充填开采之矸石充填术课件

2020/2/1512020/2/1512020/2/152一?解决相关问题的思路二?总体技术框架三?主要技术研究内容四?主要技术特点2020/2/152一?解决相关问题的思路二?总体技术框架三一.解决相关问题的思路解决问题的总体思路技 术 措 施矸石直接充填置换“三下”循环利用矿区废弃物保护矿区土地与环境回收“三下”压煤资源实 施 目 标存在问题传统办法实际效果煤矸石的排放露天排放占用土地、污染环境、爆炸、自燃制砖等用量少、产品质量、环保等问题“三下”压煤迁村开采吨煤成本增加，历史与文化问题条带开采采出率只有50%左右，浪费严重传统充填开采没有实现规模化推广应用2020/2/153一.解决相关问题的思路解决问题的总体思路技术措施矸石直接二.总体技术框架矸石直接充填置换矸石直接充填置换“三下三下”压煤总体技术框架压煤总体技术框架矸石分选与输送掘进矸石煤流矸石老矸石山固体废物井下地面井下分矸系统投料系统井下矸石仓井下矸石运输普采矸石充填矸石充填置换煤巷采矸石充填综采矸石充填2020/2/154二.总体技术框架矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架?（一）充填开采的难点之一建立矸石充填开采岩层控制理论岩层移动控制目标充填技术控制目标绝对不移动充入与开采等量的矸石控制移动量建筑物极度严重损坏：拆迁建筑物严重损坏（局部损伤）：大修建筑物中度损坏：中修建筑物轻度损坏：小修建筑物轻微损坏：不修或简单维修1.不同矸石充填量对应的地表变形值2.同一矸石充填量对应的地表最大变形值理论上需解决的问题三.主要技术2020/2/155?（一）充填开采的难点之一建立矸石充填开采岩层控制理论岩H充填开采沉等价采高顶板下充填开采?1.矸石充填开采等价采高的概念矸石充填开采等价采高的概念Hz?矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据maxzHHHmax建筑物变形能承受的最大允许采高。2020/2/156S1S2Hz（1）.经验公式：H充填开采沉等价采高顶板下充填开采?1.矸石充填开采等价采max()()zzzHhkkHhH?H实际采高；hz充填体空顶距（充实率控制参数）；k 初始压实系数（压实率控制参数）；残余压实系数。k?矸石充填开采的技术控制指标充实率 hz压实率 k2020/2/1572.矸石充填开采等价采高 Hz的理论计算公式：max()()zzzHhkkHhH?H实际采高技 术 障 碍传 统 办 法开采工作面不断移动采空区顶板随采随垮开采面与采空区隔离水砂充填水流为动力风力充填风流为动力膏体充填流体为动力1.拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障2.用同一支护系统掩护采煤与充填平行作业3.用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力创新与发明?（二）充填开采的难点之二矸石充入采空区的空间、通道与动力2020/2/158技术障碍传统办法开采工作面不断移动采空区顶板随采随垮开采面与2020/2/159矸石充填开采综合机械化矸石充填技术条带开采矸石充填技术普采工作面矸石充填技术2020/2/159矸石充填开采综合机械化矸石充填技术条带开2020/2/1510风井工业广场井下固体充填物料输送系统固体充填物料垂直连续输送系统井上固体充填物料输送系统井下煤炭输送系统建筑物下充填采煤主井副井综合机械化固体充填采煤工作面?1.综合机械化矸石充填技术立体模型2020/2/1510风井工业广场井下固体充填物料输送系统固2020/2/1511?2.配比搅拌系统将粉煤灰、胶结料与成品矸石一起送入搅拌机，加水搅拌成合格的充填料，通过充填泵，泵送到充填位置。2020/2/1511?2.配比搅拌系统将粉煤灰、胶结料与2020/2/1512?3.矸石充填开采设备布置煤炭运输巷道前部采煤工作面主要采煤设备主要充填设备矸石运输巷道后部充填工作面2020/2/1512?3.矸石充填开采设备布置煤炭运输巷?4.综采矸石充填支架比较综采矸石充填支架比较工作面采空区传统综采液压支架掩护斜梁2020/2/1513?4.综采矸石充填支架比较工作面采空区传统综采液压支架掩护2020/2/1514传统放顶煤液压支架?4.综采矸石充填支架比较综采矸石充填支架比较2020/2/1514传统放顶煤液压支架?4.综采矸石充填2020/2/1515 工作面采空区综采矸石充填液压支架水平短梁?4.综采矸石充填支架比较综采矸石充填支架比较多孔底卸式输送机2020/2/1515 工作面采空区综采矸石充填液压支架水平2020/2/1516?5.综采充填转载输送机综采充填转载输送机2020/2/1516?5.综采充填转载输送机2020/2/1517接料处机头链轮中部槽卸料孔伸缩机尾?6.综采多孔底卸式输送机综采多孔底卸式输送机2020/2/1517接料处机头链轮中部槽卸料孔伸缩机尾?6?7.综采矸石充填原理综采矸石充填原理矸石充填运输机充填工艺2020/2/1518?7.综采矸石充填原理矸石充填运输机充填工艺2020/22020/2/1519综采矸石充填压实系统工作原理?8.综采矸石充填压实原理综采矸石充填压实原理2020/2/1519综采矸石充填压实系统工作原理?8.?8.综采矸石充填压实原理综采矸石充填压实原理综采矸石充填压实系统工作原理2020/2/1520?8.综采矸石充填压实原理综采矸石充填压实系统工作原理2?9.综采矸石充填工作面井下工况综采矸石充填工作面井下工况前部采煤后部充填2020/2/1521?9.综采矸石充填工作面井下工况前部采煤后部充填20202020/2/1522采煤机、刮板输送机、充填开采液压支架、充填刮板输送机?9.综采矸石充填设备配套：四机配套综采矸石充填设备配套：四机配套2020/2/1522采煤机、刮板输送机、充填开采液压支架、吊挂链支架尾梁漏土孔顶板下刮板上刮板刮板输送机充 填 黄 土基基 本本 顶顶直接顶直接顶矸石充填整体示意图2020/2/1523充吊挂链支架尾梁漏土孔顶板下刮板上刮板刮板输送机充 填 黄 土普采与充填支护系统?10.普采工作面矸石充填技术普采工作面矸石充填技术普采与充填工作面布置普采与充填支架系统充填系统普采与充填工作面布置普采矸石充填高速动力抛矸机充填面开采面2020/2/1524普采与充填支护系统?10.普采工作面矸石充填技术普采与充填工抛矸机抛矸面实况矸石充填高速动力抛矸机?11.条带开采矸石充填置换煤炭开采技术条带开采矸石充填置换煤炭开采技术2020/2/1525抛矸机抛矸面实况矸石充填高速动力抛矸机?11.条带开采矸石条带充填巷充填实况条带充填巷充填实况2020/2/1526条带充填巷充填实况条带充填巷充填实况2020/2/1526?（三）应用效果实例比较项目全高开采预计采高2.1m综采充填预计等价采高0.6m综采充填实测最大下沉量/mm1580420380最大水平变形/mm/m3.20.80.5建筑物破坏等级1.新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测?平均采深500m?实际采高2.1m?等价采高0.6m?采出率85%综采矸石充填地表下沉曲线对比图-1600-1400-1200-1000-800-600-400-2000050010001500距离(m)下沉量(mm)全高开采预计综采充填预计综采充填实测2020/2/1527?（三）应用效果实例比较项目全高开采预计采高2.1m综采充填?（三）应用效果实例比较项目全高开采预计采高1.8m普采充填预计等价采高0.4m普采充填实测最大下沉量/mm1365280257最大水平变形/mm/m3.00.60.3建筑物破坏等级普采矸石充填地表下沉曲线对比图2.新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测?平均采深450m?采高1.8m?等价采高0.4m?工作面采出率85%-1600-1400-1200-1000-800-600-400-2000050010001500距离(m)下沉量(mm)全高开采预计普采充填预计普采充填实测2020/2/1528?（三）应用效果实例比较项目全高开采预计采高1.8m普采充填（1）矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备，包括：综采矸石充填、普采矸石充填和条带矸石充填的技术与工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机等关键设备。（2）矸石直接充填置换煤的岩层控制理论，为充填开采设计和地表沉陷控制等提供了科学依据。2020/2/1529?四四.主要技术特点及应用前景主要技术特点及应用前景1.主要技术特点主要技术特点（1）矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备，包括：综采矸石?实行充填法开采不但可以实现建筑物下压煤的开采、缓解矿井辅助提升，而且可以将井下产生的矸石直接进行处理，消除矸石地面堆积对人类生存与生活环境带来的危害。矸石充填综采技术，将地面矸石山矸石或洗选矸石、井下所有掘进或分选的矸石用于采空区充填，实现采充一体化，效率高，月产可达 5万吨以上，实现了低成本、高效率、设备标准化、高效机械化连续充填开采的奋斗目标，代表了充填开采的方向，具有广泛的应用前景。因此，充填开采对解决我国“三下”压煤、城市垃城处理等问题开辟了一条新的技术选径，其科学与工程研究意义十分重大，同时研究成果能够为相关政府部门宏观规划和决策提供技术支持，具有较强的现实意义。?虽然充填开采技术取得了巨大的发展，但我们也应该看到其不足之处，还需研究人员在这方面做大量的研究工作，使其充填开采技术完善、成熟。如：深化充填理论研究，量化充填介质特性、充填参数对地表沉降的关系；研发新型的充填材料，尽可能利用矿井固体废料，减少固体污染，变废为宝，降低填充成本；研发新型的充填设备，包括顺送机、充填支架等，为充填开采技术的发展助力。2020/2/15302.应用前景应用前景?实行充填法开采不但可以实现建筑物下压煤的开采、缓解矿井辅助中国是以煤炭为主要能源的国家之一，现如今承受着巨大的资源、环境和矿难压力，故研究煤炭绿色开采理论，开发煤炭绿色开采技术的目标就是保护与煤炭开采相关的资源与环境，防治矿难，实现科学绿色采煤。随着可持续发展理念、无废采矿理念和工业生态学的矿山充填理念在中国的不断深入，将会进一步促进中国充填技术的发展和推广应用。结结束束语语2020/2/1531中国是以煤炭为主要能源的国家之一，现如今承受着巨大的资源、环充填开采之矸石充填术课件