膏体充填技术的发展
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探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用摘要:在煤矿采空区开采的过程中,膏体填充技术发挥着重要的作用。
膏体充填开采技术是煤矿开采行业的重要技术形式,膏体充填开采技术有利于优化煤矿生产环境,避免塌陷、滑坡等安全事故,促进煤矿开采效率的提高。
煤矸石、粉煤灰等均是膏体充填开采工艺中的重要材料,诸如此类固体废弃物的应用价值得以充分发挥,避免资源浪费问题,与节能环保、经济高效的生产理念相契合。
本文首先分析膏体充填开采的必要性,其次探讨膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用,煤基固废充填开采技术是实现煤炭资源绿色智能高效开采的重要代表性途径,以供参考。
关键词:煤矿开采;采空区;膏体充填开采;效果评价引言煤基固废充填开采技术是实现绿色低碳开采的重要代表性技术,在地表沉陷控制、生态环境保护、矿山固废处置与利用、绿色低碳减排等方面最优显著的技术优势。
煤基固废充填开采技术实现煤炭安全开采的同时从源头上解决了地表沉陷、地下水流失、瓦斯排放、土地占用损害等难题,同时也减少了运输、提升等工序,节能降碳效益十分显著。
煤基固废充填开采技术符合煤炭绿色智能开采和洁净高效低碳利用行业主要攻关方向及新发展理念要求,顺应“碳达峰、碳中和”战略,有利于促进煤炭开采高质量化、环境低损伤化、绿色低碳化发展。
1膏体充填开采的必要性(1)膏体充填既可以解决煤矿矸石污染环境问题,也可以节省矸石处理费用。
(3)可以提高煤炭资源采出率,防止煤炭资源的永久性浪费。
(4)村庄搬迁难度大,征地困难,膏体充填开采可以实现不搬迁开采,同时可以防止地表塌陷坑的出现,保护农田。
2膏体充填开采技术在煤矿采空区的应用2.1工艺流程分析在实际进行煤体开采时,通常情况下,包括了多项采煤环节。
比如针对现有的工作面,需要进行扩帮回采。
在此基础上,还需要开展联合支护工作,并在工作面之上,完成条带掘进,才能更好地发挥膏体充填开采技术的价值。
膏体充填开采技术工艺流程如下:首先,结合工作面实际情况,开展条带掘进施工,为提升掘进面的工作效率,需要采用综掘自动化掘进巷道,从而尽可能减轻施工人员劳动强度从中采掘更多煤炭资源,避免出现资源浪费问题。
膏体充填技术现状及其应用研究摘要:充填膏体是由尾砂、水和胶结物等按一定配比混合而成的高浓度混合物,在环保、采场工作环境以及采场应力维护等方面具有明显优势,研究与发展膏体充填技术对未来深部金属采矿以及三下采煤具有重要意义。
从膏体充填理论技术研究和充填设备应用与发展方面,对我国在膏体充填技术领域需要深入研究的内容进行了总结。
关键字:膏体充填技术;现状;措施1膏体充填材料的现状膏体充填材料的强稳定性使其抵抗分层、离析的能力较强,应用过程中即使在密闭的管道中静止数小时,也不会发生沉淀、分层、离析等现象,应用管道输送不易发生堵塞。
膏体充填料浆的质量浓度高75%~82%,一些料浆在添加骨料后质量浓度可达到88%,而传统的低浓度充填料浆其质量浓度不超过65%。
正是膏体浓度大,其屈服切应力及塑性黏度比较强,必须通过外力克服料浆自身的屈服应用才能流动。
其在管道中的流动状态为结构柱塞流,在整个管道中进行整体平推运动,同一横截面上浆本流动速度为常数,浓度、流速基本不会发生改变,因此稳定性更高。
膏体充填开采的料浆具有较强的可塑性,可保证料浆在管道输送过程中具有较强的抵抗变形能力,每个断面上的颗粒结构均可抵抗错位变形,虽然在通过管道的弯管、接头等部位是形状有所改变,但是其基本结构、成分等均未发生变化。
膏体充填料浆不沉淀、不离析、不脱水,即使质量浓度较高也不会影响其可输送性。
膏体料浆中包括细粒级物料,比如粉煤灰,使用这些物料作为骨料,可保证骨料粒径在35mm以下,大大降低了破碎充填骨料的材料加工成本。
充填前无须进行复杂的隔离,也不用建设过滤排水设施,不仅不会影响采煤工作面的结构,而且充填水也不会对井下环境造成污染。
而传统的水砂充填需要进行专门的过滤排水,并且排水过程中料浆中的固体颗粒可能会被带出,井下排水、清理沉淀等工作量也有所增加。
膏体充填料浆初凝时间短,而且可以根据煤矿的实际情况对料浆的配方进行调整,材料的初凝时间、初凝强度及终凝强度也会发生改变,可以保证料浆在更短的时间内对围岩产生支撑力,最大限度上延缓围岩变形,保证下阶段工作可及时进行。
工业技术126 2015年60期浅谈膏体充填技术的发展温宏平山西交通职业技术学院,山西太原 030061摘要:矿区开采后的悬空现象成为新的危机,利用膏体充填技术处理煤矿开采成果,显得迫在眉睫。
全文阐述了膏体充填技术,剖析煤矿与金属矿山充填技术的区别,提出构筑物压煤的开采技术的研讨目的。
关键词:研究现状;膏体充填技术;煤矿充填;金属矿山充填中图分类号:TD823.7 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)60-0126-01Development of Paste Filling TechnologyAbstract:The phenomenon of the floating phenomenon in the mining area becomes the new crisis, and it is urgent to use paste filling material to solve the problem of coal mining.This paper expounds the technology of paste filling from home and abroad, analyz es the difference between coal mine filling and metal mine filling technology, and puts forward the research direction of coal mining problem in three..Keywords:research status; Paste filling technology; coal mine filling; metal mine filling;1 前言我国遍布着大量的煤资源,然而,经过大量的开采后,许多的城镇、工厂、村庄和山头下煤矿被挖掘后,变成了采空区。
采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨摘要:随着采矿工程的不断发展和矿产资源的日益枯竭,寻求高效、可持续的采矿方法成为迫切的需求。
条带膏体充填采矿技术作为一种新兴的采矿方法,在提高矿石回收率、改善岩体稳定性和减少环境影响等方面显示出巨大潜力。
本文旨在探讨该技术的应用,并分析其中的挑战与应对策略。
深入了解该技术的基本原理,以及其在不同矿山条件下的应用案例对于推动采矿工程的创新发展具有重要意义。
关键词:条带膏体充填采矿技术;矿石回收率;岩体稳定性引言近年来,随着采矿行业的快速发展和全球矿产资源的日益减少,寻找高效、可持续的采矿技术成为当务之急。
条带膏体充填采矿技术作为一种新兴的方法,得到了广泛关注和应用。
该技术通过将膏体充填材料注入采空区,提高了矿石回收率,并且具有改善岩体稳定性和减少环境影响的潜力。
本文将探讨近年来该技术在采矿工程中的应用,并着重讨论其中所面临的挑战及相应的应对策略。
深入研究和理解该技术的实施,在提升采矿效率和可持续发展方面具有重要意义。
1.条带膏体充填采矿技术的定义和基本概念条带膏体充填采矿技术是一种在采矿工程中广泛应用的方法。
该技术通过将膏体充填材料注入采空区或采矿巷道中的空间,填充矿石中的空隙,形成稳定的支撑结构,以提高矿石的回收率和改善岩体稳定性。
膏体充填材料通常由水泥、石灰和粉煤灰等成分组成,并利用输送系统将其灌注到所需的位置。
膏体在固化和硬化后形成坚实的充填体,使得采矿区域能够承受地压力和保持稳定,从而实现安全高效的采矿过程。
该技术在提高矿石回收率、改善岩体稳定性和减少环境影响方面具有重要意义。
2.采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用2.1条带膏体充填采矿技术在提高矿石回收率方面的应用条带膏体充填采矿技术在提高矿石回收率方面具有显著的应用优势。
通过将膏体充填材料注入采空区或采矿巷道中,填充矿石中的空隙,可以有效地回收和利用原本无法开采的矿石。
充填体的固结和硬化过程使得废弃采空区变得坚硬稳定,形成支撑结构,从而避免了资源的浪费和环境的破坏。
中国膏体技术的发展现状与趋势
近年来,随着中国药物技术的不断发展,膏体技术已经成为中国药学领域的重要技术,在中药和西药的制剂中都有广泛的应用。
目前,中国膏体技术的发展现状主要有三个方面:
一是膏体制剂技术的发展。
近些年来,膏体制剂已经成为中国药学领域的一大发展方向,从制备技术、质量控制、药物分析等方面都取得了显著进步,同时,在膏体制剂中也应用了许多新技术,如膜复合技术、脂质纳米技术等,进一步提高了膏体制剂的有效成分的释放性和稳定性。
二是膏体技术的药物开发。
膏体技术在药物开发中发挥着重要作用,膏体技术可以改变药物的结构和性质,同时可以有效提高药物的活性和稳定性,提高药物的生物利用率,提高药效,增加药物的安全性。
三是膏体技术的药物制剂研究。
近年来,膏体技术在药物制剂研究中发挥着重要作用,膏体技术可以改变
药物的结构和性质,同时可以提高药物的溶出速率和稳定性,同时也可以提高药物的生物利用率,提高药效,减少毒性。
从上述分析可以看出,中国膏体技术的发展现状已经取得了长足的进步,同时也可以看出膏体技术在未来的发展趋势,即以改善药物的生物利用率和药物的安全性为目的,不断改进膏体技术,提高药物的有效成分的释放性和稳定性,最大限度地发挥膏体技术的潜力,为临床治疗提供更有效的制剂,从而实现药物的有效利用。
膏体充填技术的发展1、概述19纪中叶之前,世界范围内大部分地下矿山开采都采用横支护的空场法,在地质条件不复杂的环境下,可通过增加横撑数量和减小巷道断面等技术措施增加釆场稳定性,但对于地质条件复杂的环境,常见的崩落法和空场法都难以营造安全稳定的釆场作业环境,随着人类对资源的渴求以及安全意识的提高,充填采矿法作为一种新型采矿方法在19世纪中期诞生。
1864年,美国首次使用水砂充填,以保护宾夕法尼亚州的一个位于煤矿区的座教堂基础,这是充填技术在建筑和釆矿行业的应用结合点,这一举措拉开了充填釆矿的序幕。
在随后的生产实践中,人们总结出充填采矿具有安全、可恢复、高效、环保、降低贫化率、适用性强等诸多优点。
充填采矿从诞生至今已有一百多年历史,发展为三大釆矿方法之一,该种釆矿方法在许多不同地质环境下都有过成功应用的历史,也因地质环境和釆矿工艺的不同延伸出许多充填采矿技术。
根据充填材料的不同将充填釆矿技术分为干式充填、水砂充填、混凝土充填、尾砂充填、尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体充填、高水速凝充填和其他废弃物充填等。
根据充填所需动力分裂可分为机械充填、风力充填、水力充填、粟压充填等。
根据回采工艺和方向不同可将充填采矿法分为上向分层充填、上向进路充填、下向分层充填、下向进路充填、削壁充填、壁式充填以及方框支架充填等多种充填技术形式。
2、国外膏体充填的发展介绍国外充填采矿技术发展起步较早,如前所述,早在1864年人们就已经认识到充填技术可以控制地表沉陷等问题,随后在以美国、德国、南非、澳大利亚等国家的众多矿山开展了充填釆矿试验,并研宄出多种充填采矿工艺。
1930年,霍恩公司进行采矿尾砂和炼铜炉澄回填至井下的干式充填试验,成功推动了充填釆矿法在矿山中的应用,并在随后一段时间内,许多国家的众多矿山都将奸干式充填釆矿法作为一种治理地表塌陷、处理堆弃废物的一种有效方法。
1959年至1962年,加拿大赢桥镍矿开展采用水泥尾砂砂奖替代替代充填料上层的塾板作为人工假低的试验,开发出水泥固结水砂的充填技术,并首次将该技术应用于Frood矿山。
浅析煤矿膏体充填绿色开采技术【摘要】煤矿膏体充填技术是一种新型的绿色环保技术,能实现煤矿的高产高效和环境保护。
本文介绍了煤矿膏体充填的特点,重点阐述了膏体充填采煤的关键技术和膏体充填采煤技术应用前景,对于煤矿的开采技术来说有一定的参考价值。
【关键词】膏体充填煤矿绿色开采煤矿膏体充填,就是指把煤矿周围的矸石、粉煤灰、工业产生的炉渣、城市排出的固体垃圾及胶结料等固体废物通过地面加工制作成“无临界流速、不需要脱水”的膏状浆体,在重力或泵压的作用下对工作面支架后方的采空区进行充填而形成必要的人工支撑体系,把采煤引起的地表移动控制在建筑物允许的范围内,实现不迁村采煤的方法。
煤矿膏体充填料浆是一种利用矸石、粉煤灰等固体废物制作的,适合管道输送的、低成本的、特殊“混凝土”或特殊“砂浆”。
在煤矿企业中应用膏体充填技术,可以实现煤矿的低碳运行及绿色开采。
而且,固体废物膏体充填开采把矸石等固体废物的利用,与控制采煤工作面顶底板岩层破坏,减少开采沉陷,保护地面建构物有效的结合起来,具有提高资源采出率、增强矿井安全保障度、保护矿区生态环境的鲜明特性的绿色开采核心技术,也是我国煤炭工业科技发展的主要方向。
1 煤矿膏体充填的特点膏体充填最早是1979年在德国格伦德金属矿发展起来的;国内金川有色金属公司1989年开始试验膏体充填;膏体充填已经在世界金属矿山开采和尾矿处理等方面得以比较广泛的应用,一年一度的世界膏体充填研讨会已经召开13次。
国内外金属矿山膏体充填技术研究成果,对我国煤矿发展膏体充填有重要参考借鉴价值,但是,以解放“三下一上”压煤为主要目的的煤矿膏体充填与金属矿山膏体充填有重要的区别。
与金属矿山膏体充填比较,解放“三下一上”压煤的煤矿膏体充填开采主要特点是:(1)充填的主要目的是减沉。
(2)充填与采煤同在一个工作面,充填体构筑方法不同于金属矿山,煤矿需要发展专门膏体充填隔离支架。
(3)充填材料强度性能要求不同,煤矿充填以后数小时后就要求充填体承载,否则,影响采煤面产量。
膏体充填技术的发展
1、概述
19纪中叶之前,世界范围内大部分地下矿山开采都采用横支护的空场法,在地质条件不复杂的环境下,可通过增加横撑数量和减小巷道断面等技术措施增加釆场稳定性,但对于地质条件复杂的环境,常见的崩落法和空场法都难以营造安全稳定的釆场作业环境,随着人类对资源的渴求以及安全意识的提高,充填采矿法作为一种新型采矿方法在19世纪中期诞生。
1864年,美国首次使用水砂充填,以保护宾夕法尼亚州的一个位于煤矿区的座教堂基础,这是充填技术在建筑和釆矿行业的应用结合点,这一举措拉开了充填釆矿的序幕。
在随后的生产实践中,人们总结出充填采矿具有安全、可恢复、高效、环保、降低贫化率、适用性强等诸多优点。
充填采矿从诞生至今已有一百多年历史,发展为三大釆矿方法之一,该种釆矿方法在许多不同地质环境下都有过成功应用的历史,也因地质环境和釆矿工艺的不同延伸出许多充填采矿技术。
根据充填材料的不同将充填釆矿技术分为干式充填、水砂充填、混凝土充填、尾砂充填、尾砂胶结充填、废石胶结充填、膏体充填、高水速凝充填和其他废弃物充填等。
根据充填所需动力分裂可分为机械充填、风力充填、水力充填、粟压充填等。
根据回采工艺和方向不同可将充填采矿法分为上向分层充填、上向进路充填、下向分层充填、下向进路充填、削壁充填、壁式充填以及方框支架充填等多种充填技术形式。
2、国外膏体充填的发展介绍
国外充填采矿技术发展起步较早,如前所述,早在1864年人们就已经认识到充填技术可以控制地表沉陷等问题,随后在以美国、德国、南非、澳大利亚等国家的众多矿山开展了充填釆矿试验,并研宄出多种充填采矿工艺。
1930年,霍恩公司进行采矿尾砂和炼铜炉澄回填至井下的干式充填试验,成功推动了充填釆矿法在矿山中的应用,并在随后一段时间内,许多国家的众多矿山都将奸干式充填釆矿法作为一种治理地表塌陷、处理堆弃废物的一种有效方法。
1959年至1962年,加拿大赢桥镍矿开展采用水泥尾砂砂奖替代替代充填料上层的塾板作为人工假低的试验,开发出水泥固结水砂的充填技术,并首次将该技术应用于Frood矿山。
1969年,澳大利亚Mount Isa铜矿开展了釆用水泥胶结充填体代替回采底柱以及铅锌铜冶炼炉澄代替部分水泥的实验研究,这一尝试推动了胶结充填技术发展,同时拉开了水泥替代品作为胶结料的研宄。
1978年-1983,德国Preussag公司,投入大量资金开发出用于分层充填的高浓粗细微少混合泵压充填系统,并在Grund铅锌矿以及随后的南非各大金矿中成功应用,该技术的出现首次将膏体充填的概念引入充填采矿技术中,并在后期的釆矿工艺中得到了广泛的应用。
1992年,加拿大Sudbary地区Creighton款山也引入了膏体充填技术应用于日常
采矿生产过程中。
1998年,Mount Isa铜矿建成膏体充填采矿系统,以开采该公司所属的矿体。
目前为止,膏体充填采矿技术以其独特的优点,如可使用全尾砂及其他固体废弃物,充填体脱水量少,充填体强度高,水泥消耗量少,充填体易于接顶,有效降低井下污染和排水费用等,在世界范围内有了广泛的应用。
3、我国膏体充填的发展介绍
我国充填采矿技术发展相比国外晚,但我国矿山众多,且大多数矿山地质条件复杂,充填工艺与技术的应用形式类型众多,尤其是近些年来,我国矿山在新的充填工艺技术开发和应用方面,都取得很大进步。
我国最早充填技术起源于二十世纪50年代,东北华铜矿山首次釆用了分层充填采矿法。
我国充填技术发展分为五个阶段:
(1)以矿山堆弃废物为充填原料的干式充填阶段、其代表矿山有东北华铜矿山(二十世纪50年代)、内蒙古花沟金矿(二十世纪60年代)等。
干式充填技术是通过风力或者其他机械衆矿山堆弃废物充填入采空区,能够有效有效控制地压活动,但同时也具有充填工艺复杂、矿石贫化
率高、劳动力需求大、劳动强度高等特点,因此,釆用干式充填采矿的矿山数量在不断减少。
(2)以尾砂为原料的水砂充填阶段,这其中包括湘潭猛矿(1960年)、锡矿山南矿(1965年)、招远金矿(1967年)、铜绿山矿(二十世纪70年代)等。
水砂充填主要是将尾砂、炉渔、碎砂石混合成固液两相的衆体通过水力输运到井下充填采空区,水砂充填可有效减少井底火灾和地表下降等问题,但其充填工艺较为复杂,充填质量难以控制,排水费用大等缺点。
(3)以分级尾砂、全尾砂等作为充填集料的胶结充填阶段,包括凡口铅锌矿(1968年)、大厂铜坑矿(1988年)、焦家金矿(1998年)、金川龙首镍矿(1965年)等。
鉴于非胶结的水砂充填材料自立性能差等不足,出现了以胶结充填材料作为充填料的胶结充填技术,主要以分级尾砂、全尾砂碎石等材料作为充填集料和水泥等胶结材料配以一定比例的水,混合成高浓度的胶结体通过充填管线输运至待充地点,这种充填技术充填体强度大,充填速度快且工艺简单,也是目前应用较为广泛的一种充填技术。
但该充填技术在充填接顶方面也存在着一些缺点。
(4)以高水速凝材料混合后形成充填材料的高水速凝充填阶段,招远金矿、小铁山矿、新桥硫铁矿等矿山于90年代初采用了这种充填技术。
高水速凝充填是利用高水速凝材料混合后成为具有较强固水能力的充填材料,这种充填技术的充填材料早期强度高,可缩短充填回采周期,提高生产率,有效降低充填材料脱水带来的井底污染。
但该充填技术同时存在输运、混合工艺复杂、充填成本高等缺点。
(5)以高浓度膏体充填材料为充填料的膏体充填阶段,主要矿山有金川有色金属公司(1991年)、武山铜矿(1996年)、大冶有色金属公司(1999年)、会泽铅锌矿(2006年)等。
膏体充填技术是将充填集料(尾砂等)、胶凝材料和水混合成高浓度的膏体通过充填系统输运至待充点,该技术具有充填材料入场后无需脱水,抗离析性能好,充填体强度高,胶凝材料消耗量小,充填成本相对较低,易于充填接顶等优点,但其充填系统投资成本高,充填管道易堵塞。
追溯膏体充填技术发展,1979年首次由德国Grund矿开发应用,并在随后广泛应用于各大矿山。
这种新充填工艺技术,将尾砂或其它形式的充填集料经过浓密机和真空过滤机等装置浓缩过滤后,形成膏体形态混合物,其浓度一般在85%左右,再通过充填系统经充填管道以结构流形式泉送至充填位置。
我国膏体充填技术出现相对较晚,金川公司于1991年开始建立、鉴定了自主的膏体充填试验系统,并于1996年在金川公司二矿区正式建成膏体充填采矿生产系统,标志着我国膏体充填技术迈上了一个新的台阶,随后武山铜矿、铜绿山、会泽铅锌矿等矿山也建成了膏体充填釆矿生产系统。