井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术

发表时间：2017-07-21T11:14:14.027Z 来源：《基层建设》2017年第9期作者：孙志勇

[导读] 摘要：本文首先分析了固体填充采煤技术的进展，之后分析井下煤矸的分离方法与系统以及装备

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摘要：本文首先分析了固体填充采煤技术的进展，之后分析井下煤矸的分离方法与系统以及装备，最后是对井下煤矸分离与固体充填采煤系统的设计进行阐述，旨在体现井下煤矸分离与综合机械化固体填充采煤技术的好处。

关键词：综合机械化固体填充采煤发展；井下煤矸；分离方法；设计；

综合机械化固体废弃物充填采煤技术是由我国自主研发的，并且在采煤中得到了广泛的应用，这不仅有利于矿井的绿色开采，还提升了我国的经济效益。本文就井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术展开研究和探讨。

一、固体充填采煤技术的研究

（一）建筑物下的固体充填采煤

对于建筑物下的固体充填采煤技术来说，关键的问题就是如何控制充填密实度才能使地表建筑得到充分保护。具体的设计施工流程就是在确定覆岩结构和压煤类型的基础上，再根据建筑物的抗变形能力确定地表移动和变形的最大限度指标，再根据相关计算方法将最大等价采高计算出来，最后再根据相关参数确定工程的控制指标，最终完成对于固体充填采煤的设计。

（二）水体下固体充填采煤

水体下固体充填采煤最为关键的部分就是对隔水关键层稳定性的控制以及覆岩导水裂缝带发育高度的控制。其主要的设计流程如图1所示：

（三）铁路下固体填充采煤

根据相关统计表明，煤矿的开采对铁路的影响主要分为3种：其一是矿区专用线；其二是铁路支线；其三是铁路干线，其工程设计的重点与上两个不一样的地方是如何将其设防标准合理确定。

（四）井下煤矸分离与矸石充填采煤

这种采煤技术是我国采煤技术的进一步发展方向，这对矿井管理的水平有更高的要求。

二、井下煤矸分离方法与系统以及装备

井下煤矸分离的过程有一定的要求：首先要适应井下空间狭小，其次是安全性能高，最后是要满足生产能力和连续生产的要求。就井下煤矸分离过程中的要求体现出了设备选取的要求，所选用的设备不仅要体积小、防爆性好还要具有实用性强、分选效果好以及可靠性高。就目前我国井下煤矸分选的方法主要是3种，（1）煤矸选择性破碎法，（2）重介质选煤法，（3）动筛跳汰法。

（一）煤矸选择性破碎法

煤矸选择性破碎法的方法不只是一种，其包括液压式煤矸自动分选、转子式煤矸分选等。煤矸选择性破碎法不仅利用煤与矸石的硬度差异还利用了不同原理的煤矸分离破碎装置实现初级分离，该方法所使用的范围是无特殊要求的煤炭产品粒度的矿井。这种方法还存在一定的缺陷，如存在的块煤率低、噪声大、分选精度低以及其处理量较小，还有待进一步的提高。

（二）重介质选煤法

重介质选煤法分选介质是配置的悬浮液，然后选煤时根据颗粒密度的大小差异。重介质选煤法是分选效率中效率最高的选煤方法。重介质选煤法的效率虽然使最高的，但是其工艺系统复杂，占地面积大，生产成本高。

（三）动筛跳汰法

动筛跳汰法其原理是物料受脉动介质流的作用按照密度进行分层，以达到分选的目的。动筛跳汰法所需的设备简单、生产成本低、工艺简单，。但是就目前的动筛跳汰机还需进一步优化才能适用于井下。

三、井下煤矸分离与固体充填采煤系统设计

在井下实施煤矸分离及固体充填采煤系统，是因为井下采煤工作面割落的原煤不能通过煤炭运输系统将其运输到地面，要使用煤矸分离系统，分离煤流中所包含的矸石，并将其处理成与符合充填开采相关要求的物质，再将其运送到充填采煤工作面。就固体充填采煤系统而言，在进行采煤工作时要利用矸石充填采空区，煤矸分离及固体充填采煤系统和固体充填采煤系统这两个系统紧密联系，不仅可以使煤

矸分离，还能够是充填一体化，还能保证在矸石不升井的情况下达到直接置换煤炭的效果。具体的实施原理如图2所示：在整个煤矸分离及固体充填采煤系统中，其进行工作的主要设备是两种：一是充填采煤液压支架，其二是自移式转载输送机。自移式

转载输送机可以将固体充填物料从低位的带式输送机转载到高位的多孔底卸式输送机。充填采煤液压支架不仅掩护了充填作业的空间，还对采煤也进行了掩护，并且还使多孔底卸式输送机拥有更多的悬挂空间，同时为充填物料提供了夯实的动力支持，这是充填采煤液压支架的优点。多孔底卸式输送机是能够在采空区将固体充填物料进行定时、定量的输送，并且该运输机还能在要求的地点进行卸载。要使煤矸分离及固体充填采煤工艺完成，不是仅仅只靠哪一种工艺就能完成的，其是在多孔底卸式输送机、充填采煤液压支架以及自移式转载输送机的共同作用下，相互配合下完成的。因此在开采过程中，施工人员要注意其中的每一个方面。

四、结语

随着我国科技的不断发展，采矿技术也随之提高，我国自主研发的综合机械化固体废物充填采煤技术已经得到了广泛的推广和使用，推动了我国的采矿技术的发展，不仅为我国的煤矿业带来更多的经济收益，还保护了环境，因为井下煤矸分离及固体充填采煤技术是一种绿色环保的采矿技术，它能有效的实现环境保护与资源开发的有效结合，使之在不污染环境的基础上是实现经济效益的最大化。

参考文献：

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[2]缪协兴，张吉雄.井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术[J].煤炭学报，2014，39（8）：1424-1433.

[3]段龙.井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术研究[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016，29（1）：28-30.

[4]聂寅升.分析井下煤矸分离和综合机械化固体充填采煤技术运用[J].机械管理开发，2016，（7）：93-94，155.