地表沉陷控制机理;建立了基于关键层控制的地表沉陷控制模型及部分充填采煤的设计方法;研发了采空区条带(墩柱)充填、冒落区嗣后充填和覆岩隔离注浆充填等部分充填采煤技术,已在淮北、淄博、阳泉、皖北等矿区10余对矿井的40余个工作面成功应用。部分充填采煤技术充分利用了覆岩结构的自承载能力,减少了充填工作量、降低了充填成本,是高效低成本的建筑物压煤充填开采技术。     

放顶煤综合机械化超高水充填开采研究

山西霍尔辛赫矿井南部有河流穿过,井田范围内公路、村庄数量众多,"三下"压煤量占70%以上。矿井初步设计采用综合放顶煤采煤工艺,全部垮落法管理顶板,留保护煤柱躲避河流、公路、铁路下压煤,搬迁村庄开采建下压煤。采用综合机械化充填采煤技术后可回收压煤,消除了冲击矿压和采空区瓦斯积聚等安全问题。同时,充填开采为沿空留巷创造良好的条件,取消区段间保护煤柱,将采区回收率提高至85%以上,真正实现安全高效开采。     

关岭山煤矿15201工作面控制采空塌陷的可行性研究

以关岭山煤矿15201工作面“三下”压煤资源开采为案例,通过钻探、岩样测试、理论计算和数值模拟方法论证覆岩离层注浆技术对控制地表沉降的可行性。钻探结果表明,15201工作面上覆岩层的地层和水文地质条件有利于开展离层注浆,数值模拟结果显示离层注浆技术可有效减轻地表下沉并保护地面建筑物。     

河北省煤矿区村庄搬迁开采的现状分析

河北省是我国主要产煤省之一，但近年来，由于各矿区村庄压煤严重，部分老矿井相继报废，现有可采储量枯竭，煤炭生产后劲严重不足。据计，全省7个统配局矿共有压煤村庄210个，压矿井工业储量达4．8亿t。解决好村庄下压煤开采问题，对河北省煤炭生产持续、稳定发展具有重大意义。1村庄搬迁开采现状多年来，矿区村庄搬迁采煤作为解决村庄压煤开采的有效途径，已为各矿区普遍采用。全省1952～1994年共搬迁村庄36个，解放村庄下压煤5727．5万t，已采出村庄下压煤3312．8万t（表1）。表1迁村采煤统计表由各局矿迁村实施时间分布（表2）可见，井…     

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。