煤矿矸石处理技术现状与展望

煤矸石作为煤炭生产的附属固体废弃物,通常排放到地面形成矸石山,不仅占用大量土地,而且对环境造成很大的危害,影响煤矿及矸石山周边居民的身体健康。预计到2020年,我国每年将产生7.95亿t的矸石。针对煤矸石的综合处理,国内外已经研发了包括煤矸石发电、铺路、生产建筑材料、生产化工原料及应用于农业生产等方面的地面处理方法,以及煤矸石充填的井下处理方法,但是,煤矸石综合利用率不足30%;并且,随着我国煤矿大型现代化矿井建设的推进,以及开采深度增加、洗选技术的发展,煤矿排矸呈集中化、高产化和规模化的发展趋势,现有的煤矸石处理技术已经不能满足煤矸石处理的要求。本文总结了现有煤矸石综合处理方法的原理和技术,分析了各种技术的应用情况、效果及优缺点,提出煤矸石的井下充填处理是煤矸石规模化处理的发展趋势;并分析了目前我国煤矸石井下充填处理的应用现状,提出通过改变充填目的和工艺、优化充填关键装备、提高充填工作面自动化程度等,发展以处理矸石为目标的煤矸石高效自动化充填处理技术,为煤矸石的集中规模化处理提供了思路。     

井下矸石充填技术在晓南煤矿的应用

煤矸石通常排放到地面环境中,应用矸石井下充填技术,实现井下矸石不升井,减少环境污染,节能减排,详细介绍了矸石井下充填技术与应用。     

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...     

煤矸石高水喷射充填材料制备及使用方法

随着煤炭行业的深入发展,煤矿井下优质资源不断减少,为了尽量释放煤炭资源,充填开采及残煤复采成为各煤炭企业技术革新与延长矿井服务年限的一项重要技术手段。于此同时,根据环保政策的不断变化,煤矸石等矿山固体废弃物的处置逐步成为各大煤炭企业不得不面对的问题。本文通过对煤矸石及充填材料的研究,提出了煤矸石高水喷射充填材料的制备及使用方法,解决井下综合机械化矸石充填采煤技术中两隅角无法有效充填,以及井下老巷及空巷治理成本高、难度大、回填后容易对煤质造成影响等问题,同时满足了煤矿对矸石处理的需求。     

文摘

●科技● 用煤矸石生产陶瓷马赛克获得成功 我国西南师大环境化学研究所经过3年艰苦攻关,最近研制成功“煤矸石陶瓷马赛克”。该项成果于1989年2月通过了专家们组成的技术鉴定。该项成果为我国煤矸石变废为宝开辟了一个新的途径,减少了煤矸石对环境的污染,保护了耕地资源,而且具有造价低、耐酸、耐碱、节约原材料及能源等优点。 据1990年1月1期《煤矿资源开发与利用》井下采煤技术的发展趋势 井下采煤技术的发展趋势有如下几个方面: 研究深井开采问题,特别是地压产生的问题,是井下采煤技术发展趋势之一。深井开采要求仔细设计工艺流程和巷道布置,还必须考虑上、下煤层的开采,回采顺序,随时间变化的岩性和设备以及大量的力学参数。     

振兴矿地面回填矸石自然发火防灭火技术研究

振兴煤矿矿井井头因回填煤矸石自燃,威胁矿井安全生产。针对发火火点及发火特征,采用了井下喷碹堵漏,井上打钻注灰的处理方法处理矿井井头火患。     

协庄煤矿综合利用煤矸石效果好

新汶矿业集团公司协庄煤矿是一处年产 2 0Ｍｔ的矿井 ,每年有近 30万ｔ的煤矸石作为废料堆积在矸石山上。为了彻底治理煤矸石造成的环境问题 ,该矿多方筹资 ,建起了 1座装机容量为 12 0 0 0ｋＷ、年发电能力 72 0 0ｋＷ·ｈ的煤矸石发电厂。为了防止二次污染 ,将电厂煤矸石燃烧后的炉渣和粉煤灰作了有价值的处理 ,即将炉渣用于井下喷浆 ,替代河沙、石子 ;喷浆用不完的炉渣卖给水泥厂 ,用作生产水泥熟料。将粉煤灰卖给当地砖厂 ,用作制砖原料。据统计 ,这个矿煤矸石发电厂自 1995年 12月投产以来 ,已安全发电 3 2× 10 8ｋＷ·ｈ ,燃烧煤矸…     

煤矸石智能分拣机器人视觉伺服自抗扰控制方法研究

为了有效的将煤矸石从原煤中分拣出来,提出了煤矸石智能分拣机器人视觉伺服自抗扰控制方法。同时为了避免外界环境对煤矸石检测过程产生干扰,采用同态滤波算法对采集的煤矸石图像展开增强处理;在YOLO网络中输入增强后的煤矸石图像,完成煤矸石的检测与定位;通过PID算法实现煤矸石智能分拣机器人控制,从而稳定地完成了煤矸石分拣。实验结果表明,所提方法采集的图像质量高,煤矸石检测精度高,煤矸石智能分拣机器人控制稳定性好。     

神东高强度开采煤矸石规模化利用模式研究

针对神东高强度开采矸石产量大且现有各种矸石利用、处置方式均存在一定局限性，导致矸石消化能力不足的问题，提出了神东高强度开采煤矸石规模化利用模式，分析了神东各矿井矸石产量及实际生产条件、神东矿区矿井实际情况及周边产业分布情况、各矿煤矸石利用途径，总结了煤矸石发电、煤矸石铺路、煤矸石生产建筑材料、煤矸石制高岭土、煤矸石用于农业和工业、煤矸石井下充填利用等，构建了神东矿区煤矸石规模化利用模式，实现煤矸石地面资源化利用，结合矿井回收煤柱、灾害治理等进行矸石充填开采，消耗剩余大部分矸石，且应用充填开采不得影响矿井产量，同时对充填方式进行适当优化，精准落实“一矿一策”,形成条带胶结膏体充填、综采膏体充填、注浆充填、固体充填、“采选充”一体化充填和多模式综合充填等神东井下分类精准化充填模式。这种“地面资源化利用+井下精准化充填”矸石规模化利用模式，能够实现经济效益和矸石处置、灾害治理效益最大化。     

浅谈煤矸石的组成特征及综合利用途径

煤矸石堆积如山,难以利用且污染环境。论述了煤矸石的产出和组成特征,提出了煤矸石从产矸源头分装、分排、分放的措施,以及综合利用和无污染化处理的方法。     

WQ-75A型气动潜孔冲击器的电算模型的建立及其应用

根据WQ－75A型冲击器结构原理,将其视为一热力系统,以气体热力学和动力学理论为基础,建立了冲击器动力过程数学模型,并为计算机模拟气动冲击暴动力过程和分析动力参数提供了理论依据和方法。     

大断面岩石巷道快速掘进技术实践

通过对岩掘进循环工艺的分析、改进,提高大断面岩巷单进水平。破岩方式由原来的1.8 m浅眼爆破,改为2.6 m中深孔爆破,循环进度由1.4 m提高到2.2 m,装岩耙矸机由0.6 m3增加到0.9 m3,提高了效率;运岩方式由耙矸机-矿车,改为迎头耙矸机-皮带机-水平矸石仓-耙矸机-矿车,实现了迎头连续排矸;支护由原来"锚-喷"一次性支护,改为"锚-喷-锚"二次支护,增加了平行作业时间。     

含夹矸厚顶煤冒放性机理及控制技术研究

为探究含坚硬夹矸层厚顶煤综放面的冒放性,文章以孟家窑煤业11508综放面为工程背景,研究了含夹矸顶煤冒放的应力与变性发育特征,设计了深孔预裂爆破坚硬夹矸层的技术方案。结果表明,夹矸层主要阻碍了顶煤竖向裂隙的发育和隔断了塑性区的整体延展,造成顶煤破碎系数减小,在采取爆破工艺巷进行深孔预裂爆破后,11508综放面顶煤大块度范围减小了24%,资源放出率增加了11.1%,单循环多回收煤量达300t,取得了可观的经济效益。研究结果为相似条件下增加综放工作面顶煤冒放性提供了借鉴。     

煤矸石制取絮凝剂聚合氯化铝的研究

煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废弃物,对环境和生态平衡造成了极大的危害。以潞安矿区煤矸石为原料,利用酸浸工艺从煤矸石中提取聚合氯化铝絮凝剂产品,分析了影响氧化铝提取的几个主要因素,确定了最佳工艺参数,对煤矸石综合利用制取絮凝剂的工业生产具有一定指导意义。     

煤矿矸石山环境治理及生态修复技术研究

煤矿矸石山中包含大量的固体废弃物,对矿区环境产生污染,破坏生态环境。而固体废弃物处理能够通过环境治理与生态修复实现,可以促进煤矿矸石山生态环境的可持续发展。为了提高煤矿矸石山的环境治理与生态修复效果,减少煤矿矸石山中固体废弃物的环境污染,提出了煤矿矸石山环境治理及生态修复技术研究。以S煤矿为研究对象,根据研究区内降雨状况和植被生长情况,以造林结构、密度和时间为基础,建造了林地,通过绿化造林的方式,制定了煤矿矸石山环境治理方案,测试了煤矿矸石山的生态修复效果。结果表明,通过绿化造林,不仅可以有效降低煤矿矸石山近地层空气中的SO₂、NO_x和粉尘含量,对矸石山的空气起到了净化的作用,还可以降低土壤和水体中微量元素和有毒元素的含量,具有较好的修复效果,降低煤矿矸石山中固体废弃物对环境的影响。     

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.     

含夹矸顶煤破碎机理及控制技术研究

为探究含夹矸顶煤冒放性机理及增大冒放程度措施,以天安煤矿20103综放面为研究对象,分析了顶煤上方顶板三种岩梁结构和夹矸形态影响,制定了深孔预裂爆破技术措施。工程实践表明,深孔预裂爆破能够有效降低顶煤冒放块度,提高资源回收率,产生可观的经济技术效益。     

矸石山自燃的成因分析及防治措施

我国煤矸石堆积量大,煤矸石的自燃对生态环境和职工健康等都具有不良影响。文章分析了煤矸石自燃的原因,列出了防治煤矸石自燃的措施。结合某矿山煤矸石自燃的实际情况,在对各种防治措施进行综合比较的基础上,提出了注浆法防治煤矸石自燃的技术方案。     

中深孔松动爆破技术在综采工作面夹矸区域的应用

为顺利过12704工作面夹矸变化带区域,在中厚煤层一次采全高开采工艺过程中,采用了中深孔松动爆破工艺,顺利通过长度180 m夹矸区域,节约工期88 d,有效地保证了12704工作面的正常回采。     

屯兰矿煤矸石综合治理模式研究*

在矸石山综合治理模式指导下,西山屯兰矿依据当地的气候、土壤及煤矸石火情特点,系统实施了全程测温、灭火防复燃、山体整形与植被恢复工程,有效抑制了矸石山自燃,同时矿山表层土壤与浅层地下水中的重金属元素含量也明显降低,矸石山生态环境得到恢复。该矿区煤矸石山综合治理模式对于我国主要矿区煤矸石山治理有一定的借鉴和指导意义。