绿色开采之建筑物下矸石充填技术的探讨与应用

村庄下矸石充填采煤是保护地表、提高采出率、实现不迁村采煤的绿色采矿新技术,是缓解我国煤炭资源紧张的形势、实现可持续发展的有效途径。矸石充填开采能较好地解决"三下"压煤和其它煤柱呆滞资源,并且能安全回收常规方法无法采出的煤炭,提高煤炭资源采出率,实现矸石零排放、减轻塌陷灾害,缓解矿山压力和岩层移动。     

矿井开拓延伸矸石井下充填技术的研究与应用

针对矿井开拓延伸中排矸难度日益增加,矸石排放制约生产的难题,分析矸石排放制约因素,结合矿井实际情况,研究了断层边角煤柱巷采矸石充填技术。通过矸石排放、巷道充填,结合矿压观测及地表下沉监测,表明巷采矸石充填技术成功实现了近距离矸石处理、矸石不上井的绿色开采,具有较好的经济效益和社会效益。     

许厂煤矿研发支架滑板装置

“煤矿井下矸石充填技术”是将煤矿生产过程中产生的矸石置换部分常规不能开采的永久煤柱，实现矸石不升井，避免矸石对周边环境造成污染，而且利用矸石置换出煤炭资源，实现对建筑物下压煤的开采，提高煤炭资源回收率。针对新驿矿井田范围内村庄和建筑物多的实际及地面不建矸石山的要求，提出了初步设计方案：选择合理的巷道布局、掘进和充填顺序；充填巷道尽可能布置成下山；坚持快速掘进和充填，在巷道发生变形前充填完毕；加强充填工程现场管理，加强巷道变形、充实密度、矿压及地表变形观测。     

矿井开拓延伸矸石处理技术的研究与应用

 针对矿井开拓延伸中排矸难度日益增加,矸石排放制约生产的难题,分析矸石排放制约因素,结合矿井实际情况,研究了断层边角煤柱巷采矸石充填技术。通过矸石排放、巷道充填,结合矿压观测及地表下沉监测,表明巷采矸石充填技术成功实现了近距离矸石处理、矸石不上井的绿色开采,具有较好的经济效益和社会效益。     

煤矿井下矸石充填技术与地面减沉效果

井下矸石充填开采不仅利用了矿井产生的矸石,而且采出了部分被压煤炭,较适用于建筑物下压煤开采,是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合某矿巷道充填开采,采用计算机数值模拟技术,对煤矿巷道充填开采巷道间煤柱稳定性进行研究,选出较合理的煤柱留设宽度。根据实测结果,巷道充填开采实际充填率在80%左右。对某矿开采区域,采用巷道充填开采和条带开采2种方案进行进行预测,巷道充填开采地表沉陷效果较为显著。     

矸石井下处置绿色开采技术

岱庄煤矿为了解决井下矸石处理、"三下"压煤的合理开采、建下条采保护煤柱的二次回收问题,在条采煤柱中掘充填巷,采用井下矸石进行充填。通过矸石井下充填处置,减少了矸石山的占地及对环境的污染,提高了矿井资源的采出率,实现了绿色开采,取得了良好的经济和社会效益。     

五沟煤矿含水层下矸石充填开采方案

五沟煤矿采用矸石充填开采技术,对含水层防水煤柱进行充填开采。通过对矸石充填开采导水裂缝带高度计算和地面沉陷预计,设计东翼充填开采区域7个采煤工作面,西翼充填开采区域9个采煤工作面,预计可采出10煤500余万吨。东翼充填区域首采面CT101应用矸石充填综采工艺试采,验证了含水层下矸石充填的可行性,经济和社会效益显著。     

条带煤柱二次回采技术研究与实践

岱庄煤矿在广泛调研的基础上,提出了"条采保护煤柱矸石置换开采综合技术研究"课题,对条带煤柱进行二次回采,进一步合理回收条采后留下的煤柱资源,还可以在井下对矸石直接进行处理,达到矸石不上井,实现绿色开采目的。     

条带采空区稳定性分析与治理对策研究

采用安全系数法,结合条带煤柱最小宽度、宽高比、采出率等对条带采空区内遗留煤柱稳定性进行分析、评价;在综合分析国内外采空区治理技术、经验的基础上,根据具体的地质采矿条件,提出了采用条带煤柱充填回收治理对策,并结合具体实例进行了可行性论证,结果表明采用条带煤柱充填回收治理条带采空区技术可行、经济效益显著。     

工业广场煤柱开采对井筒影响分析

资源枯竭矿井对工业广场煤柱的回收将不可避免地对井筒造成采动影响。文中分析总结了井筒采动变形破坏的影响因素,并结合地质采矿条件,对某矿工业广场煤柱采用条带矸石充填开采引起的井筒偏斜、竖向变形及径向变形进行了预计;分析了采动对井筒的影响;可为其他矿区井筒煤柱回采提供参考。     

矸石充填置换条带遗留煤柱技术

针对建筑物下条带开采遗留的煤柱资源、掘进矸石提升并堆积到地表2大难题,提出了巷道不等强完全充填开采技术。分析了顶板稳定性及其破坏失稳机理,计算出了顶板挠曲增大、发生非控制位移的条件。采用三维数值软件对条带开采和煤柱回收后上覆岩层位移、应力传递规律进行了对比,发现条带煤柱矸石充填开采矿压显现不明显,地表变形在一级破坏范围内。     

矸石充填压缩试验中侧压的测定方法

矸石充填采煤是一种全新的采煤技术,在巷式充填开采的过程中,矸石的膨胀作用对煤柱产生的侧向压力对煤柱的强度产生有利影响.文中对巷式充填开采中的侧压计算进行了推导,并进行了矸石充填开采的试验研究.对单粒径矸石和连续级配矸石充填试验的侧压曲线进行了分析,试验结果表明:与连续级配矸石相比,单粒径矸石的侧压曲线会出现波动的现象;...     

矸石充填巷式开采永久煤柱试验研究

结合我国矿区采动沉陷的实际，提出并实践了矸石充填巷式开采永久煤柱的试验方案，介绍了充填巷采工艺路线，分析了充填效果影响因素，得出了充填巷道空间的组成部分及所占比例。在邢东矿采用专用软件PASSM系统对6种不同的充填巷采方案进行了地表沉陷预计，均属于Ⅰ级变形范围。目前已实施了4条巷道的矸石充填，监测表明，试验取得了良好的减沉效果。     

基于条带置换开采方法的煤柱留设与充填技术研究

为了提高资源采出率,缓解煤柱常见的高应力集中现象,降低冲击地压灾害发生概率,并实现矸石不上井直接处理和地面矸石的零排放,以阳城煤矿-650 m水平大巷保护煤柱条带置换开采方法煤柱留设与充填为背景,运用理论分析方法分别对回风巷右侧保护煤柱、1307巷道保护煤柱、充填巷两帮煤柱宽度进行计算;采用FLAC^3D数值软件对不同类型煤柱宽度的多种设计方案进行应力及变形情况模拟,并以4号充填巷为例,对充填后的应力分布、塑性区范围、位移等进行数值模拟与分析。结果表明:回风巷保护煤柱和1307巷道的保护煤柱均为15 m;按照矸石充填巷4.5 m计算,储矸空间两侧煤柱的宽度至少14.8~15.8 m时才能保证有一个稳定的柱核区的存在;与4号巷开挖未充填时相比,充填后的水平应力与垂直应力影响范围减少5 m,峰值应力影响范围减少3~4 m。     

高应力区超高巷采矸石充填采煤技术

煤炭资源开采导致了严重的塌陷破坏和生态环境问题。结合某矿高应力试验区边角煤的相关条件,开发巷采矸石充填置换边角煤技术,对煤柱的稳定性进行了分析,并对高应力区巷采矸石充填开采沉陷进行了预计。研究结果表明,在高应力区进行采高5.8 m巷采矸石充填开采是可行的。需分两步进行:早期贮矸空间两侧煤柱的宽度取15 m,掘进巷道宽度取5m;后期待早期的巷采贮矸空间完成充填后,在原留设的15 m煤柱中间再掘后期的贮矸空间,宽度仍为5 m,两侧剩余煤柱各为5 m,煤柱稳定性系数均大于1.5。地表移动与变形最大值分别为:下沉169 mm,水平移动60 mm,水平变形0.2 mm/m,曲率0.002 m-1,倾斜0.5 mm/m,远远低于一般建筑物受采动影响的临界变形值。     

充填墙提升煤柱性能机理与数值模拟研究

在对条带煤柱破坏失稳过程和规律分析的基础上,研究了充填墙加固煤柱以提升其性能机理,对低强度膏体和高强度矸石混凝土充填墙提升煤柱性能进行了模拟及分析。结果表明:充填墙加固作用主要体现在对煤柱侧向约束和分担煤柱承载载荷上,充填墙自身强度和对煤柱的侧向约束须满足一定条件才能保证煤柱性能提升效果;充填墙主要限制了煤柱塑性破坏区煤体横向变形并使其承载能力增加而宽度减小;充填墙分担煤柱承载载荷,煤柱整体支承压力都有所降低;高强度矸石混凝土充填墙提升煤柱性能效果优于低强度膏体充填墙,相同宽度下可以分担更多煤柱承载载荷、更有效地限制煤柱横向变形并提供足够的侧向约束力;在模拟地质采矿条件下当矸石混凝土充填墙宽度3 m时为最佳,煤柱性能得到显著提升,又不至过大增加成本,煤柱整体应力分布趋于平缓、均匀,横向变形较小,3 m宽矸石混凝土充填墙可等效7.93 m宽煤柱,煤柱尺寸可减小15.86 m,煤炭采出率可提高17.62%。     

旧巷充填技术在煤柱回收中的应用

以往大部分矿井对巷道煤柱、边角煤等资源不进行回收,即便对煤柱和边角煤进行回收,往往会出现支架倾倒、风流紊乱和顶板破碎等不利因素,影响矿井的安全生产。新村煤矿以矿井实际条件为基础,结合国内外在煤柱回收过程中出现的新方法和新工艺,对矿井先行开采区域的采区大巷煤柱进行回收时采用旧巷充填技术,极大地提高了煤炭资源的采出率,同时又为工作面安全高效的生产提供了技术保障,具有明显的经济效益和社会效益。     

煤矸石梯形条带充填采空区可行性研究

煤矸石充填采煤技术能用于低成本、安全、高效回收“三下”压煤和煤柱资源,有效循环利用矿区矸石是绿色开采的关键。提出了梯形条带充填采煤岩层控制的等价采体理论。进一步对梯形充填体的尺寸确定和稳定性进行了分析。分析表明：充填体的稳定性随采深和采高的增大而减小,随充填体截面尺寸的增大而增大;梯形充填方式适用于采高较小的中薄煤层开采,密实充填方式更适用于采高较大的厚煤层深度开采。     

利用矸石充填置换开采条带煤柱的新技术

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.研究了条带开采后煤柱中充填巷的布置位置、数目,并分析了置换开采前后上覆围岩的稳定性.提出在条带煤柱集中布置2条宽4.0 m、高5.0 m的矸石充填巷,巷间煤柱宽4.0 m,并进行了工程实践.结果表明,提出的矸石置换开采技术可有效控制地表变形在I级的前提下,置换开采出条带开采留设煤柱的15%左右的煤量,同时实现矿井矸石井下处理,做到矸石不上井.     

岱庄煤矿2351综采工作面膏体充填工艺

岱庄煤矿井田范围内80%的煤炭资源被地面建筑压覆,从2000年投产以来主要采用条带开采,煤炭采出率只有40%左右.为解放条带开采的保护煤柱,同时保护地表建筑,2009年该矿利用矸石膏体充填回收条带开采留下的条带保护煤柱.截至目前,观测结果显示地表无沉陷.