膏体充填开采项目简介样本
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背景:近20年来,膏体充填技术取得了很大的进步,在全世界范围内备受关注,尤其是加拿大、南非、澳大利亚、德国、美国等矿业发达国家得到应用。
优势:膏体充填技术可以使用全尾砂,具有料浆不脱水离析、充填体强度高、水泥耗量小等优点,是充填技术的发展方向。
限制条件:不得不承认,相对于浆体充填乃至高浓度充填而言,膏体充填所涉及的工艺环节多、控制精度高、初期投资大。
同时,膏体充填还有一些关键技术及理论亟待解决,比如尾砂浓密制备工序的完善、管道磨损、膏体输送理论、关键设备的消化与吸收等。
实质:膏体充填的实质在于膏体材料的胶质性及保水性分类:全尾砂膏体充填和粗骨料膏体充填(是在全尾砂中添加粗颗粒物料,如风砂、棒磨砂、水淬碴、碎石等,其目的是为了提高充填体强度,改善膏体流动性)。
现状:通过长期试验研究,在理论方面,膏体可泵性测定、膏体物料流变特性、膏体充填系统可靠性取得了可喜的成果,并提出了金川似均质料浆水力坡度经验公式;在工艺方面,膏体制备工艺、膏体输送工艺等方面成绩斐然,其中膏体二段连续搅拌设备已经定型,得到推广应用。
但是,试验过程中暴露出工艺复杂、设备较多、故障率较高等问题,尤其是全尾砂过滤脱水工艺设备存在一定的问题,井下添加水泥浆致使膏体浓度下降,影响了在金川的工业化应用。
技术原理:要制备合格的膏体并输送至井下充填采场(或尾矿库)一般要经过3个大环节,即尾矿脱水浓缩物料搅拌制浆高浓度管道输送尾砂膏体泵送充填工艺要求尾砂浆浓度为65%~80%,而选矿厂输送出的尾砂浆浓度通常很低,一般在25%~30%之间,因此,将选矿厂输送来的尾砂浆进行高效浓缩脱水非常重要。
金川公司全尾砂浓缩采用两级脱水浓缩工艺。
第1级为旋流器与高效浓缩机配套使用,共安装了Φ250旋流器64台,Φ100m浓缩机2台。
第2级为采用过滤机将尾砂浆制成含水率为20%左右的尾砂滤饼,其型号为DZ G30/1800水平带式真空过滤机,共2台。
但在试验过程中,过滤系统出现了过滤机的滤带调节阀损坏、过滤机不稳定、滤饼浓度太低、过滤机下料口堵塞、过滤机滤布严重跑偏、过滤机滤带被卡等事故。
关于煤矿膏体充填开采工艺分析摘要:随着社会的不断进步以及人们环保观念的持续增强,煤矿膏体充填这种新型绿色环保煤矿开采技术也被越来越多的应用到了实际开采工作中去,并取得了非常有益的成绩,不仅极大提升了煤矿开采效率,同时还有效降低了煤矿开采对周边生态环境造成了的破坏。
但是,要想将这项技术的作用充分发挥出来,煤矿开采单位必须要跟上时代发展的脚步,准确把握开采工艺特点,结合煤矿实际情况展开开采模式优化,这样才能够进一步提高开采效率与质量,并避免周边环境遭到破坏,推动我国长远可持续发展。
鉴于这种情况,本文首先简单介绍了煤矿膏体充填开采工艺特点,然后详细分析了煤矿膏体充填开采工艺,希望可以为我国煤矿开采事业的持久发展起到一定的促进作用。
关键词:煤矿;膏体充填;开采工艺煤矿膏体充填开采工艺的主要应用机理为有效应用粉煤灰与煤矸石等固体废弃物,通过膏体充填开采技术的有效应用实现“三上一下”开采目标。
在应用这项工艺的时候,工作人员需要先把固体废弃物制成膏状浆体,然后再采用泵压这种手段,将其沿着管道运输到目标充填采空区中,从而有效预防塌陷、滑坡等现象,在保证开采安全性的同时,进一步提高开采效率与质量,防止周边环境受到破坏,并且经济性更为优秀。
所以,本文展开煤矿膏体充填开采工艺分析有着重要的现实意义。
一、煤矿膏体充填开采工艺特点介绍在煤矿开采过程中,融合和应用煤矿膏体充填开采工艺能够有效提高开采效率,降低开采需要花费的成本,并且有效避免煤矿周边生态环境遭受破坏,能够为我国煤矿开采事业的长远可持续发展提供更为强有力的支持和保障。
通过实际分析发现,煤矿膏体充填开采工艺主要有如下特点存在:首先,展开煤矿膏体充填处理的主要目标为减沉,以此来降低安全意外事故发生几率;其次,充填层与开采层所处工作面相同,需要使用专用膏体进行充填,这样才可以更好的隔离支架;再次,综合考虑煤矿实际情况展开充填材料选择,保证材料强度科学合理,并且保证充填结束3~5h以后,膏体就具备足够强度,可以满足煤矿开采需要。
南京铅锌银矿全尾砂膏体充填系统(简介)1、工区充填站布置:充填站总长度约50m,总宽度约25m,占地面积约800 m2,主要由两个容积分别约为800m3的卧式全尾砂沉降池,一个容量170t的立式散装水泥仓,一个回水池及充填作业控制室、休息室、试验室组成。
2、充填钻孔及井下管网膏体充填料浆经原有钻孔下放至-125m中段后,自-125m水平以下利用100米或50米深中段间钻孔或充填管道井,水平管道总长度控制在400—600m之内,从而使-425m 以上各中段充填倍线降低至2.2—2.9。
-425m以下各中段矿体向西侧伏,侧伏角约45°,矿体倾角80°上下,随着开采深度的下降,充填倍线将不会增加。
管道采用钢丝编织高强塑料管,管道内径90mm。
3、全尾砂膏体充填系统工艺流程南京铅锌银矿全尾砂膏体充填系统流程:采用全尾砂及32.5级硅酸盐水泥作为充填料。
全尾砂经自然沉降脱水、压气造浆后放砂至搅拌机,水泥则经双管螺旋及电子秤添加至搅拌机。
料浆经双卧轴连续搅拌机及高速搅拌机两段搅拌后,最终经充填钻孔及井下管网自流输送至井下采场充填。
具体描述如下:全尾砂输送:选厂全尾砂经老充填站高扬程渣浆泵加压后,浓度50~55%、流量50m3/h左右,经全尾砂输送管输送至膏体充填站。
全尾砂脱水:(自然沉降脱水、压气造浆)膏体充填站设立两个容积分别约为800m3的卧式沉降池。
在充填作业中,两个沉降池交替使用,即当其中一个沉降池进行放砂及充填作业时,另一个沉降池则用于进砂及沉降脱水,砂池交替进砂或放砂通过开启或关闭分流阀来实现。
当沉降池进砂完毕并经自然沉降后,即可通过放水阀将全尾砂料浆面上澄清的水排入回水池,澄清水经回水泵加压输送至选厂循环使用。
沉降池中全尾砂经自然沉降脱水后,即可进行压气造浆。
空压机站压气通过总进风管及进风总闸进入充填站,每个沉降池中布置压气造浆喷嘴、球阀等压气造浆设施。
充填前对池中全尾砂进行压气造浆,待池中全尾砂造浆均匀后,即可打开砂仓放砂阀通过放砂管向搅拌机供给全尾砂浆。
淄博矿业集团有限责任公司
岱庄煤矿建筑物下矸石膏体充填开采
项目简介
淄博矿业集团有限责任公司
岱庄煤矿
二〇一〇年九月二十一日
前言以来, 岱庄煤矿面对资源严重匮乏的局面, 牢固树立”资源有限, 创新无限”的理念, 立足矿井实际, 转变生产方式, 创新开采工艺, 大力实施矸石膏体充填绿色开采技术, 成功地实现了村庄条带煤柱的二次回采, 为延长矿井服
务年限提供了资源保障, 为企业稳定、持续发展积蓄了后劲。
一、项目背景
岱庄煤矿是淄矿集团在济( 宁) 北矿区建设的第二对现代化大型矿井, 地处济宁市城北城乡结合部, 矿井开采范围内地面分布有3个镇78个自然村, 1.3万多户, 5万多人口, 村庄压煤量高达80 %。
自矿井移交生产管理以来, 村庄压煤一直采用传统的条带开采技术, 资源回收率不足47%; 随着济宁市城区建设的加
速及村庄的扩展, 矿井压煤量与日俱增, 可采储量锐减, 资源面临枯竭。
截至当前, 岱庄煤矿已形成条带煤柱53个, 遗留条带煤柱呆滞储量累计达到900万t。
同时, 经过矿井十多年的开采, 地面形成了一座近120万m³的矸石山, 矸石的堆放不但占用土地, 而且对周围环境会造成不同程度的影响。
为此, 岱庄煤矿提出了”建筑物下矸石膏体充填置换开采”研究课题, 与中国矿业大学( 徐州) 和徐州中矿大贝克福尔科技有限公司合作, 进行了建筑物下矸石膏体充填开采技术研究。
二、矸石膏体充填开采技术应用情况
岱庄煤矿矸石膏体充填开采项目于 1月由中国矿业大学、徐州中矿大贝克福尔科技有限公司和岱庄煤矿完成了项目可行性研究报告和初步设计。
经专家论证后组织实施。
项目总投资概算为9551.0万元, 截止当前, 实际完成投资
10625万元。
( 一) 充填原理
项目主要是建立一套以煤矸石、电厂粉煤灰为主要集料的膏体充填系统, 在遗留条带煤柱回采工作面面后, 将煤矸石、粉煤灰、胶结料等固体废物制作成浆体, 从地面经过充填泵经钻孔和管路充填到回采工作面面后采空区, 凝固后形成以矸石膏体充填体为主的覆岩支撑体系, 使地表变形始终保持在建( 构) 筑物安全的允许范围内, 解决地表下沉问题, 实现不迁村回收村庄条带煤柱的目的。
( 二) 充填材料
矸石膏体充填使用的材料是破碎煤矸石、电厂粉煤灰、胶结料( 如水泥) 和矿井水等。
( 三) 充填系统
矸石膏体充填系统主要由矸石破碎仓储系统、膏体搅拌制备系统、膏体泵送系统、工作面采煤及隔离充填系统四个子系统组成。
( 四) 充填设备及设施
1.矸石破碎仓储系统: 主要由前装机、板式给料机、鄂式破碎机、矸石分级筛、手选皮带、高细破碎机、振动除杂筛、袋式除尘器、除铁器、胶带输送机、刮板输送机和矸石成品料仓等设备及设施构成。
2.膏体搅拌制备系统: 主要由间隙式强制双卧轴混凝土搅拌机、倾斜皮带输送机、煤矸石仓、胶结料仓、粉煤灰仓、胶结料螺旋给料机、粉煤灰螺旋给料机、供水泵、称量斗和收尘袋等设备及设施构成。
3.膏体泵送系统: 主要由充填泵、料浆缓冲斗、充填管及其配件、管道压气清洗组件和沉淀池等设备及设施构成。
4.工作面采煤及隔离充填系统: 主要由充填液压支架、采煤机、刮板输送机、胶带输送机和辅助隔离设施构成。
地面充填工艺系统的监测与控制实现了无人值守自动化控制, 主要设备有控制柜、动力柜、计算机( 工艺流程控制程序和设备工作控制程序) 、传感器和摄像头构成。
图1 地面自动化控制系统硬件结构图
( 五) 充填工艺流程
充填工艺流程是一个先将矸石破碎加工, 然后把矸石、电厂粉煤灰、胶结料和矿井水等物料按比例混合搅拌制成膏体浆液, 再经过充填泵把膏体浆液输送到井下充填工作面, 充填由液压充填支架和辅助隔离措施形成的封闭采空区空间的过程( 充填工艺的流程如图2所示) , 整个过程分为矸石破碎、配比搅拌、管道泵送和充填体构筑等四个基本环节。
煤矸石
图2 岱庄煤矿矸石膏体充填工艺流程网络图。