煤礦特殊開(kāi)采新技術(shù)

1、會(huì)計(jì)學(xué)1煤礦特殊開(kāi)采新技術(shù)煤礦特殊開(kāi)采新技術(shù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)的政策體系環(huán)境保護(hù)是一項(xiàng)基本國(guó)策強(qiáng)化環(huán)境管理誰(shuí)污染誰(shuí)治理預(yù)防為主防治結(jié)合綜合治理三同步、三統(tǒng)一的環(huán)保戰(zhàn)略方針經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一中國(guó)環(huán)境保護(hù)的政策體系三大環(huán)境政策的下一個(gè)層次環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策、生態(tài)保護(hù)政策、環(huán)境保護(hù)技術(shù)政策工業(yè)污染控制政策，以及相關(guān)的能源政策、技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策等中國(guó)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)體系憲法環(huán)境保護(hù)基本法環(huán)境保護(hù)國(guó)際公約環(huán)境保護(hù)單行法環(huán)境保護(hù)行政法規(guī)環(huán)保地方法規(guī)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)其他相關(guān)法規(guī)是我國(guó)基本大法，為制定環(huán)境保護(hù)基本法和專項(xiàng)法奠定了基礎(chǔ)指中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法

2、，它是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的基本法，是環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)法的基本依據(jù)。中國(guó)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)體系環(huán)境保護(hù)資源法自然資源是人類賴以生存發(fā)展的條件，為了合理地開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)自然資源，特制定了“森林法”、“草原法”、“礦產(chǎn)資源法”等多部環(huán)境保護(hù)資源法采后抽采采前抽采（預(yù)抽）采中抽采（邊采邊抽）煤礦瓦斯抽采方法1. 瓦斯抽采方法分類二、煤與瓦斯共采技術(shù)采前抽采(預(yù)抽)鄰近層抽采本煤層抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采順層鉆孔抽采交叉鉆孔抽采煤層巷道抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采走向巷道抽采傾向巷道抽采水平長(zhǎng)鉆孔抽采二、煤與瓦斯共采技術(shù)采中抽采(邊采邊抽)掘進(jìn)工作面抽采回采工作面抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采順層鉆孔抽采煤層巷道

3、抽采采空區(qū)埋管抽采巷幫鉆孔抽采迎頭鉆孔抽采相鄰巷道抽采二、煤與瓦斯共采技術(shù)采后抽采 采空區(qū)抽采地面鉆井抽采密閉插管抽采密閉鉆孔抽采以上各種方法的組合構(gòu)成了煤礦瓦斯的綜合抽采二、煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎

4、曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)冒落帶彎曲下沉帶底鼓破碎帶裂隙帶首采煤層地表風(fēng)巷機(jī)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)進(jìn)風(fēng)巷下卸壓層B7下卸壓層B6抽采鉆孔底板巖石巷開(kāi)采層B8回風(fēng)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)進(jìn)風(fēng)巷下卸壓層B7下卸壓層B6抽采鉆孔底板巖石巷開(kāi)采層B8回風(fēng)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)進(jìn)風(fēng)巷下卸壓層B7下卸壓層B6抽采鉆孔底板巖石巷開(kāi)采層B8回風(fēng)巷多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)進(jìn)風(fēng)巷下卸壓層B7下卸壓層B6底板卸壓區(qū)域抽采鉆孔底板巖石巷開(kāi)采層B8回風(fēng)巷多煤層條件下煤與

5、瓦斯共采技術(shù)首采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷被卸壓煤層多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)首采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷被卸壓煤層多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)首采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷被卸壓煤層多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)首采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷被卸壓煤層瓦斯瓦斯多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)首采層回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷卸壓距離20150m被卸壓煤層瓦斯瓦斯鉆孔抽采半徑500800米多煤層條件下煤與瓦斯共采技術(shù)Y型通風(fēng)進(jìn)風(fēng)巷填充墻體首采層1#鉆孔2#鉆孔3#鉆孔4#鉆孔5#鉆孔4個(gè)卸壓瓦斯富集區(qū)頂板環(huán)形瓦斯富集區(qū)上向被卸壓煤層解吸瓦斯富集區(qū)下向被卸壓煤層解吸瓦斯富集區(qū)豎向楔形瓦斯富集區(qū)Y型通風(fēng)首采工作面剖面圖Y型通風(fēng)采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律：采空區(qū)頂板5

6、40m，首采保護(hù)層工作面開(kāi)采后50m超過(guò)10%、100m超過(guò)20%、300m達(dá)到40%。進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)回風(fēng)首采工作面采空區(qū)高濃瓦斯富集區(qū)出煤沿 空 留巷瓦斯抽采鉆孔回風(fēng)Y型通風(fēng)首采工作面平面圖采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律Y型通風(fēng)回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷首采煤層(1.52m)卸壓范圍彎曲下沉帶冒落帶裂隙帶卸壓范圍2、3#鉆孔填充墻體瓦斯富集區(qū)首采層首采層Y型通風(fēng)回風(fēng)巷填充墻體下向卸壓范圍4、5#鉆孔瓦斯富集區(qū)上向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯 留巷鉆孔法下向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯技術(shù)-718m -800m-829m -735m-683m -765m -809m-628m 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果：上向被卸壓煤層瓦斯抽采率72以上，瓦斯壓力降至0.

7、20.4MPa以下;瓦斯抽采濃度達(dá)6095%?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果：瓦斯抽采濃度85100%；采一層被卸壓煤層，瓦斯抽采率46以上，多層開(kāi)采后可達(dá)70%以上。首采層首采層Y型通風(fēng)回風(fēng)巷填充墻體下向卸壓范圍4、5#鉆孔瓦斯富集區(qū)下向鉆孔抽采卸壓煤層瓦斯-735m-683m -765m -809m-628m 工業(yè)試驗(yàn)效果：瓦斯抽采濃度85100%；采一層被卸壓煤層，瓦斯抽采率46以上，多層開(kāi)采后可達(dá)70%以上。-100-80-60-40-20020406080100-300-250-200-150-100-500n=1n=5n=0.1rHzHzrn)(開(kāi) 采 深 度 較 小 ， 覆 巖 較 軟3.0c2.

8、52.5c2.02.0c1.51.5c1.0開(kāi) 采 深 度 較 小 ， 覆 巖 較 硬開(kāi) 采 深 度 較 大 ， 覆 巖 較 軟開(kāi) 采 深 度 較 大 ， 覆 巖 較 硬煤厚 煤層厚度也是影響預(yù)計(jì)誤差的主要原因之一。傳統(tǒng)的預(yù)計(jì)理論多采用按等厚度或分區(qū)域等厚度來(lái)處理，這樣會(huì)帶來(lái)理論上的預(yù)計(jì)誤差，應(yīng)按照煤層真實(shí)的厚度來(lái)計(jì)算，這樣才能減小預(yù)計(jì)誤差。在特殊情況下煤層厚度變化很大，采用常規(guī)的曲面擬合技術(shù)很難擬合出真實(shí)的煤厚。在我的研究中采用分形插值擬合或三次樣條插值法預(yù)計(jì)煤層的真實(shí)厚度。lkkkimiixQPbCzrw11max)()(lkkkimiiyQPbCzrw11max)()(1)(2kkqqk

9、kdqzrRFPdqzrRFQkkqqkk1)(3222)(sessF22231ssesseFictieC1ztzyxwz),(hthzyxwthzyxwztzyxwzyxz2),(),(),(),(XYZ1 (x,y,z+h)2 (x,y,z-h)中 點(diǎn) (x,y,z)3 (x,y-h,z)4 (x,y+h,z)5 (x-h,y,z)6 (x+h,y,z)htzyhxutzyhxuhtzhyxutzhyxuzyxyyxxxy2),(),(2),(),(),(hthzyxuthzyxuhtzyhxwtzyhxwzyxxxxz2),(),(2),(),(),(hthzyxuthzyxuhtzhy

10、xwtzhyxwzyxyyyz2),(),(2),(),(),(0)44()4()(22222223xyzxyzxyzxzyyzxzyxxyxzyzyxxzzyzyxDrucker-Prager準(zhǔn)則，即D-P準(zhǔn)則是在C-M準(zhǔn)則和塑性力學(xué)中著名的Mises準(zhǔn)則基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和推廣而得： KJIf21式中，f應(yīng)力差； 3211I為應(yīng)力第一不變量； )()()(612132322212J為應(yīng)力第二不變量； ，K為僅與巖石內(nèi)摩擦角和粘結(jié)力c有關(guān)的實(shí)驗(yàn)常數(shù)； )sin3(3sin2)sin3(3cos6cK)(13211E)(13122E)(11233E由式以上四式可把I1，J2轉(zhuǎn)化為如下表達(dá)式： )(3

11、211GI)()()()1 (61213232221222GJ式中 G體積模量，GPa； 利用己求出的六個(gè)應(yīng)變分量，計(jì)算出min、mid、max，進(jìn)而求出I1、J2；試驗(yàn)求得巖石的內(nèi)摩擦角、粘結(jié)力c、彈性模量E、泊松比，就可以求得巖石材料參數(shù)和K，從而求得巖體內(nèi)計(jì)算點(diǎn)的應(yīng)力差f值，若f值小于零，巖體內(nèi)預(yù)計(jì)點(diǎn)不被破壞；若f值等于零，巖體內(nèi)計(jì)算點(diǎn)處于臨界狀態(tài)；若f值大于零，巖體內(nèi)預(yù)計(jì)點(diǎn)受采動(dòng)影響破壞。 獲得初始位置數(shù)據(jù)獲得預(yù)計(jì)參數(shù)巖石力學(xué)參數(shù)讀入按照 一定步長(zhǎng)獲得計(jì)算位置數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)移動(dòng)變形模塊D-P判斷模塊輸出結(jié)果-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -5005010

12、0 150 200 250 300 350 400 450 50003060901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 50003060901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 500030

13、60901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 50003060901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 500030609012015018021024027030003060901201

14、50180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 50003060901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 50003060901201501802102402703000306090120150180210240270300-400 -350 -300 -250

15、 -200 -150 -100 -50050100 150 200 250 300 350 400 450 500030609012015018021024027030003060901201501802102402703008182 膏體充填指的是把物料制作成“無(wú)臨界流速、不需脫水”的膏狀漿體，通過(guò)泵壓和重力作用，經(jīng)過(guò)管道輸送到礦井下，適時(shí)充填采空區(qū)的方法。煤礦膏體充填料漿是一種利用矸石、粉煤灰等固體廢物制作的，適合管道輸送的、低成本的、特殊 “混凝土”或特殊“砂漿”。83 膏體充填開(kāi)采改變了什么？ 傳統(tǒng)長(zhǎng)壁垮落采煤破裝運(yùn)支管 長(zhǎng)壁膠結(jié)膏體充填采煤充填體充填體煤體煤體隔離支架煤礦膏體充填開(kāi)采

16、定義84 為什么要搞膏體充填采煤？“三下一上” 壓煤，提高煤炭采出率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限；保水采煤；堅(jiān)硬頂板管理；沿空留巷，煤與瓦斯共采；固體廢棄物資源化利用。煤礦膏體充填開(kāi)采定義85 我國(guó)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)途徑煤炭開(kāi)采巖層移動(dòng)排 放 水地表塌陷土地與建筑物損害瓦斯事故排放瓦斯污染環(huán)境地下水資源流失與突水事故煤與瓦斯共 采保水開(kāi)采充填開(kāi)采排放矸石煤巷支護(hù)矸石井下處 理煤炭地下氣 化占用農(nóng)田污染環(huán)境綠色開(kāi)采“高效安全、高采出率、環(huán)境協(xié)調(diào)”綠色開(kāi)采技術(shù)體系86 世界主要充填采礦方法發(fā)展歷史87 膏體充填最早是1979年在德國(guó)格倫德金屬礦發(fā)展起來(lái)的；國(guó)內(nèi)金川有色金屬公司1989年開(kāi)始試驗(yàn)膏體充填；

17、膏體充填已經(jīng)在世界金屬礦山開(kāi)采和尾礦處理等方面得以比較廣泛的應(yīng)用，一年一度的世界膏體充填研討會(huì)已經(jīng)召開(kāi)13次。 國(guó)內(nèi)外金屬礦山膏體充填技術(shù)研究成果，對(duì)我國(guó)煤礦發(fā)展膏體充填有重要參考借鑒價(jià)值，但是，以解放“三下一上”壓煤為主要目的的煤礦膏體充填與金屬礦山膏體充填有重要的區(qū)別。 煤礦膏體充填的特點(diǎn)88 與金屬礦山膏體充填比較，解放“三下一上”壓煤的煤礦膏體充填開(kāi)采主要特點(diǎn)是： 充填的目的是減沉。 充填與采煤同在一個(gè)工作面，充填體構(gòu)筑方法不同于金屬礦山，煤礦需要發(fā)展專門膏體充填隔離支架。 充填材料強(qiáng)度性能要求不同，煤礦充填以后數(shù)小時(shí)后就要求充填體承載，否則，影響采煤面產(chǎn)量。 煤礦膏充填原料主要是煤矸

18、石、坑口電廠低質(zhì)粉煤灰等，材料品質(zhì)差，質(zhì)量波動(dòng)大。 煤礦膏體充填的特點(diǎn)89 煤礦充填開(kāi)采地表沉陷W0的組成No地表沉陷組成部分主要影響與控制因素1充填前頂?shù)滓平縒1（頂板下沉量W11、底臌量W12）主要受采深、煤層條件/采高、頂?shù)装鍡l件、采場(chǎng)支護(hù)、充填開(kāi)采方法影響，由采場(chǎng)支護(hù)主要控制2欠接頂量W2主要受充填方法、隔離方法影響，由隔離效果主要控制3充填體壓縮量W3主要決定充填材料壓縮性能，膏體密實(shí)度最高、壓縮率最低。4頂?shù)装鍓嚎s量W4（頂板壓縮量W41、底板壓縮量W42）主要受采深、頂?shù)装鍡l件、開(kāi)采環(huán)境影響和控制5表土固結(jié)下沉量W5主要受表土層條件、采動(dòng)引起的水位變化影響和控制543210WW

19、WWWW90No比較項(xiàng)目膏體膠結(jié)充填超高水充填干式充填1充填材料組成與用量固體廢物、粉煤灰、膠結(jié)料、水。用量大超高水材料、水。用量少固體廢物、粉煤灰。用量大2充填體壓縮量/%131320403充填體強(qiáng)度15 MPa范圍膠結(jié)料費(fèi)用/元/m3膠結(jié)料3486普水泥30751073190(機(jī)械壓實(shí)強(qiáng)度小于12MPa）4充填材料運(yùn)輸方式單一管道輸送雙管道輸送皮帶輸送5充填系統(tǒng)投資大少較大6充填體構(gòu)筑方法隔離要求高隔離要求高隔離要求低7減沉效果好好較差8采出率高高較低9適應(yīng)性各種條件低強(qiáng)度條件減沉要求低 膏體充填與其它充填方法比較表91 膏體充填采煤技術(shù)關(guān)鍵方面： 膏體充填體控制覆巖及地表沉陷理論與方法

20、膏體充填材料 膏體充填關(guān)鍵設(shè)備與工藝 充填液體支架與膏充填體構(gòu)筑方法。 膏體充填采煤技術(shù)關(guān)鍵92 膏體充填體作用模型XZOq1q2q4E1，I1，h1，K1，q1.Km，mKf1Kf2Kf3Kf4Kfn.E2，I2，h2，K2，q2En，In，hn，Kn，qnq3K0p0p0B1B2BmBfnBf膏體充填體+支架（采煤區(qū)、待充填區(qū)）+煤體頂板耦合作用-300-200-1000-60-300306090120150180頂板巖層下沉頂板巖層下沉 / cm距工作面距工作面 / m1號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)2號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)3號(hào)測(cè)點(diǎn)號(hào)測(cè)點(diǎn)93 充填法開(kāi)采覆巖下沉-25-15-5-60-300306090120150

21、180頂板巖層下沉 / cm距工作面 / m1號(hào)測(cè)點(diǎn)2號(hào)測(cè)點(diǎn)3號(hào)測(cè)點(diǎn) 垮落法開(kāi)采覆巖下沉 膏體充填改變了垮落法采場(chǎng)礦壓規(guī)律，正常膏體充填直接頂板不垮落，老頂不出現(xiàn)周期性破斷，采場(chǎng)相當(dāng)于移動(dòng)的開(kāi)切眼，頂板只有裂縫帶和彎曲下沉帶，甚至只有彎曲下沉帶。 膏體充填采煤控制地表沉陷的關(guān)鍵是控制好工作面采煤區(qū)和待充填區(qū)上方的直接頂板和下位基本頂板。膏體充填采煤可以利用直接頂板下沉預(yù)計(jì)地面開(kāi)采沉陷。1離煤層120m2離煤層40m3離煤層5m94 膏體充填材料性能控制指標(biāo)（以某礦為例） 矸石粒徑： 最大粒徑 25 mm 小于5 mm部分不少于45% 流動(dòng)性： 坍落度S 220 mm 可泵時(shí)間： 24 h 穩(wěn)定

22、性： 靜置泌水率3 %5% 95 坍落度實(shí)驗(yàn)方法低流動(dòng)性，S79cm，不能泵送；中等流動(dòng)性，S=1214cm；大流動(dòng)性，1618cm；超大流動(dòng)性，S=2224cm。96 膏體充填材料早期強(qiáng)度的選擇（以某礦為例） 早期強(qiáng)度概念：指充填材料8h1d齡期抗壓強(qiáng)度。 早期強(qiáng)度的作用： 保持充填體自穩(wěn)定。如某礦采高2.8m，充填體密度1.8t/m3，保持充填體自身穩(wěn)定需要強(qiáng)度0.04MPa。 支撐直接頂板巖石重量。某礦充填步距2.0m，早期需要支撐直接頂厚度2.0m，需要支護(hù)能力0.05MPa。 適應(yīng)老頂變形的附加應(yīng)力。 97 膏體充填材料后期強(qiáng)度的選擇（以某礦為例） 后期強(qiáng)度的作用：指28d強(qiáng)度。 支

23、撐上覆巖土層重量。膏體充填體依靠的是密實(shí)度、三向抗壓強(qiáng)度，而不是單向抗壓強(qiáng)度支撐上覆巖土層重量。 某礦煤層采深400m左右，上覆巖層產(chǎn)生的壓力10MPa左右。 厚煤層假頂或假底作用，控制支架插入量。 某礦充填材料后期強(qiáng)度 。固體廢物 粗破機(jī) 給料機(jī) 稱量斗 給料機(jī) 細(xì)破機(jī) 振動(dòng)篩 緩沖倉(cāng) -25mm +25mm 圓筒倉(cāng) 給料機(jī) 稱量斗 圓筒倉(cāng) 給料機(jī) 稱量斗 蓄水池 水 泵 稱量斗充填管道 充填面隔離支架 貯存箱 外加劑泵 稱量斗粉煤灰膠結(jié)料礦井水外加劑充填泵料漿斗攪拌機(jī) 前裝機(jī)98膏體充填系統(tǒng)組成固體廢物加工充填材料儲(chǔ)存充填體構(gòu)筑99100我國(guó)初步形成了一套適合煤矸石膏體充填工藝技術(shù)，主要特

24、點(diǎn)是： （1）采用批次攪拌，攪拌電流監(jiān)測(cè)等，保證每批次料漿在允許變化范圍內(nèi)，不合格料及時(shí)處理，適應(yīng)煤礦膏體充填原材料質(zhì)量波動(dòng)大的需要。 （2）逐漸引入膏體輸送管道狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制，提高了系統(tǒng)保障與事故快速處理能力。 （3）開(kāi)發(fā)出煤礦膏體充填計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和特殊管件產(chǎn)品。101 膏體充填工作面分采煤區(qū)和充填區(qū)兩部分，對(duì)于充填支架的功能要求： （1）采煤區(qū)頂板支護(hù) （2）充填區(qū)頂板支護(hù) （3）隔離防漏 （4）抵抗?jié){體側(cè)向壓力 （5）其它：如控制煤壁，防治片幫；調(diào)架；防滑等。102采用整體式充填液壓支架時(shí)，膏體充填采煤過(guò)程： 采煤充填凝固 采煤隔離充填凝固 為了提高產(chǎn)量，通常布置2個(gè)工作面輪采。采用分

25、體式充填液壓支架時(shí)，膏體充填采煤過(guò)程： 采煤充填 采煤充填同時(shí)進(jìn)行103 煤礦膏體充填主要應(yīng)用于“三下一上”，效益體現(xiàn)在： （1）擴(kuò)大開(kāi)采范圍，提高采出率，多回收煤炭資源； （2）沿空留巷，節(jié)省巷道掘進(jìn)與支護(hù)費(fèi)用； （3）變短壁條帶面為長(zhǎng)壁膏體充填工作面，并可以實(shí)行往復(fù)式開(kāi)采，減少工作面搬家次數(shù)和搬家距離，節(jié)省工作面搬家費(fèi)用； （4）相對(duì)節(jié)省準(zhǔn)備開(kāi)拓巷道工程與費(fèi)用； （5）減少固體廢物堆放占用土地和處理費(fèi)用； （6）減少排水費(fèi)用； （7）減少底板注漿改造底板鉆孔工程量和工程費(fèi)用； （8）有效防止采空區(qū)漏風(fēng)、自燃，方便瓦斯治理，節(jié)省相關(guān)安全工程費(fèi)用。104注：投資估算中未計(jì)后期充填液壓支架費(fèi)用。

26、 鶴煤二礦150m3/h膏體充填系統(tǒng)投資概算105 鶴煤二礦膏體充填成本計(jì)算注：鶴煤二礦厚煤層開(kāi)采條件下，條帶開(kāi)采采25m，留50m。106 煤礦膏體充填技術(shù)已經(jīng)在建筑物下、水體下和承壓水上等特殊開(kāi)采條件下取得一批現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果，這些試驗(yàn)證明，膏體充填是解放我國(guó)“三下一上”壓煤的一條有效技術(shù)途徑，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，但是，煤礦膏體充填技術(shù)還處于發(fā)展階段，當(dāng)前煤礦膏體充填采煤存在的主要問(wèn)題是： （1）在不穩(wěn)定頂板和中等穩(wěn)定頂板條件下，膏體充填采煤面充填前頂板控制不夠理想，膏體充填的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有充分發(fā)揮出來(lái)，地表減沉效果需要進(jìn)一步提高。 （2）膏體充填面產(chǎn)量偏低。 煤礦膏體充填當(dāng)前存在的主要問(wèn)題10

27、7 破解膏體充填采煤面產(chǎn)量低，頂板不好時(shí)減沉效果不理想的關(guān)鍵是： 研究建立膏體充填工作面“充填體+支架+煤體頂板”相互作用關(guān)系理論，為膏體充填面支架設(shè)計(jì)、充填材料選擇提供理論支撐。 發(fā)展分體式充填支架，實(shí)現(xiàn)采后即充，充后即采，甚至采充可同時(shí)進(jìn)行，切實(shí)提高采煤、充填有效時(shí)間，減少充填隔離工作量、時(shí)間和輔助材料量。 研究提高膏體膠結(jié)料性能，降低充填材料費(fèi)用。 煤礦膏體充填主攻方向108 煤礦膏體充填發(fā)展目標(biāo) 建立100萬(wàn)t/a膏體充填采煤成套技術(shù) 目前膏體充填關(guān)鍵設(shè)備充填泵能力已經(jīng)達(dá)到150m3/h左右，國(guó)內(nèi)飛翼股份公司也試制出如此大排量充填泵，采用2臺(tái)充填泵并聯(lián)使用，分體式支架，采充順序進(jìn)行，充

28、填面產(chǎn)量可達(dá)100萬(wàn)t。充填液壓支架充填液壓支架充填液壓支架2022/5/1113充填液壓支架2022/5/1114矸石直接充填置換“三下”壓煤總體技術(shù)框架置換開(kāi)采技術(shù)框架v 發(fā)明綜采矸石充填技術(shù)工作面 采空區(qū) 傳統(tǒng)綜采液壓支架掩護(hù)斜梁 工作面 采空區(qū) 綜采矸石充填液壓支架水平短梁綜采置換開(kāi)采技術(shù)v 綜采矸石充填原理矸石充填運(yùn)輸機(jī)充填工藝綜采置換開(kāi)采技術(shù)v 綜采矸石充填壓實(shí)原理綜采矸石充填壓實(shí)系統(tǒng)工作原理綜采置換開(kāi)采技術(shù)v 綜采矸石充填工作面井下工況前部采煤后部充填綜采置換開(kāi)采技術(shù)普采與充填支護(hù)系統(tǒng)v普采矸石充填技術(shù)普采與充填工作面布置普采與充填支護(hù)系統(tǒng)充填系統(tǒng)普采與充填工作面布置普采矸石充填

29、高速動(dòng)力拋?lái)窓C(jī)充填面開(kāi)采面普采置換開(kāi)采技術(shù)主要缺點(diǎn)是采出率低，采出率3060%，巷道掘進(jìn)多，工作面效率低baba%100babCC一般為4060% babHab應(yīng)等于或小于（1/101/4）H 我國(guó)已有的采出條帶寬度多在1050mbababCC=Constant ，b a 當(dāng)采出率恒定時(shí)，采出煤柱寬度增加時(shí)，保留條帶寬度也增加，煤柱穩(wěn)定性也增加。 CCbaCaCb1111babbaCbabC取決于保留條帶的寬度和采出率25hahaah充填條帶垮落條帶0.25.1ppPF（2）條帶煤柱強(qiáng)度確定方法 由實(shí)驗(yàn)室較小尺寸試樣獲得的煤塊單軸抗壓強(qiáng)度，通過(guò)下式來(lái)計(jì)算立方體煤柱的原位強(qiáng)度：9 . 0Dcm式中 m立方體煤柱的原位強(qiáng)度，MPa ; c實(shí)驗(yàn)室試樣的平均單軸抗壓強(qiáng)度，MPa； D實(shí)驗(yàn)室圓柱體試樣的直徑或立方體試樣的邊長(zhǎng)，m。 考慮煤柱形狀的影響，各國(guó)學(xué)者提出多個(gè)煤柱強(qiáng)度的估算公式，目前應(yīng)用較多且實(shí)用性更強(qiáng)的為比涅烏斯基（Bieniawski）公式，其具體計(jì)算公式為：npmphW)/36. 064. 0(式中 p煤柱實(shí)際強(qiáng)度，MPa； m立方體煤柱強(qiáng)度，MPa； Wp條帶煤柱寬度，m