超高水材料充填技术简介PPT课件

混合式充填示意图一（间隔未充填时）
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3 超高水材料采空区充填方法
（3）采空区混合式充填法
5 Ａ B
L2
L1
2
6
7
31 2
5α
A--A Ａ
31
6
5
B
6
1
5 2
α
B--B
3 4
1-采煤机;2-刮板输送机;3-液压支架 4-转载机;5-袋式充填体;6--充填体
混合式充填示意图二（间隔充填后）
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4 超高水材料充填工艺系统 超高水材料充填工艺系统特点 （12）充填工泵艺站系建统立
超高水材料井下充填系统的建立
（1）井下充填系统构成
井下充填系统 浆体制备系统
材料存放 连续制Hale Waihona Puke 系统浆体制备 半连续制浆系统
浆体输送 浆体混合
井下制浆系统由A料与B料两个制备子系统组成。各子 系统均分别有给料、水与粉料计量、搅拌、浆体缓存等部分 组成。使用时，多个搅拌器交替工作。见下图。
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4 超高水材料充填工艺系统
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5 开采工程实践
充填试验面基本情况
（3）试验面生产技术状况
试验面北以七采
回风下山煤柱线为界， 西距F10断层20m， 东距12701工作面副 巷10m。工作面走向 长50m，倾向长 245m，可采长度 220m。工作面标高介 于-140～-190m之间。
Ⅶ 12701 2009 上 Ⅴ 05 Ⅳ 面
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2 超高水材料简介 超高水材料固结体显微结构
钙矾石纤细化网状结构
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3 超高水材料采空区充填方法
超高水材料采空区充填方法
（1）采空区开放式充填方法
5 Ａ
2 3
Ａ
1
5
α
A--A
1-采煤机；2-刮板输送机 3-液压支架；4-转载机；5-充填体
4
开放式充填开采示意图
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3 超高水材料采空区充填方法
（2）采空区全袋(包)式充填法
采取有效的解决“三下”煤炭开采的 技术方法与途径，对全省乃至全国十分重 要。
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2 超高水材料简介
1）超高水材料的基本构成 主要有AB料组成：其中A料主要以铝土矿、石膏等 独立烧制并复合超缓凝分散剂；B料由石膏、石灰 与复合速凝早强剂构成。同时配以悬浮分散剂。二 者混合比例：1：1；材料水体积可达97%。 特点：材料固结体体积应变较小；凝结时间易调； 输送距离不受限制等。
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5 开采工程实践
充填试验面基本情况
（2）工作面煤层及围岩地质状况
① 煤层与顶底板
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5 开采工程实践
充填试验面基本情况
（2）工作面煤层及围岩地质状况
② 直接顶与老顶
③ 水文地质情况
➢ 直接顶初次垮落步距为25m，老顶初次垮落步距40m。 ➢ 直接顶与老顶具有较好的稳定性。
主要含水层为2＃煤底板火成岩及顶板砂岩。工作面推进过 程中，最大涌水量10m³/h左右。水文地质情况比较简单。
超高水材料可长距离输送，充填泵站布置比较灵活。可布 置于地面，亦可布置在井下，各具优点。可依据具体矿井条 件，灵活布置。 充填工艺系统应具备以下特征： ① 充填能力充大填；泵②站布不置影于响地工面作、面井开下采比较；表③ 工艺系统简单、 自动化程度高；④ 初期投入低。
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4 超高水材料充填工艺系统
充填试验面基本情况
（1）井上、下概况
➢ 11611工作面标高A：-
143.0～-187.0m ， 对应地表标高171.2m～
179.1m。
➢ 工作面长度平均50m，
倾斜长220m。
➢ 煤层厚度3.5~4.3m，
倾角10°~13° 。
➢ 工作面埋深：
315.1~365.9m。
充填试验面地面、井下位置对照示意图
非干式充填
块石胶结充填 胶结充填
全尾砂胶结充填
膏体、似膏体胶结充填
高水速凝胶结充填
超高水材料胶结充填
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1 项目背景
（4）山东省“三下”压煤现状
截止到2011年底，山东省菏泽、济宁、枣庄等8个市 共有压煤村庄1949个，共压覆可采储量472103万吨，占 到可采储量总数的44.5%,成为制约省我煤炭生产接续的 最大瓶颈。
10%～15%，有些小煤矿在8%以下。 ➢ 回采率不高
据对国有重点煤矿的不完全统计，全国压煤量约为137.9亿吨， 其➢ 中乱建采筑滥物挖下87.6亿吨，村庄下又压煤占建筑物下压煤的60％。
➢ 对水资源的破坏 ➢ 造成土地资源的破坏 ➢ 产生大量有毒有害气体
3
1 项目背景
（3）充填开采技术现状
干这式些充技填术－在矸不石同充的填开技采术条件 下都起到了较好水的砂效充果填。 尾砂胶结充填
5
Ａ
6
L
2
Ａ
5
6
31 2
α ＡＡ
1
1-采煤机；2-刮板输送机；3-液压支架
4-转载机；5-充填体；6-开切眼位置
3 4
采空区袋（包）式充填示意图
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3 超高水材料采空区充填方法
（3）采空区混合式充填法
5 Ａ B
L2
L1
2
Ａ B 1 3 4
31 5
α
2
Ａ--A
31
α
2
B--B
1-采煤机；2-刮板输送机 3-液压支架;4-转载机;5-袋式充填体
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2 超高水材料简介
2）超高水材料基本性能
（1）超高水材料水体积可高达97%，最终强度可达 0.66MPa，材料凝结时间可据需要在90min内调整。 （2）材料具有早强、快硬的特点，7天抗压强度能够达到最 终强度的60~90%，材料体积应变较小，在三向受力状态下 具有不可压缩性，利于现场充填应用。 （3）超高水材料固结体主要由钙矾石构成，结构为纤细的 丝网状结构，具有高持水特性。在封闭状态下，超高水材 料固结体可保持长期稳定。 （4）超高水材料A、B单浆可视为牛顿流体，混合浆为振 凝时变性非牛顿流体。
超高水材料充填开采 技术简介
1 1
主要内容
1 项目背景 2 超高水材料简介 3 超高水材料采空区充填方法 4 超高水材料充填工艺系统 5 充填开采工程实践 6 经济及社会效益 7 主要结论与展望
2
1 项目背景
（1）我国煤炭资源赋存特点
资源浪费 煤炭开采对环境造成破坏
（2原）国煤有炭重开点煤采矿存60在%左的右主，要地方问不题到40%，乡镇仅为
Ⅲ Ⅱ
12701 上 04 面
12701 上 03 面
12701 上 02 面
超高水材料井下充填系统的建立
（2）浆体制备系统
制浆系统工艺流程
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4 超高水材料充填工艺系统
超高水材料井下充填系统的建立
（2）浆体制备系统
半 连 续 制 浆 子 系 统 平 、 立 面 布 置 图
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4 超高水材料充填工艺系统
超高水材料井下充填系统的建立
（3）充填泵站主要设备
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5 开采工程实践