浅议充填采煤原理及方法

我国提出了发展绿色采矿技术的科学采矿理念，其中包括利用矿区固体废弃物（矸石、粉煤灰、黄土、黄沙等）直接充填回收“三下”压煤的固体充填采煤技术。在此科学采矿理念指导下，笔者在巷采矸石充填技术、普采矸石充填技术以及简易的机械化矸石充填技术基础上，研究开发了高效综合机械化固体（废弃物）充填采煤方法与技术，并在工程实践中得到了推广应用。     

充填体注浆补强技术研究

充填体注莱补强。就是在建筑物下综合机械化充填采煤技术的基础上，对架后充填区域采用粉蝶灰．水泥浆．高水材料和水分别配置相应浆体，通过注浆管道输送到井下，熏后到达工作面采空区充填区域内预埋的注浆管，适时对松散充填体加固，形成以较高密实度和强度的充填体为主的上覆岩层支撑体系，有效控制地表沉陷在建筑物允许值范围内，实现村庄不撮迁，安全开采建筑物下遗留煤柱。试项目的成功实施，取得了较好的技术经济效果。     

膏体充填材料强度影响因素分析

针对影响膏体充填材料强度的因素。通过大量的试验,揭示了以河砂为骨料的膏体充填材料强度与各影响因素间的关系。试验结果表明,影响膏体充填材料强度的主要因素有质量分数、粉煤灰掺量种类以及养护龄期等。相同条件下,膏体充填材料强度与料浆质量分数、粉煤灰掺量和养护龄期成正比关系。这些结论将为煤矿膏体充填不迁村采煤技术的实施提供一些参考。     

建筑地基采空区注浆充填及检测技术

概述了我国采空区地表建筑概况,介绍了某矿拟在采空区地表新建住宅楼的基本情况,根据该采空区特点,采取了采空区注浆充填处理。在工程实践的基础上,提出了注浆充填有关技术工艺、参数的确定方法,及注浆效果的检测技术等。本工程的浆液扩散半径达到了10～30m,钻孔间距为10～15m;注浆充填率取0.85,浆液结石率取0.85;外加剂水玻璃的用量为3%～5%。检测结果表明,充填结石体强度满足设计要求。     

充填采煤技术在煤层开采中的技术要点分析

在对充填采煤技术研究现状，尤其是对膏体充填采煤技术、矸石充填采煤技术、以及高水材料充填采煤技术的研究现状和适用范围进行详细归纳总结后，对综合机械化煤矸石固体充填采煤技术的技术优越性和使用过程中所取得的经济效益进行详细比较分析研究。     

建筑地基采空区注浆充填及检测技术

概述了我国采空区地表建筑概况，介绍了某矿拟在采空区地表新建住宅楼的基本情况，根据该采空区特点，采取了采空区注浆充填处理。在工程实践的基础上，提出了注浆充填有关技术工艺、参数的确定方法，及注浆效果的检测技术等。本工程的浆液扩散半径达到了10～30m，钻孔间距为10～15m；注浆充填率取0．85，浆液结石率取0．85；外加剂水玻璃的用量为3％～5％。检测结果表明，充填结石体强度满足设计要求。     

长壁工作面矸石充填开采沉陷控制效果的初步分析

在简要介绍长壁工作面矸石充填采煤原理的基础上,分析了长壁工作面矸石充填开采沉陷机理和过程,提出了矸石充填开采的有效充填厚度和等效开采厚度的概念,建立了长壁工作面矸石充填开采覆岩破坏和地表沉陷的预测模式。并结合兖州矿区某煤矿3煤采区地质采矿条件,分析研究了矸石充填开采沉陷控制的具体效果。     

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。     

淮北市采煤塌陷区土地复垦研究

分析了淮北矿区的生态环境特征和土地利用的现状, 根据市场经济发展的要求,提出了淮北矿区塌陷土地复垦的指导思想和原则,并根据淮北矿区的实际情况,提出了采煤塌陷区土地复垦的五种模式.     

高速公路下采空区充填注浆治理技术研究

介绍了高速公路下采空区充填注浆治理技术,详细阐述了注浆参数设计、注浆工艺及在注浆过程中出现突发情况时的处理措施,对采空区注浆技术具有一定的借鉴价值。     

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。     

凤凰山矿154307工作面沿空留巷充填体参数及工艺研究

以凤凰山矿154307工作面的实际情况为依据,对沿空留巷充填体材料的选取以及相关参数进行了研究和分析,并通过现场生产确定了充填工艺,满足了正常生产的要求。     

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     

提高水砂充填能力的经验

阜新局五龙矿用水砂充填采煤法已有几十年历史,先后开采了两个水平,十多个采区,矿井有60%的产量是用这种采煤法开采出来的.在生产实践中,该矿为提高充填能力,对充填系统进行了反复研究和不断地改进,保证了回采工作面正常推进,提高了矿井回采率、维护了海州露天矿边坡,并积累了丰富的经验.值得借鉴.     

某铁矿充填法采矿引起的地表变形的Flac分析

地下采矿必然会引起采空区围岩的崩塌,围岩向采空区的移动可能涉及到地表,造成地表的陷落．采用充填法,留矿柱法等措施能够减轻地表的沉降．本文借助Ansys进行网格划分后,将其导入Flac数值计算软件中．Flac软件能模拟开采、回填、再向下开挖、再回填等过程,与实际开采和充填一致．对金山店铁矿东区分别进行不充填、20％充填、50％充填的地下开采进行模拟,研究采矿引起的地表沉降问题．分析得出下盘稳定性好于上盘,水平位移和垂直位移在量级上相当,充填越多越能减轻地表沉降．     

石膏种类对富水充填材料凝结硬化性能与机理的影响

针对富水充填材料的凝结性能受石膏种类影响的问题,采用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱等微观实验,分析富水充填材料硬化体的组成,探讨二水石膏和半水石膏对富水充填材料性能影响的机理. 结果表明:以硫铝酸盐水泥-石膏-石灰为主的富水充填材料体系中,为保证正常的凝结硬化,石膏应为二水石膏;如以半水石膏为原材料,在7d龄期时仍不具有强度;二水石膏充足时生成的钙矾石晶体呈细针状,二水石膏不足时生成的钙矾石晶体为六棱短柱状;富水充填材料的强度主要来源于硫铝酸盐水泥-石膏-石灰反应生成的钙矾石,而不是水泥自身水化的水化硫铝酸钙、铝胶和氢氧化钙.     

框架式大跨度矿房开采技术

新桥硫铁矿采用两步回采的分段空场嗣后充填法,回采其呈框架式布置的矿柱、矿房,由于矿房跨度大大超过矿柱宽度,且矿柱充填质量较差,使第二步矿房回采难度加大．在矿房回采试验中,作者根据数值分析结果,采用了分区爆破、最后暴露充填体的开采技术,使大跨度矿房回采获得了成功,取得了显著的经济效益,也为类似条件矿山的开采提供了经验．     

水力充填管道挤压输送方法试验研究

针对矿山充填料自流输送和传统的膏体泵送方法存在的问题,研究了一种利用机械力和浆体重力的挤压输送充填料的新方法,其思路是在井下充填管道中安装不同于传统正排量泵的挤压输送设备,使高浓度/膏体充填料浆在挤压输送设备的机械力和重力作用下,沿充填输送管道流至采空区.采用理论分析与实验的方法,研究了挤压输送方法的原理.研究结果证明,挤压输送方法原理可行,它利用了矿山充填特有的垂直管道和其内的充填料浆自重以及浆体的屈服应力,使得挤压输送设备无分配阀,因而输送设备结构简单,易磨损件少,是一种除自流输送和传统泵压输送方法之外,投资省、运行成本低的第3种水力充填输送方法.图6,表1,参17.     

富水充填材料蠕变及其硬化体内水分损失特征

为探讨富水充填材料在时效作用下的变形及其硬化体内水分损失特征,本文研究一定水固质量比的富水充填材料在不同应力水平下的蠕变性能,并通过扫描电镜观察、差热-热重分析等实验探讨充填体在蠕变过程前后的形变特征、水分损失及其与外界荷载的关系.结果表明：水固质量比为2.0的富水充填材料失稳破坏的临界应力为1.96 MPa,为其单轴抗压强度的90%；蠕变不会对富水充填材料中结合水含量造成影响；富水充填材料失稳破坏时内部结构发生非结合水的流失,非结合水含量损失相对值与所受荷载水平呈线性正相关关系；非结合水的流失导致结构内部出现更多的空隙,这些空隙在外界荷载作用下会迅速被压密,产生较大变形,导致充填体局部失稳,进而影响采空区的整体稳定.     

薄基岩浅埋煤层保水开采技术研究

薄基岩浅埋煤层开采过程中顶板基岩易全厚切落,破断直接波及地表,存在顶板突水的安全隐患.在分析顶板导水通道特征基础上,针对浅埋煤层采用传统技术实现保水开采的难点,从开采方法本身采取措施,提出了一套较为系统的薄基岩浅埋煤层保水开采新技术.此项技术的关键有三:一是长壁工作面快速推进;二是支架合理支护阻力的计算确定;三是局部降低采高或局部充填.补连塔煤矿32201工作面的三维固-液耦合数值模拟计算和现场实践结果证明,该套技术的应用是成功而有效的,可在薄基岩浅埋煤层保水防溃开采中推广应用.图4,表1,参12.