東榮一礦煤矸石充填采煤技術(shù)試驗研究

東榮一礦煤矸石充填采煤技術(shù)試驗研究匯報人：王晨陽導(dǎo)師：李鳳儀教授專業(yè)：安全工程與科學(xué)主要內(nèi)容（一）目的意義（二）國內(nèi)外現(xiàn)狀 （三）研究內(nèi)容（四）研究方法（五）技術(shù)路線目的意義據(jù)統(tǒng)計，目前我國僅統(tǒng)配煤礦的生產(chǎn)礦井“三下”壓煤就高達137.9億t，其中建筑物下壓煤為94.68億t，占總壓煤量的69%。幾乎每一個礦井都存在建筑物下壓煤的問題，一般壓煤量占礦井儲量的10-30%，有的高達40%。據(jù)統(tǒng)計，我國煤矸石的總積存量已達70億t，占地70km2，并正以每年1.5億t的速度增長。傳統(tǒng)開采（一）傳統(tǒng)開采造成地表沉陷，大量土地?zé)o法使用。（二）地面排矸產(chǎn)生的矸石山大量占用土地資源。（三）雨水溶解了煤矸石中可溶物質(zhì)，將造成地表及地下水資源污染，煤矸石山發(fā)生自燃，散發(fā)大量的有毒氣體污染大氣。矸石充填采煤（一）矸石不出井就可以斷絕其污染源，而且可以變害為利。矸石不出井可以消除地面矸石山，減少侵占農(nóng)田;減少對大氣和環(huán)境污染，消除矸石山坍塌或引爆危及人類的事故隱患。（二）矸石井下充填和綜合利用，既可回收部分建下煤炭資源，又可部分解決或降低地面沉降和塌陷問題。國內(nèi)外現(xiàn)狀目前的幾種矸石充填技術(shù)：(l)拋矸機拋矸充填主要由拋矸膠帶輸送機向采空區(qū)拋矸充填。該方法系統(tǒng)簡單，機械化程度高，裝備投資少。但采空區(qū)充實率低。(2)刮板輸送機卸矸充填由平巷中的膠帶輸送機運至綜采工作面液壓支架后方的充填刮板輸送機，在采空區(qū)卸載。充填系統(tǒng)相對簡單，機械化程度高。但采充仍不能平行作業(yè)。(3)風(fēng)力拋矸充填由風(fēng)力管路輸送充填矸石進行充填。該采煤法充填系統(tǒng)較為簡單，較易實現(xiàn)平行作業(yè)。但管路磨損快，粉塵也大。(4)矸石似膏體自流充填由井上制備站制成充填材料后，經(jīng)充填鉆孔進入井下，進行充填。但似膏體制作復(fù)雜，且需要從地面布置鉆孔至充填區(qū)域，投資較多。所以本設(shè)計采用井下制備充填材料，水力管路泵送至充填點。研究內(nèi)容（一）針對東榮一礦選擇合理的充填技術(shù)及可行性論證（二）設(shè)計合理的充填系統(tǒng)（三）優(yōu)化充填煤矸石的粒徑選擇和充填材料的配比（四）矸石充填系統(tǒng)的經(jīng)濟和社會效益分析研究內(nèi)容（一）：針對東榮一礦選擇合理的充填技術(shù)及可行性論證

東榮一礦井田內(nèi)煤層屬穩(wěn)定～不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單～復(fù)雜，一般含1～2層夾矸，局部達3～4層，所以井下生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的煤矸石，這些煤矸石若向地面運輸會大大加重副井的提升任務(wù)，同時矸石在地面堆積產(chǎn)生的矸石山會占用大量的農(nóng)田土地，所以為了解決這些問題以及開采“三下”壓煤，決定采用煤矸石充填采煤技術(shù)。研究內(nèi)容（二）：充填系統(tǒng)設(shè)計不同地方的煤矸石向破碎設(shè)備運送煤矸石運輸對煤矸石進行破碎，后送入矸石倉破碎與倉儲煤矸石與其它材料混合攪拌后水力管送至充填點攪拌與管送采充點示意圖研究內(nèi)容（三）：材料優(yōu)化

目的優(yōu)化方法煤矸石加入粉煤灰減少管道阻力提高力學(xué)強度優(yōu)化充填煤矸石粒徑使壓實過程中的形變量達到最小研究內(nèi)容（四）：效果評定投資成本經(jīng)濟效益社會效益設(shè)備費用人工費用節(jié)省土地占用開采“三下”煤炭保護環(huán)境研究方法1）通過查閱大量文獻資料，對能夠消除煤矸石這一公害，變廢為寶的充填控制技術(shù)做詳細(xì)的研究和分析。2）通過對煤矸石為主要充填骨料的充填體進行室內(nèi)實驗，優(yōu)化充填材料。3）通過ANSYS對采空區(qū)煤矸石充填采煤技術(shù)控制覆巖問題進行數(shù)值模擬分析，其計算結(jié)果與工程中實際數(shù)據(jù)進行比較。4）通過參與東榮一礦的充填項目進行實際的探索和學(xué)習(xí)，解決東榮一礦產(chǎn)出大量煤矸石不能合理處理的問題。技術(shù)路線本項目的特色與創(chuàng)新基于水力泵送矸石充填能力