井下矸石充填工艺课件.

矸石泵式充填方式的选择
㈡ 机械输送、原生矸石充填方式 新汶矿区应用比较广泛的其它充填方式为机械输送方式，一般采 用皮带机（需施工专用巷道）、溜子运输矸石，利用抛矸皮带将 矸石抛掷于采空区，或综采支架后方悬吊溜子将矸石卸至采空区。 ㈢ 膏体充填技术相对于机械充填技术的优缺点： ⑴ 优点：与机械充填相比，系统简单、不需独立的充填运输巷 道，占用人员少、劳动强度低、占用设备少，充矸能力大。 ⑵ 缺点：技术要求比较严格，工艺复杂，管道输送时常常因为 大摩擦损失或高管道压力引起管道堵塞等。 ㈣ 充填方式确定： 基于泵送矸石充填能力大、系统简单、效率高的特点，选择泵送 矸石充填技术，进一步研究应用薄煤层综采支架后方连续充填、 快速充填，充实率高的技术，创出一套适合我矿现场实际的成套 技术方案。
二、煤矸石现状
煤矸石是煤炭开采和洗选加工时 排出的废弃物，排放量约占煤炭产量 的 10%—20%。目前，我公司煤矿井 下矸石的排放大多数仍采用由井下运 输提升至地面，再向指定的区域排放， 久而久之形成矸石山。
煤矸石现状
矸石山的存在，不仅占用大量的土地资源，而且造 成了严重的环境破坏，矸石中含有的S、P、C等几十种 成份对大气、水源、土壤等造成了不同程度的污染，有 时矸石山还会发生自燃现象，引发其他事故。这些都在 不同程度上危机人类的健康与安全，成为一大公害，甚 至被称为煤矿的毒瘤。因此，如何减少矸石占用土地， 消除或减少环境污染，是当前煤炭生产行业很有必要研 究的一个课题。
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• ⑵ 河北金牛能源邢东矿自2001年11月投产以来就致力于矸石充填项 目研究，与中国矿业大学合作，经过33个月的探索试验，最终形成 了完备的井下矸石充填系统——把矿井生产中产生的矸石，填到井 下那些不能开采的建筑物永久煤柱里，不但实现矸石不升井，避免 占用土地和环境污染，而且还可以把常规方法不可能采出的煤炭资 源采出，提高资源开发率。 • ⑶ 山东新汶矿业集团孙村煤矿地表煤矸石充填系统正式生产开工典 礼于2006年9月15日上午举行。 中国恩菲电气系统部和矿机专业承 担该项目充填工艺的主体设计、电力、仪表、控制系统等设计工作， 并承包了该项目的全部配电设备、控制系统设备、自动化仪表的集 成工作。在短短一个月的时间内，完成了现场调试工作，并顺利投 入生产。该项目采用孙村煤矿生产的废弃物煤矸石为骨料，配合粉 煤灰和水泥为添加物，充填能力80-100 m3/h，矿浆浓度为72%。该 项目的实施既可以解决煤矸石占地和排放废气的环保问题，也可以 利用充填物作为支撑，替换井下保留的煤柱，是一个环保和经济效 益双赢的项目。该项目在国内煤炭行业是第一家将充填工艺用于工 业化生产的煤矿，也是中国恩菲在煤炭行业承担的第一个充填项目。 • ⑷ 山东华恒矿业有限公司自2007年11月份开始调研泵送矸石充填系 统，首先与泰安海天工程机械有限公司合作研发矸石回填泵，在地 面做工业性试验，取得成功。2008年7月确定了泵送矸石充填设备配 套及布置方案，在十三层工作面经过一个月的充填试验，达到预期 效果，每小时平均充矸能力50m3。2008年9月份华恒矿业公司第二套 充填系统应用，实现了矸石不升井。
矸石泵式充填方式的选择
• ㈡ 机械输送、原生矸石充填方式 • 新汶矿区应用比较广泛的其它充填方式为机械输送方式，一般采 用皮带机（需施工专用巷道）、溜子运输矸石，利用抛矸皮带将 矸石抛掷于采空区，或综采支架后方悬吊溜子将矸石卸至采空区。 • ㈢ 膏体充填技术相对于机械充填技术的优缺点： • ⑴ 优点：与机械充填相比，系统简单、不需独立的充填运输巷 道，占用人员少、劳动强度低、占用设备少，充矸能力大。 • ⑵ 缺点：技术要求比较严格，工艺复杂，管道输送时常常因为 大摩擦损失或高管道压力引起管道堵塞等。 • ㈣ 充填方式确定： • 基于泵送矸石充填能力大、系统简单、效率高的特点，选择泵送 矸石充填技术，进一步研究应用薄煤层综采支架后方连续充填、 快速充填，充实率高的技术，创出一套适合我矿现场实际的成套 技术方案。
煤矿井下矸石充填 技术与应用
鸡西分子公司生产技术部
一、矸石充填意义
⒈ 可以实现煤矸石不升井，减少运输费用，减少地面占地和环 境污染。 ⒉ 煤矸石充填采空区实现以矸换煤，可以减少地表下沉，使对 土地和建筑物的破坏降到最低，减少赔偿费用。 ⒊煤矸石充填采空区，减少对顶底板破坏，从而减少顶底板水的 涌出，降低回采工作面水患威胁、提高回采效率、提高煤质和 降低排水费用。 ⒋煤矸石充填采空区，将采空区底板覆盖上密实的充填体，减少 瓦斯涌出，保证回采快速、安全。 ⒌煤矸石充填采空区，将靠近留巷段的采空区充实，可以保证充 填留巷效果，降低留巷费用。从而实现无煤柱开采，提高煤炭 资源回收率，减少巷道掘进量，缓解采掘接续紧张。 ⒍更有利于分储分运效能的发挥，有利于单轨吊系统的运行和彻 底消灭井下地轨。 ⒎ 成熟、高效的充填技术可为受水害威胁的后组煤开采打下坚 实的基础。
全。
四、矸石泵式充填
㈠ 泵送膏体充填方式： ⒈ 国外膏体充填： 膏体充填技术在国外金属矿山已经有20多年的发展历史。世界上首次 膏体充填试验是1979年在德国格伦德铅锌矿进行的。试验成功以后， 膏体充填技术在澳大利亚、奥地利、加拿大、英国、摩洛哥、葡萄牙、 俄罗斯、南非、美国等国家的金属矿山得到了推广应用。 ⒉ 国内膏体充填： ⑴ “八五”、“九五”期间，甘肃金川有色金属公司与北京有色冶 金设计研究总院合作，利用国家重点科技攻关项目“全尾砂膏体泵送 充填工艺及其设备研究”，在金川二矿区建成了我国第一条主要利用 洗选尾砂、棒磨砂和粉煤灰的膏体充填工艺系统，其中，水泥浆独立 泵送，在井下离充填点20-30m处与集料膏体浆液混合，与水泥浆混合 后的膏体充填料浆重量浓度为82%，水泥用量平均280kg/m3，充填体 最终抗压强度大于4MPa。该套膏体充填工艺系统采用德国施维英公司 生产的KSP-140HDR矿用充填泵，泵送压力13MPa，充填能力100m3/h， 利用自制的双轴连续搅拌机制浆，由美国霍尼韦尔公司生产的TDC3000型工业集散控制系统实现了计算机控制。该项成果2000年获得了 国家科技进步二等奖，并在铜绿山矿得到推广应用。
三、采空区塌陷现状
1、近年来由于采空区塌陷形成山体崩塌、地面塌陷、地表裂缝 等地质灾害日渐增多，给工农业生产、基础设施和当地群众的生 命财产安全造成严重威胁。 2、采空塌陷区造成的另一项危害是使水资源遭受破坏，从而引起 区域性地表水泄漏、地下水位下降，使矿区及周边大范围内的地 下水均衡系统受到破坏 3、采空塌陷区的面积日渐 扩大，不仅致使地下千疮百 孔，地上环境恶化，而且火 灾隐患也日渐增大，直接威 胁着矿区群众的生命健康安