盘江煤电矸石泵送充填技术.ppt

飞翼股份有限公司,井下矸石泵送充填技术,井下矸石泵送充填技术,项目意义 国内外矿山充填技术的发展与现状 井下矸石泵送充填技术 井下矸石泵送方案 实验图片,煤矿开采带来的问题： 矸石山占用农田和绿地，形成地表污染。 煤矿开采造成地表沉陷，降低土地利用价值。 井下矸石充填的意义： 矸石不向地面排放，改善矿山生态环境。 减轻矿井的运输提升压力。 充填采空区，可有效减轻地表沉陷。 解决“三下一上” （建筑物下、铁路下、水体下、承压含水层上）煤层开采问题，提高资源回收率。 基于工业生态学的一种充填模式。,项目意义,基于工业生态学的充填模式三要素： 内部循环 经济效益 废料流量 该充填模式可实现固体废料排放量最小甚至为零，并可实现低成本充填。,项目意义,第一阶段: 国外在20世纪40年代以前，以处理废弃物为目的，在完全不了解充填物料性质和使用效果的情况下，将矿山废料送入井下采空区。 国内在上世纪50年代以前，均是以处理废弃物为目的的废石干式充填工艺。废石干式充填采矿法曾在50年代初期成为我国主要的采矿方法之一。但随着回采技术的发展，废石干式充填因其效率低、生产能力小和劳动强度大，满足不了回采技术发展的需要。,矿山充填技术的发展与现状,第二阶段: 20世纪4050年代，澳大利亚和加拿大等国的一些矿山开发并应用了水砂充填技术。从此真正开始将矿山充填纳入采矿计划，成为采矿系统的一个组成部分，并且对充填料及其充填工艺开展了研究。这一阶段主要是将尾矿借助水力充入井下采空区，其充填料的输送浓度较低，一般在6070%左右，需要在采场大量脱水。 国内矿山从60年代才开始采用水砂充填工艺。1965年首次采用了尾矿水力充填采空区工艺，有效地减缓了地表下沉。80年代已在国内60余座有色、黑色和黄金等金属矿山的开采中广泛应用了水砂充填。,矿山充填技术的发展与现状,第三阶段: 6070年代，开始应用和研发尾矿胶结充填技术。在这一阶段已开始深入研究充填料的性质、充填料与围岩的相互作用、充填体的稳定性和充填胶凝材料。 国内初期的胶结充填均为传统的混凝土充填，即完全按建筑混凝土的要求和工艺制备和输送胶结充填料。1964年开始尝试采用风力输送混凝土胶结充填。这种传统的粗骨料胶结充填的输送工艺复杂，且对物料组配的要求较高，因而一直未获得大规模推广使用。在70年代至80年代，几乎被细砂胶结充填完全取代。细砂胶结充填以尾矿、天然砂和棒磨砂等材料作为充填集料，胶结剂主要为水泥。集料与胶结剂通过搅拌制备成料浆后，以两相流管输方式输入采场进行充填。,矿山充填技术的发展与现状,第四阶段: 20世纪8090年代，发展了高浓度充填技术、膏体充填、块石砂浆胶结充填和全尾矿胶结充填等新技术。 高浓度充填是指充填料到达采场后，虽有多余水分渗出，但其多余水分的渗透速度很低、浓度变化较慢的一种充填方式。 膏体充填则是指充填料呈膏状，在采场不脱水，其胶结充填体具有良好的强度特性。 块石砂浆胶结充填则是指以块石作为充填集料，以水泥浆或砂浆作为胶结介质的一种在采场不脱水的高质量充填技术。 全尾矿胶结充填则是指尾矿不分级，全部用作矿山充填料，这对于尾矿产率低和需要实现零排放目标的矿山是十分有价值的。,矿山充填技术的发展与现状,煤矿采空区充填 水力充填：充填材料有砂、碎石、炉渣、矸石等。 风力充填：一般用于缺乏水源、井下不易增加水流和一个矿井内仅在少数工作面使用的条件。风力充填要求专用的压风机、充填机和输送管路，对充填材料的粒度要求也较高。 自溜充填：用于急倾斜和倾斜煤层。 由于充填材料来源缺乏、工艺较复杂及充填费用高，这些充填方法在煤矿的使用范围均不大。,矿山充填技术的发展与现状,几种典型的充填系统,由于传统的煤矿采空区充填方法材料来源缺乏、工艺较复杂及充填费用高，这些充填方法在煤矿逐渐减少。 目前，许多煤矿采用由翻矸机、运输机、抛矸机等设备组成的井下矸石充填系统，将煤矸石直接在井下充填废弃巷道或采煤面液压支架后的采空区。,抛矸机充填系统,抛矸机充填系统,该系统要求充填巷内矸石输送机在矸石充填过程中不断外移、机架不断拆除、皮带不断缩短、机尾卸矸点与矸石充填部搭接，影响了生产效率，提高了工人劳动强度；另外，皮带输送矸石，需要掘进巷道，成本高，而且充填区充填容积率低、粉尘大。,抛矸机充填系统,井下矸石泵送充填系统一种在高压和高浓度状态下低成本纯矸石输送的方法。 方法1：矸石在泵送过程中可不含水泥，而是将矸石按一定级配破碎为粗细不等的颗粒和微粉，构成一种可泵塑性流动稠料。 方法2：在破碎矸石中参入一定比例水泥或粉煤灰可增加充填物凝固后的强度，可用三下采煤，提高煤炭回收率。,井下矸石泵送充填系统,工艺流程,井下矸石泵送充填系统,井下矸石泵送充填系统,泵送技术参数： 处理量 50吨/小时 破碎粒度 40毫米 物料浓度 70-85% 最大输送压力 21兆帕 水平输送距离 600米 管路直径 150毫米 总功率 290KW 水泥用量（三下充填） 100公斤/米3,井下矸石泵送充填系统,井下矸石泵送充填系统,煤矿用混凝土输送泵技术参数：,关键技术： 高浓度矸石输送泵； 矸石破碎级配； 连续式强力搅拌机； 定量分级加水装置。,井下矸石泵送充填系统,系统特点： 能满足井下狭小空间，输送管路不需掘进专门巷道。 充填材料为单一的矸石和水，不加入其它材料。 采空区充填作业效率高，能保证采出充三个主要作业工序平衡、配套。 减少环境污染，人员少，降低工人劳动强度。 操作简单，维护方便，抗恶劣环境等一系列优点。,井下矸石泵送充填系统,矸石不上井的经济效益分析： (1)矸石充填工程固定投入 设备费用300万元，每年设备折旧及维修费用100万元。 (2)矸石充填人工及用电费用的计算 设备总功率290千瓦，电费0.5元/度，设备处理量50吨/小时，人工费用按100元/8小时计算，则总计费用为： 290(千瓦)x0.5（元/度）/50（吨/小时）+5（人）x100（元/8小时）/8（小时）/50（吨/小时）=4.15元/吨 (3)每年处理量 50（吨/小时）x5000小时=25万吨,井下矸石泵送充填系统,(4)每年费用合计 4.15元/吨x25万吨+100=103.75万元（约200万元） (5)矸石提升运输费用 据资料显示，矸石运送到地面运费为3336元/吨 33x25万吨=825万元 (6)矸石不上井用于充填每年节约费用 825万元-200万元=625万元,井下矸石泵送充填系统,意义1：该工艺的实施，完全符合国家的产业政策，做到矸石不上井，实现绿色开采。 意义2：为三下采煤提供新的开采工艺，提高资源回收率。 意义3：减少了矸石山的维护费、占地费及矸石山对环境的污染，社会效益显著。,井下矸石泵送充填的意义,方案示意图,井下矸石泵送充填系统,井下矸石泵送方案,一、施工量 初步定为25-30方/小时（50-60吨/小时） 二、设备及管道布局 HBMG30/21-110S煤矿用混凝土输送泵泵送纯矸石的输送距离为600米，为了适应煤矿井下泵送的具体工况，视矸石的硬度，结构来拌和泵送材料，并根据操作人员对煤矿用混凝土泵的操作熟练程度，适当的调整最佳泵送距离。,井下矸石泵送方案,三、矸石破碎方案 根据科学验证，我国各个地区煤矿的矸石结构不一样，强度不同，所以井下矸石泵送的配合比在各个地区并不相同，方案要求在做泵送之前要做好矸石实验分析，矸石强度太硬，可以作为拌和料中的粗骨料，而强度小一点的矸石可以作为其中的细骨料，所以在做泵送之前一定要对矸石进行实验分析，以达到最佳的配合比，才可以保证泵送过程的顺畅和不堵管，从而确保该项目的可靠，高效。 四、泵送工艺 1、将输送设备启动先用水进行泵送湿润管道 2、泵送矸石至施工地点 3、将锥管卸下，放入适量的海绵柱及清洗活塞后安装锥管，加水进行泵送到清洗活塞、海绵柱从输送管道出来，将管道清洗干净为止。 注意：清洗管道时要将末端根部软管拆除,井下矸石泵