建筑物下固体充填开采技术研究.pdf

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1、第5期矿山测量NO．52012年l0月MINESURVEYING0ct．2O12doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2012．05．024采技术研究(1．河北联合大学，河北唐山063000；2．开滦唐山矿业分公司，河北唐山063000；3．天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)摘要：唐山矿业分公司将地面矸石、建筑垃圾等固体废弃物通过地面充填站的投料孔从地面垂直向下直接投料，进入矸石缓冲仓，由矸石仓放入胶带输送机等运输设备将其运输至充填工作面，借助自夯式充填综采液压支架等关键设备用固体充填物料充填工作面采

2、空区，并靠固体充填物料的支撑作用对采空区的岩层进行控制，减少顶板的下沉和垮落，实现建筑物下安全开采。工作面充填矸石是解决矿山污染、资源浪费、地表塌陷的一个行之有效的方法，促进了绿色矿山的建设。关键词：固体充填；顶板下沉；控制中图分类号：TD823．83文献标识码：B文章编号：1001—358X(2012)05—0075—03唐山矿业分公司铁三采区位于唐山市路南区东固体充填开采。各煤层条带开采尺寸和工作面长度南部，地处市区，地表建筑物密集。地面建筑物包括见表1所示。老火车站，唐山机车车辆厂以及密集的商业区、居民各煤层采煤方法均采用走向长壁采煤

3、法。煤层区等。铁三采区走向长约1750m，倾向长约1150开采顺序为自上而下逐煤层开采。In，开采上限标高为一550ITl，下限标高为一820m，开2固体充填开采工艺采煤层有5、8、9、12—1、l2—2煤层，总地质储量4920．6万t，可采储量3798．0万t。2．1固体充填物料的选择为了合理开发煤炭资源，保护地面建筑物的正充填物料选择煤矸石、炉灰、建筑垃圾、炼铁尾常安全使用，铁三采区拟采用固体充填技术解放建矿等。根据实验结果，为保证工作面采空区的充填筑物下压煤。压实效果，有效控制顶板下沉，要求固体充填物料的粒径不大于100mm。1开采方

4、案设计2．2采区主要生产系统根据各煤层的赋存条件和开采条件，同时考虑各煤层采取联合布置方式，每个煤层各布置两开采后对地面的采动影响，以及尽量提高采区的采条边眼，作为进风、运煤、运料；利用其它煤层一条边收率，通过对开采后地表沉陷变形预计、获得煤量、眼，作为采区专用回风巷；布置运煤、运料、回风绕道经济效益等方面的比较分析，确定如下煤层组合开构成采区进风、回风、运料、运煤巷道等系统。采方案：5煤层条带开采+8煤层条带开采+8煤层为满足井下开拓矸石进入固体充填开采系统，试采工作面固体充填开采+9煤层固体充填开采布置开拓翻笼车场系统，使井下开拓矸石进

5、入充填+12—1煤层条带固体充填开采+12—2煤层条带系统。具体布置：在11水平8号井井底车场出车线表1各煤层条带开采尺寸和工作面长度一侧布置矸石翻笼车场，翻笼下布置一条矸石运输岩石联络巷与原沿5煤层布置的矸石运输巷连通，然后通过一沿5煤层布置的联络横管与矸石集中运输巷连通进入充填工作面。2．3工作面充填设备选型选择中国矿大与郑州四维研究制造的专门液压充填支架，支架型号为ZZC7000／20／40型四柱支撑式充填液压支架。支架本身带有压实机，它与采煤75第5期矿山测量2012年l(J月机、刮板运输机、充填开采运输机、压实机配套使用，灰、建筑

6、垃圾等)——地面充填站——投料井——矸起着管理顶板隔离围岩、维护作业空间的作用。选石缓冲仓——矸石运输巷皮带机——工作面运矸皮择郑州四维生产的型号为SGBC764／250的双边链充带机一一工作面矸石转载机——工作面充填支架充填输送机及型号为ZCS2500／10／19的升降平台。填刮板机——采空区充填。2．4投料方式2．5．2工作面充填工艺采用大垂深投料井直接投料方式，直接投料是为保证工作面生产能力，工作面实行边采边充，将地面矸石等固体物料经筛分、破碎等前期工序后采充并举，做到移架、充填工序协调配合。工作面回运输至直接投料井口，物料被投放至投

7、料井内经缓采采用“两采一准”的作业循环方式，为保证工作面冲装置缓冲后进入储料仓，工作面充填时将其通过开采进度和生产能力，检修班也可以安排充填。给料机放出，再经胶带输送机运至工作面，对工作面充填工作主要靠充填开采输送机和压实机配套采空区进行充填。直接投料系统的主要设备包括地系统共同完成的(见图1)。矸石从地面通过投料面运输装置、缓冲装置、满仓报警装置、清仓装置、泄井、矸石物料胶带输送机、矸石转载机运至工作面充压装置、设备联动控制装置等。填刮板运输机上，通过充填刮板运输机上的落料孔，2．5充填工艺每节刮板长1．5Ill_，每节刮板上有一落料孔，

8、落料孔2．5．1充填运输投料工艺的尺寸为345mm×460mm，将充填物料充填入采空充填运输投料工艺流程：固体物料(煤矸石、炉区内，然后利用压实机将充填物料压实并接顶。图1充填开