充填开采之 矸石充填术
矸石井下充填采煤技术
矸石井下充填采煤技术摘要矸石充填采煤技术是针对上述我国存在的“三下”压煤问题，煤矸石排放问题和土地资源问题而开发出来的绿色采煤技术之一。
目前，已经在各个矿区实践取得成功。
本文以成功应用的矸石充填采煤技术为例，论述矸石充填采煤技术开发的过程中最关键的技术、采场矿压及地表沉陷等核心问题。
关键词矸石充填采煤方法；绿色开采；矿压规律1矸石直接充填采煤方法1）矸石直接充填采煤技术框架。
针对煤矿矸石的露天排放和大量的“三下”压煤现象，已经开发了矸石直接充填置换煤炭的成套技术，并建立了矸石充填采煤的矿压分析和岩层运动与地表沉陷预计方法，以及开发了井下煤流分选设备与系统、井下矸石运输系统等，进而将其成功用于“三下”压煤和其它煤柱的回采，形成了原创性的矸石置换成套技术和应用体系。
2）综采充填采煤方法。
长壁采煤法综采工艺，涉及井工采煤，适于煤层稳定、顶板坚硬、无断层缓倾中厚煤层及厚煤层分层长壁法开采。
在长壁综采工作面布置液压支架、刮板输送机、滚筒采煤机，在运输巷布置顺槽转载机、可伸缩带式输送机等。
综采工作面采用超长布置，即面长按两个综采面长度布置。
采煤机用两台，骑在同一部刮板输送机上，分别截割上半个面和下半个面的煤壁。
也可在超长综采面中部布置中间巷作运输巷；在综采面的上半和下半工作面各布置一部刮板输送机相向运输，形成对拉综采工作面。
目前，此项采煤技术已成功应用于我国的很多矿区，本文结合应用实例介绍综采充填采煤方法。
2采煤与充填工艺综采充填采煤实现了采煤工艺与充填工艺的优化组合，其采煤工艺与传统综采相同. 充填工艺是在完成一刀采煤工作后进行，将自夯式充填开采液压移直、充填开采输送机移至支架尾梁后部，并依次启动充填开采输送机、自移式矸石与粉煤灰转载机、运矸胶带输送机等设备，进行采空区充填.充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定高度后，即开启下一个充填卸料孔，随即启动前一个卸料孔所在支架后部的夯实机千斤顶推动夯实板，对已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环，直到夯实为止，一般需要2～3 个循环。
综采工作面矸石充填开采技术研究与现场应用
综采工作面矸石充填开采技术研究与现场应用发布时间：2023-03-30T07:04:30.724Z 来源：《福光技术》2023年4期作者：张善财[导读] 21世纪以来，煤矿充填开采技术在我国快速发展。
目前国内主要的充填方式包括矸石充填、膏体充填和高水充填。
福建省政和县源鑫矿业有限公司福建省南平市 353600摘要：随着矿井储量的逐渐减少，煤炭资源的枯竭与经济发展的矛盾日益突出。
而中国煤矿“三下”压煤现象比较普遍，且压煤量巨大，如果老矿区不进行“三下”采煤，将面临矿井关闭的局面；如果新矿区不从可持续发展的战略高度进行统筹规划，协调“三下”压煤开采问题，就很难提高矿井综合经济效益，不能保证矿区的可持续发展。
关键词：综采工作面；矸石充填开采技术；应用引言21世纪以来，煤矿充填开采技术在我国快速发展。
目前国内主要的充填方式包括矸石充填、膏体充填和高水充填。
矸石充填就是将矸石、粉煤灰等材料破碎筛分后，通过输送带或刮板输送机输送到采空区直接进行充填的方式。
影响充填开采上覆岩层控制效果的关键因素是矸石的充填率和密实率。
为提高矸石充填率和夯实率，液压支架增加了夯实机构对充填矸石进行夯实处理。
1.综采工作面矸石充填开采技术现场应用现状煤炭在我国能源战略安全体系中长期起到压舱石和兜底保障作用。
然而，煤炭开发与利用过程中需排放20%左右的矸石，造成矿区环境污染与生态破坏，国家政策及法规明确要求提高矸石综合利用率，但是目前仍不足60%，并且以地面堆积填埋为主，矸石处理问题已经成为影响我国资源开发与环境保护战略的矛盾之一。
如何在严守生态保护红线的前提下实现矸石高效处置是煤矿企业面临的发展难题。
井下充填是矸石处置与利用的重要技术途径，目前常用的井下充填方法主要包括抛矸充填、掘巷充填、综合机械化充填、采选充一体化充填和矸石泵送胶结充填等，上述充填方法的理论和技术已经比较成熟，但存在着矸石充填与煤炭开采之间的时空干涉问题：即采煤与充填在同一个空间内并行作业，矸石充填处置增加了工作面生产工序，降低了15%~20%的采煤效率，限制了矸石井下充填方法的应用范围；同时，现有的矸石井下处置空间仅利用煤层开采空间，未充分利用煤层开采后上覆岩层变形产生的一系列包含垮落带、裂隙带以及弯曲下沉带中的离层区域在内的非压实区域。
煤矸石充填方法选择的专业技术分析
煤矸石充填方法选择的专业技术分析一、引言煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，大量堆积会对环境造成严重污染。
为了有效利用煤矸石，减少其对环境的影响，充填技术被广泛应用于煤矸石的处理中。
本文将重点探讨煤矸石充填方法的选择及其专业技术要求。
二、煤矸石充填技术概述煤矸石充填技术主要分为三类：井下充填、地面充填和井上下联合充填。
每种充填技术各有其特点和使用范围。
1.井下充填：将煤矸石运至井下，直接充填在采空区或巷道中。
该方法可有效控制顶板垮落，减小地表沉陷，但增加了井下运输负担。
2.地面充填：将煤矸石运至地面，集中充填在专门的场地或采空区上。
该方法减少了井下运输压力，但需要解决地表沉陷和土地复垦问题。
3.井上下联合充填：结合井下充填和地面充填的优点，将煤矸石先在地面加工成充填材料，再通过管道或运输工具送至井下采空区进行充填。
该方法综合了两种充填技术的优点，但技术要求较高。
三、煤矸石充填方法选择要求在选择煤矸石充填方法时，应考虑以下因素：1.地质条件：不同的地质条件对充填技术的要求不同。
例如，对于顶板稳定性较差的矿井，应选择井下充填或井上下联合充填，以控制顶板垮落。
2.运输条件：根据矿井的运输条件选择合适的充填技术。
若井下运输能力有限，可选择地面充填或井上下联合充填。
3.土地复垦：对于需要恢复使用的采空区，应考虑土地复垦问题。
地面充填有利于土地复垦，而井下充填则对土地复垦造成一定困难。
4.经济因素：不同充填方法的成本不同，应根据经济因素综合考虑。
例如，井下充填成本较低，但需要解决井下运输问题；地面充填成本较高，但可有效控制地表沉陷。
5.技术成熟度：根据当地经验和专业技术水平，选择成熟的充填技术。
对于缺乏经验的地区，可先进行试验研究，再推广应用。
四、专业分析报告根据对煤矸石充填技术的调查和分析，我们提出以下专业分析报告：针对不同的地质条件、运输条件和土地复垦需求，应选择合适的煤矸石充填方法。
在选择时，应优先考虑技术成熟度高、成本低且有利于土地复垦的充填技术。
煤矸石充填
煤矸石充填技术方案一、煤矸石充填意义：1.可以实现煤矸石不升井，减少运输费用，减少地面占地和环境污染。
2.煤矸石充填采空区实现以矸换煤，可以减少地表下沉，使对土地和建筑物的破坏降到最低，减少赔偿费用。
3.煤矸石充填采空区，减少对顶底板破坏，从而减少顶底板水的涌出，降低回采工作面水患威胁、提高回采效率、提高煤质和降低排水费用。
4.煤矸石充填采空区，将采空区底板覆盖上密实的充填体，减少瓦斯涌出，保证回采快速、安全。
5.煤矸石充填采空区，将靠近留巷段的采空区充实，可以保证充填留巷效果，降低留巷费用。
从而实现无煤柱开采，提高煤炭资源回收率，减少巷道掘进量，缓解采掘接续紧张。
&更有利于分储分运效能的发挥，有利于单轨吊系统的运行和彻底消灭井下地轨。
7.成熟、高效的充填技术可为受水害威胁的后组煤开采打下坚实的基础。
二、煤矸石充填方式的选择：㈠泵送膏体充填方式：1国外膏体充填：膏体充填技术在国外金属矿山已经有20 多年的发展历史。
世界上首次膏体充填试验是1979年在德国格伦德铅锌矿进行的。
试验成功以后，膏体充填技术在澳大利亚、奥地利、加拿大、英国、摩洛哥、葡萄牙、俄罗斯、南非、美国等国家的金属矿山得到了推广应用。
2国内膏体充填：⑴ “八五”、“九五”期间，甘肃金川有色金属公司与北京有色冶金设计研究总院合作，利用国家重点科技攻关项目“全尾砂膏体泵送充填工艺及其设备研究”，在金川二矿区建成了我国第一条主要利用洗选尾砂、棒磨砂和粉煤灰的膏体充填工艺系统，其中，水泥浆独立泵送，在井下离充填点20-30m处与集料膏体浆液混合，与水泥浆混合后的膏体充填料浆重量浓度为82%水泥用量平均280kg/m3,充填体最终抗压强度大于4MPa该套膏体充填工艺系统采用德国施维英公司生产的KSP-140HDR矿用充填泵，泵送压力13MPa充填能力100m3/h,利用自制的双轴连续搅拌机制浆，由美国霍尼韦尔公司生产的TDC-3000 型工业集散控制系统实现了计算机控制。
矸石充填工艺流程
矸石充填工艺流程一、引言矸石是采矿过程中产生的废弃物，通常被视为一种资源浪费。
然而，通过矸石充填工艺，我们可以将矸石重新利用，并解决采矿过程中的环境问题。
本文将介绍矸石充填工艺的流程及其应用。
二、矸石充填工艺流程1. 矸石处理与准备阶段在矸石充填工艺中，首先需要对矸石进行处理和准备。
这包括矸石的分类、破碎和筛分。
通过将矸石分为不同的颗粒大小，可以提高充填效果并减少资源浪费。
2. 矸石输送与堆放阶段处理和准备好的矸石将通过输送系统输送到充填区域。
在输送过程中，需要确保矸石的流动性和稳定性，以避免堵塞和倾倒事故。
一种常见的方式是使用输送带或倾倒车等设备。
到达充填区域后，矸石将被堆放成一定的高度和形状。
堆放的方式可以根据具体情况选择，例如平台堆放、台阶式堆放或倾斜堆放等。
堆放过程中需要注意保持矸石的稳定性和紧密性，以确保充填效果和安全性。
3. 矸石压实与固化阶段堆放好的矸石需要进行压实和固化，以提高充填体的强度和稳定性。
这通常通过使用压路机、振动器或喷涂固化剂等方法实现。
压实和固化的程度应根据实际需求进行调整，以保证充填体的质量和性能。
4. 充填体表面处理阶段为了进一步提高充填体的稳定性和美观性，可以对充填体表面进行处理。
这包括表面覆盖、植被种植或防护层施工等方式。
通过这些处理，可以减少充填体的侵蚀和水土流失，保护充填体的稳定性和生态环境。
三、矸石充填工艺的应用矸石充填工艺在矿山、采石场和建筑工地等领域有广泛应用。
它可以解决采矿过程中的环境问题，减少废弃物的排放，并为土地复垦和景观建设提供有力支持。
在矿山和采石场中，矸石充填工艺可以用于填平矿坑和采石场的空洞，恢复地表的平整度和景观美观性。
同时，通过充填矸石可以减少对土地资源的占用，提高土地利用效率。
在建筑工地中，矸石充填工艺可以用于填平地基，增加地基的稳定性和承载能力。
通过充填矸石可以减少对天然资源的开采，降低建筑成本，并提高施工效率。
矸石充填工艺还可以用于固体废弃物的处理和填埋。
绿色开采之建筑物下矸石充填技术的探讨与应用
展的有效途径。矸石充填开采 能较好地解决“ 三下” 压煤和其它煤柱呆滞资源 ， 并且能安全 回收常规方法无 法采 出的煤炭， 提高煤炭资源采 出 率， 实现矸石零排放 、 减轻塌 陷灾害 ， 缓解矿山压 力和岩层移动。 关键词 建筑物下 压煤开采 矸石充填 技术研 究
中图分类号 Ｔ Ｄ ８ ２ ２ 文献 标 识 码 Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ８ ３
保护煤柱为界 ， 南以 Ｆ １ ４ —１ 断层保护煤柱为界 ， 西以
Ｆ ４— １ 断层保护煤柱 为界 ， 处 于断层切 割形 成 的独立 块段 。西部 的 ３ １ １ ０ １西 工作 面 已于 ２ ０ ０ ９年 ９月初 回
岩相间 ， 厚５ ． ０ ５～ ２ ４ ． ６ １ ｍ， 平均 １ ６ ． ０ ｍ。直接底为粘土 岩， 厚０ ． ０ ３～ ０ ． １ ０ ｍ， 平均 ０ ． ０ ８ ｍ， 灰 白色 ， 遇水易膨胀 ，
工作面正常充填时执行 见六充 三充填 工艺 （ 即正 常推采到见六排 支柱时 ， 切顶排 回三排 ， 充三个空档 ） ，
七采区位 于井 田中部 ， 以北为 五采 区 ， 以南为三采
区， 以西为六 采 区 ， 东 部 为井 田边 界 ， 总 面积 约 ８ ｌ万 ｍ ， 地面位置位于泉 沟镇运 舟湖村 。地 面建筑 物主要
色， 性脆， 节理发育 ， 硬度 中等 。其下 ２ ． ５ ｍ为厚 ０ ． ０ ８ ｍ
的１ ２煤层 ， 煤质较差 。
２ ． ３ 村 庄情况
用单 一长壁后退式全充填采煤法 。工作面采用爆破落 煤、 人 工装 煤， 双链 刮板输 送 机运煤， 循 环 进 度 为 １ ． １ ｍ， 采高 １ ． ６ ５ ｍ全部充填 法管理顶 板。工作面基本 支护为 Ｄ Ｚ系歹 单体液压支柱配小方木 。
煤矿采区矸石充填设计方案
煤矿采区矸石充填设计方案1. 引言矸石是煤矿开采过程中产生的废弃物，为了实现资源的回收利用和环境保护，采取矸石充填技术是一种有效的处理方式。
本文将介绍煤矿采区矸石充填设计方案。
2. 设计目标本设计方案的主要目标是：1.最大限度地回收利用矸石资源；2.降低矸石充填对环境的影响；3.提供安全、稳定的充填体。
3. 设计原则充填设计应遵循以下原则：1.安全性原则：保证充填体的稳定性和安全性，防止发生坍塌等事故；2.环境保护原则：最大限度地减少对环境的影响，防止水土流失和污染；3.资源回收利用原则：通过合理的设计和管理，实现矸石资源的回收利用。
4. 设计步骤本设计方案的设计步骤如下：4.1. 采集矸石样本首先，需要采集矸石样本进行实验分析，包括粒度分析、密度测定以及力学性质测试等，以了解矸石的物理和力学性质。
4.2. 充填体分层设计根据矿井开采的情况和矸石性质，将充填体分为多个层次，每个层次具有相应的填充材料性质和厚度。
在设计过程中，应考虑充填体的稳定性和支护结构的设计。
4.3. 充填体力学参数确定根据矸石样本的力学性质测试结果和设计要求，确定充填体的力学参数，包括抗压强度、抗剪强度等。
4.4. 充填体排水设计考虑到充填体的排水问题，设计排水系统，以防止水分对充填体的影响，保证充填体的稳定性。
4.5. 充填体的工艺流程设计根据矿井开采的工艺流程和矸石充填的设计要求，制定矸石充填的工艺流程，包括采矿、矸石处理、充填等。
5. 设计结果根据充填设计的方案，可以得到以下设计结果：1.充填体的分层设计方案；2.充填体的力学参数确定；3.充填体的排水设计方案；4.矸石充填的工艺流程设计。
6. 结论通过本文的煤矿采区矸石充填设计方案，可以实现矸石资源的回收利用和环境保护的目标。
该设计方案采用科学的设计原则和步骤，可以为煤矿开采提供可行的充填方案。
在实施过程中，需要合理安排施工和管理，确保充填体的稳定性和安全性。
煤矿矸石充填开采技术的研究与应用
煤矿矸石充填开采技术的研究与应用摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，本文以矸石充填开采为例，对矿井开采中矸石充填的关键装备、系统以及技术方法进行综合研究与应用分析，提出矸石综合处理的可行性方式和原理，通过矸石充填开采置换出传统技术不能采出的煤炭资源，实现“三下”压煤资源的解放，提高煤炭资源开发的利用率。
关键词：“三下”开采；矸石充填；应用研究引言煤炭是支撑我国能源生产的基础资源，煤炭的持续、大规模开采造成了许多问题，如矿区生态破坏、建筑物沉降。
因此，建筑物下回填控制地层和地表下沉的技术非常重要。
目前，煤层颗粒物质、胶结材料和高含水率材料主要用于回填。
总结了煤矿使用的回填材料ＣＧＦＢ的类型以及回填过程，提出了矸石充填开采技术的指导原则。
实验结果表明随着工作面倾斜长度的增加，沉陷区和待回填区的面积增加。
根据模拟结果，提出了煤矸石运动时间的优化方案，并对矸石回填采矿法进行了优化设计，确定了工作面倾斜长度，并缩短工作面以获得较高的充填率，保障了建筑物的安全性。
1井下矸石充填研究背景我国煤炭资源储量非常丰富，煤炭在过去很长一段时期及未来若干年将仍是我国的主要能源，2020年前每年煤炭消耗占能源总量60%以上，2020年煤炭消耗占能源消耗总量下降至57%。
煤炭资源在生产及利用过程中的伴生品主要为煤矸石、煤渣等，占煤炭产量的15%左右。
目前，我国矸石总存放量约60亿t，矸石堆积占用大量土地资源（面积20多万亩），且仍以5～8亿t/a的排放量增加。
大量的煤矸石堆积不但对土壤环境造成水土流失、地表下沉、土地沙漠化等较大的破坏，还会造成粉尘大气污染等问题。
为此，国家和地方近年来也陆续出台了一系列相应的政策性文件，部分地方环保部门也出台了一些要求煤炭生产企业“矸石不出井”的文件等。
2煤矿矸石充填开采技术的研究与应用2.1矸石充填技术装备矸石充填工作面需要配备的主要装备有固体充填液压支架、多孔底卸充填刮板输送机、自移式矸石转载机等。
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工业广场
井上固体充填物料输送系统
建筑物下充填采煤
综合机械化固体充 填采煤工作面
主 井
副 井
风 井
井下煤炭输送系统
固体 充填 物料 垂直 连续 输送 系统
井下固体充填物料输送系统 2015-6-17
10
2. 配比搅拌系统
将粉煤灰、胶结料与成品矸石一起送入 搅拌机，加水搅拌成合格的充填料，通 过充填泵，泵送到充填位置。
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11
3. 矸石充填开采设备布置
煤炭运输巷道 矸石运输巷道
主要 采煤设备 前部采煤工作面 主要 充填设备
后部充填工作面
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12
4. 综采矸石充填支架比较
掩护斜梁
工作面
采空区
传统综采液压支架
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13
4. 综采矸石充填支架比较
传统放顶煤液压支架
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1
一
•解决相关问题的思路 •总体技术框架
二
三
•主要技术研究内容
•主要技术特点
2
四
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一. 解决相关问题的思路
存在问题
煤矸石的排放
传统办法
露天排放
制砖等
实
际
效
果
占用土地、污染环境、爆炸、自燃
用量少、产品质量、环保等问题
迁村开采
“三下”压煤 条带开采 传统充填开采
吨煤成本增加，历史与文化问题
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4. 综采矸石充填支架比较
水平短梁
工作面 采
多孔底卸 式输送机
空 区
综采矸石充填液压支架
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15
5. 综采充填转载输送机
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6. 综采多孔底卸式输送机
伸缩机尾 机头链轮 中部槽
接料处
卸料孔
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7. 综采矸石充填原理
矸石充填运输机充填工艺
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18
8. 综采矸石充填压实原理
综采矸石充填压实系统工作原理
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19
8. 综采矸石充填压实原理
综采矸石充填压实系统工作原理
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20
9. 综采矸石充填工作面井下工况
前部采煤
后部充填
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9.综采矸石充填设备配套：四机配套
距离 (m) 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600 0 500 1000 1500
全高开采预计 采高1.8m 1365 3.0 Ⅱ
普采充填预计 等价采高0.4m 280 0.6 Ⅰ
普采充填实测 257 0.3 Ⅰ
平均采深450m
下沉量 (mm)
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实行充填法开采不但可以实现建筑物下压煤的开采、缓解矿井辅助提升，而且可以将井 下产生的矸石直接进行处理，消除矸石地面堆积对人类生存与生活环境带来的危害。矸石充 填综采技术，将地面矸石山矸石或洗选矸石、井下所有掘进或分选的矸石用于采空区充填， 实现采充一体化，效率高，月产可达5万吨以上，实现了低成本、高效率、设备标准化、高效 机械化连续充填开采的奋斗目标，代表了充填开采的方向，具有广泛的应用前景。因此，充 填开采对解决我国“三下”压煤、城市垃城处理等问题开辟了一条新的技术选径，其科学与 工程研究意义十分重大，同时研究成果能够为相关政府部门宏观规划和决策提供技术支持，
全高开采预计 普采充填预计 普采充填实测
采高1.8m
等价采高0.4m 工作面采出率85%
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普采矸石充填地表下沉曲线对比图
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四. 主要技术特点及应用前景
1. 主要技术特点
（ 1 ）矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备，
包括：综采矸石充填、普采矸石充填和条带矸石充填的 技术与工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高 速动力抛矸机等关键设备。 （ 2）矸石直接充填置换煤的岩层控制理论，为充填 开采设计和地表沉陷控制等提供了科学依据。
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Hmax——建筑物变形能承受的最大允许采高。
6
2. 矸石充填开采等价采高Hz的理论计算公式：
H z hz (k k )( H hz ) ≤ H max
H——实际采高； hz——充填体空顶距（充实率控制参数）； k ——初始压实系数（压实率控制参数）； k ——残余压实系数。
普采与充填工作面布置 普采与充填工作面布置
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普采矸石充填高速动力抛矸机
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11. 条带开采矸石充填置换煤炭开采技术
抛矸机
抛矸面实况
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矸石充填高速动力抛矸机
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条带充填巷充填实况 条带充填巷充填实况
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（三）应用效果实例
1. 新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测
矸石充填开采的 技术控制指标
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充实率 hz 压实率 k
7
（二）充填开采的难点之二
——矸石充入采空区的空间、通道与动力
技 术 障 碍
开采工作面不断移动 采空区顶板随采随垮 开采面与采空区隔离
传 统 办 法
水砂充填——水流为动力 风力充填——风流为动力 膏体充填——流体为动力
创新 与 发明
矸石充填置换煤
综采矸石充填
井 下 矸 石 仓 井 下 矸 石 运 输
普采矸石充填
老矸石山 地面 固体废物
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巷采矸石充填
4
三. 主要技术
（一）充填开采的难点之一
——建立矸石充填开采岩层控制理论
岩层移动控制目标 绝对不移动 充填技术控制目标 充入与开采等量的矸石 建筑物极度严重损坏：拆迁 建筑物严重损坏（局部损伤）：大修 建筑物中度损坏：中修 建筑物轻度损坏：小修 建筑物轻微损坏：不修或简单维修
采出率只有50%左右，浪费严重 没有实现规模化推广应用 实施目标
循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源
3
技术措施
解决问题的 总体思路
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矸石直接充填置 换“三下”压煤
二. 总体技术框架
矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架
矸石分选与输送
掘进矸石 井下 煤流矸石 井 下 分 矸 系 统 投 料 系 统
具有较强的现实意义。
虽然充填开采技术取得了巨大的发展，但我们也应该看到其不足之处，还需研究人员在 这方面做大量的研究工作，使其充填开采技术完善、成熟。如：深化充填理论研究，量化充 填介质特性、充填参数对地表沉降的关系；研发新型的充填材料，尽可能利用矿井固体废料， 减少固体污染，变废为宝，降低填充成本；研发新型的充填设备，包括顺送机、充填支架等， 为充填开采技术的发展助力。
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
5
控制移动量
理论上 需解决 的问题
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1. 矸石充填开采等价采高的概念
（1）. 经验公式：
Hz
S1
S2
H
Hz
充填开采 充填开采
顶板下沉 顶板下沉
等价采高
矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据
H z ≤ H max
发展和推广应用。
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结
束
语
中国是以煤炭为主要能源的国家之一，现如今承受着巨大 的资源、环境和矿难压力，故研究煤炭绿色开采理论，开发煤 炭绿色开采技术的目标就是保护与煤炭开采相关的资源与环境， 防治矿难，实现科学绿色采煤。 随着可持续发展理念、无废采矿理念和工业生态学的矿山
充填理念在中国的不断深入，将会进一步促进中国充填技术的
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1. 拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障
2. 用同一支护系统掩护采煤与充填平行作业 3. 用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力
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综合机械化矸 石充填技术
普采工作 面矸石充 填技术
矸石 充填 开采
条带开采 矸石充填 技术
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1. 综合机械化矸石充填技术立体模型
采煤机、刮板输送机、充填开采液压支架、充填刮板输送机
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顶板
支架尾梁
漏土孔
吊挂链
刮板输送机
下刮板
上刮板
基 本 顶
直接顶
充 填 黄 土 充填体
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矸 石 充 填 整 体 示 意 图
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10.普采工作面矸石充填技术
充 填 系 统 充 填 面 开 采 面
普采与充填支护系统 普采与充填支架系统
平均采深500m 实际采高2.1m 等价采高0.6m 采出率85%
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下沉量 (mm)
全高开采预计 综采充填预计 综采充表下沉曲线对比图
（三）应用效果实例
2. 新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测
比较项目 最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
比较项目 最大下沉量/mm
全高开采预计 采高2.1m 综采充填预计 等价采高0.6m
综采充填实测
1580 3.2 Ⅱ
1000 1500
420 0.8 Ⅰ
380 0.5 Ⅰ
最大水平变形 /mm/m
建筑物破坏等级
距离 (m) 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600 0 500