煤系固体废弃物用作充填材料改善煤矿安全和环境状况

煤炭生产造成了人员伤亡、煤矸石堆积和地表塌陷等问题,煤炭消费带来了粉煤灰的污染问题。在分析目前解决这些问题的措施及存在不足的基础上,提出了似膏体充填采空区的新思路,对利用煤系固体废弃物(煤矸石和粉煤灰)配制似膏体充填料浆进行了实验研究。结果表明似膏体充填采空区可达到处理煤系固体废弃物、改善采煤工作面安全状况、减轻地表塌陷等3个目标,似膏体充填料浆的成本仅为目前金属矿山充填料浆的50%左右。     

综放工作面局部采空区浆体充填试验研究

以桑树坪二号井3307工作面局部采空区为研究对象，通过采空区残留空洞理论公式和地表瞬变电磁采空区勘探技术预计采空区残余空间大小；利用工作面顶板“三带”发育规律和物理相似模拟试验确定冒落带高度，为浆体充填钻孔布置提供依据；开展井下浆体充填现场试验，在3307回风联巷中布置充填试验系统，3308进风顺槽内穿过煤柱向采空区打充填钻孔，试验按照一定的工艺流程通过充填管路进行料浆充填。试验分析了影响充填因素，同时从料浆浓度、钻孔布置方式、钻孔直径和相关工艺等方面提出进一步优化建议，可为充分利用井下采空区开展充填工程，合理处理煤矿矸石等固废提供理论依据。     

膏体充填开采技术在开采极薄覆岩下煤层的应用

在地面建立注浆站,用泗河砂、粉煤灰、专用胶结料和水配制成胶凝性膏体浆液,采用泵送设备通过管道把膏体充填料由地面泵送至井下采煤工作面,及时充填采空区。     

提高矸石膏体充填采煤工作面充填率的途径与措施

采空区充填率的高低直接决定了地表沉陷程度,是评估充填开采效果的最主要技术指标之一。充填采煤法在峰峰集团广泛应用,研究表明,顶板下沉量、欠接顶量、充填体的抗压缩性能是影响矸石膏体充填回采工作面充填率的关键因素。通过采取改进割煤工艺、优化充填程序、调整料浆配比等措施,可有效提高采空区充填率,确保充填效果。     

全尾砂似膏体充填参数优化及设备优选研究

为了处理枨冲矿区的采空区,实现矿区浅部残矿和深部矿体的安全高效回采,提出采用全尾砂似膏体胶结充填法处理采空区。首先通过室内试验确定了全尾砂胶结充填料的浓度、灰砂比等充填料浆参数;然后在充填料浆参数的基础上,根据不同机械设备工作原理和参数,以料浆连续制备为基础优化选择了充填料浆制备设备,为矿区高效充填提供基础研究数据。     

戈壁集料自流输送试验研究

为了研究以戈壁集料为主体的充填料浆的自流输送特性,以戈壁集料、粉煤灰、水泥为充填材料配制成料浆,对充填料浆进行了L型管道输送试验,通过管道输送阻力损失及充填倍线分析,结合矿山的实际情况,推荐了满足自流输送要求的充填配比。研究结果可以为矿山充填设计提供理论依据。     

高水材料添加粉煤灰充填料的试验研究

高水材料作为充填材料具有很多优点,只是成本较高。为降低成本,在高水净浆速凝固化材料中,添加了粉煤灰,制成充填料浆。通过对料浆各组分配比的细致研究和特效添加剂的使用,开发出了一种可用于采空区充填的新型料浆。这种料浆经过测试,具有泵送性能良好、固化时间短、硬度高、表面致密等特点,且成本低廉,非常适合有较高强度要求的采空区充填使用。     

胶结充填在铁山矿的应用

铁山矿是金岭铁矿三个重要铁矿石生产基地之一。在铁矿石回采过程中形成大量空区。铁山矿原采空区采用废石干充。由于掘进废石的减少,采用胶结充填等方式对采空区进行治理。由于采空区形成的时间过长,部分矿柱塌落或回采,空区充填的难度大。为了能实现用尾砂胶结充填的方式对采空区进行治理,想出各种办法解决胶结充填中出现的问题,诸如密闭墙设计和滤排水以及料浆配制充填控制等。实现了高效率的胶结充填,从而消除了采空区所带来的安全隐患。     

膏体充填料浆流动堆积规律探索

掌握膏体充填料浆在采空区中的流动堆积特性,在实践过程中可以为控制充填质量和钻探成本提供依据。以此为出发点,首先引入了膏体充填料浆的堆积形态的描述方法,在此基础之上根据煤矿采空区的特性建立了关于空洞型采空区的充填计算方法,最后结合实例验证了该理论计算方法的可靠性。     

某金矿尾砂合理级配及其膏体料浆流变性质试验研究

尾砂级配是影响膏体充填料浆力学特征和流变性质的主要因素之一。配制8组不同颗粒级配的尾砂试样,在实验室进行充填料浆扩展度、屈服应力、粘性系数的试验测试,对比分析了尾砂级配对充填料浆特性的影响。试验结果表明:在一定范围内,随着尾砂中+100目含量的增加,形成的充填料浆扩展度逐渐增大,屈服应力和粘性系数逐渐减小。由优化组合后的合理级配尾砂制备成的膏体充填料浆在同等条件下流变特性最优。试验数据可为该矿膏体充填工艺设计提供参考。     

金属矿山高水速凝胶结充填新工艺的探讨

本文所提出的充填新工艺,是在金属矿山胶结充填作业中,用高水固化充填材料做胶凝剂,所制成的充填料浆,可以低浓度输送到井下采场,不需脱水便可凝结成含大量结晶水的固态充填体。本文结合初步的试验室料浆配制试验结果,对充填新工艺的可行性进行了探讨。     

大采高仰采工作面端头充填工艺研究

9301充填工作面是唐口煤业930采区的首采面,为保证充填效果对两端头采空区进行充填,采用矸石充填和泵送充填相结合的方式。依据930采区地质条件和充填设备布置情况,确定了9301充填工作面的施工工艺,包括矸石充填工艺、泵送充填工艺、泵送充填挡浆工艺。在对两端头采空区进行充填后,尤其通过泵送充填,接顶效果良好,使充填效果显著改善。     

潘二矿粉煤灰节水充填系统

以潘二矿为例,通过构建井下粉煤灰节水充填系统,对采空区巷道和端头进行充填,减少工作面冷风流损失,从而实现热害治理。充填系统主要包括粉煤灰料浆制备运输系统、料浆浓缩系统、风管发泡系统3大部分,具有资源节约、低成本、无化学污染、可靠性高、安全高效等特点;系统不仅可实现大量粉煤灰的快速输运,也能够解决灌浆浆液高水灰比,大掺量粉煤灰发泡应用及水资源的循环利用等问题。此外提出了巷旁充填工艺和端头充填工艺并在现场得到良好应用。     

高效减水剂对全尾砂充填料性能的影响

利用全尾砂作为集料制成全尾砂充填料对采空区进行充填,具有性能优、尾砂利用率高、能耗少、成本低等优点。根据某矿山现有充填工艺,采用全尾砂替代分级尾砂作为充填集料的技术,优化原有的胶结材料,并将尾砂充填料浆的固体浓度由68%提高到72%,结合使用减水剂来实现全尾砂充填料的自流输送。研究4种减水剂（萘系高效减水剂NSF、聚羧酸高效减水剂PC、氨基高效减水剂ASF以及脂肪族高效减水剂SAF）的不同掺量对全尾砂充填料浆的泌水率、流变性能和强度的影响。结果表明,减水剂的加入有效地提高了全尾砂充填料浆的流动性能,延缓了凝结时间,但却对充填体强度有不利的影响。综合4种减水剂的作用来看,在脂肪族减水剂掺量为1.6%时,既可以使料浆流动性增加幅度较大,又对充填体强度的不利影响较小。因此,选用脂肪族减水剂可以配制性能较优的自流型全尾砂充填材料。     

风积沙充填开采应用现状及材料性能研究

风积沙充填开采可实现就地取材、变废为宝,实现煤矿开采与风积沙治理的协同处理。目前,风积沙充填主要应用于公路下伏采空区充填、煤矿充填开采及金属矿充填开采;在充填工艺方面,开发了采空区注浆投沙、固体充填开采、高水充填开采以及胶结充填开采等;在充填技术方面,采用了长壁式充填开采、条带式充填开采和巷式充填开采等。关于风积沙胶结材料性能研究集中于料浆流动性与充填体强度方面。通过分析不同配比与养护时间下风积沙胶结料浆的流变特性,以及采用聚丙烯纤维对风积沙充填体进行韧性改良,发现风积沙胶结料浆流变参数随养护时间而增加,纤维的加入显著改善了风积沙充填体的脆性特征。     

超细全尾砂胶结充填实验研究

介绍了镍矿超细全尾砂物化特性,针对煎茶岭镍矿下向胶结充填料浆的特性,开展超细全尾砂替代骨料和拌合用水实验,对料浆塌落度、扩散度、各配比的试块强度数值进行分析,验证了镍矿超细全尾砂在采空区胶结充填中应用的可行性。超细全尾砂在煎茶岭镍矿充填工况下,可作为部分骨料和拌合用水应用于采空区充填,在不改变灰砂比条件下,浆体和易性有所提高。该实验可为类似矿山的尾砂利用、采空区充填等提供参考。     

大梨树沟铁矿采空区全尾砂胶结充填试验研究

针对承德大梨树沟铁矿的采空区充填问题,分析了该矿全尾砂的物理及化学性质,基于充填料浆的流动性与强度实验,得出该采空区充填材料的最佳配比:灰砂比为1∶8、质量浓度为70%;在同一配比下,料浆的坍落度随浓度的增加而降低,料浆配比对坍落度影响很小;标准试块抗压强度随着浓度的增加而提高,随着配比的降低而降低最佳配比的充填体3,7,28d的抗压强度分别为0.3,0.41,2.62 MPa,完全满足充填空区的要求。     

采空区无密闭胶结充填试验

为使矿山废石充填空区充分接顶,保证空区充填密实、空区顶板不发生进一步的塌落,实现无密闭墙充填,通过对尾砂充填料浆添加铝酸钠改变浆体的流动性及乳化时间,并通过对改型后料浆进行流动性试验及现场试验,基本达到了无密闭墙尾砂浇注充填采空区接顶的目的。     

基于AHP的矿山充填尾砂料浆搅拌质量评价

随着企业对环境保护的重视和国家尾矿库管理政策的收紧,促使部分矿山使用尾砂料浆进行采空区充填.为研究尾砂料浆的搅拌质量对矿山充填的影响,选择常用的尾砂料浆质量评价指标,对山东黄金下属多个尾砂充填站进行调查,采用AHP方法,提出了尾砂料浆搅拌质量评价体系,对尾砂料浆的搅拌质量进行评估,从而优化搅拌质量,节约搅拌运营成本.     

矿山充填电动液固三通导水阀研制及生产应用

为解决矿山充填过程中管路清洗水进入采空区,造成充填料浆离析,影响充填体质量的问题,设计了一种电动液固三通导水阀,该导水阀可以实现在正常充填时料浆从一个出口进入采空区充填,待采空区充填接顶准备清洗管路时,关闭这一出口,及时将阀门换向至另一出口,将充填管路洗管水导入生产工区盘区集水坑。现场试验结果表明,新研制的三通导水阀解决了大量洗管水引流、洗管水无法导出的问题,有效提高了充填体质量,提升了矿山充填自动化水平。