安全高效高回收率綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)

安全高效高回收率綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)匯報(bào)提綱1充填采煤基本原理2立項(xiàng)的工程背景3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置矸石與粉煤灰充填材料基本特性5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)6關(guān)鍵設(shè)備的研制7采場礦壓與覆巖移動(dòng)規(guī)律8經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益9主要結(jié)論圖1自夯式充填開采液壓支架夯實(shí)原理圖圖2充填采煤技術(shù)框架圖1.2矸石與粉煤灰充填采煤系統(tǒng)1充填采煤基本原理圖3充填采煤系統(tǒng)布置1充填采煤基本原理項(xiàng)目“安全高效高回收率綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)”錄像包括內(nèi)容：（1）立項(xiàng)背景（2）充填開采井上下系統(tǒng)（3）主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)1充填采煤基本原理（1）矸石與粉煤灰充填開采投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）矸石與粉煤灰自夯式充填開采液壓支架研制（3）矸石與粉煤灰充填開采輸送機(jī)設(shè)計(jì)（4）矸石與粉煤灰充填開采工藝設(shè)計(jì)（5）采空區(qū)充填率與地表沉陷控制1.3充填采煤關(guān)鍵技術(shù)1充填采煤基本原理2.1建筑物下采煤技術(shù)2.2邢臺(tái)礦建下壓煤概況2立項(xiàng)的工程背景2立項(xiàng)的工程背景（1）遷村開采（2）條帶開采（3）傳統(tǒng)充填開采（4）離層帶注漿開采2.1建筑物下采煤技術(shù)2立項(xiàng)的工程背景固體充填材料：矸石：地面矸石山占地：4.6萬m2

矸石量：380萬m3

選煤廠洗矸：30萬m3/a

粉煤灰：自備矸石電廠：37萬m3/a2.2邢臺(tái)礦建下壓煤概況煤炭儲(chǔ)量：剩余可采儲(chǔ)量：2327.9萬t

建下壓煤：5823萬t2立項(xiàng)的工程背景3.1地質(zhì)采礦條件3.2采區(qū)巷道布置

充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置主采煤層：2#煤層煤層埋深：295～335m，平均約為320m煤層厚度：5.79m，分層開采,上分層2.79m、下分層3.0m煤層傾角:7°～10°，平均傾角9°煤層瓦斯：絕對涌出量為0.2m3/min

相對涌出量為0.02m3/t3.1地質(zhì)采礦條件3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置圖4充填開采區(qū)域柱狀圖3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置

試驗(yàn)區(qū)域位于邢臺(tái)礦工業(yè)廣場西北部，有以下建（構(gòu)）筑物：礦區(qū)專用鐵路線和南三環(huán)公路；礦機(jī)修廠電器車間、礦標(biāo)宿樓、機(jī)修車間、地面注漿站。試驗(yàn)區(qū)域地表建筑物狀況：3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置圖5地表建（構(gòu)）筑物分布狀況3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置工作面名稱：7606充填開采面工作面傾斜長度：50m工作面推進(jìn)長度：460m設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量：10.81萬t3.2采區(qū)巷道布置3充填開采地質(zhì)采礦條件及采區(qū)巷道布置表1矸石與粉煤灰試驗(yàn)配比方案4矸石與粉煤灰充填材料基本特性4.1矸石與粉煤灰充填材料的力學(xué)特性4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖6不同配比條件下充填材料壓實(shí)度與壓實(shí)力的變化關(guān)系4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖7矸石與粉煤灰配比1:0.6的壓實(shí)曲線4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖8現(xiàn)場充填材料（1:0.3）壓實(shí)度隨壓實(shí)曲線4.2現(xiàn)場試驗(yàn)充填材料基本特性測試4矸石與粉煤灰充填材料基本特性

結(jié)論：（a）總變形量：11.5％。包括壓實(shí)階段變形：8.7％；流變：2.8％。（b）煤與充填材料的質(zhì)量比：1：0.83。圖9現(xiàn)場充填材料的時(shí)間相關(guān)特性4矸石與粉煤灰充填材料基本特性表2投料井設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)投料井技術(shù)參數(shù)參

數(shù)

項(xiàng)

參

數(shù)

值

參

數(shù)

項(xiàng)

參

數(shù)

值

投料井井深/m

350

儲(chǔ)料倉直徑/m

4

投料井高度/m

300

投料井直徑/m

0.486

儲(chǔ)料倉高度/m

50

5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)投料系統(tǒng)工藝流程5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)投料系統(tǒng)設(shè)備布置5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)投料系統(tǒng)緩沖裝置5矸石與粉煤灰投料系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)要求（a）自夯式充填液壓支架后部必須提供可供充填機(jī)構(gòu)工作所需的空間；（b）充填液壓支架尾梁必須有足夠的強(qiáng)度；（c）需要安設(shè)可調(diào)整充填開采輸運(yùn)機(jī)高度的設(shè)備；（d）需要在支架尾梁下部設(shè)計(jì)滑道；（e）需要設(shè)計(jì)夯實(shí)機(jī)構(gòu)將充填料推壓夯實(shí)；（f）自夯式充填液壓支架的足夠的穩(wěn)定性。6關(guān)鍵設(shè)備的研制6.1自夯式充填開采液壓支架6關(guān)鍵設(shè)備的研制（1）設(shè)計(jì)要求（a）要滿足工作面正常生產(chǎn)時(shí)對充填料運(yùn)輸量的要求（b）設(shè)計(jì)落料量大且均勻的卸料孔形狀及合理間距（c）充填開采輸送機(jī)各部件應(yīng)連接可靠，重量輕（d）充填開采輸送機(jī)應(yīng)有足夠的彎曲度（e）充填開采輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性要高6.2充填開采輸送機(jī)6關(guān)鍵設(shè)備的研制（2）充填開采輸送機(jī)a.充填開采輸送機(jī)卸料孔整體布置圖b.卸料孔局部放大圖6關(guān)鍵設(shè)備的研制圖12自移式矸石與粉煤灰轉(zhuǎn)載設(shè)備結(jié)構(gòu)原理示意圖6.3自移式矸石與粉煤灰轉(zhuǎn)載設(shè)備6關(guān)鍵設(shè)備的研制（2）地表變形觀測預(yù)計(jì)結(jié)果7采場礦壓與覆巖移動(dòng)規(guī)律開采方式開采狀態(tài)下沉（mm）傾斜（mm/m）水平變形（mm/m）水平移動(dòng)（mm）曲率（mm/m2）垮落開采開采一分層2272.22.4880.07開采一、二分層4824.94.81830.1充填開采開采一分層520.50.6200.02開采一、二分層1131.11.2430.03實(shí)測開采一分層16――――――――實(shí)測結(jié)果

從工作面開切眼開始進(jìn)行連續(xù)觀測，礦用鐵路沿線最大下沉值為16mm，位于7606充填工作面東側(cè)水平距離約37m處，沿南外環(huán)公路的觀測線沒有任何下沉變化。因此，7606充填開采工作面的開采基本上還沒有影響到地表的建筑和設(shè)施。7采場礦壓與覆巖移動(dòng)規(guī)律8經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益8.1項(xiàng)目設(shè)備投入費(fèi)用項(xiàng)目設(shè)備名稱單位價(jià)格（萬元）用量（臺(tái)、套）服務(wù)煤量（萬t）總投資（萬元）噸煤成本（元/t）地面650皮帶輸送機(jī)60.61580.9560.60.104膠帶0.028500m140.024給料機(jī)7.52150.026計(jì)量裝置19.8119.80.034粉煤灰運(yùn)輸車76.82153.60.264底架及框架16.7116.70.029投料孔相關(guān)控制設(shè)備和電源線以及設(shè)備安裝用附件161160.028鉆機(jī)351350.06投料567快速起閉器4.71580.954.70.008堵塞報(bào)警器501500.086緩沖裝置10011000.172井下650皮帶輸送機(jī)60.64242.40.417650膠帶0.0281470m41.20.07自夯式充填液壓支架12344080.702自移式轉(zhuǎn)載機(jī)681680.117充填開采輸送機(jī)461460.079礦壓監(jiān)測設(shè)備72.7172.70.125合計(jì)1415.73.9128經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益8.2充填開采工程費(fèi)用名稱單位價(jià)格/萬元用量總投資/萬元服務(wù)煤炭/萬t噸煤成本/元/t地面改造5050580.950.086鉆孔1350m245580.950.422孔內(nèi)管0.301296m891200.742儲(chǔ)料倉331個(gè)33580.950.057煤巷0.3957m287.1580.950.494合計(jì)704.11.8018經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益8.3其它費(fèi)用（1）增加工人費(fèi)用：17.8元/t

（2）技術(shù)合作費(fèi)用：0.344元/t

（3）地面變形補(bǔ)償費(fèi)用：3元/t綜上分析可知，因?yàn)槌涮铋_采增加成本為：3.912+1