膏體充填開采工藝流程

1、f體充填開采工藝在太平煤礦的應用摘要：解決了薄基巖條件下安全生產和提高開采上限的問題以及村莊下壓煤開采問題。關鍵詞：薄基巖、膏體、充填山東魯泰煤業(yè)有限公司太平煤礦位于山東省鄒城市太平鎮(zhèn)境內，處于兗州煤田西南隅。于 1987年6月動工興建，1992年簡易試生產，設計生產能力30萬t/a，經改擴建后，2011年核定 生產能力為75萬t/a。主采煤層為3、16上和17煤層，其中3煤層，平均厚度8m左右。太平 煤礦利用膏體充填工藝主要解決了 3煤層薄基巖條件下安全生產和提高開采上限的問題以及村 莊下壓煤開采問題。膏體充填工藝中的主要流程包括物料準備、料漿制備、管道泵送等幾個方面，現(xiàn)將膏體充填 工藝在太

2、平煤礦應用簡介如下：一、物料準備河砂準備膏體充填使用的主要骨料為附近泗河河砂。膠結料準備膠結料由散裝水泥罐車從廠家運輸到充填站，裝入膠結料圓筒倉備用。粉煤灰準備粉煤灰由散裝水泥罐車從廠家運輸到充填站，裝入粉煤灰圓筒倉備用。水準備在地面充填站內打2個水井保證充填所需用水。水井內的水由1臺流量150m3/h、揚程80 m 的潛水泵經108 mm水管抽至充填站蓄水池備用。電力供應充填站的電力由太平煤礦井下電網供應，井下6 kV高壓電由630變電所通過垂直電纜鉆孔 接充填站變電站。二、料漿制備膏體料漿制備主要由上料系統(tǒng)、稱量系統(tǒng)攪拌機、緩沖料漿斗、變頻螺旋攪拌輸送機、控制 系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等組成。膏體料

3、漿的制備由攪拌系統(tǒng)的控制軟件根據材料配比自動完成。攪拌系 統(tǒng)設計生產能力為160 m3/h。配料方式太平煤礦膏體充填配料包括河砂、粉煤灰、膠結料及水，這些物料的配料過程及其控制如 下：（1）河砂定量供給：利用河砂緩沖倉將河砂在規(guī)定的時間范圍內稱量至設定值，然后由傾 斜皮帶運送到河砂中途倉。（2）膠結料定量供給：啟動破拱器，利用料倉螺旋給料機在規(guī)定的時間范圍內使所加物料 正好達到設計值。（3）粉煤灰定量供給：啟動破拱器，利用料倉螺旋給料機在規(guī)定的時間范圍內使所加物料 正好達到設計值。4）水定量供給：在規(guī)定時間的配料過程中，利用上水管上的氣動蝶閥和小口徑蝶閥向稱量 斗內加水，使水量加到設計值后，關

4、閉蝶閥，停止供水。物料攪拌太平煤礦充填站共有二級攪拌裝置，一是充填料漿的一級攪拌，采用周期式混凝土強制攪拌 機；二是充填料漿的二級攪拌，設備為臥式螺旋攪拌輸送機。周期式攪拌機攪拌制作充填料漿的過程是加料、攪拌、出料按周期性循環(huán)作業(yè)的過程。待上 一批次的膏體料漿放出攪拌機并關閉卸料門后，打開中途倉、粉料稱量斗的放料閥，把中途內的 河砂及粉料稱量斗內的膠結料、粉煤灰放入攪拌機；水稱量斗內的水通過打開的底部氣動蝶閥及 攪拌機加水泵放入攪拌機。4種物料攪拌到設計攪拌時間后，打開攪拌機卸料門，把攪拌好的膏 體料漿放入緩沖料漿斗。為提高充填料漿的性能，緩沖料漿斗內的充填料漿再經臥式螺旋攪拌輸送機進行二次攪

5、拌， 再給充填泵供料。由于臥式螺旋攪拌輸送機的能力應與充填泵的能力相一致，當充填泵的輸送量 發(fā)生變化時，應相應通過變頻電機調整臥式螺旋攪拌輸送機的輸送量。三、管道泵送制備完成的膏體充填料漿通過充填泵、干線充填管路、工作面充填管路及布料管泵送到工作 面充填區(qū)。充填泵泵送設備主要由充填泵及液壓包組成。充填泵的操作工序為：先打開控制柜上的主開關，然 后啟動液壓包，待緩沖料漿斗內的膏體充填料漿到設計料位后再開啟充填泵泵送。對充填控制系統(tǒng)的要求是：攪拌系統(tǒng)和充填泵的運行由控制系統(tǒng)集中控制，并根據緩沖料 漿斗的料位自動控制二次攪拌機、充填泵的泵送速度、一次攪拌機拌料時間間隔，保證整個系統(tǒng) 的協(xié)調運行，不能

6、出現(xiàn)料漿供應不上或外溢等問題。充填管路充填管路由干線充填管路、工作面充填管路及布料管、三通、閥門等管路附件組成。干線充填管路采用規(guī)格為203X 16 mm無縫鋼管，包括內厚8 mm的耐磨層，長度為6 m。 在地面鉆孔彎管處及工作面充填管路最高點處設有放氣閥，在干線管路末端安裝有DN150 mm、 PN64閘閥。工作面充填管路采用規(guī)格為 168X5 mm的無縫鋼管，每節(jié)鋼管長度為2 m，鋼管間采用快 速連接件連接。工作面充填管路通過1節(jié)彎管和1節(jié)變徑管與干線管路連接。工作面管路上利用 三通、閘板閥、布料管伸至充填區(qū)，布料管的規(guī)格與工作面管路相同。布料管出口靠近工作面頂 板布置，并用鋼絲繩與工作面支架固定。應該特別注意的是，充填管路鋪設完畢后，應根據工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范進行 強度與密封性水壓試驗，確保管路系統(tǒng)安全可靠。四、經濟效益分析采用膏體充填開采技術提高采出率帶來的經濟收入分析：自2006年5月份利用膏體充填開 采技術以來，截止到2012年底生產原煤188萬噸。按照現(xiàn)行的上限巖柱高度要求估算，剩余可 進行充填開采可采儲量1083.5萬噸。噸煤平均銷售單價600元/噸。已經獲得的經濟收入為11.3 億元，今后可獲得的經濟收入為53.7億元。參考文獻：中國煤炭工業(yè)部主編，煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范，中國計劃出版社，1995.10國家煤礦安全監(jiān)察局，煤礦