浅谈矸石充填绿色开采技术
- 格式:doc
- 大小:90.50 KB
- 文档页数:4
煤矸石的绿色开采技术研究与实施效果评估煤矸石是煤矿生产过程中产生的废弃物,它不仅占用了大量的土地资源,还对环境造成了严重的污染。
因此,寻找一种绿色开采技术对煤矸石进行有效利用,不仅可以减少对土地的占用,还能减少对环境的污染,具有重要的意义。
一、煤矸石绿色开采技术的介绍1. 高效煤矸石回填技术:高效煤矸石回填技术是指通过合理的工艺流程,将煤矸石进行粉碎、搅拌和混合后,再回填到矿井中。
这种技术在煤矿地下采矿过程中,可以有效地减少矿区的开采空位,防止矿井坍塌,同时可以减少煤矸石对地表环境的污染。
2. 余热回收技术:余热回收技术是一种将煤矸石中的热能进行有效回收利用的技术。
通过在煤矸石处理过程中回收烟尘和废热,可以减少煤矸石对环境的污染,并且为煤矿企业节约能源提供了可行的途径。
3. 微生物修复技术:微生物修复技术是指利用微生物来分解煤矸石中的有害物质,从而减少煤矸石对环境的污染。
这种技术可以通过注入特定的微生物,促进煤矸石中的有害物质被微生物分解,达到净化环境的效果。
二、煤矸石绿色开采技术的实施效果评估1. 环境效益评估:通过绿色开采技术对煤矸石进行处理,可以有效地减少煤矸石对环境的污染。
例如,高效煤矸石回填技术可以减少矿区的开采空位,防止矿井坍塌,保护地表和地下水资源的安全。
微生物修复技术可以分解煤矸石中的有害物质,净化环境。
因此,煤矸石绿色开采技术的实施对保护环境具有积极的效益。
2. 经济效益评估:煤矸石的绿色开采技术不仅可以减少对环境的污染,还可以带来经济效益。
余热回收技术可以将煤矸石中的热能进行回收利用,为煤矿企业节约能源、降低生产成本提供了可能。
高效煤矸石回填技术可以利用废矿石内含的有价值元素,如黄金、银等,实现资源的回收利用。
因此,煤矸石的绿色开采技术实施对企业经济效益具有积极的影响。
三、煤矸石绿色开采技术的挑战与对策尽管煤矸石的绿色开采技术有许多优势,但也面临着一些挑战。
例如,技术的研发和应用需要大量资金投入,需要企业具备较强的技术实力和资金实力。
综采工作面绿色充填开采技术的实践应用分析发布时间:2022-10-30T10:53:22.183Z 来源:《工程管理前沿》2022年13期作者:张志荣[导读] 作为一种新式的煤矿开采工艺技术,近年以来充填开采方式受到了广泛的应用张志荣神木县隆德矿业有限责任公司陕西神木 719302摘要:作为一种新式的煤矿开采工艺技术,近年以来充填开采方式受到了广泛的应用,其具有“三下”开采途径的优势,也是新时代绿色环保背景下采煤工艺的关键环节之一。
本文将对煤矿开采面技术中架后填充所使用的密实固体矸石和泵送贵体等充填技术进行阐述,讨论其具有的特点和技术原理,并研究实际工作环节中所对应的各种施工措施,如采煤工艺、运输系统、管道疏通技术和充填手段等,以期为确定煤矿开采方案提供参考。
关键词:综采工作面;绿色充填开采技术;实践应用1 充填开采技术介绍以某个煤矿生产过程中的实际施工技术为例,其采用的充填开采技术是以使用矸石消化以提升开采出的煤炭质量,同时减少顶板下沉的可能性为主的绿色开采方式手段。
在施工的过程中,煤矿采用了长臂综采后充填技术,其一般分为综采密实固体矸石充填系统和综采泵送膏体充填系统两种形式。
其中固体矸石充填系统的特点在于充填工艺相对比较简单,所需设备操作简便,但同时井下的矸石运输过程较为复制,占用了较多的矿井空间;而泵送膏体充填系统则需要在地面上建设搅拌站对各种原料进行混合,并借助运输管道将其输送至对应采空区后实施充填工艺,这种方式下系统所需的工艺和设备都较为复杂,同时能够大幅度地减少井下运输及操作的环节,减轻现场工人的工作量级。
2 绿色充填开采技术的实践应用2.1开采施工技术原理泵送膏体充填技术的实现需要借助专用充填支架,同步实施架前开采和架后充填。
在前方不断进行煤矿开采的同时,使用高强度的充填材料对顶板等结构进行加强支撑,从而降低矿井内的应力,减轻巷道支护成本,提升工作安全性。
在实际工作过程中,选择使用带有前移机构的支架,随着开采工作的推进不断移动支架,补充后方的膏体充填材料,保证开采效率不受到充填过程的影响。
矸石井下充填采煤技术摘要矸石充填采煤技术是针对上述我国存在的“三下”压煤问题,煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一。
目前,已经在各个矿区实践取得成功。
本文以成功应用的矸石充填采煤技术为例,论述矸石充填采煤技术开发的过程中最关键的技术、采场矿压及地表沉陷等核心问题。
关键词矸石充填采煤方法;绿色开采;矿压规律1矸石直接充填采煤方法1)矸石直接充填采煤技术框架。
针对煤矿矸石的露天排放和大量的“三下”压煤现象,已经开发了矸石直接充填置换煤炭的成套技术,并建立了矸石充填采煤的矿压分析和岩层运动与地表沉陷预计方法,以及开发了井下煤流分选设备与系统、井下矸石运输系统等,进而将其成功用于“三下”压煤和其它煤柱的回采,形成了原创性的矸石置换成套技术和应用体系。
2)综采充填采煤方法。
长壁采煤法综采工艺,涉及井工采煤,适于煤层稳定、顶板坚硬、无断层缓倾中厚煤层及厚煤层分层长壁法开采。
在长壁综采工作面布置液压支架、刮板输送机、滚筒采煤机,在运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机等。
综采工作面采用超长布置,即面长按两个综采面长度布置。
采煤机用两台,骑在同一部刮板输送机上,分别截割上半个面和下半个面的煤壁。
也可在超长综采面中部布置中间巷作运输巷;在综采面的上半和下半工作面各布置一部刮板输送机相向运输,形成对拉综采工作面。
目前,此项采煤技术已成功应用于我国的很多矿区,本文结合应用实例介绍综采充填采煤方法。
2采煤与充填工艺综采充填采煤实现了采煤工艺与充填工艺的优化组合,其采煤工艺与传统综采相同. 充填工艺是在完成一刀采煤工作后进行,将自夯式充填开采液压移直、充填开采输送机移至支架尾梁后部,并依次启动充填开采输送机、自移式矸石与粉煤灰转载机、运矸胶带输送机等设备,进行采空区充填.充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行,当前一个卸料孔卸料到一定高度后,即开启下一个充填卸料孔,随即启动前一个卸料孔所在支架后部的夯实机千斤顶推动夯实板,对已卸下的充填材料进行夯实,如此反复几个循环,直到夯实为止,一般需要2~3 个循环。
综采工作面矸石充填开采技术研究与现场应用发布时间:2023-03-30T07:04:30.724Z 来源:《福光技术》2023年4期作者:张善财[导读] 21世纪以来,煤矿充填开采技术在我国快速发展。
目前国内主要的充填方式包括矸石充填、膏体充填和高水充填。
福建省政和县源鑫矿业有限公司福建省南平市 353600摘要:随着矿井储量的逐渐减少,煤炭资源的枯竭与经济发展的矛盾日益突出。
而中国煤矿“三下”压煤现象比较普遍,且压煤量巨大,如果老矿区不进行“三下”采煤,将面临矿井关闭的局面;如果新矿区不从可持续发展的战略高度进行统筹规划,协调“三下”压煤开采问题,就很难提高矿井综合经济效益,不能保证矿区的可持续发展。
关键词:综采工作面;矸石充填开采技术;应用引言21世纪以来,煤矿充填开采技术在我国快速发展。
目前国内主要的充填方式包括矸石充填、膏体充填和高水充填。
矸石充填就是将矸石、粉煤灰等材料破碎筛分后,通过输送带或刮板输送机输送到采空区直接进行充填的方式。
影响充填开采上覆岩层控制效果的关键因素是矸石的充填率和密实率。
为提高矸石充填率和夯实率,液压支架增加了夯实机构对充填矸石进行夯实处理。
1.综采工作面矸石充填开采技术现场应用现状煤炭在我国能源战略安全体系中长期起到压舱石和兜底保障作用。
然而,煤炭开发与利用过程中需排放20%左右的矸石,造成矿区环境污染与生态破坏,国家政策及法规明确要求提高矸石综合利用率,但是目前仍不足60%,并且以地面堆积填埋为主,矸石处理问题已经成为影响我国资源开发与环境保护战略的矛盾之一。
如何在严守生态保护红线的前提下实现矸石高效处置是煤矿企业面临的发展难题。
井下充填是矸石处置与利用的重要技术途径,目前常用的井下充填方法主要包括抛矸充填、掘巷充填、综合机械化充填、采选充一体化充填和矸石泵送胶结充填等,上述充填方法的理论和技术已经比较成熟,但存在着矸石充填与煤炭开采之间的时空干涉问题:即采煤与充填在同一个空间内并行作业,矸石充填处置增加了工作面生产工序,降低了15%~20%的采煤效率,限制了矸石井下充填方法的应用范围;同时,现有的矸石井下处置空间仅利用煤层开采空间,未充分利用煤层开采后上覆岩层变形产生的一系列包含垮落带、裂隙带以及弯曲下沉带中的离层区域在内的非压实区域。
煤炭加工中的新型煤矸石填充技术1. 背景煤炭作为我国主要的能源来源,其加工过程对我国经济发展具有重要意义在煤炭加工过程中,煤矸石的处置一直是一个难题煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废物,其数量巨大,且具有较高的环境污染风险近年来,新型煤矸石填充技术在煤炭加工领域得到了广泛的应用,不仅解决了煤矸石的处置问题,还实现了资源的有效利用,具有显著的环境和经济效益2. 煤矸石填充技术概述煤矸石填充技术是将煤矸石作为充填材料,用于煤矿井下采空区的填充,以解决煤矿开采过程中产生的采空区问题新型煤矸石填充技术相较于传统填充技术,具有更高的安全性能、环保性能和经济效益3. 新型煤矸石填充技术的优势3.1 环保效益新型煤矸石填充技术将煤矸石作为填充材料,避免了煤矸石的直接堆放,减少了环境污染同时,煤矸石在填充过程中可以有效抑制煤矿井下土地沉降,降低地表塌陷风险3.2 安全效益新型煤矸石填充技术采用专业的填充工艺,提高了填充体的稳定性,降低了煤矿井下的坍塌风险,保障了煤矿的安全生产3.3 经济效益新型煤矸石填充技术实现了煤矸石资源的有效利用,降低了煤矿生产成本同时,煤矸石填充过程中产生的附加产品,如砖块、混凝土等,可进一步拓宽煤矿产业链,提高经济效益4. 新型煤矸石填充技术的应用新型煤矸石填充技术在煤炭加工中的应用,主要包括以下几个方面:4.1 煤矸石的预处理在填充前,对煤矸石进行破碎、筛分等预处理,使其满足填充要求预处理后的煤矸石具有更好的填充性能和环保性能4.2 填充工艺的选择根据煤矿井下采空区的具体条件,选择合适的填充工艺,如直接填充、预压填充等填充工艺的选择直接影响到填充效果和煤矿安全生产4.3 填充体的监测与维护对填充体进行定期监测和维护,确保填充体的稳定性和安全性监测内容包括填充体的下沉、变形、裂缝等5. 结论新型煤矸石填充技术在煤炭加工中的应用,解决了煤矸石的处置问题,实现了资源的有效利用,具有显著的环保、安全和经济效益随着技术的不断发展和完善,新型煤矸石填充技术将在煤炭加工领域发挥更大的作用,为我国煤炭产业的可持续发展做出贡献煤炭加工中的环保型煤矸石填充技术1. 背景煤炭行业作为我国能源结构中的重要组成部分,其开采和加工在支撑国家经济发展中发挥着不可替代的作用然而,伴随着煤炭产量的增加,煤矸石这一伴生废物的处理和处置问题日益突出煤矸石不仅占据了大量的土地资源,还对环境造成了严重的污染近年来,环保型煤矸石填充技术在煤炭加工领域的应用逐渐受到重视,该技术主要目的是实现煤矸石的资源化利用,减轻环境负担,促进煤炭产业的可持续发展2. 环保型煤矸石填充技术的基本原理环保型煤矸石填充技术是一种将煤矸石作为填充材料,用于煤矿采空区充填的技术该技术的核心在于通过科学的方法处理和利用煤矸石,将其变废为宝,同时减少煤矿开采过程中的安全隐患,保护生态环境3. 环保型煤矸石填充技术的创新点3.1 绿色环保环保型煤矸石填充技术通过将煤矸石作为填充材料,避免了煤矸石的露天堆放和直接排放,大大减少了对环境的污染同时,填充过程中煤矸石的化学成分与地下水、土壤等环境介质相互作用,有可能促进土壤的修复和环境的自我净化3.2 提高资源利用率通过环保型煤矸石填充技术,可以将原本无用的煤矸石转化为有用的填充材料,提高了资源的综合利用率这不仅减少了资源的浪费,还降低了煤矿生产的经济成本3.3 增强煤矿安全生产能力煤矿采空区的稳定性和安全性是煤矿生产中的重要问题环保型煤矸石填充技术通过合理的填充设计和管理,可以有效减少采空区的下沉和变形,增强煤矿的安全生产能力4. 环保型煤矸石填充技术的具体应用环保型煤矸石填充技术在实际应用中包括以下几个关键步骤:4.1 煤矸石的分类与处理根据煤矸石的物理和化学特性,将其进行分类处理对于不同的煤矸石类型,采用相应的处理方法,如破碎、筛分、化学稳定等,以满足填充要求4.2 填充材料的设计与配比根据煤矿采空区的具体条件,设计合适的填充材料配比,确保填充体的稳定性和可靠性填充材料的设计应考虑到力学性能、环境适应性等因素4.3 填充过程的监测与管理在填充过程中,对填充体的稳定性、沉降速率、变形情况等进行实时监测,确保填充过程的安全和有效监测数据可用于优化填充工艺和提高填充效果5. 结论环保型煤矸石填充技术在煤炭加工中的应用,不仅解决了煤矸石的环境污染问题,还提高了资源利用率,增强了煤矿的安全生产能力随着技术的进步和应用的推广,环保型煤矸石填充技术将为我国煤炭产业的绿色发展和环境保护作出更大的贡献应用场合1. 煤矿采空区填充环保型煤矸石填充技术主要应用于煤矿采空区的填充在煤矿开采过程中,形成的采空区如果不进行填充,将会导致地表塌陷、土地沉降等严重问题使用煤矸石作为填充材料,可以有效地解决这些问题,同时减少对环境的影响2. 土壤修复与环境保护煤矸石填充技术还可以用于受煤炭开采影响的土地修复煤矸石中的某些成分可能对土壤有修复作用,通过填充可以促进受污染土壤的自我净化和修复,有助于改善生态环境3. 基础设施建设部分经过处理的煤矸石材料可以用于基础设施建设,如道路铺设、堤坝建设等这不仅可以减少煤矸石的堆放,还可以提高资源的利用率注意事项1. 煤矸石的质量控制煤矸石的质量直接影响到填充效果和煤矿的安全生产因此在应用环保型煤矸石填充技术时,需要严格控制煤矸石的质量,包括粒度、化学成分、湿度等2. 填充材料的设计与配比填充材料的设计与配比是填充技术中的关键环节需要根据煤矿采空区的具体条件,进行科学合理的填充材料设计和配比,以确保填充体的稳定性和可靠性3. 填充过程的监测与管理在填充过程中,需要对填充体的稳定性、沉降速率、变形情况等进行实时监测,确保填充过程的安全和有效监测数据可用于优化填充工艺和提高填充效果4. 环境保护与安全生产在应用环保型煤矸石填充技术时,要充分考虑环境保护和安全生产的要求确保填充过程不会对周围环境和煤矿生产造成不利影响5. 法律法规与政策遵循在应用环保型煤矸石填充技术时,需要遵守相关的法律法规和政策包括但不限于环境保护法、矿产资源法、安全生产法等同时,要遵循国家和地方关于煤炭产业发展的规划和指导方针6. 技术创新与研发投入环保型煤矸石填充技术是一个不断发展和进步的领域,需要持续进行技术创新和研发投入通过技术进步,提高填充效果,降低成本,推动煤炭产业的绿色发展和环境保护7. 人才培养与合作环保型煤矸石填充技术涉及到多学科的知识,需要培养专业的技术人才同时,鼓励企业、高校和研究机构之间的合作,共同推动技术的发展和应用环保型煤矸石填充技术在煤炭加工中的应用,既解决了煤矸石的环境污染问题,又提高了资源利用率,增强了煤矿的安全生产能力在应用过程中,需要注意上述的各种场合和事项,确保技术的有效实施和可持续发展。
原生矸石充填设备在煤矿绿色开采中的应用摘要:随着老区煤矿开采年限延长,储量逐年减少,三下压煤的开采势在必行,相应的环境问题凸显:建筑物破坏、矸石堆积占地,地下水水位下降等。
因此减少煤炭开采对生态环境的破坏,实现绿色开采显得日益重要。
本文阐述煤矿绿色开采内涵及充填技术中的设备应用,对老区资源枯竭矿井实现绿色开采具有借鉴意义。
关键词:煤矿绿色开采设备应用1.引言在我国一次能源结构中,煤炭占70%左右,它将长期是我国的主要能源。
随着老区资源枯竭矿井三下开采规模越来越大,相应地也带来了许多生态问题。
如何使老矿井的开采通过低投入、高回报得到可持续的发展,这就需要采取合理的开采技术及有效的防治措施,走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路,率先实现“低开采、高利用、低废弃”集约化经营的行业可持续发展目标,建设绿色煤炭工业体系。
本文就老区煤矿如何实现绿色开采以及矸石充填设备在绿色开采技术中的应用进行分析,并提出建议。
2.绿色开采技术体系从广义资源的角度论,在矿区范围内的煤炭、地下水、瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床,都应该是经营这个矿区的开发对象而加以利用。
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是从广义资源的角度上来认识和对待煤、矸石、水等一切可以利用的各种资源。
基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响,目标是取得最佳的经济效益和社会效益。
针对煤矿中地表塌陷、地下水位下降、矸石排放,绿色开采技术主要包括以下内容:1)水资源保护-形成“保水开采”技术;2)地表与建筑物保护-形成充填与条带开采技术;3)减少矸石排放—综合利用技术总之,绿色开采的内涵是减少采煤对环境的破坏,形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。
首先要改革开采技术,减轻对水土的破坏和地表的扰动,减少废弃物排放,实现循环经济。
其中,通过矿山废弃物的资源化利用矸石回填,实现岩层控制,减少对水土破坏和地表扰动,达到保护地面建筑物的目的,实现开采技术改革。
《矸石充填开采对上覆岩层及地面变形的影响研究》篇一一、引言矸石充填开采是一种广泛应用于矿区开采的技术手段,其主要特点是通过填充上覆岩层与地面的空隙,达到稳定矿区环境、防止地面沉降的目的。
然而,这种技术对上覆岩层及地面的影响一直是研究的热点和难点。
本文将深入探讨矸石充填开采对上覆岩层及地面变形的影响,以期为相关研究提供参考。
二、矸石充填开采技术概述矸石充填开采技术是一种在矿区开采过程中,利用矸石等材料填充采空区的技术。
该技术的主要目的是稳定矿区环境,防止地面沉降和塌陷等地质灾害的发生。
矸石充填材料具有较好的可塑性和稳定性,能够有效地支撑上覆岩层,减少地面的变形和沉降。
三、矸石充填开采对上覆岩层的影响矸石充填开采对上覆岩层的影响主要表现在岩层的应力分布、岩层移动和变形等方面。
在充填过程中,矸石充填材料对上覆岩层的压力产生了一定的影响,使得岩层的应力分布发生了变化。
同时,充填材料也会引起岩层的移动和变形,这些变化会对岩层的稳定性和矿区的安全生产带来一定的影响。
具体而言,矸石充填开采会使上覆岩层的应力重新分布,产生一定的应力集中现象。
此外,充填过程中还会引起岩层的移动和变形,导致岩层的裂隙和破坏,进而影响岩层的稳定性和矿区的安全生产。
然而,合理的矸石充填设计和施工可以有效地控制这些影响,保证上覆岩层的稳定性和矿区的安全生产。
四、矸石充填开采对地面变形的影响矸石充填开采对地面的影响主要表现为地面的沉降和变形。
在充填过程中,由于充填材料的质量和充填工艺的不同,地面的沉降和变形程度也会有所不同。
地面的沉降和变形不仅会影响地面的使用功能,还会对周边的建筑物和基础设施造成损害。
具体而言,矸石充填开采引起的地面变形主要包括地表的隆起、沉降和裂缝等现象。
这些变形现象的产生与充填材料的性质、充填工艺的合理性以及地下地质条件等因素密切相关。
因此,在矸石充填开采过程中,需要充分考虑这些因素,采取合理的充填设计和施工措施,以减小地面的变形和沉降。
煤矸石充填方法选择的专业技术分析一、引言煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物,大量堆积会对环境造成严重污染。
为了有效利用煤矸石,减少其对环境的影响,充填技术被广泛应用于煤矸石的处理中。
本文将重点探讨煤矸石充填方法的选择及其专业技术要求。
二、煤矸石充填技术概述煤矸石充填技术主要分为三类:井下充填、地面充填和井上下联合充填。
每种充填技术各有其特点和使用范围。
1.井下充填:将煤矸石运至井下,直接充填在采空区或巷道中。
该方法可有效控制顶板垮落,减小地表沉陷,但增加了井下运输负担。
2.地面充填:将煤矸石运至地面,集中充填在专门的场地或采空区上。
该方法减少了井下运输压力,但需要解决地表沉陷和土地复垦问题。
3.井上下联合充填:结合井下充填和地面充填的优点,将煤矸石先在地面加工成充填材料,再通过管道或运输工具送至井下采空区进行充填。
该方法综合了两种充填技术的优点,但技术要求较高。
三、煤矸石充填方法选择要求在选择煤矸石充填方法时,应考虑以下因素:1.地质条件:不同的地质条件对充填技术的要求不同。
例如,对于顶板稳定性较差的矿井,应选择井下充填或井上下联合充填,以控制顶板垮落。
2.运输条件:根据矿井的运输条件选择合适的充填技术。
若井下运输能力有限,可选择地面充填或井上下联合充填。
3.土地复垦:对于需要恢复使用的采空区,应考虑土地复垦问题。
地面充填有利于土地复垦,而井下充填则对土地复垦造成一定困难。
4.经济因素:不同充填方法的成本不同,应根据经济因素综合考虑。
例如,井下充填成本较低,但需要解决井下运输问题;地面充填成本较高,但可有效控制地表沉陷。
5.技术成熟度:根据当地经验和专业技术水平,选择成熟的充填技术。
对于缺乏经验的地区,可先进行试验研究,再推广应用。
四、专业分析报告根据对煤矸石充填技术的调查和分析,我们提出以下专业分析报告:针对不同的地质条件、运输条件和土地复垦需求,应选择合适的煤矸石充填方法。
在选择时,应优先考虑技术成熟度高、成本低且有利于土地复垦的充填技术。
矿井建筑物下采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用方案一、实施背景随着煤矿资源的日益减少和环境保护意识的提高,传统的采煤技术已经无法满足现代煤矿开采的需求。
煤矸石作为一种废弃物料,不仅占用了大量的土地资源,还对环境造成了严重的污染。
因此,煤矸石的综合利用和填充技术成为了当前煤矿产业结构改革的重要方向。
二、工作原理煤矸石填充采煤技术是指在矿井建筑物下采用煤矸石等物质填充的一种采煤方式。
其工作原理如下:1. 采煤前期:在矿井建筑物下方进行地质勘探,确定煤层的分布情况和矿井建筑物的结构特点。
2. 煤矸石填充:根据煤层的分布情况,将煤矸石等物质填充到矿井建筑物下方,形成填充层。
3. 采煤过程:通过开采煤层,同时将填充层中的煤矸石等物质一同采出。
4. 采煤后期:将采出的煤矸石进行综合利用,如进行煤矸石发电、建材生产等。
三、实施计划步骤1. 前期准备:进行矿井建筑物的结构评估和煤层勘探,确定填充层的位置和填充物质的选择。
2. 填充层施工:根据勘探结果,将煤矸石等物质填充到矿井建筑物下方,形成填充层。
3. 采煤过程:采用传统的采煤技术,同时将填充层中的煤矸石等物质一同采出。
4. 煤矸石综合利用:对采出的煤矸石进行综合利用,如进行煤矸石发电、建材生产等。
四、适用范围煤矸石填充采煤技术适用于煤矿建设较早、煤矸石资源较为丰富的地区。
同时,该技术还可以适用于其他矿山的废弃物料填充和综合利用。
五、创新要点1. 煤矸石填充采煤技术的创新点在于将煤矸石等废弃物料填充到矿井建筑物下方,实现了资源的综合利用和环境的保护。
2. 通过采用煤矸石填充采煤技术,可以减少矿井建筑物的占地面积,提高矿井的开采效率。
3. 煤矸石填充采煤技术还可以减少煤矸石的排放量,降低对环境的污染。
六、预期效果1. 煤矸石填充采煤技术的应用可以实现煤矸石的综合利用,提高资源利用率。
2. 通过填充层的形成,可以减少矿井建筑物的占地面积,提高矿井的开采效率。
3. 采用煤矸石填充采煤技术可以减少煤矸石的排放量,降低对环境的污染。
浅谈矸石充填绿色开采技术摘要:介绍了煤炭资源开采带来的生态环境问题,分析了矸石充填开采技术合理性与特点,并对矸石充填技术进行了系统阐述。
最后从采充均衡理论出发,确定了采空区充填应采用部分充填法。
关键词:矸石充填,绿色开采,采充均衡1 引言煤炭资源开采导致了严重的塌陷破坏和生态环境问题,矿山开采沉陷和煤矸石的露天排放是造成破坏和影响矿区环境的主要问题根源。
矿山开采沉陷破坏了人们赖以生存的矿区生态环境,对地农及其建筑物造成了严重损害。
煤矸石的大量露天排放不仅占用大量土地、污染上壤,而且矸石的自燃会释放大量的SO2,H2S和CO等有毒有害气体,威胁人们的生产、生活安全。
利用矸石充填的绿色开采技术既可以解决煤矿生产矸石的井下处置问题,避免矸石提升上井带来的矿井运输紧张、地而环境污染和占地问题,又可以实现对地面的有效控制,保护地面建筑物安全,使矿井开采与生态环境相协调。
2 矸石充填的背景2.1 煤矿生产对环境的破坏形式矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而一旦开发建设,强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化,由此形成了独特的矿区生态环境问题,主要表现在以下几个方面:1)对土地资源的破坏和占用。
煤炭开采对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
2)对水资源的破坏和污染.煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。
同时开采还可能污染地下水资源。
3)对大气环境的污染.主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃所形成的废气。
2.2 矸石充填的合理性我国矸石排量占原煤产量的15%—20%。
按年产25亿t煤计算,矸石排量在4亿一5亿t。
减少排矸和进行矸石利用是绿色开采技术的一大任务。
我们通过优化巷道布置,多开煤巷少掘岩巷,开发煤巷护巷技术,减少矸石量。
另外,随着矸石充填液压支架、高速动力抛矸机等关键设备的矸制成功,以及矸石充填开采在邢东矿区和新汶矿区的工业性试验取得的初步成功,使得矸石充填开采的成功实施成为可能。
煤矿矸石充填开采技术的研究与应用摘要:经济在快速发展,社会在不断进步,本文以矸石充填开采为例,对矿井开采中矸石充填的关键装备、系统以及技术方法进行综合研究与应用分析,提出矸石综合处理的可行性方式和原理,通过矸石充填开采置换出传统技术不能采出的煤炭资源,实现“三下”压煤资源的解放,提高煤炭资源开发的利用率。
关键词:“三下”开采;矸石充填;应用研究引言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。
1井下矸石充填研究背景我国煤炭资源储量非常丰富,煤炭在过去很长一段时期及未来若干年将仍是我国的主要能源,2020年前每年煤炭消耗占能源总量60%以上,2020年煤炭消耗占能源消耗总量下降至57%。
煤炭资源在生产及利用过程中的伴生品主要为煤矸石、煤渣等,占煤炭产量的15%左右。
目前,我国矸石总存放量约60亿t,矸石堆积占用大量土地资源(面积20多万亩),且仍以5~8亿t/a的排放量增加。
大量的煤矸石堆积不但对土壤环境造成水土流失、地表下沉、土地沙漠化等较大的破坏,还会造成粉尘大气污染等问题。
为此,国家和地方近年来也陆续出台了一系列相应的政策性文件,部分地方环保部门也出台了一些要求煤炭生产企业“矸石不出井”的文件等。
2煤矿矸石充填开采技术的研究与应用2.1矸石充填技术装备矸石充填工作面需要配备的主要装备有固体充填液压支架、多孔底卸充填刮板输送机、自移式矸石转载机等。
【煤矿井下矸石充填采空区的方法】1. 引言在煤炭开采过程中,采空区的充填工作是非常重要的一环。
充填采空区不仅可以保护地表和地下水资源,还可以减少对地质环境的破坏。
针对这一问题,煤矿井下矸石充填已成为一种比较成熟的方法。
本文将从深度和广度的角度,全面探讨煤矿井下矸石充填采空区的方法。
2. 煤矿井下矸石充填的原理矸石充填是指将矿山废弃物矸石通过适当的工艺处理,将其回填到采空区,从而填平采空,达到地面平稳、资源综合利用和环境保护的目的。
其原理是通过合理利用矿山废弃物,实现资源再利用和环境保护的双重效益。
3. 煤矿井下矸石充填的方法煤矿井下矸石充填的方法主要包括常规充填方法和新型充填方法。
常规充填方法包括干浆充填法、水浆充填法和矿山充填法。
而新型充填方法则包括高浓度浆体充填法、液态充填法和密封式充填法等。
这些方法都有各自的优点和适用范围,可以根据具体情况选择合适的充填方法。
4. 煤矿井下矸石充填的工艺流程煤矿井下矸石充填的工艺流程主要包括矸石的收集、破碎、搅拌、输送、充填等环节。
在实际操作中,需要根据煤矿的具体情况和矸石的性质,制定合理的工艺流程,并进行工艺参数的调整和优化,以确保充填效果和安全生产。
5. 煤矿井下矸石充填的技术要点煤矿井下矸石充填的技术要点包括矸石的选取和预处理、充填体系的设计、充填浆体的配比和稳定性、充填工艺参数的控制、充填巷道的支护和监测等。
这些技术要点对于保证充填效果、提高充填效率和保障安全生产具有重要意义。
6. 煤矿井下矸石充填的应用前景煤矿井下矸石充填作为一种环保、资源综合利用的技术,在煤炭开采中具有广阔的应用前景。
随着我国煤炭开采技术的不断进步和环境保护意识的提高,煤矿井下矸石充填将会得到更广泛的应用和推广。
7. 结语煤矿井下矸石充填是一种重要的煤矿充填技术,它能够有效地解决采空区的环境问题,实现资源的综合利用。
在未来的煤炭开采中,煤矿井下矸石充填将发挥越来越重要的作用。
希望通过本文的介绍,能够使读者对煤矿井下矸石充填有一个更加深入的了解。
煤层开采中充填采煤技术分析新疆乌鲁木齐市 830091摘要:煤炭资源对我国经济的发展起着重要作用,随着工业现代化的发展。
煤炭的开采量大幅度增加,煤层采空区的处理与加固成为煤矿企业、专家学者关注的问题之一,也是当下亟须解决的问题。
为了进一步满足采煤的需求,人们提出一种充填采煤技术。
这种技术已被广泛应用在煤矿生产过程中,可有效解决采矿造成的环境问题,例如固体废弃物污染、土地沉降等。
充填采煤可以有效阻止地表沉陷和岩层移动,进一步提高煤矿企业的生产效率。
关键词:煤层开采;充填采煤技术引言为适应煤层各式各样的开采条件,现如今的采煤多采用综合机械化方式进行开采工作,某矿工作面同样运用多种机械化设备实现煤矿的开采以及运输工作。
然而在煤层的开采过程中,采空区出现了陷落以及断层等危险,为了保证开采工作的安全性,也要提高对能源的开采效率,提出了充填采煤技术,并进行了相应的研究分析。
1充填采煤技术概述煤矿企业对中国的经济发展具有重要作用,但是煤矿企业在开采过程中由于开采技术或方法的不当使用,不可避免地对环境造成了一定的污染。
造成污染的主要原因是煤矿开采过程中工作人员使用技术不当以及存在一些破坏性开采,导致煤矿岩层出现了沉降,更严重时甚至对岩层造成了损害,同时给周边环境也造成了污染,打破了生态环境的动态平衡,产生不利影响。
为了避免这一问题带来的影响,国家提倡采取绿色开采。
煤矿企业必须从自身出发进行整合、改进以及革新,更好地满足社会经济发展的现代化需求,减少现阶段高耗能、高污染的情况,真正实现向环保和高资源利用率的转变,进而提高煤炭开采的质量和效率,更好地促进自身的可持续发展。
因此煤矿企业必须不断对技术进行优化,积极应用新的开采技术,例如在实际开采过程中可应用充填采煤技术,减少岩层沉降现象,保证开采的安全性和稳定性以及煤炭开采工作的顺利进行,进而提高煤炭开采效率2充填采煤技术的重大意义2.1有利于提升资源利用率煤炭开采过程会产生大量的废弃物,采用传统采煤技术,需要将这些废弃物运送出去并专门进行废物处理,耗时耗力,同时还降低了煤层开采效率。
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。
深部煤矿井下绿色充填开采技术研究摘要:随着社会的发展,我国的煤矿工程的发展也突飞猛进。
现代社会的发展离不开煤矿资源,人们的日常生活,如煤油、灯火、车、水等,都与其息息相关。
但是,这么重要的资源,其开采过程却是极其艰难的。
因为它是在地下开采的,一旦将煤矿挖掘出来,地质表层失去支撑,失去稳定性,如果没有采取有效的相应措施,地质便会沉陷。
由于世界日新月异的发展,人们对于煤矿资源的需求越来越多,我们不可能暂停开采。
因此,如何做到有效控制煤矿开采的沉陷,运用相关的充填开采技术减少不良事故的发生,将人员伤亡降到最低,减轻对环境的破坏,成为现代煤矿充填开采技术研究的首要任务。
关键词:煤矿;充填开采;技术研究1引言煤矿充填开采是指在开采工作面推过后,通过物料对已采空间进行填充,控制基本顶及上覆岩层运动,进而防止地表下沉的一种采煤方法。
中国的充填工艺和技术发展较快,先后经历了废石干式充填、分级尾砂和碎石水力充填、混凝土胶结充填、废石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填和膏体泵送胶结充填、高水充填等过程。
随着煤炭资源的不断枯竭,“三下”压煤这部分煤炭资源显得越来越重要,据不完全统计,中国生产矿井“三下”压煤量达150×108t,主要集中于山东、安徽、河北、河南、江苏等5省。
其中,山东省通过制定煤矿管理政策、加大充填开采的监管力度,在许多重点矿井实施了充填开采技术,在很大程度上解决了耗能与产能的矛盾。
河北省的冀中能源集团将机械化采煤技术与充填开采相结合,对大量“三下”压煤进行了回收,创造了可观的经济效益。
河南省、安徽省等通过发展矸石等固体充填技术,既安全回收了煤炭资源,又减少了矸石等固体废弃物对环境的污染,建设了多所现代化模范矿井。
同样,中西部水资源匮乏地区,为了进一步减少地下煤炭资源开采对环境的破坏,尤其水资源的保护,也在必要地区探索和实施了保水充填开采技术。
2充填开采技术的现状充填开采是解决“三下”压煤、避免煤矸石和粉煤灰等工业废弃物占用耕地及污染环境的技术手段。
煤矿绿色开采技术浅析【摘要】煤炭的传统开采方法会对土地资源、大气和水资源都造成不同程度的破坏,煤矿的绿色开采技术可以保护环境、减少污染,实现资源的充分利用。
煤矿绿色开采技术包括煤与瓦斯共采、采空区充填开采、保水开采以及矸石的综合利用等。
【关键词】绿色开采技术;环境;瓦斯;矸石前言随着煤矿开采规模越来越大,相应地也带来了许多环境问题,如何治理煤矿的环境,使煤矿得到可持续的发展,这就需要找出一个合理的技术,这就需要实施煤矿的绿色开采技术。
矿山要实现绿色开采,必须依靠科技进步,使开采导致的环境破坏控制在环境允许容量内。
煤炭绿色开采的内涵主要表现在,改革开采技术,减轻对地表的扰动和水土的破坏,减少废弃物排放以及矿山废弃物的资源化利用。
煤炭绿色开采涉及到煤炭资源开采整个过程的清洁生产,生产规模设计、生产方式的选择、生产要素的布置、生产效率的提高、资源开发以及实现矿山开采与环境协调的整个过程。
进行绿色开采需要正确处理开采与持续发展、开采与环境协调等关键问题。
1 煤矿开采对环境的危害1.1 煤矿开采对土地资源的破坏煤炭开采造成土地塌陷,村庄被毁坏。
井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
现在一些地方实施迁村开采,有的村庄有几百年甚至上千年的历史,迁村破坏了村庄的历史和文化。
每年因为煤炭开采造成塌陷的土地面积约为4万hm2。
1.2 煤矿开采污染大气开采过程中的大气污染源主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃。
由于开采条件差,40%的煤矸石升井以后,堆积占地,煤矸石发热自燃产生废气,产生二氧化碳,造成大气环境污染。
煤矿开采排放瓦斯对环境的污染十分严重,瓦斯是易燃易爆气体,井下瓦斯爆炸事故频繁发生,给国家造成严重的生命和财产损失;同时,瓦斯还是温室气体,大量排放危及大气层、森林、农作物和人类自身。
1.3 煤矿开采对水资源的破坏和污染其主要表现在两个方面:一方面煤炭开采过程中,进行的疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干;另一方面开采造成地表及地下水污染。
煤矿矸石处置绿色充填方案背景煤矿是我国的主要能源产业之一,但同时也带来了严重的环境问题。
其中矸石是煤矿生产中产生的重要固体废弃物,其排放和处置已成为煤矿环保治理的重要问题。
传统的矸石堆积和填埋方式对环境的影响非常大,比如污染土壤和地下水等。
因此,研究可行的煤矿矸石处置方案对于促进绿色化煤炭产业具有重要意义。
绿色填矿技术的概念绿色填矿技术指的是将煤矿矸石处理后,运用于各种建筑工程中,以替代传统的填土和石子材料。
这种技术的主要目的是在煤炭生产过程中减少固体废弃物产生,并且将运输和处置费用最小化。
绿色填矿技术的优势绿色填矿技术的优势主要体现在以下几个方面:1.环保效益传统填矿方法会严重污染周边生态环境,而绿色填矿技术能够将矸石转化为二次资源,从而减轻环境污染压力。
2.经济效益绿色填矿技术降低了煤炭生产成本,最大化地利用了矸石资源,科学地配置了填充方案,使产生的煤矸石成为实现低成本建设的原材料。
3.社会效益绿色化煤炭产业同样对于当地的社会发展和经济增长具有重要意义。
绿色填矿技术的实现方式实现绿色填矿技术,需要工艺配套、技术配套和设备配套三者具备。
一项研究表明,采用绿色填矿技术的煤矿企业一年可节约运输费用8000万元,建筑工程企业也能从中获得利益,成为一种典型的产业链延伸模式。
具体实现方式如下:1.矸石处理技术矸石处理技术主要是将原始矸石经过破碎、筛分、洗涤等多个工序进行处理,得到适合绿色填矿使用的矸石。
通过这种方式,矸石将得到充分利用,同时对周围环境的影响也是极小的。
2.理性设计在绿色填矿的实现过程中,我们需要根据实际情况制定出可行的设计方案。
这个设计方案应该是基于地形地貌、矿床特征、填充材料等因素考虑而来。
3.技术创新在设计方案完成后,需要寻求相关的技术支持。
在此过程中,一些先进的技术,比如粉尘控制、水处理、环境监测等,就显得尤为重要。
这些技术的引进将帮助我们更好地实现绿色填矿技术。
意义与展望绿色填矿技术作为一种独特的煤矿矸石处置方式,不仅有明显的经济效益和环境效益,同时也促进了中国煤炭行业的绿色化进程。
浅谈矸石充填绿色开采技术摘要:介绍了煤炭资源开采带来的生态环境问题,分析了矸石充填开采技术合理性与特点,并对矸石充填技术进行了系统阐述。
最后从采充均衡理论出发,确定了采空区充填应采用部分充填法。
关键词:矸石充填,绿色开采,采充均衡1 引言煤炭资源开采导致了严重的塌陷破坏和生态环境问题,矿山开采沉陷和煤矸石的露天排放是造成破坏和影响矿区环境的主要问题根源。
矿山开采沉陷破坏了人们赖以生存的矿区生态环境,对地农及其建筑物造成了严重损害。
煤矸石的大量露天排放不仅占用大量土地、污染上壤,而且矸石的自燃会释放大量的SO2,H2S和CO等有毒有害气体,威胁人们的生产、生活安全。
利用矸石充填的绿色开采技术既可以解决煤矿生产矸石的井下处置问题,避免矸石提升上井带来的矿井运输紧张、地而环境污染和占地问题,又可以实现对地面的有效控制,保护地面建筑物安全,使矿井开采与生态环境相协调。
2 矸石充填的背景2.1 煤矿生产对环境的破坏形式矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而一旦开发建设,强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化,由此形成了独特的矿区生态环境问题,主要表现在以下几个方面:1)对土地资源的破坏和占用。
煤炭开采对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
2)对水资源的破坏和污染.煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。
同时开采还可能污染地下水资源。
3)对大气环境的污染.主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃所形成的废气。
2.2 矸石充填的合理性我国矸石排量占原煤产量的15%—20%。
按年产25亿t煤计算,矸石排量在4亿一5亿t。
减少排矸和进行矸石利用是绿色开采技术的一大任务。
我们通过优化巷道布置,多开煤巷少掘岩巷,开发煤巷护巷技术,减少矸石量。
另外,随着矸石充填液压支架、高速动力抛矸机等关键设备的矸制成功,以及矸石充填开采在邢东矿区和新汶矿区的工业性试验取得的初步成功,使得矸石充填开采的成功实施成为可能。
这种新的开采方法不但可以在保证一定采出率基础上有效的控制岩层和地农移动、保护地表建筑物,而且还能实现矸石不升井、直接充填采空区,达到促进资源开采和环境保护协调发展的目的。
2.3 矸石充填的特点井下矸石直接用于采空区充填,从经济角度考虑,会增加矸石在井下运输的费用,增加工作面充填作业所需的设备和人工费用;但可以省去运出井口和运至矸石山和矸石山环保处理的费用,减少复垦费用,免去矸石山的排矸作业的费用。
如果将矸石山的土地购置费用和长时期的各种污染的治理和赔偿费用计算在一起,则在多数情况下,井下充填所增加的费用将远小于后者。
从理论上来说,充填开采是解决煤矿开采环境问题的理想途径,尤其在经济发达地区解决建筑物下压煤开采更应受到重视。
矸石充填技术具有以下特点:减少了复杂的提矸、运矸环节和人员,相应地减少了运矸设备和工作量;在矿井全部实现矸石充填时,地面矸石山占地及其所造成的环境污染等问题,可以得到彻底解决;由于大量矸石的采空区充填,提高了回采煤工作面顶板的安全程度,而目有效地防止了由于采空区冒落所造成的地表塌陷;回采后顶板的有效控制,给无煤柱开采制造了有利条件;因为没有像其他充填方法那样的复杂环节和工艺过程,又减少了向地面运矸翻矸和没有地面堆积占林、占地,可达到保护地面建筑物的日的。
由于采用了采空区充填,避免了采空区积水的安全隐患。
采空区充填还可防止采空区遗煤自燃和采空区瓦斯涌出和积聚。
矸石充填开采技术,取得了以矸换煤、矸石不升井、不占用耕地的洁净开采效果,不但解决了“三下”压煤问题,而且延长了矿井寿命,是一种具有广阔应用前景的绿色开采技术应大力研究和推广。
3 井下矸石充填技术3.1 矸石充填技术的分类按矸石充填的位置不同分巷道充填或工作面充填。
巷道充填系统简单,占用设备少,但缺点是矸石充填量少,不能从根本上解决矸石污染问题。
工作面充填,工作面充填系统复杂,除煤炭运输系统外,还要有排矸充填系统,设备占用多,但优点是矸石处理量大,目还能多出煤。
按充填量和充填范围不同分全部充填或局部充填:全部充填即在煤层采出后顶板未冒落前,对所有采空区域进行充填,充填量和充填范围与采出煤量大体一致,靠采空区充填体支撑上覆岩层控制开采沉陷。
局部充填是相对全部充填而言的,其充填量和充填范围仅是采出煤量的一部分,它仅对采空区的局部或离层区或冒落区进行充填,靠覆岩关键层形成对上覆岩层的支撑结构、充填体及部分煤柱共同支撑覆岩控制开采沉陷。
3.2 矸石充填的输送方式矸石充填方法其位置只能是采空区,而局部充填的位置可以是采空区、离层区或冒落区。
当采空区倾角较大时或在倾角较大的下山,可采用自溜来完成充填,其做法是:用单轨吊车、齿轨车或卡轨车等辅助运输工具把矸石由掘进工作面直接运输、倾卸到采空区;当采空区倾角较小或在倾角较小的下山和平巷进行矸石充填时,要用一些设备进行处理,如扒装机、胶带输送机、刮板输送机等。
选用扒装机时利用扒装机台铲和扒斗,将台铲固定在卸矸点外,回头轮固定在废弃巷道充填面上端,用扒斗将矸石扒向充填面。
选用胶带输送机时用改造后的皮带机,将矸石送往充填面,输送机固定在卸矸点外,胶带机机尾可采用悬壁梁架,目可调坡度,将矸石送高或送低,机身也可加长或缩短,以保证卸矸的适应性。
选用刮板输送机时同胶带输送机。
在上述3种方式中,以胶带输送方式为最好。
3.3 矸石充填采空区条带充填技术矸石充填采空区条带充填技术,就是在煤层采出后顶板冒落前,采用矸石材料对采空区的一部分空间进行充填,构筑相间的充填条带,靠充填条带来支撑覆岩,控制地表沉陷,如图1所示。
图1 采空区条带充填示意图采空区条带充填技术有两种模式:其一是长壁条带充填开采模式,沿推进方向在采空区相间构筑充填条带:其一是短壁间隔条带充填开采模式(见图2),工作面布置成短壁条带开采,隔l个工作面充填l个工作面。
图2 短壁间隔条带充填开采模式对于条带开采冒落区注浆充填技术则主要用来实现建筑物下压煤开采,其主要缺点是煤炭采出率偏低,一般仅为30%~50%。
条带冒落区失去承载能力并将其上部岩层的载荷转移到两侧留设的煤岩柱上。
条带开采冒落区注浆充填就是在建筑物压煤条带开采情况下,通过地面或井下钻孔向采出条带己冒落采空区的破碎矸石进行注浆充填,充填破碎矸石空隙,加固破碎岩石,使得采出条带冒落区重新起到承载作用,从而减缓覆岩移动往地表的传播;同时利用充填材料与冒落区内矸石形成的共同承载体来缩短留设条带的宽度,以达到提高资源回采率的目的。
4 从采矿均衡角度分析充填模式的选择采空区全部充填开采中,采矿和充填相互制约,不继续采矿就无处充填,不充填也就不能采矿,使得由采矿和充填这两个作业环节组成的回采作业大循环共同决定矿井的开采。
因此,只有实现采矿和充填的均衡,充填技术才有生命力,才会在矿山有效应用。
采充均衡问题体现在三个方面,其一,充填生产能力与采矿生产能力如何匹配才能保持与其他开采方法同样的产量;其二是充填材料供需均衡问题,如何寻找合适丰富充填材料满足回填空间的要求;其三是充填成本与采矿效益均衡问题,充填开采中因充填而增加的经济效益能否抵消充填成本。
4.1 充填能力无法匹配机械化的采煤生产能力煤炭开早就实现综合机械化,即落煤、装煤、运煤、支护和放顶五道工序,全部采用机械化作业,出现了工作面年单产百万吨甚至千万吨以上的地下特大型矿山,因此,煤矿的充填技术必须适应高产高效的发展。
但是随采随充的充填能力一般小于40m3/h,而一个年产100万t的采煤面的生产能力超过100m3/h,因此采用采空区全部充填技术无法与高产高效采煤技术相匹配。
4.2 煤矿缺乏充填材料煤矿自身工业废弃物比例小,煤矿的矸石一般为煤炭开采量的15%~20%,采空区全部充填难以解决优质充填材料来源困难的问题。
因此,采空区全部充填技术只局限于在能够在解决充填材料的矿区使用。
4.3 充填成本大于开采塌陷赔偿成本对采煤塌陷赔偿费用进行统计分析得出:采空区全部充填增加的吨煤开采成本大于开采塌陷土地破坏和村庄搬迁赔偿增加的吨煤开采成本,煤矿采用采空区全部充填开采,不能解决充填成本与采矿效益矛盾问题。
由上述论证可知,煤矿如采用传统的采空区全部充填法,无法解决采充均衡问题。
因此煤矿不宜选择随采随充的采空区全部充填采煤法。
为此,建议选择部分充填开采模式。
上面介绍的矸石充填采空区条带充填技术就是部分充填的其中一种技术。
5 结论1)煤炭作为主体和可靠能源,绿色开采是其可持续发展的主要内容之一,突出特点是考虑对环境的保护,形成开采与环境协调发展。
2)利用矸石充填开采,在有效的控制地表沉陷、保护地面建筑物的同时,该技术还处理了煤炭生产过程中的煤矸石,实现了地而矸石的零排放。
3)矸石充填开采技术,取得了以矸换煤、矸石不升井、不占用耕地的洁净开采效果,不但解决了“三下”压煤问题,而且延长了矿井寿命,是一种具有广阔应用前景的绿色开采技术应大力研究和推广。
4)从采充均衡角度分析得到,采空区全部充填开采无法解决采充均衡问题,建议才用部分充填方法。
参考文献[1]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望.采矿与安全工程学报,2009,3.[2]谢中强.浅析煤炭绿色开采技术.中州煤炭,2009.[3]李兴尚,许家林,朱卫兵等.从采充均衡论煤矿部分充填开采模式的选择.辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2008,4.[4]柳西学.矸石井下充填绿色开采沉陷控制研究.矿业天地,2008.[5]钱鸣高,许家林.煤炭工业发展面临几个问题的讨论.采矿与安全工程学报,2006,6.[6]徐开宇,田取珍.减少矸石排放量的洁净开采技术与方法.山西煤炭,2009,3.[7]曲金田.新型高产高效矿井模式的研究.辽宁工程技术大学,2002.[8]许家林,朱卫兵,李兴尚等.控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究.采矿与安全工程学报,2006,3.。