特厚煤层矸石充填控制岩层变形特性研究

为研究特厚煤层在矸石充填下岩层变形特性,以某矿矸石为充填材料,采用侧限压缩试验研究其在压应力下的变形特征,并采用FLAC^3D建立数值模型,将侧限压缩试验中压实8 MPa的矸石的弹性模量应用至数值模型中,对比分析充填和未充填两种开采模式下的岩层的受力及变形。研究结果表明,矸石充填体变形特征表现为随着载荷的持续增加应变量逐渐增加,且两者呈现对数函数关系,应变量前期变化明显,后期逐渐减小;矸石充填开采后,对比未充填时岩层的位移量明显减小,且应力在岩层中分布更加均匀。试验和模拟结果均表明,矸石的压密致使充填体的变形趋于稳定,从而可以承担上部压力。     

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...     

太原选煤厂煤矸石烧结砖可行性研究

介绍了太原选煤厂煤矸石烧结砖项目的情况,主要包括产品品种、产品质量、工艺流程、工艺技术方案的选择与说明,并通过项目的效益分析探讨了建设煤矸石烧结砖生产线的可行性.     

建筑物下煤矸石充填开采技术及实践

煤炭是支撑我国能源生产的基础资源,煤炭的持续、大规模开采造成了许多问题,如矿区生态破坏、建筑物沉降。因此,建筑物下回填控制地层和地表下沉的技术非常重要。目前,煤层颗粒物质、胶结材料和高含水率材料主要用于回填。总结了煤矿使用的回填材料CGFB的类型以及回填过程,提出了矸石充填开采技术的指导原则。实验结果表明随着工作面倾斜长度的增加,沉陷区和待回填区的面积增加。根据模拟结果,提出了煤矸石运动时间的优化方案,并对矸石回填采矿法进行了优化设计,确定了工作面倾斜长度,并缩短工作面以获得较高的充填率,保障了建筑物的安全性。     

煤矿井下矸石置换煤炭清洁生产技术

在对煤矿井下矸石来源进行分析的基础上,建立了井下煤矸分选系统,主要包括筛选、分选和回煤等工序流程,增加了综采放顶煤采出率,解决了提升运输系统的卡仓问题,同时完善了井下煤质控制流程。在“三下”压煤区中实施巷道矸石充填,并开发出以矸石为主料的“预构人造墙体,矸石置换窄煤柱”沿空掘巷技术,形成了一套矸石置换煤炭清洁生产技术。     

煤矸石充填复垦采煤塌陷区可行性分析

煤矸石充填塌陷区后是否产生重金属污染是目前充填复垦中亟需解决的关键问题。为分析煤矸石充填复垦塌陷区的可行性,以徐庄煤矿煤矸石为例,通过现场采样和实验室实验的方法分析砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）和铅（Pb）重金属对复垦环境的影响。实验结果表明:煤矸石重金属含量很低、性质稳定;在淋溶和浸泡状态下,煤矸石中重金属的水溶性和淋溶性较差,降雨对煤矸石的淋溶作用不会造成重金属污染;煤矸石周边土壤重金属含量符合国家相关标准。研究表明煤矸石充填复垦塌陷区是可行的。     

煤矸石资源化的研究进展

在分析了煤矸石化学成分与矿物组成的基础上,综述了煤矸石资源化的最新研究进展,比较了煤矸石各种资源化技术途径的合理性,分析指出了大量、充分且简便的利用煤矸石技术途径,是将其制备为火山灰活性材料,表明了将煤矸石进行煅烧是该技术途径的必要条件。     

煤矸石侧限加载-浸水-卸载实验研究

采用不同含水状态破碎矸石分别进行侧限压密、蠕变观测、慢速浸水、卸载实验。实验发现,矸石轴向压缩时,应力-压缩率曲线是一条非线性曲线,可用指数函数拟合;矸石在经过实验后,发生明显的颗粒破碎,不均匀系数增大,有效粒度减小,并且浸水试样破碎程度明显大于干燥及天然状态矸石;矸石在经过浸水后,发生明显的轴向附加压缩,浸水过程中压缩率增长了9.68%,占试样压缩过程变形的37%,产生“湿陷”现象。分析认为,矸石发生浸水湿陷的机制为水对矸石颗粒的软化及水的润滑作用使得颗粒重新破碎及位置再次调整,导致矸石整体被再次压密。     

自夯式矸石充填液压支架在深部矿井的应用

针对邢东矿12212工作面赋存较深、煤层厚度较大,且位于村庄下难以开采的问题,本文采用理论分析法对工作面开采难点、矸石充填开采液压支架与围岩的关系进行了研究。基于相关研究,确定了自夯式矸石充填液压支架的选型原则与要求,同时通过理论计算得出液压支架的支护强度、工作阻力等参数,并进行现场应用。结果表明自夯式矸石充填液压支架应用成功,深部矸石充填技术实现了对地表沉降的有效控制,且开采过后地表破坏等级属于1级程度,基本无破坏。     

粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响

为探讨粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响,试验采用坍落度试验和流变试验综合评价膏体流变性,通过干缩变形研究其长期稳定性及对接顶性能的影响,研究了水泥、煤矸石用量及膏体浓度不变的情况下粉煤灰掺量64.2%~69.8%,膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率的变化情况。结果表明:1随粉煤灰掺量的增加,膏体流变性减弱,黏聚性增强,泌水率减小。2随粉煤灰掺量的增大,不同龄期膏体抗压强度变化不同,3 d强度变化不大,在0.5 MPa左右;7 d强度呈先增后降的趋势,在66.7%掺量时最大达到2.5 MPa;14 d强度于67.8%掺量前在4 MPa上下变化,在68.9%掺量时达到6.9 MPa;28 d强度发展缓慢,与14 d变化趋势相似。7~14 d水化作用显著,强度增长量能达到28 d强度的40%~60%。3膏体的干缩量随粉煤灰用量增加而减小,与龄期近似满足对数关系。且膏体干缩量曲线160 d开始趋于平稳,干缩率不超过0.2%。     

塔山矿充填开采的粉煤灰活性激发实验研究

粉煤灰火山灰性能的研究主要是研究如何激发其潜在活性。为避免实验中钙离子的影响,实验选取NaOH、NaCl、Na 2 SO 4为激发剂,采用石灰吸收法研究了NaOH、NaCl、Na 2SO 4对塔山矿充填开采所用粉煤灰的激发效果。结果表明：碱性激发剂、氯盐激发剂和硫酸盐激发剂对粉煤灰的火山灰反应活性都有一定的促进作用;碱性激发剂和硫酸盐激发剂的效果明显,氯盐激发剂相对较弱。在充填材料生产中,粉煤灰激发建议选用生石灰和石膏复合激发剂,CaCl 2作为早强剂。     

煤矸石基质土壤的水分入渗试验研究

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,利用室内一维垂直入渗模拟试验,研究煤矸石山山顶、山腰、山脚处及3种矸土质量比(7∶3,5∶5,3∶7)的土壤水入渗规律。试验结果表明,煤矸石的初始入渗率、稳渗率由山脚到山顶逐渐减小,减小关系符合幂函数递减关系。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸土质量比为7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土质量比为5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土质量比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土质量比7∶3,5∶5,3∶7的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。考斯加可夫入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型;通用经验公式更适合作为掺土较多的矸土混合土壤的入渗模型。最终煤矸石基质土壤的累积入渗量为矸土质量比3∶75∶57∶3山顶山腰山脚。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山水土保持和植物生长。     

煤矸石充填技术在明水一号矿的应用与探索

煤矸石作为煤矿开采废弃物,既占用土地资源,又污染生态环境,对煤矸石的综合治理成为矿山企业急需解决的问题。明水一号煤矿积极探索煤矸石充填技术,将采煤过程中产生的矸石在井下直接充填至采空区,一方面减少了煤矿产矸量,提升企业经济效益;另一方面,采空区内通过充填矸石,减少岩层变形空间,在一定程度上防止了顶板垮落或变形,从而控制了煤炭开采后地表原岩的位移和沉降,消除对地质地貌的影响,保护了矿山地质环境,全面实现"节能减排、绿色开采"。     

山西省典型煤电基地煤基固废综合利用研究与资源化分析

通过对山西省典型煤电基地潞安矿区煤矸石和粉煤灰综合利用途径进行深入的研究,对煤矸石和粉煤灰样品的化学组成、矿物组成、发热量、重金属含量、灰分含量、水分含量、含碳量和全硫量等物理化学性质进行检测试验,结合煤基固废综合利用的总体原则和对应用过程中对环境污染风险的考虑,选择适合不同物理化学性质的煤矸石的利用途径和优先发展产业链。研究发现,山西地区大部分煤矸石适合制备水泥和建筑材料,部分煤矸石适合回收硫铁矿、制作高级陶瓷、制备分子筛、用作燃料和发电材料;而山西地区的粉煤灰不适于做混凝土掺料、水泥混合材、硅酸盐制品、砂浆原料、回填材料、泡沫绝热材料、粉煤灰三渣和陶质材料,适合用做填料、农用、提铝,也可用于水处理剂和其他高附加值应用。该研究可为提高山西省典型煤电基地固废利用率和产业化实际应用提供参考。     

煤矸石用作混凝土骨料的可行性分析

为了实现煤矸石的综合利用,降低企业生产成本,针对煤矿煤矸石产量大、利用低等问题,对煤矸石作为混凝土骨料的可行性进行了探究。通过荧光光谱分析试验、粉末衍射试验,揭示了煤矸石的化学组成和矿物组成;将大粒径的煤矸石破碎后,分为普通煤矸石与原状煤矸石,通过物理性能试验,研究了两类煤矸石的颗粒级配、表观密度、吸水率、含泥量以及两类煤矸石的压碎指标。结果表明:神南矿区柠条塔煤矿所产煤矸石可以作为混凝土粗骨料使用,但若全部采用煤矸石作为混凝土粗骨料,难以制备强度等级较高的混凝土。     

煤矸石混合料抗压回弹模量试验研究

路基回填材料的抗压回弹模量是路面结构基层或底基层设计的一个重要参数指标,文章针对邢台地区某类煤矸石的化学物理性质,根据均匀设计原理,在煤矸石中加入少量的粉煤灰、消石灰粉、水泥配制成不同配比的煤矸石混合料,并对抗压回弹模量进行试验研究。建立了煤矸石混合料抗压回弹模量与各掺合料掺量之间的回归方程,并提出此类煤矸石混合料抗压回弹模量的范围。     

徐州矿区充填复垦地重金属污染的潜在生态风险评价

为了保证矿区充填复垦场地健康、稳定和可持续利用,采用Hakanson生态风险指数法对矿区充填复垦地中Hg,Cd,As,Cu,Pb,Cr和Zn等7个污染要素进行了分析,研究了充填复垦地土壤重金属污染程度及潜在的生态危害性.结果表明:煤矸石充填复垦土壤的综合污染指数平均值为32.20,处于很高的污染程度,其生态风险指数为443.21,潜在生态风险为较高;比照地的综合污染指数平均值为21.85,处于较高的污染程度,其生态风险指数为344.65,潜在生态风险为较高;而粉煤灰充填复垦土壤的综合污染程度为17.06,处于较高的污染程度,其生态风险指数为256.96,潜在生态风险为中等.研究区土壤整体处于受污染状态,主要受到Cd和Hg的污染.     

浅谈煤矸石的资源化综合利用

煤矸石是在煤炭开采,洗选加工过程中所产生的固体废弃物,是一种在煤形成过程中与煤伴生,共生的含碳量较低,比煤坚硬的黑炭色岩石。在分析阐述了煤矸石组成、性质后,介绍了我国煤矸石的资源化综合利用方法。     

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。     

煤矸石磨矿最佳工艺参数的确定

为提高煤矸石的磨碎效果,通过试验对煤矸石及低灰中煤制备水煤浆时煤矸石的磨矿最佳工艺参数进行了研究。试验结果表明,试验范围内,煤矸石的最佳磨矿工艺参数为磨机工作转速100.9 r/min,介质充填率45%。