充填開(kāi)采之 矸石充填術(shù)

1、2022-3-1812022-3-182一一 解決相關(guān)問(wèn)題的思路二二 總體技術(shù)框架三三主要技術(shù)研究?jī)?nèi)容四四主要技術(shù)特點(diǎn)一一. 解決相關(guān)問(wèn)題的思路解決相關(guān)問(wèn)題的思路技技 術(shù)術(shù) 措措 施施實(shí)實(shí) 施施 目目 標(biāo)標(biāo)2022-3-183二二. 總體技術(shù)框架總體技術(shù)框架矸石直接充填置換矸石直接充填置換“三下三下”壓煤總體技術(shù)框架壓煤總體技術(shù)框架2022-3-184v（一）充填（一）充填開(kāi)采開(kāi)采的的難點(diǎn)之一難點(diǎn)之一 建立矸石充填開(kāi)采建立矸石充填開(kāi)采巖層控制理論巖層控制理論三三. 主要技術(shù)主要技術(shù)2022-3-185充填開(kāi)采充填開(kāi)采 頂板下沉頂板下沉 等價(jià)采高等價(jià)采高 頂板下沉頂板下沉 充填開(kāi)采充填開(kāi)采 v

2、1. 矸石矸石充填開(kāi)采等價(jià)采高的充填開(kāi)采等價(jià)采高的概念概念v 矸石充填開(kāi)采巖層移動(dòng)控制穩(wěn)定性判據(jù)矸石充填開(kāi)采巖層移動(dòng)控制穩(wěn)定性判據(jù)maxzHHHmax建筑物變形能承受的最大允許采高。建筑物變形能承受的最大允許采高。等價(jià)采高等價(jià)采高 2022-3-186S1S2Hz （1）. 經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：max()()zzzHhkkHhHH實(shí)際采高；實(shí)際采高； hz充填體空頂距（充實(shí)率控制參數(shù)）；充填體空頂距（充實(shí)率控制參數(shù)）；k 初始?jí)簩?shí)系數(shù)（壓實(shí)率控制參數(shù)）；初始?jí)簩?shí)系數(shù)（壓實(shí)率控制參數(shù)）； 殘余壓實(shí)系數(shù)。殘余壓實(shí)系數(shù)。k矸石充填開(kāi)采的矸石充填開(kāi)采的技術(shù)控制指標(biāo)技術(shù)控制指標(biāo)充實(shí)率充實(shí)率 hz壓實(shí)率壓

3、實(shí)率 k2022-3-187 2. 矸石矸石充填開(kāi)采等價(jià)采高充填開(kāi)采等價(jià)采高Hz的理論計(jì)算公式的理論計(jì)算公式：1. 拆除開(kāi)采工作面與采空區(qū)之間的隔離屏障拆除開(kāi)采工作面與采空區(qū)之間的隔離屏障2. 用同一支護(hù)系統(tǒng)掩護(hù)采煤與用同一支護(hù)系統(tǒng)掩護(hù)采煤與充填充填平行平行作業(yè)作業(yè)3. 用矸石重力為充填主要?jiǎng)恿?，加輔助壓實(shí)力用矸石重力為充填主要?jiǎng)恿?，加輔助壓實(shí)力創(chuàng)新創(chuàng)新與與發(fā)明發(fā)明v（二）充填（二）充填開(kāi)采開(kāi)采的的難點(diǎn)之二難點(diǎn)之二 矸石充入采空區(qū)的空間、通道與動(dòng)力矸石充入采空區(qū)的空間、通道與動(dòng)力2022-3-1882022-3-189矸石充矸石充填開(kāi)采填開(kāi)采綜合機(jī)械綜合機(jī)械化矸石充化矸石充填技術(shù)填技術(shù)條帶開(kāi)采

4、條帶開(kāi)采矸石充填矸石充填技術(shù)技術(shù)普采工作普采工作面矸石充面矸石充填技術(shù)填技術(shù)2022-3-1810v 1. 綜合機(jī)械化矸石充填技術(shù)立體模型綜合機(jī)械化矸石充填技術(shù)立體模型2022-3-1811v 2. 配比攪拌系統(tǒng)配比攪拌系統(tǒng)將粉煤灰、膠結(jié)料與成品矸石一起送入將粉煤灰、膠結(jié)料與成品矸石一起送入攪拌機(jī)，加水?dāng)嚢璩珊细竦某涮盍?，通攪拌機(jī)，加水?dāng)嚢璩珊细竦某涮盍希ㄟ^(guò)充填泵，泵送到充填位置。過(guò)充填泵，泵送到充填位置。2022-3-1812v 3. 矸石矸石充填開(kāi)采設(shè)備布置充填開(kāi)采設(shè)備布置煤炭運(yùn)輸巷道煤炭運(yùn)輸巷道 前部采煤工作面前部采煤工作面 主要主要采煤設(shè)備采煤設(shè)備 主要主要充填設(shè)備充填設(shè)備 矸石運(yùn)輸

5、巷道矸石運(yùn)輸巷道 后部充填工作面后部充填工作面v 4. 綜綜采矸石采矸石充填支架比較充填支架比較工作面工作面 采空區(qū)采空區(qū) 傳統(tǒng)綜采液壓支架傳統(tǒng)綜采液壓支架掩護(hù)斜梁掩護(hù)斜梁2022-3-18132022-3-1814傳統(tǒng)放頂煤液壓支架傳統(tǒng)放頂煤液壓支架v 4. 綜綜采矸石采矸石充填支架比較充填支架比較2022-3-1815 工作面工作面 采采空空區(qū)區(qū) 綜采矸石充填液壓支架綜采矸石充填液壓支架水平短梁水平短梁v 4. 綜綜采矸石采矸石充填支架比較充填支架比較多孔底多孔底卸卸式式輸送機(jī)輸送機(jī)2022-3-1816v 5. 綜采充填轉(zhuǎn)載輸送機(jī)綜采充填轉(zhuǎn)載輸送機(jī)2022-3-1817接料處接料處機(jī)頭鏈

6、輪機(jī)頭鏈輪中部槽中部槽卸料孔卸料孔伸縮機(jī)尾伸縮機(jī)尾v 6. 綜采多孔綜采多孔底卸式輸送機(jī)底卸式輸送機(jī)v 7. 綜綜采矸石充填原理采矸石充填原理矸石充填運(yùn)輸機(jī)充填工藝矸石充填運(yùn)輸機(jī)充填工藝2022-3-18182022-3-1819綜采矸石充填壓實(shí)系統(tǒng)工作原理綜采矸石充填壓實(shí)系統(tǒng)工作原理v 8. 綜綜采矸石充填壓實(shí)原理采矸石充填壓實(shí)原理v 8. 綜綜采矸石充填壓實(shí)原理采矸石充填壓實(shí)原理綜采矸石充填壓實(shí)系統(tǒng)工作原理綜采矸石充填壓實(shí)系統(tǒng)工作原理2022-3-1820v 9. 綜綜采矸石充填工作面井下工況采矸石充填工作面井下工況前部采煤前部采煤后部充填后部充填2022-3-18212022-3-182

7、2v 9.綜采矸石綜采矸石充填設(shè)備配套充填設(shè)備配套：四機(jī)：四機(jī)配套配套吊掛鏈支架尾梁漏土孔頂板下刮板上刮板刮板輸送機(jī)充 填 黃 土基基 本本 頂頂直直接接頂頂矸矸石石充充填填整整體體示示意意圖圖2022-3-1823充填體充填體 普采與充填支護(hù)系統(tǒng)普采與充填支護(hù)系統(tǒng)v 10.普采工作面矸石充填技術(shù)普采工作面矸石充填技術(shù)普采與充填工作面布置普采與充填工作面布置普采與充填支架系統(tǒng)普采與充填支架系統(tǒng)充充填填系系統(tǒng)統(tǒng)普采與充填工作面布置普采與充填工作面布置普采矸石充填高速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)普采矸石充填高速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)充充填填面面開(kāi)開(kāi)采采面面2022-3-1824拋?lái)窓C(jī)拋?lái)窓C(jī)拋?lái)访鎸?shí)況拋?lái)访鎸?shí)況矸石充填高速動(dòng)力拋

8、矸機(jī)矸石充填高速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)v 11. 條條帶開(kāi)采矸石充填置換煤炭開(kāi)采技術(shù)帶開(kāi)采矸石充填置換煤炭開(kāi)采技術(shù)2022-3-1825條帶充填巷充填實(shí)況條帶充填巷充填實(shí)況條帶充填巷充填實(shí)況條帶充填巷充填實(shí)況2022-3-1826v （三）應(yīng)用（三）應(yīng)用效果效果實(shí)例實(shí)例1. 1. 新新汶翟鎮(zhèn)礦村鎮(zhèn)下綜采充填地表移動(dòng)預(yù)計(jì)與實(shí)測(cè)汶翟鎮(zhèn)礦村鎮(zhèn)下綜采充填地表移動(dòng)預(yù)計(jì)與實(shí)測(cè)l 平均采深平均采深500ml 實(shí)際采高實(shí)際采高2.1ml 等價(jià)采高等價(jià)采高0.6ml 采出率采出率85%綜采矸石充填地表下沉曲線對(duì)比圖綜采矸石充填地表下沉曲線對(duì)比圖 2022-3-1827v （三）應(yīng)用效果三）應(yīng)用效果實(shí)例實(shí)例普采矸石充填地表下

9、沉曲線對(duì)比圖普采矸石充填地表下沉曲線對(duì)比圖 2. 2. 新新汶盛泉礦工廣下普采充填地表移動(dòng)預(yù)計(jì)與實(shí)測(cè)汶盛泉礦工廣下普采充填地表移動(dòng)預(yù)計(jì)與實(shí)測(cè) l平均采深平均采深450ml 采高采高1.8ml 等價(jià)采高等價(jià)采高0.4ml 工作面采出率工作面采出率85%2022-3-1828（1）矸石直接充填置換煤的方法、工藝、與裝備，）矸石直接充填置換煤的方法、工藝、與裝備，包括：綜采矸石充填、普采矸石充填包括：綜采矸石充填、普采矸石充填和條帶矸石和條帶矸石充填的充填的技術(shù)與工藝，以及矸石充填液壓支架、充填運(yùn)輸機(jī)和高技術(shù)與工藝，以及矸石充填液壓支架、充填運(yùn)輸機(jī)和高速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。

10、 （2）矸石直接充填置換煤的巖層控制理論，為充填）矸石直接充填置換煤的巖層控制理論，為充填開(kāi)采設(shè)計(jì)和地表沉陷控制等提供了科學(xué)依據(jù)。開(kāi)采設(shè)計(jì)和地表沉陷控制等提供了科學(xué)依據(jù)。 2022-3-1829v 四四. 主要技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用前景主要技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用前景1. 主要主要技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)特點(diǎn) 實(shí)行實(shí)行充填法開(kāi)采不但可以實(shí)現(xiàn)建筑物下壓煤的開(kāi)采、緩解礦井輔助提升，而且可以將井充填法開(kāi)采不但可以實(shí)現(xiàn)建筑物下壓煤的開(kāi)采、緩解礦井輔助提升，而且可以將井下產(chǎn)生的矸石直接進(jìn)行處理，消除矸石地面堆積對(duì)人類生存與生活環(huán)境帶來(lái)的危害下產(chǎn)生的矸石直接進(jìn)行處理，消除矸石地面堆積對(duì)人類生存與生活環(huán)境帶來(lái)的危害。矸石。矸石充充填綜采

11、技術(shù)，將地面矸石山矸石或洗選矸石、井下所有掘進(jìn)或分選的矸石用于采空區(qū)充填，填綜采技術(shù)，將地面矸石山矸石或洗選矸石、井下所有掘進(jìn)或分選的矸石用于采空區(qū)充填，實(shí)現(xiàn)采充一體化，效率高，月產(chǎn)可達(dá)實(shí)現(xiàn)采充一體化，效率高，月產(chǎn)可達(dá)5萬(wàn)噸以上，實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、高效萬(wàn)噸以上，實(shí)現(xiàn)了低成本、高效率、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、高效機(jī)械化連續(xù)充填開(kāi)采的奮斗目標(biāo)，代表了充填開(kāi)采的方向，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，充機(jī)械化連續(xù)充填開(kāi)采的奮斗目標(biāo)，代表了充填開(kāi)采的方向，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，充填開(kāi)采對(duì)解決我國(guó)填開(kāi)采對(duì)解決我國(guó)“三下三下”壓煤、城市垃城處理等問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的技術(shù)選徑，其科學(xué)與壓煤、城市垃城處理等問(wèn)題

12、開(kāi)辟了一條新的技術(shù)選徑，其科學(xué)與工程研究意義十分重大，同時(shí)研究成果能夠?yàn)橄嚓P(guān)政府部門(mén)宏觀規(guī)劃和決策提供技術(shù)支持，工程研究意義十分重大，同時(shí)研究成果能夠?yàn)橄嚓P(guān)政府部門(mén)宏觀規(guī)劃和決策提供技術(shù)支持，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 雖然雖然充填開(kāi)采技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，但我們也應(yīng)該看到其不足之處，還需研究人員在充填開(kāi)采技術(shù)取得了巨大的發(fā)展，但我們也應(yīng)該看到其不足之處，還需研究人員在這方面做大量的研究工作，使其充填開(kāi)采技術(shù)完善、成熟。如：深化充填理論研究，量化充這方面做大量的研究工作，使其充填開(kāi)采技術(shù)完善、成熟。如：深化充填理論研究，量化充填介質(zhì)特性、充填參數(shù)對(duì)地表沉降的關(guān)系；研發(fā)新型的充填材料，盡可