安全高效高回收率综合机械化固体充填采煤技术[1].ppt

二OO八年十二月,冀中能源金牛能源股份有限公司中国矿业大学金牛能源股份有限公司邢台矿,安全高效高回收率综合机械化固体充填采煤技术,汇报提纲,1充填采煤基本原理2立项的工程背景3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置矸石与粉煤灰充填材料基本特性5矸石与粉煤灰投料系统设计6关键设备的研制7采场矿压与覆岩移动规律8经济与社会效益9主要结论,图1自夯式充填开采液压支架夯实原理图,图2充填采煤技术框架图,1.2矸石与粉煤灰充填采煤系统,1充填采煤基本原理,图3充填采煤系统布置,1充填采煤基本原理,项目“安全高效高回收率综合机械化固体充填采煤技术”录像包括内容：（1）立项背景（2）充填开采井上下系统（3）主要创新点,1充填采煤基本原理,（1）矸石与粉煤灰充填开采投料系统设计（2）矸石与粉煤灰自夯式充填开采液压支架研制（3）矸石与粉煤灰充填开采输送机设计（4）矸石与粉煤灰充填开采工艺设计（5）采空区充填率与地表沉陷控制,1.3充填采煤关键技术,1充填采煤基本原理,2.1建筑物下采煤技术2.2邢台矿建下压煤概况,2立项的工程背景,2立项的工程背景,（1）迁村开采（2）条带开采（3）传统充填开采（4）离层带注浆开采,2.1建筑物下采煤技术,2立项的工程背景,固体充填材料：矸石：地面矸石山占地：4.6万m2矸石量：380万m3选煤厂洗矸：30万m3/a粉煤灰：自备矸石电厂：37万m3/a,2.2邢台矿建下压煤概况,煤炭储量：剩余可采储量：2327.9万t建下压煤：5823万t,2立项的工程背景,3.1地质采矿条件3.2采区巷道布置,充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,主采煤层：2#煤层煤层埋深：295335m，平均约为320m煤层厚度：5.79m，分层开采,上分层2.79m、下分层3.0m煤层倾角:710，平均倾角9煤层瓦斯：绝对涌出量为0.2m3/min相对涌出量为0.02m3/t,3.1地质采矿条件,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,图4充填开采区域柱状图,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,试验区域位于邢台矿工业广场西北部，有以下建（构）筑物：矿区专用铁路线和南三环公路；矿机修厂电器车间、矿标宿楼、机修车间、地面注浆站。,试验区域地表建筑物状况：,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,图5地表建（构）筑物分布状况,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,工作面名称：7606充填开采面工作面倾斜长度：50m工作面推进长度：460m设计可采储量：10.81万t,3.2采区巷道布置,3充填开采地质采矿条件及采区巷道布置,表1矸石与粉煤灰试验配比方案,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,4.1矸石与粉煤灰充填材料的力学特性,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,图6不同配比条件下充填材料压实度与压实力的变化关系,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,图7矸石与粉煤灰配比1:0.6的压实曲线,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,图8现场充填材料（1:0.3）压实度随压实曲线,4.2现场试验充填材料基本特性测试,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,结论：（a）总变形量：11.5。包括压实阶段变形：8.7；流变：2.8。（b）煤与充填材料的质量比：1：0.83。,图9现场充填材料的时间相关特性,4矸石与粉煤灰充填材料基本特性,表2投料井设计相关参数,5矸石与粉煤灰投料系统设计,投料井技术参数,5矸石与粉煤灰投料系统设计,投料系统工艺流程,5矸石与粉煤灰投料系统设计,投料系统设备布置,5矸石与粉煤灰投料系统设计,投料系统缓冲装置,5矸石与粉煤灰投料系统设计,（1）设计要求（a）自夯式充填液压支架后部必须提供可供充填机构工作所需的空间；（b）充填液压支架尾梁必须有足够的强度；（c）需要安设可调整充填开采输运机高度的设备；（d）需要在支架尾梁下部设计滑道；（e）需要设计夯实机构将充填料推压夯实；（f）自夯式充填液压支架的足够的稳定性。,6关键设备的研制,6.1自夯式充填开采液压支架,6关键设备的研制,（1）设计要求（a）要满足工作面正常生产时对充填料运输量的要求（b）设计落料量大且均匀的卸料孔形状及合理间距（c）充填开采输送机各部件应连接可靠，重量轻（d）充填开采输送机应有足够的弯曲度（e）充填开采输送机运行的可靠性要高,6.2充填开采输送机,6关键设备的研制,（2）充填开采输送机,a.充填开采输送机卸料孔整体布置图,b.卸料孔局部放大图,6关键设备的研制,图12自移式矸石与粉煤灰转载设备结构原理示意图,6.3自移式矸石与粉煤灰转载设备,6关键设备的研制,（2）地表变形观测,预计结果,7采场矿压与覆岩移动规律,实测结果,从工作面开切眼开始进行连续观测，矿用铁路沿线最大下沉值为16mm，位于7606充填工作面东侧水平距离约37m处，沿南外环公路的观测线没有任何下沉变化。因此，7606充填开采工作面的开采基本上还没有影响到地表的建筑和设施。,7采场矿压与覆岩移动规律,8经济与社会效益,8.1项目设备投入费用,8经济与社会效益,8.2充填开采工程费用,8经济与社会效益,8.3其它费用,（1）增加工人费用：17.8元/t（2）技术合作费用：0.344元/t（3）地面变形补偿费用：3元/t,综上分析可知，因为充填开采增加成本为：3.912+1.801+17.8+0.344+3=26.857(元/t)。,8经济与社会效益