矸石充填置换工广压煤关键技术研究PPT课件.pptVIP

****编制单位：中国矿业大学编制时间：2009.5太原东山煤矿有限责任公司矸石充填置换工广压煤关键技术研究**汇报提纲：一、问题提出二、总体技术思路三、需要解决的关键技术问题四、拟达到的目标五、课题组研究基础六、经费概算**我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约50亿t，占地约16000hm2。目前每年矸石产生量超过1.5～2.0亿t，年新增占地约667hm2。其对人类生存环境和条件带来很大的威胁与危害，其主要表现在：⑴侵占土地；⑵污染环境；⑶危害人类安全。此外，正在自燃的矸石山，如遇到雨水的渗入，受热后空气急剧膨胀，会引起爆炸。因此，如何合理的处理井上和井下的矸石，成为近年来国内煤矿关注的热点之一。概述一、问题提出**采用充填方法回收工广煤柱、条带煤柱等煤柱的方法在国内一直是前沿技术问题，目前充填法回收煤柱主要分为工作面充填和掘巷充填。工作面充填包括膏体和矸石充填，这种方法具有回采率高、效率高等特点，但其前期投资大、见效慢、效益低和地表下沉不易控制等，如岱庄煤矿目前采用的膏体充填前期投资约1.2亿。掘巷充填主要以矸石等废弃物为充填体的工程实践较多，目前国内有部分矿井在应用，如国内的邢东煤矿、淄矿集团的许厂煤矿和岱庄煤矿等，该方法采出率较低，但前期投资少，见效快和地表下沉易于控制等特点。因此，针对东山煤矿条件进行本项目的研究，从安全、稳妥、投资少、见效快等观点出发，选择矸石充填置换工广压煤的技术思路。研究现状与意义一、问题提出**东山公司目前资源较少，严重制约矿井的进一步发展，如何合理的开发井下的滞留煤炭资源是实现矿井可持续发展的关键问题。矿井地面堆积的矸石山和井下新产生的矸石如何合理的处理成为矿井亟待解决的问题。矿井工广压煤极为严重，探索工广压煤的合理开采模式成为必然。东山公司面临的主要问题一、问题提出**针对东山煤矿处理矸石和部分开采工广煤术的现实要求，提出了利用掘巷采煤与矸石充填相结合开采的新思路，其原理如图1所示：解决的办法一、问题提出图1矸石掘巷充填采煤原理图**掘巷充填开采技术实质巷道工广煤柱窄煤柱掘巷充填矸石二元承载结构原承载结构形式上等价实质性承载一、问题提出**总体研究思路与框架二、总体技术思路研究手段矸石充填置换工广压煤关键技术研究研究内容充填区域优化设计充填巷掘进及支护技术充填区域注浆强化技术充填区域地表变形预计与控制充填系统设计与装备优化现场调研理论分析数值计算工业性试验地面与井下矸石置换工广煤柱**拟进行矸石充填开采区域煤层状况、顶底板条件、埋深、上覆岩层性质等基本地质条件的调查研究。充填开采区域地面建筑建设质量、分布情况，对变形适应性分析。地面矸石量和井下新产生矸石量的统计分析。年矸石处理量和初步的技术经济效益评价。1.充填区域开采技术条件调研三、需要解决的关键技术问题**利用中国矿业大学先进的试验设备，如WPM25kN型德国材料试验机、MTS815.02S型电液伺服岩石力学试验机等设备，对矸石的应力变形、矸石压实度与应力、矸石碎胀系数与应力等的关系进行试验研究，为地表变形预计与充填巷注浆加固提供基础资料。2.矸石基本性能测试三、需要解决的关键技术问题**矸石置换开采的目的一方面是尽量多采出煤炭资源，另一方面是井下处理矸石。在相同的充填密实度条件下，采出的煤炭越多，井下处理的矸石量就越大。煤柱资源采出量不仅与充填巷的尺寸有关，也与在煤柱中布置的充填巷数量有关。在太原东山煤矿有限责任公司厚煤层条件下，当充填巷尺寸较大时，如按煤层全厚掘进，虽然单条充填巷采出的煤量较大，但由于充填巷帮高度大，易造成巷道顶板垮落和两帮上部过大变形引起片帮，影响到支撑煤柱的有效承载宽度，且过大高宽比的煤柱稳定性也较低，因此充填巷数量较少；当充填巷尺寸较小时，虽然单条充填巷采出的煤量较小，但有利于提高煤柱的稳定性，可以多布置充填巷。因此，必须根据现场实际条件，对充填区域充填巷、煤柱尺寸进行设计与优化，在控制地表变形的条件下，提高资源采出率。3.充填巷、煤柱尺寸设计与优化三、需要解决的关键技术问题**首先根据地表允许变形范围内可置换的煤炭量，确定煤柱中充填巷布置位置、数目及参数，再根据开掘充填巷覆岩变形规律及其两侧应力分布，确定煤柱中充填巷合理的掘充顺序，以最大限度地控制地表变形。4.充填巷合理开采顺序三、需要解决的关键技术问题充填前的围岩变形和破坏是影响地表变形控制效果的主要因素之一，确定充填巷的合理掘进与支护方案，一方面有效控制充填前的围岩变形和破坏以提高地表变形的控制效果，另一方面，合理