矸石直接充填采煤技术课件.ppt

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1、固体废弃物直接充填采煤技术主要内容一、科技攻关的背景与思路二、充填采煤的难点与创新三、综采工作面充填技术四、普采工作面充填技术五、其他相关问题的说明煤矸石的露天排放问题我国现有矸石山1600余座，堆积量超过45亿t，占地超过15000hm2。目前每年产矸量超过2.5亿t。矸石山除了占用大量的土地资源外，还会严重污染空气和地下水，甚至存在爆炸危险。一、科技攻关的背景与思路中西部矿区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，把风积沙转移至

2、采空区，既能增加工农业用地，又能改善地面环境。一、科技攻关的背景与思路“三下”压煤问题我国的煤炭资源回收率仅为40%左右，“三下”（村庄下、道路下、水体下）压煤是其重要根源。新汶矿区“三下”压煤高达2.67亿吨，占可采储量的70%多。一、科技攻关的背景与思路解决问题的总体思路技术措施矸石直接充填置换“三下”压煤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煤矸石的排放露天排放占用土地、污染环境、爆炸制砖等用量少、产品质量、环保等问题“三下”压煤迁村开采吨煤

3、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、科技攻关的背景与思路解决问题的思路矸石(固体废物)直接充填采煤总体技术框架一、科技攻关的背景与思路二、充填采煤的难点与创新（一）充填采煤的岩层控制理论（二）充填采煤的技术与工艺充填采煤的难点之一——建立矸石充填采煤岩层控制理论岩层移动控制目标充填技术控制目标绝对不移动充入与开采等量的矸石控制移动量建筑物损伤破坏：搬迁建筑物局部损伤：修补建筑物微小损伤：无需修补1.不同矸石充填量对应的地表变形值2.同一矸石充

4、填量对应的地表最大变形值理论上需解决的问题（一）充填采煤的岩层控制理论充填开采顶板下沉等价采高顶板下沉充填开采矸石充填采煤等价采高的概念矸石充填采煤岩层移动控制稳定性判据Hmax——建筑物变形能承受的最大允许采高。等价采高（一）充填采煤的岩层控制理论矸石的松散与压实性能自制实验系统矸石碎胀系数与压应力矸石孔隙率与压应力（一）充填采煤的岩层控制理论矸石充填采煤支架工作载荷计算公式pz——充填开采支架载荷；p——全高开采支架载荷。相似材料模拟系统（一）充填采煤的岩层控制理论矸石充填采煤等价采高Hz的理

5、论计算公式H——实际采高；hz——充填体空顶距（充实率控制参数）；k——初始压实系数（压实率控制参数）；——残余压实系数。矸石充填开采的技术控制指标充实率hz压实率k（一）充填采煤的岩层控制理论技术障碍传统办法开采工作面不断移动采空区顶板随采随垮开采面与采空区隔离水砂充填——水流为动力风力充填——风流为动力膏体充填——流体为动力1.拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障2.用同一支护系统掩护采煤与充填并行作业3.用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力创新与发明充填采煤的难点之二——矸石充入采空区的空

6、间、通道与动力（二）充填采煤的技术与工艺综采工作面充填原理工作面采空区传统综采液压支架掩护斜梁工作面采空区综采矸石充填液压支架水平短梁（二）充填采煤的技术与工艺矸石充填过程矸石充填运输机充填工作原理三、综采工作面充填技术充填矸石压实过程矸石充填压实系统工作原理三、综采工作面充填技术综采矸石充填工作面井下工况前部采煤后部充填三、综采工作面充填技术应用效果实例比较项目全高开采预计采高2.1m综采充填预计等价采高0.6m综采充填实测最大下沉量/mm1580420380最大水平变形/mm/m3.20.80

7、.5建筑物破坏等级ⅡⅠⅠ新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测平均采深500m实际采高2.1m等价采高0.6m采出率95%综采矸石充填地表下沉曲线对比图全高开采预计采高2.1m15803.2Ⅱ综采充填预计等价采高0.6m4200.8Ⅰ综采充填实测3800.5Ⅰ三、综采工作面充填技术普采与充填支护系统普采矸石充填技术普采与充填工作面布置普采与充填支护系统充填系统普采与充填工作面布置普采矸石充填高速动力抛矸机充填面开采面四、普采工作面充填技术应用效果实例比较项目全高开采预计采高1.8m普采充填预计

8、等价采高0.4m普采充填实测最大下沉量/mm1365280257最大水平变形/mm/m3.00.60.3建筑物破坏等级ⅡⅠⅠ普采矸石充填地表下沉曲线对比图新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测平均采深450m采高1.8m等价采高0.4m工作面采出率95%全高开采预计采高1.8m13653.0Ⅱ普采充填预计等价采高0.4m2800.6Ⅰ普采充填实测2570.3Ⅰ四、普采工作面充填技术五、其他相关问题的说明1.成本与效益地质采矿条件工作面产量与采出率矿区的固体废弃物井下煤矸分离掘巷