本文格式為Word版，下載可任意編輯——煤礦充填試論煤礦超高水充填開采配比系統(tǒng)分析與目前傳統(tǒng)的煤礦充填開采技術(shù)相比，超高水材料充填具有前期投資低、施工工藝簡(jiǎn)樸易操作、原材料來(lái)源廣本金低、滾動(dòng)性強(qiáng)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤礦開采的有效性、經(jīng)濟(jì)性以及綠色環(huán)保性有著分外重要的意義。而超高水材料充填開采配比是其核心議題，近年來(lái)備受關(guān)注，因此本文結(jié)合城郊煤礦C2401工作面的現(xiàn)狀，對(duì)超高水材料充填開采配比系統(tǒng)舉行了初步的探討，研究說(shuō)明該技術(shù)對(duì)于提高煤礦開采經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)進(jìn)展有著顯著的正面效應(yīng)。

城郊煤礦超高水材料超高水充填開采系統(tǒng)

1前言

我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，然而建筑物下、水體下、鐵路下壓煤量約為137.9億噸，占已探明資源量的1.14%，嚴(yán)重制約了煤炭資源開采。實(shí)踐證明，超高水充填開采是解決三下壓煤的有效方法，與傳統(tǒng)的充填技術(shù)相比，其具有初期投資較低，自動(dòng)化程度高；充填料分布廣泛，本金較低；材料滾動(dòng)性好，適合井下充填；耗水量大，充填同時(shí)可解決井下廢水；充填方式多樣、簡(jiǎn)樸，可適應(yīng)不同地質(zhì)條件等明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)于提高煤炭采出率，以及實(shí)現(xiàn)綠色開采具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2超高水充填開采配比系統(tǒng)分析

2.1超高水材料分析

超高水材料是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)近年開發(fā)出的一種新型井下充填材料，由兩種主料和兩種外加劑組成，主料包括A料、B料，外加劑包括AA料、BB料。A料以鋁土礦、石膏等獨(dú)立煉制而成，B料由石膏、石灰等混磨成主料，外加劑AA料和BB料分別起著復(fù)合緩凝分散劑、復(fù)合速凝劑的作用。

2.2充填開采配比系統(tǒng)分析

超高水材料充填配比系統(tǒng)主要包括上料系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和混合系統(tǒng)等幾片面。A料系統(tǒng)同B料系統(tǒng)在設(shè)計(jì)組成和工作原理方面根本一致，主要配比過(guò)程如下：將袋裝A料經(jīng)拆包機(jī)的切割、旋轉(zhuǎn)、過(guò)濾等作用被過(guò)濾到A料料倉(cāng)內(nèi)；通過(guò)自動(dòng)操縱系統(tǒng)設(shè)定制漿比例，參與預(yù)定的外加劑AA料，待漿液攪拌平勻后，便通過(guò)漿液通道進(jìn)入A儲(chǔ)漿池；活塞泵安設(shè)在儲(chǔ)漿池的底部，6寸吸漿管與池底直接相連，攪拌好的A、B單漿液分別通過(guò)A、B活塞泵和A、B單漿輸送管輸送至工作面。值得留神的是，在A、B單漿液進(jìn)入充填區(qū)之前，需用混合設(shè)備將A、B單漿液舉行等比例混合，然后通過(guò)混合管把混合漿液輸送到采空區(qū)。

3超高水填充開采配比系統(tǒng)的應(yīng)用研究

3.1城郊煤礦C2401工作面現(xiàn)狀分析

城郊煤礦位于永城市西城區(qū)東部，礦井范圍內(nèi)老城壓煤面積較大，合計(jì)建下煤炭資源超過(guò)7000萬(wàn)噸，建下壓煤的大量存在，對(duì)礦井回采率、經(jīng)濟(jì)效益以及可持續(xù)進(jìn)展才能都產(chǎn)生了極大影響。

C2401工作面煤層平均厚度2.9m，煤層傾角2°～8°，平均約5°，屬近水平煤層。根據(jù)工作面特點(diǎn)，比較超高水材料充填方式，為了能更好的適應(yīng)工作面條件變化，抉擇采用包式充填法。同時(shí)為了提高充填率，裁減上覆巖層下沉變形量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際充填處境，可階段性的對(duì)已充填區(qū)域舉行補(bǔ)充式自流充填。

3.2超高水材料填充系統(tǒng)的技術(shù)改造分析

結(jié)合C2401工作面的實(shí)際特點(diǎn)，為了進(jìn)一步優(yōu)化超高水材料充填配比系統(tǒng)，我礦對(duì)相應(yīng)設(shè)備舉行了技術(shù)改造，其構(gòu)造特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)如下：

首先，為降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)工作效率，改善井下工作環(huán)境，我礦對(duì)上料設(shè)備舉行系統(tǒng)改造。在料倉(cāng)上部加設(shè)拆包機(jī)，并配置除塵系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)井下袋裝充填材料的自動(dòng)化拆包、卸料、除袋。

其次，為提高制漿系統(tǒng)的漿液配制精度，裁減人工誤差，強(qiáng)化設(shè)備操控性，我礦對(duì)制漿設(shè)備舉行自動(dòng)化改造，實(shí)現(xiàn)了主料和外加劑的自動(dòng)取料、稱量，漿液的自動(dòng)配制、攪拌、放漿，自動(dòng)操縱系統(tǒng)可對(duì)整套制漿設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)舉行操縱和監(jiān)測(cè)，并可快速做出回響。同時(shí)，為進(jìn)一步提高設(shè)備制漿效率和系統(tǒng)穩(wěn)當(dāng)性，以超高水材料應(yīng)用配比為根基，對(duì)各稱量裝置的稱量范圍舉行比例改造優(yōu)化。

第三，為降低清洗水量，在水洗輸漿管路之前，采用高壓風(fēng)舉行管路風(fēng)洗，待除掉完管路中殘留的漿液后，再水洗管路，這樣就極大的降低了清洗水量；同時(shí)，為了制止清洗水對(duì)工作面的影響，根據(jù)我礦充填硐室和工作面的位置關(guān)系，采用逆向管路清洗法，將管路中的清洗水逆向沖洗到充填硐室的排水溝中，經(jīng)沉淀處理后直接排往水倉(cāng)。

第四，為有效操縱頂板下沉，提高充填率，制止地表沉陷，對(duì)超高水材料包式充填技術(shù)舉行工藝改造，撤除傳統(tǒng)充填方式中為阻隔充填袋側(cè)面而設(shè)計(jì)的隔板支架，取而代之的是相鄰支架間、相鄰充填袋間的抗彎曲鋼板，鋼板依靠前次充填體和后垂直擋板的夾持，來(lái)阻擋充填袋的側(cè)面。

第五，為降低掘進(jìn)本金，裁減煤柱留設(shè)，提高煤炭回采率，在充填開采的根基上，對(duì)膠帶順槽實(shí)行充填留巷，以作為下一工作面的順槽使用。相比沿空留巷，超高水材料充填留巷的上覆巖層活動(dòng)對(duì)比平穩(wěn)，周期來(lái)壓不明顯，頂板易維護(hù)，巷道完好程度較好。

3.3充填效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

在C2401充填回采工作面設(shè)立地表巖移觀測(cè)站，觀測(cè)開采前、開采中、開采后地表移動(dòng)下沉變化數(shù)據(jù)，回采期間測(cè)量組每月對(duì)地表操縱點(diǎn)舉行一次水準(zhǔn)和坐標(biāo)測(cè)量，舉行數(shù)據(jù)比較分析。截至目前，各操縱點(diǎn)未發(fā)生下沉，達(dá)成預(yù)期充填效果。

經(jīng)濟(jì)效益方面，根據(jù)城郊煤礦井下水質(zhì)條件，C2401充填工作面充填料最終凝固體中水的體積比為95%，噸煤充填開采增加成139.27元/噸。C2401工作面可采儲(chǔ)量7.5萬(wàn)噸，用超高水充填開采可帶來(lái)利潤(rùn)4800多萬(wàn)元。為解決“三下”壓煤供給了技術(shù)依據(jù)，為河南煤化的可持續(xù)進(jìn)展注入了新的活力。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超高水充填材料如今已經(jīng)在不少煤礦開采過(guò)程中得到了推廣與應(yīng)用，在超高水材料的配置過(guò)程中，充填原料的配比處境直接關(guān)系著充填開采的告成與否，因此，超高水充