充填采煤技术的现状与发展分析

充填采煤一般是将矸石等固体废料用作充填材料进行井下充填,一方面能够减少矸石废料的排放量,另一方面还能够控制岩层移动与开采沦陷,保证地面建筑物的安全,保护土地资源。充填采煤是一种对环境破坏小、回收率高的矿井开采方法,能够提高煤矿作业对开采条件的适应性,尤其能够避免对地表造成的破坏。本文分析了充填采煤的技术现状及发展,对于煤矿充填开采实践具有一定的参考意义。     

煤矿充填开采的现状与发展趋势

本文结合前人的研究,对充填开采进行系统的阐述。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法;既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以作为地下结构支撑体,减轻开采沉陷灾害,提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。     

密集建筑物下首采区条带充填开采方法研究

根据密集群建筑物下首采区煤层赋存的特点,确定采用条带开采采煤方法,同时,采用概率积分法,研究了不同回采率和采煤方法对地表移动特征的影响,采用超高水材料充填开采回收条带煤柱的方法,提高了煤炭资源回采率,为其它类似矿井提供借鉴。     

高德矿增大水砂充填供水能力的研究

因充填供水管年久失修,管径相对缩小,供水能力降低,充填能力不够,严重影响矿井生产。本文论述了在不停产条件下,改造充填供水管,增加充填能力的措施及实施后的效果。     

综采工作面采空区矸石充填技术研究

为了减少煤矿矸石的排放,战轻开采沉陷危害,提高资源回收率,结合矿井实际情况,设计了掘进矸石储存及向综采工作面采空区充填通道,并对综采充填工艺进行优化研究,实现了综采工作面采空区高效充填.研究结果表明,综采工作面采空区矸石充填技术具有较好的社会及经济效益,对其它类似矿井充填开采提供借鉴.     

贵州喀斯特地区磷矿充填开采研究

磷矿井下充填采矿技术高效、环保,已被贵州磷化工企业广泛采纳。研究岩溶发育类型的多种岩溶形态,矿洞的各项边界条件,洞体围岩性质和充填情况等;对贵州喀斯特地区3个磷矿采空矿洞实体的洞体断面、岩性和地应力参数进行了分析探讨。研究结果对优化矿井开采环境,提高磷矿井下充填采矿的工作效率,以及保证矿井开采安全等方面有积极意义。     

邢东矿超高水分体式液压充填支架设计与应用

该文介绍了超高水分体式液压充填支架的研制思路、结构设计、主要参数设定及工业性试验情况。该型支架首次实现5m一次采高全高超高水材料充填开采，并且首次采用分体设计，实现了开采和充填的同步进行，充分利用了充填凝结时间，提高采煤效率。同时地面下沉保持在26mm左右，建筑物变形在“三下”规程Ⅰ级破坏之内，达到设计要求。     

煤矿充填法开采技术研究现状及应用前景

针对我国目前"三下"压煤的现状和煤矿采掘产生的以煤矸石为主的固体废弃物的治理情况,系统介绍了充填法开采技术的发展历程、充填体的作用机理及影响因素;同时针对目前我国城市垃圾处理的现状,提出了袋装充填及城市垃圾充填方式。实施城市垃圾充填与采空区治理相结合,比传统的填埋、堆肥、焚烧处理垃圾方式,更有助于城市垃圾的规模化处理。充填法开采不仅带来工程实践意义的革新,而且实现了矿井的"掘"、"采"、"处"三元开采模式,其科学和工程意义重大。     

邢台矿建筑物下充填开采沉陷规律的研究

为了保护井巷、建筑物、水体以及铁路等,使它们免受或少受开采的有害影响,减少地下资源的浪费,邢台矿首次采用建筑物下综合机械化充填采煤技术进行工业广场下开采,本文介绍了建筑下综合机械化充填采煤技术的主要思路,针对7606充填工作面建立岩移观测站,总结了开采沉陷规律及预计参数,并通过7608充填工作面对预计参数进行验证。结果显示:预计移动参数选取合理,预计方法正确,预计结果能较好的反映矸石粉煤灰充填开采的地表移动变形规律。     

交错式充填对采空区上覆岩层的影响

针对充填开采成本较高、条带开采煤炭采出率较低等问题,根据某矿的地质资料,运用FLAC3D软件模拟交错式充填法和垮落法开采过程中上覆岩层的应力分布、垂直位移变化情况.结果表明：当采高为1 m、煤层距地表178.8 m时,垮落法开采的采空区中部出现0～4.1 MPa的拉应力;交错式充填的采空区上部压应力为2.0 ～3.0 MPa,采空区充填区域压应力为3.0 ～4.0 MPa,应力均小于原岩应力.垮落法采空区中部上覆岩层位移最大,向两侧逐渐减小;交错式充填采空区上覆岩层的位移较小,最大下沉量为0.006 m.在降低充填成本的情况下,交错式充填法能够有效控制采空区上覆岩层应力分布和下沉量,为“三下”采煤提供理论依据.     

矿井充水因素分析

对沛城煤矿矿井充水因素分析得出结论:水源与通道的自然组合即构成充水因素:其中,奥灰岩溶水通过岩溶陷落柱与断层带是矿山重大水害的主要充水因素,顶板砂岩水与破碎带和构造裂隙的组合是煤层回采过程中的充水因素,人为采掘活动也是矿井充水因素的重要方面。指出合理留设防水煤柱超前探放水,执行预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则能有效地控制和防止水害。     

山西方山汇丰新星煤业矿井充水因素及水文地质条件划分

矿井水患是矿井五大安全隐患之一。为促进矿井水的防治工作,在整理矿井多年地质勘探、开采和观察的水文地质资料的基础上,利用矿井水患形成的规律及成果,指出山西方山汇丰新星煤业有限公司煤矿充水的主要因素为老窑及自采采空区积水,并根据《煤矿防治水规定》,对该矿井开采水文地质条件进行划分。     

薄煤层井下泵送矸石充填开采技术研究

针对北宿煤矿薄煤层开采,岩巷、半煤岩巷道掘进量大、辅助运输提升紧张及建筑物下压煤等问题,进行了煤矸石充填料配比试验研究和井下泵送充填系统与工艺设计.确定矸石充填料质量配比为：水∶粉煤灰∶煤矸石=1∶1∶10.采用大小矸石仓结合的方法,实现了矸石的井下运输、破碎、储存;各种充填材料在搅拌机作用下充分搅拌成似膏体状,再经煤矸石输送泵通过管路充填到采空区.该充填系统机械化程度高,实际应用与操作方便,对煤矿薄煤层地质条件适应性强.     

固结粉胶凝材料开发与胶结充填体强度试验

针对金川矿山开采面临的采矿经济与环保压力,利用酒钢低活性酸性矿渣,开展新型充填胶凝材料开发,获得称为固结粉的早强型新型充填胶凝材料。为了实现固结粉在金川矿山工业化应用,针对金川矿山废石、棒磨砂、戈壁砂和河沙等骨料,开展了4种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度试验。结果表明,除了戈壁粗砂骨料胶结充填体3 d抗压强度小于设计抗压强度外,其他3种充填骨料的固结粉胶结充填体抗压强度均满足金川矿山安全采矿要求,说明早强型固结粉胶凝材料应用于金川矿山充填法采矿中能够替代水泥。     

减水剂对尾砂膏体的和易性与充填体强度影响研究*

充填料浆的和易性和充填体强度关系到充填采矿安全、经济与可靠。针对金川镍矿尾砂膏体充填管道输送中存在堵管问题,开展了泵送减水剂对膏体的和易性与充填体强度影响的试验研究。首先分析了膏体物料的物化特性和颗粒级配;然后采用金川镍矿尾砂膏体充填系统工业生产的技术参数,开展了添加不同泵送减水剂的膏体和易性、充填体强度易性以及流变特性的试验研究。结果显示,添加1%~2%的泵送减水剂不仅改善膏体的和易性,而且还能够提高充填体强度。膏体的和易性随着泵送随减水剂添加量的增加而提高,并且膏体浓度越高提高的效果越显著。但当泵送减水剂添加量达到3%时,充填体28d强度显著降低。综合泵送减水剂对充填体强度和膏体和易性影响的综合分析,确定1.5%~1.8%的泵送减水剂为膏体的最佳添加量。该研究成果为金川镍矿膏体充填系统料浆制备提供依据,已应用于金川矿山工业化生产。     

岩溶水矿床开采的矿柱稳定性分析

谷家台铁矿是岩溶水矿床,在使用矿体顶板帷幕注浆防水的情况下,矿山采用点柱上向水平分层充填采矿法开采。针对矿柱稳定性问题,通过FLAC3D有限差分数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场点柱和间柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程。根据模拟显示的间柱对上部矿体的支撑作用明显好于点柱结果,建议矿山在综合评价经济效益的基础上,可考虑每个矿房之间保留间柱,实现矿山的安全高效开采。     

充填胶凝材料研究进展与金川废弃物利用展望

金川镍矿开采深度增加地压增大和品位降低,既增大采矿难度,也降低了采矿经济效益。与此同时,矿山每年排放出大量废弃物,使矿山面临严峻的环保压力。利用固体废弃物开发新型充填胶凝材料,并以此为契机,实施废弃物资源化应用,是金川矿山实现绿色开采和可持续发展的必由之路。首先,简要介绍充填胶凝材料研究进展,分析金川矿山开发新型充填胶凝材料面临的困难和问题;然后,提出利用矿渣开发金川矿山新型充填胶凝材料的技术路线与关键技术;最后,针对金川矿山镍钴资源开采与利用现状,提出以新型充填胶凝材料为突破口,开展废石、废渣、尾砂等废弃物资源化综合利用技术途径,展望金川矿山固体废弃物资源化综合利用发展前景。     

深井连续推进跟随充填采矿技术

针对我国缓倾斜薄矿脉开采中存在的问题,从提高采场生产能力和减少回采作业中安全事故的角度出发,提出了水压支柱护顶无间柱连续推进条带式跟随充填采矿新技术．工业试验结果表明,采用这种采矿新技术,在缓倾斜薄矿脉开采中能使采矿与充填连续进行,极大地提高了采场生产能力,试验采场的生产能力达850t／m,贫化率小于7％,损失率小于5％．此外,由于采用了先进的可缩性金属支柱,单个支柱的最大工作阻力可达200kN,改善了采场顶板岩层的受力状况．采用具有帷幕壁面全面滤水特点的帷幕隔离快速充填新技术,使进入充填空区内的料浆浓度能在25min内达到饱和浓度(78％～80％),60min内充填体对采场顶板提供初期支护,大大改善了采场的安全作业条件     

矿井充水因素分析及水害防治措施

通过对庄旺煤矿矿井充水因素分析,得出结论:该矿充水水源包括地表水、2号煤层上覆砂岩裂隙含水层、采空区积水、奥灰水等4个方面;矿井充水通道包括导水断层、岩层裂隙、采空导水裂隙带、封闭不良的钻孔等4个方面;本井田主要水害是来自矿井采空区积水、古空区积水和周边矿井采空区积水。基于以上结论,采取了相应的矿井水害防治措施。