煤礦充填式開采與無煤柱開采調(diào)研報告.doc

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1、關(guān)于煤礦充填式開采與無煤柱開采方式的調(diào)研報告陜西旬邑青崗坪礦業(yè)有限公司為了緩解煤炭資源日趨緊張的局面，安全開采“三下”壓煤，協(xié)調(diào)煤炭資源的回收與地面沉陷，處理矸石地面堆積造成的環(huán)境問題，充填式頂板控制方法及無煤柱開采方法逐漸受到人們的重視。2013年8月7日由華能煤業(yè)公司副總經(jīng)理、總工程師鄭鐵騎同志帶隊，各礦業(yè)公司總工程師和技術(shù)負責(zé)人等一行13人赴河北省冀中能源邢東煤礦和亨建礦參觀學(xué)習(xí)調(diào)研了井下采空區(qū)充填及無煤柱開采應(yīng)用技術(shù)。現(xiàn)將調(diào)研情況匯報如下：一、充填式開采（一）冀中能源充填式開采發(fā)展概況冀中能源股份有限公司針對大量“三下”

2、壓煤問題，煤矸石粉煤灰排放、環(huán)境損害及土地資源問題，在邢東礦首先試驗成功井下巷道矸石充填技術(shù)，率先成功研發(fā)建筑物下綜合機械化充填采煤技術(shù)，即在充填液壓支架后頂梁的掩護下，利用矸石粉煤灰及高水材料實現(xiàn)了采空區(qū)的充分充填，從而有效抑制覆巖下沉破裂和地表變形量，解放大量呆滯煤炭資源。成功設(shè)計了充填綜采的新方法、新工藝，實現(xiàn)了采煤與充填并舉，開創(chuàng)了建筑物下綜合機械化充填采煤技術(shù)的新途徑，攻克了巷道充填系統(tǒng)、充填工藝、充填裝備等相關(guān)難題，研制了專用于巷道矸石充填的拋矸機，實現(xiàn)了礦井矸石不升井，將邢東礦打造成全國第一座沒有矸石山的綠色礦井。

3、截止目前已經(jīng)實現(xiàn)充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，置換井下煤炭資源53萬噸。經(jīng)濟和社會效益非常顯著。（二）冀中能源充填式開采的理論冀中能源成功的充填理論和實踐證明：支架支護強度和充填體密實度是充填采煤控制巖石拉應(yīng)力和容許沉降空間的關(guān)鍵因素，控制著直接頂下沉變形。經(jīng)過研究上部巖層彎曲變形各變量之間的關(guān)系，確定了不同巖性條件下的液壓支架支護參數(shù)和充實密實度，控制了上覆巖層的移動，使上覆巖層位移最小，對地表影響最低，達到在采煤過程中控制地表下沉的目的。（三）邢臺煤礦充填式開采的現(xiàn)場應(yīng)用1、基本情況井田面積為34Km2，其范

4、圍東以F2、F2-1斷層為界，南以F12斷層為界，西北以9#煤層掩蓋接觸線為界。含煤地層為石炭二疊系的本溪組、太原組、山西組。礦井開采初期是一座低瓦斯礦井，但隨著開采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不斷增加，掘進工作面瓦斯涌出量為0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量達3.54ｍ3/min。邢臺礦7606充填工作面采用綜合機械化采煤工藝，分層開采，采高3.Om。采煤設(shè)備和工藝與普通綜采設(shè)備和工藝基本相同，區(qū)別就在架后充填工藝。充填工作主要靠充填開采輸送機和夯實機共同完成的。通過充填開采輸送機的卸料孔將充填物料充填人采空區(qū)內(nèi)，然后

5、利用夯實機將充填物料推擠接頂并夯實。2、應(yīng)用過程（1）地面建立矸石膏體充填站，先將矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、專用交接料和水等四種物料按比例混合攪拌制成膏體漿液，再通過充填泵把經(jīng)大垂深投料系統(tǒng)，運到支架后部的充填刮板運輸機，并進行推壓密實。（2）充填由固體矸石充填液壓支架和輔助隔離措施形成的密閉空間的過程。整個充填工藝流程可以劃分為矸石破碎、配比攪拌、管道泵送、充填體構(gòu)筑等四個基本環(huán)節(jié)。（3）工藝流程：充填工作由4名充填工同時協(xié)調(diào)進行，在割煤的同時，進行充填工作，若充填不滿一排，割煤可停下等待充填搗實。其工藝過程如下：割煤

6、的同時在支架拉移后，將充填開采輸送機移至支架尾梁后部，進行充填。充填順序由充填開采輸送機機尾向機頭方向進行，當(dāng)前一個卸料孔卸料到一定量后，再開啟下一個充填卸料孔，隨即對前一個卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料進行夯實，如此反復(fù)幾個循環(huán)(一般需要2—3個循環(huán))，直到夯實為止。當(dāng)整個工作面全部充滿，停止第l輪充填，將充填開采輸送機拉移1個步距，移至支架尾梁前部，用夯實機構(gòu)把充填開采輸送機下面的充填料全部推到支架后上部，使其接頂并夯實，最后關(guān)閉所有卸料孔，對充填開采輸送機的機頭進行充填。第1輪充填完成后將充填開采輸送機推移1個步距至支

7、架尾梁后部，開始第2輪充填，如此反復(fù)。工作面自夯式充填液壓支架與配套設(shè)備。（四）調(diào)研結(jié)論1、邢臺礦率先研發(fā)了矸石與粉煤灰等充填材料投料運輸系統(tǒng)以及工作面自夯式充填液壓支架等成套綜合機械化充填設(shè)備，成功設(shè)計了充填綜采的新方法、新工藝，實現(xiàn)了采煤與充填并舉，開創(chuàng)了建筑物下綜合機械化充填采煤技術(shù)的新局面。2、充填式開采有效控制了開采過程中的礦壓顯現(xiàn)，控制地表下沉，減少了對地面生態(tài)環(huán)境的破壞；實現(xiàn)了矸石不升井，煤礦不建矸石山。是一項利國利民的新技術(shù)。二、無煤柱開采（一）亨健煤礦基本情況亨健公司煤炭資源緊缺，提高煤炭資源回收率一直是集團公

8、司與我公司領(lǐng)導(dǎo)所重點關(guān)注的問題。因此，沿空留巷無煤柱護巷技術(shù)它不但能提高煤炭資源開采的回收率，而且也可緩解采掘銜接緊張問題。自2008年10月份開始實施新型高水材料巷旁充填留巷技術(shù),先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共計2000余米，并