固体、膏体、高水充填采煤技术——开启“绿色”采煤新时代
来源:(筱小豆根) 时间: 2019-07-03 点击:3263 点赞:0

充填开采是随着采煤工作面的推进,用充填料充填采空区的采煤方法。相对于垮落法开采,大幅度减小覆岩破坏和地表沉降,是实现矿区低生态损害的重要方式。充填材料应就地取材,充分利用当地固体废弃物,目前常用的充填材料有固体(矸石、粉煤灰、建筑垃圾等)、(似)膏体、(超)高水材料等形式。

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充填开采系统示意图

1.连采充填技术

(1)技术介绍

连采充填技术结合连采工艺分步骤进行,首先,进行支巷回采(第1阶段回采),同时将回采后的支巷进行充填(第1阶段充填);其次,充填体的强度达到要求后,在充填体的支撑下将留设的煤柱进行回收(第2阶段回采),同时对煤柱回收后的空间及时进行充填(第2阶段充填),最终实现对煤的置换。

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连采充填分阶段实施示意图

(2)技术特点与优势

  • 掘、采、充三个工序分布在不同支巷,可实现自然隔离,采充互不干扰,平行作业。
  • 采充生产系统简单、设备人员投入少、生产管理简单、安全程度高。
  • 采用的充填材料包括固体、(似)膏体、(超)高水材料等。
  • 适用于边角煤、保护煤柱等较小范围不规则煤体开采。

(3)典型案例:晋煤集团王台铺煤矿、陕西中能榆阳煤矿、榆卜界煤矿、太原东山煤矿。

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矸石充填机抛矸充填

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连采面第二阶段煤柱回收后两侧充填体

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地面充填站

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矸石巷式充填形成的巷道群

2.综采充填技术

(1)技术介绍

综采充填工作面采用相应的充填液压支架,按照“采煤-充填”的循环进行,即每推进一段距离对架后空区充填一次,实现随工作面推进而充填采空区的目的。

(2)技术特点与优势

  • 工作面充填结合综采工艺进行。
  • 工作面一般采用充填支架,达到隔离充填区、保护未凝固新充填体、方便安排釆煤与充填作业的作用。
  • 使用的充填材料包括固体、(似)膏体、(超)高水材料等。
  • l充填采煤能力较大。

(3)典型案例:陕西中能榆阳煤矿、新汶矿业集团翟镇煤矿等。

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风积砂似膏体充填站

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充填料浆双输送管路

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充填开采沿空留巷

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采空区充填体

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自动化控制系统

3.房柱式采空区煤柱回收技术

(1)技术介绍

针对房柱式采空区遗留井下的大量煤柱回收问题,首先采用煤骨料胶结充填体对采空区进行全部充填,然后布置长壁工作面,将煤柱和充填体同时回收出来。

(2)技术特点与优势

  • 煤骨料取材方便,成本低,且可循环利用。
  • 长壁回收时对煤质影响小。
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第一步:采用煤骨料胶结体充填采空区

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第二步:布置长壁工作面将煤柱回收

4.空巷充填技术

(1)技术介绍

针对强矿压工作面过空巷存在的顶板控制难度大、费用高等问题,采用高水材料对空巷进行充填(全部充填或施工高强立柱),达到支撑顶板和围岩的目的。

(2)技术特点与优势

  • 充填体强度高,且具有一定的塑性,抗强矿压效果好。
  • 工作面推过空巷时,采煤机割除充填体容易。
  • 相比垛式支架、密集支柱等传统方式,安全性好、成本低。

(3)典型案例:伊泰广联红庆河煤矿、中煤能源葫芦素煤矿、神华乌海老石旦煤矿、中煤能源门克庆煤矿、神府集华王才伙盘煤矿等。

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胶结材料空巷充填

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工作面通过空巷时揭露的充填体

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回撤通道内高水材料立柱构筑完成

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工作面与回撤通道贯通后高水立柱状态

5.覆岩离层注浆技术

(1)技术介绍

采动离层注浆技术利用采动覆岩破坏过程中形成的离层动态空间,通过地面钻孔打钻至可利用的离层空间,借助一定的工艺由钻孔向离层空间注入浆体材料(粉煤灰、矸石粉、黄土等),从而抑制离层空间上方岩体的变性破坏,减缓地表沉陷,达到保护地表设施和环境等目的。

(2)技术特点与优势

  • 不在井下采取措施,不影响现有井下开拓布置与回采工艺;
  • 井下开采与地面注浆同步进行,互不干扰,工作面回采率不变;
  • 设备简易,便于操作,减沉效果明显。

(3)典型案例:抚顺矿业老虎台煤矿,新汶矿业华丰煤矿,兖矿集团东滩煤矿等。

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覆岩离层注浆示意图

五、获奖证书及其他

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