综合机械化固体废弃物充填采煤技术开发与应用（新）

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1、二○一○年十月缪协兴综合机械化固体(废弃物)充填采煤技术开发与应用中国矿业大学主要内容一、项目开发的背景二、充填采煤的历史三、充填采煤系统与装备四、采场矿压与地表沉陷五、项目推广应用及效果一、项目开发的背景1.“三下”压煤问题遗留的煤柱问题土地与环境问题煤矸石排放问题风积沙与黄土山解决问题的办法一、项目开发的背景1.“三下”压煤问题全国“三下”压煤达137亿吨，全国国有重点煤矿村下压煤52.2亿吨。多数东部矿区“三下”压煤已占现有可采量的50%以上。采用条带开采“三下”压煤，采出率只有30%左右。据鄂尔多

2、斯介绍，该地区现有30~40亿吨小煤矿开采留下的煤柱，房柱式采出率仅为35%左右。煤柱不仅浪费资源，而且给矿区生产留下瓦斯、水、火、矿压等严重危害。2.遗留的煤柱问题一、项目开发的背景3.土地与环境问题每年由于煤炭开采塌陷土地面积约4万hm2左右。目前，受煤炭开采下沉影响的土地面积达60万hm2左右。直接经济损失约20亿元。一、项目开发的背景4.煤矸石排放问题我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约45亿t，占地约15000hm2。每年矸石产生量约为1.5～2.0亿t，约占地300～400hm2。新汶矿区

3、的煤流矸石高达30%~40%。一、项目开发的背景5.风积沙与黄土山以山西为例，如能将矿区的黄土山转移至采空区，则可增加大量的耕地或工农业用地。以神东矿区为例，把风积山转移至采空区，既能增加工农业用地，又能改善地面环境。一、项目开发的背景解决问题的总体思路技术措施固体废弃物直接充填置换“三下”压煤及煤柱循环利用矿区废弃物保护矿区土地与环境回收“三下”压煤资源实施目标存在问题传统办法实际效果矸石与粉煤灰及固体废弃物露天排放占用土地、污染环境、爆炸制砖等用量少、产品质量、环保等问题“三下”压煤及煤柱迁村开采吨煤

4、增加成本50元左右，历史与文化问题条带开采采出率30%传统充填开采没有实现规模化推广应用一、项目开发的背景6.解决问题的办法二、充填采煤的历史1.充填采矿的历史2.充填采煤的历程3.现代充填采煤技术的特征4.充填采煤的难点5.综合机械化固体充填采煤二、充填采煤的历史1.充填采矿的历史充填采矿的历史已超过100年1915年澳大利亚北莱尔矿用废石充填矿房水砂充填——用水运移尾矿砂至矿房膏体充填——固体+水+化学材料各种矿石(矿砂)胶结充填(支撑体)二、充填采煤的历史2.充填采煤的历程60多年前波兰用水砂充填法

5、进行城下采煤上世界60年代我国试验水砂充填采煤煤矿矸石充填（矸石不出井）①矸石自留充填；②简易机械化矸石充填；③风力矸石充填；④人工矸石充填。2006年进行综合机械化固体充填采煤工业性试验二、充填采煤的历史3.现代充填采煤技术的特征高效、高回收率采出煤炭；严格控制岩层运动与地表沉陷；先进机械化装备与安全保障。4.充填采煤的难点二、充填采煤的历史采煤工作面快速移动采空区顶板随采随垮水平层状矿体结构充填系统普采与充填工作面布置矸石充填高速动力抛矸机二、充填采煤的历史5.综合机械化固体充填采煤传统综采液压支架结

6、构图固体充填采煤液压支架三、充填采煤系统与装备1.综合机械化固体充填采煤系统布置2.综合机械化固体充填采煤液压支架3.固体充填物料刮板输送机与压实系统固体废弃物垂直输送系统（装备）履带行走式固体充填物料输送转载机三、充填采煤系统与装备1.综合机械化固体充填采煤系统布置1-固体堆积物；2-推土机；3-刮板输送机；4-分级筛；5-破碎机；6-胶带输送机；7-地面投料站控制室；8-投料井；9-井下储料仓；10-运矸皮带巷道；11-进风巷；12-运矸皮带；13-刮板输送机；14-回风巷；15-正四连杆六柱支撑式充

7、填采煤液压支架；16-固体充填物料多孔底卸式输送机；三、充填采煤系统与装备1.综合机械化固体充填采煤系统布置综合机械化固体充填采煤的工作面布置方式三、充填采煤系统与装备2.综合机械化固体充填采煤液压支架(a)第一代固体充填采煤液压支架(b)第二代固体充填采煤液压支架(d)第四代固体充填采煤液压支架(c)第三代固体充填采煤液压支架综合机械化固体充填采煤的四代液压支架三、充填采煤系统与装备2.综合机械化固体充填采煤液压支架三、充填采煤系统与装备3.固体充填物料刮板输送机与压实系统固体充填物料刮板输送机三、充填

8、采煤系统与装备4.固体废弃物垂直输送系统（装备）垂直输送系统(动画)三、充填采煤系统与装备5.履带行走式固体充填物料输送转载机四、采场矿压与地表沉陷1.固体充填采煤采场矿压控制原则固体充填采煤采场矿山压力模型支架受力与主动力控顶原理岩层与地表移动预计的等价采高方法四、采场矿压与地表沉陷1.固体充填采煤采场矿压控制原则保护工作面生产人员的安全从充填支架结构图中可以看到，由支架的前后顶梁挡住了顶板岩石的垮落，与综采不同的是采空区顶