膏体充填技术研究

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。

煤矿膏体充填管路的选型及布置研究对膏体充填管路的设计选型及现场布置进行了详细阐述。

标签：充填采煤；管道输送；设计选型；现场布置1 引言太平煤矿是我国最早开发应用膏体充填采煤技术的煤矿，截止今年8月，共充填96万方。

所谓膏体充填采煤，就是利用充填泵加压把膏体料浆通过管道输送到井下，及时充填全部采空区，控制顶板垮落。

如何设计和建设一套简单、可靠、实用的输送系统，是制约膏体充填采煤法的一个瓶颈。

本文将该矿充填管路设计选型及现场布置的经验做法总结如下。

2 充填管路选型的基本原则井下充填管路的选型应遵循以下几个原则：（1）技术可行，主要指管路的输送能力满足生产需要，并且可操作性强，便于充填作业的实施；（2）经济合理，就是要综合考虑各因素；（3）安全可靠，即尽可能地降低管路的破管、堵管机率。

使整个充填管路系统经济合理。

3 干路充填管选型3.1 材质选择在料浆管道输送工程中，由西安某大学下属公司研究并生产的KMTBCr28双金属耐磨钢管是一种耐磨、耐蚀、耐冲击性能好的输送管路，并且在金川公司二矿充填系统中得到广泛应用，效果良好。

它是在普通无缝钢管内壁复合一层高耐磨合金材料，制成外层为钢管、内层为耐磨材料的复合耐磨管，既具有高合金材料的耐磨、耐腐蚀特性，又具有较高的机械强度和较高的抗冲击性能。

3.2 浆体流速及管道内径的选择确定煤矿对充填能力的要求要大大高于金属矿山的要求，按照充填开采需要，太平煤矿设计充填系统充填能力Qj150m3/h。

通过膏体充填料浆流动性能实验表明，太平矿以河砂及电厂粉煤灰为骨料的充填料浆水力坡降较小，其约为同等条件下金属矿山高浓度充填料浆的1/2。

所以，最终确定充填系统设计流速vj1.8m/s。

该方案既做到充填管路重量较轻，又保证流速较小（远小于水砂充填流速）。

根据选择的流动速度，则可以计算出充填管道的内径D：D172（mm）。

故理论选取干路充填管道的内径为172mm。

3.3 充填系统最大工作压力充填系统压力与充填料浆的流动性能、充填系统管路长度成正比关系。

全尾砂膏体充填采矿技术现状及展望摘要：全尾砂膏体充填采矿技术是一种在矿山开采过程中广泛应用的地下采矿方法。

它以尾砂为主要原料，通过控制水分含量和添加适当的添加剂，形成一种类似浆体的充填材料，将其倒入已经开采完成的采空区，实现资源回收和矿山空间利用的双重目标。

因此，笔者将对全尾砂膏体充填采矿技术的现状进行概述，并展望其未来的发展前景。

关键词：全尾砂膏体；充填采矿技术；现状；展望引言全尾砂膏体充填采矿技术是一种将矿山尾砂通过适当的工艺处理后，以形成膏体状态，并将其回填到地下采空区的保护性采矿方法。

这种技术不仅可以最大限度地回收资源，减少矿山废弃物的排放，还能有效地控制地表沉陷和地下水位变动，提高矿山的安全和环境保护水平。

1全尾砂膏体充填采矿技术的优势第一，资源回收利用。

全尾砂膏体充填采矿技术可以将矿山尾砂通过添加适当的添加剂和控制水分含量，形成可流动的充填材料，填充到已经开采完毕的采空区。

这样可以实现对尾砂的资源回收和再利用，最大限度地减少了废弃物排放，降低了对环境的影响。

第二，空间利用率高。

采矿过程中会形成大量的采空区，在传统的不加支护或局部支护的情况下，采空区无法有效利用。

而通过全尾砂膏体充填采矿技术，可以将采空区填充起来，提高矿山空间利用率。

这对于矿山的综合利用、开发潜力的挖掘以及对土地资源的保护都具有重要意义。

第三，强化矿山安全性。

采空区的存在会对矿山的安全性产生一定的影响，如地面沉陷、坍塌等。

通过全尾砂膏体充填采矿技术，可以有效地填平采空区，减少地表沉陷和地面不稳定风险，提高矿山的整体安全性。

第四，提高开采效率。

全尾砂膏体充填采矿技术可以有效地提高开采效率。

通过填充采空区，可以减少无用开采量，减少废石开采、运输和处理的时间和成本。

充填材料还可以提供临时支撑，避免了传统支护的机械设备安装和拆除过程，减少了开采周期和延长了矿井的使用寿命。

2全尾砂膏体充填采矿技术现状2.1金属矿山全尾砂膏体充填采矿技术在金属矿山中得到了广泛应用。

煤矿膏体充填开采工艺的探讨摘要：工艺方法的实施是煤矿膏体充填开采的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述，分析了煤矿膏体充填开采技术应用的优势，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就膏体充填开采技术应用要点展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：煤矿膏体；充填；开采；工艺1前言煤矿膏体充填开采是一项实践性较强的综合性工作，其工艺方法的特殊性不言而喻。

该项课题的研究，将会更好地提升对煤矿膏体充填开采工艺的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项开采工作的最终整体效果。

2概述20世纪60年代抚顺胜利煤矿采用水砂充填技术开采出了保护煤柱，虽然获得了较好的开采效果，但是成本高、工艺复杂，限制了该技术的普及。

直至20世纪80年代，膏体充填技术由于其有效解决了水砂充填过程中存在的泌水问题，须建立隔排水系统等问题，该材料是牙膏状浆体，不仅不会发生泌水现象，而且可以在流速较低的情况下正常泵送，大大提高了充填效率，故其在煤矿生产中的应用越来越广泛。

充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，也是解决建筑物下大量压煤开采的重要途径。

其中膏体充填技术与钱鸣高院士提出的绿色开采理论相符，可有效防止采空区的塌陷，提高开采安全，能够有效控制开采过程中顶板的稳定性，防止溃砂溃水和顶板事故，防止矿井重特大事故的发生。

3煤矿膏体充填开采技术应用的优势3.1稳定性更强充填开采技术的应用中充填材料的性质与充填开采作业的效果是具有直接关系的，膏体充填开采主要是使用矸石粉、粉煤灰、胶固料、矿井水等混合形成的膏体作为填充材料，通过膏体的凝结发挥出充填支撑的作用，膏体材料往往能够具有较强的稳定性，这对于防止分层、离析等问题的发生是具有着良好效果的。

膏体充填材料的强稳定性与其充填料浆的高浓度是有很大关系的，传统充填技术中所使用的充填料浆浓度最高只能达到65%，普遍属于低浓度充填料浆，而膏体充填开采技术中所使用的充填料浆的质量浓度一般都可达到75%-82%的水平，如配合骨料的使用甚至可达到88%，高质量浓度也赋予了膏体充填材料较强的屈服切应力和塑性粘度，在同一横截面上浆体流动速度为常数，浓度、流速基本不会发生改变，因此稳定性更高。

采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用探讨摘要：条带膏体充填采矿技术是一种重要的地下采矿方法，它通过将膏体充填到采矿空间中，实现对矿体的稳定支撑和回收。

这种技术在矿业工程中得以广泛应用，为矿山开发和资源利用带来了新的思路和机遇。

基于此，本文章对采矿工程中条带膏体充填采矿技术的应用进行探讨，以供参考。

关键词：采矿工程；条带膏体充填采矿技术；应用要点引言条带膏体充填采矿技术基于高流动性和可塑性的膏体，可以在地下挖掘过程中填补空隙并形成支撑结构。

该技术具有较高的填充效率、资源利用和环境保护的优势，适用于各种采矿工程和地下工程项目。

然而，该技术的应用仍面临着一些技术挑战和工程难题，需要进一步研究和实践来完善和提升其应用效果。

1条带膏体充填采矿技术的原理条带膏体充填采矿技术是一种在采矿过程中利用粉状或浆状材料将空隙区域填充并形成支撑结构的方法。

条带膏体是一种由水、填充剂和添加剂组成的混合物，具有较高的流动性和可塑性，可以填充各种大小和形状的空隙。

条带膏体在固化后能够形成坚硬的填充体，具有足够的强度和稳定性，可以提供支撑和加固地下空间。

通过将条带膏体注入到待充填区域，可以有效地管理地下空隙，并预防由于开采引起的地面沉陷和裂缝的产生。

条带膏体充填可以利用废弃物、尾矿和其他可回收材料，实现资源的综合利用和环境保护。

2条带膏体充填采矿技术的优势和局限性2.1优势条带膏体充填采矿技术可以利用废弃物、尾矿和其他可回收材料进行填充，实现资源的综合利用和环境保护。

充填技术能够有效填充开采后的空隙，减小地面沉陷和裂缝的产生，降低对地表建筑物和基础设施的影响。

通过填充空隙并形成支撑结构，充填技术可以最大限度地提高采矿效率，减少资源浪费。

充填体具有较高的强度和稳定性，可以加固和支撑地下空间，减少地质灾害风险，改善工作环境安全。

相比传统采矿方法，条带膏体充填采矿技术产生的环境污染更少，对水、土壤和空气等自然资源的影响更小。

2.2局限性条带膏体充填采矿技术涉及到膏体配制、注入控制和固化等多个环节，技术要求较高，操作较复杂，需要专业的设备和技术支持。

无人机巡视系统操作界面以及所拍摄的图片中国设备工程 2024.03（上）图1 地面系统工艺流程图（1）矸石破碎子系统设计。

矸石破碎子系统主要负责矸石的存储、运输、破碎、筛分，为充填站生产提供合格的矸石粉；配比搅拌子系统主要负责原料的存储、给料、称量，是配制搅拌膏体的生产线。

矸石破碎加工系统设计在矸石棚内，包含原矸存储功能，选用系统移动锤式破碎站为主体，矸石破碎系统能力200t/h。

膏体搅拌配比泵送系统包含搅拌配比子系统及泵送子系统，其中搅拌配比子系统搅拌能力不低于满足充填泵送系统的能力。

泵送子系统选用一配备一台应急泵。

84研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.03（上）向井下工作面输送，是自动化泵送的控制平台。

视频监测子系统主要负责充填系统关键环节的视频监视复核，是提高系统可靠性的重要组成部分。

管路闸阀监控子系统主要负责充填系统管路压力的远程监测及闸阀的远程控制，是预防事故及快速处理的重要组成部分。

生产管理系统主要负责第1～5项子系统的生产管理系统，包括用户权限管理、订单管理、仓容\仓料名管理、配方管理、设备参数管理、历史报警、历史趋势和用户操作追溯。

集控系统应急反应操作系统主要结合充填工艺和管路监测压力，对出现配料不足、管道压力过高等等突发情况进行应急操作。

数据接口和远程服务系统主要负责充填系统和企业层信息的数据接口要求，远程服务可以更快、更准确地为现场提供解决处理问题方案。

上述8个部分相互配套，协同运行，共同构成自动控制及监测系统的整体。

按照膏体充填生产工艺要求，需要在实现膏体充填设备全流程监控的基础上，具备更多自动化、信息化、智能化的特征。

自动化：充填全流程控制。

基于PLC 和组态软件的过程控制系统在矿山充填行业已较为成熟，除具备传统组态系统的界面、报警、归档、参数配置功能，项目将实现过程控制(即从原料到充填工作面)自动化，井上充填制备订单式一键启动，井下阀门远程监控，井下液位自动检测，全流程可视化的集控系统，保障生产过程全天候安全、稳定、高效运行。

膏体充填特点及其现状分析介绍了膏体充填采矿法在国内外的发展现状及技术上可行,经济上合理,安全上可靠和具有可持续发展的优点,概述了膏体充填的特点和各种充填法的比较。

标签：膏体充填技术工艺环保先进0 引言绿色采矿是采矿发展的必然趋势。

采用无尾矿充填采矿法,可以提高矿物回采率,减少对地面土地的贫化率,充分利用资源,有效控制地压,房屋和地表塌陷和可在“三下”开采等优点,膏体充填工艺技术也在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与发展。

1 膏体充填所谓膏体充填就是把煤矿尾矿矸石山的煤矸石、劣质土和电厂的尾料粉煤灰等固體废物在地面加工成的膏状浆体,利用高密度固体充填泵和重力的作用下通过管道泵送到井下工作面,适时充填采空区的采矿方法。

膏体充填的关键是要在井下工作面采空区形成以膏体料浆为主的覆岩支控体系,实时而有效控制地表开采沉陷在建筑物允许值范围内,保护地下水体不受破坏,提高煤炭资源采出率,改善矿山安全生产条件的目的,此工艺技术上可行,经济上合理、安全上可靠,被誉为21世纪绿色开采新技术。

2 膏体充填技术特点2.1 浓度高一般膏体充填材料质量浓度>75%,目前最高浓度达到88%。

而普通水砂充填材料浓度低于65%,如,我国阜新矿区水砂充填水砂比,新平安矿为2.7:1~5.3:1,新邱一坑为1.2:1~2.1:1,高德八坑为2:1,按照质量浓度小于50%。

2.2 流动状态为柱塞结构流。

水砂充填料浆管道输送过程中呈典型的两相紊流特征,管道横截面上浆体的流速为抛物线分布,从管道中心到管壁,流速逐渐由大减小为零,而膏体充填料浆在管道中基本是整体平推运动,管道横截面上的浆体基本上以相同的流速流动,称之为柱塞结构流。

2.3 料浆要求不沉淀、不泌水、不离析。

膏体充填材料这个特点非常重要,而要达到这三个标准,就必须时刻把握原料的所有参数,要搞好充填泵送系统的过程控制,井上井下协调配合,积极应对充填工艺中出现的各种问题,才能达到料浆要求。

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。