巷道矸石填充机在煤矿井下的应用
煤矿井下矸石充填技术研究及应用
该采 煤法 是将 岩巷 和半煤岩 巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车 场，经翻 车机卸载，而后经装 载破碎机 破碎 ，进入矸 石仓 。通过矸 石仓 ，破碎 后的矸石经胶 带或刮板输送 机运 入上下山，而 后由胶 带 或刮板输送 机转 载进入采 煤工作面回风 平巷 ，再由工作面采 空区可 伸缩胶 带输 送机 运至抛矸 胶带输送机尾 部， 由抛矸胶带输送机 向采 空区抛矸 充填 ，并在邻近充填巷进行注浆强化。
Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏｌ ｏ ｇ ｙ
煤矿井下矸石充填技术研究及应用
边 杰
（ 同煤 集团大 斗沟煤业公司 ，山西 大 同 ０ ３ ７ ０ ２ ６）
【 摘
要】 煤炭 生产 必然带有 大量矸石的排放 ，矸石原始处理
工 而 成 。该 采 煤 法 的充 填 工 艺 为 ：从 地 面 至 采 区总 回 风 巷 打 充 填 钻
【 关键词 】 煤矿 ； 矸石 ；充填技术
１ 概 述
１ ． １ 煤 矸 石 的 释 义
目前我国所用充填采煤法按充填动力可分为 自溜充填、风力充 填 、水力充填和机械充 填。 本文重点针对综合机械化矸石充填充满率提高措施进行介绍：
矸 石 充填 法 充 满 率 严 重 影 响 着 地 表 岩 层 移 动 变 形 ， 不 同的 充 满
２ ． ２ 刮 板 输 送 机 卸矸 充 填 该 采 煤 法 的 充 填 装 备 由后 端 带 悬 梁 的 自移 式 液 压 支 架 和 充 填 刮 板 输 送 机 组 成 。 充 填 工 艺 如 下 ： 矸 石 矿 车 由 电机 车 牵 引 至 采 区 矸 石
矸石充填压缩率 的大小与采空区上覆岩层压力及矸石本身的性 质有关 。采空 区上覆岩层压力越大 ，矸石充填体 压缩率越大，反之 则越小 。矸石初始充填入采空 区时 ，并不能实现完全接顶，即充满
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。
矿井采空区采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用方案(二)
矿井采空区采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用方案矿井采空区的填充技术是一种将采空区域填充固化的方法，以减少地表沉降、地下空洞和环境污染的发生。
本文将从产业结构改革的角度探讨煤矿采空区采用煤矸石等物质填充采煤技术的开发与应用方案。
一、实施背景随着煤炭资源的逐渐枯竭和环境保护意识的提高，传统的采煤方式已经不能满足社会的需求。
矿井采空区的填充技术可以有效地利用煤矸石等废弃物填充采空区域，减少资源浪费，同时降低地质灾害和环境污染的风险。
二、工作原理矿井采空区填充技术的工作原理是将煤矸石等废弃物填充到采空区域，通过固化处理，使其形成稳定的填充体。
填充体可以填补采空区域，减少地表沉降和地下空洞的发生，保护地表建筑物和地下设施的安全。
填充体还可以减少水资源的浪费和水质的污染，提高矿井周边环境的质量。
三、实施计划步骤1. 采集煤矸石等废弃物样品，进行物理性质和化学成分的分析，确定填充物质的适宜性。
2. 设计填充方案，包括填充物质的种类、用量和填充方式等。
3. 进行填充试验，评估填充效果和稳定性。
4. 在实际矿井采空区进行填充工程，监测填充效果和环境影响。
5. 定期检查和维护填充体，确保其稳定性和持久性。
四、适用范围矿井采空区填充技术适用于各类煤矿采空区域，特别是那些地下水位较高、地质条件较差的矿井。
此外，该技术还可以应用于其他矿山采空区域的填充，如金矿、铜矿等。
五、创新要点1. 采用煤矸石等废弃物作为填充物质，实现资源的循环利用。
2. 通过固化处理，提高填充体的稳定性和持久性。
3. 结合地质条件和环境要求，设计合理的填充方案，提高填充效果和环境保护水平。
六、预期效果1. 减少地表沉降和地下空洞的发生，保护地表建筑物和地下设施的安全。
2. 降低地质灾害和环境污染的风险，提高矿井周边环境的质量。
3. 实现煤矸石等废弃物的资源化利用，减少资源浪费。
七、达到收益1. 提高矿井的采矿效率和经济效益。
2. 减少环境治理成本和环境风险。
矸石充填的应用
原生矸石充填设备在煤矿绿色开采中的应用摘要：随着老区煤矿开采年限延长，储量逐年减少，三下压煤的开采势在必行，相应的环境问题凸显：建筑物破坏、矸石堆积占地，地下水水位下降等。
因此减少煤炭开采对生态环境的破坏，实现绿色开采显得日益重要。
本文阐述煤矿绿色开采内涵及充填技术中的设备应用，对老区资源枯竭矿井实现绿色开采具有借鉴意义。
关键词：煤矿绿色开采设备应用1．引言在我国一次能源结构中，煤炭占70%左右，它将长期是我国的主要能源。
随着老区资源枯竭矿井三下开采规模越来越大，相应地也带来了许多生态问题。
如何使老矿井的开采通过低投入、高回报得到可持续的发展，这就需要采取合理的开采技术及有效的防治措施，走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路，率先实现“低开采、高利用、低废弃”集约化经营的行业可持续发展目标，建设绿色煤炭工业体系。
本文就老区煤矿如何实现绿色开采以及矸石充填设备在绿色开采技术中的应用进行分析，并提出建议。
2．绿色开采技术体系从广义资源的角度论，在矿区范围内的煤炭、地下水、瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床，都应该是经营这个矿区的开发对象而加以利用。
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是从广义资源的角度上来认识和对待煤、矸石、水等一切可以利用的各种资源。
基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，目标是取得最佳的经济效益和社会效益。
针对煤矿中地表塌陷、地下水位下降、矸石排放，绿色开采技术主要包括以下内容：1）水资源保护－形成“保水开采”技术；2）地表与建筑物保护－形成充填与条带开采技术；3）减少矸石排放—综合利用技术总之，绿色开采的内涵是减少采煤对环境的破坏，形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。
首先要改革开采技术，减轻对水土的破坏和地表的扰动，减少废弃物排放，实现循环经济。
其中，通过矿山废弃物的资源化利用矸石回填，实现岩层控制，减少对水土破坏和地表扰动，达到保护地面建筑物的目的，实现开采技术改革。
井下矸石填充工艺介绍
一、国内煤矸石现状
矸石山的存在，不仅占用大量的土地资源，而且造 成了严重的环境破坏，矸石中含有的S、P、C等几十种 成份对大气、水源、土壤等造成了不同程度的污染，而 且还可能引发矸石山滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。 有时矸石山还会发生自燃现象，引发其他事故。这些都 在不同程度上危机人类的健康与安全，成为一大公害， 甚至被称为煤矿的毒瘤。因此，如何减少矸石占用土地， 消除或减少环境污染，是当前煤炭生产行业很有必要研 究的一个课题。
矸石充填关键设备
专利技术
五、充填开采效果介绍
2006年2月10日在淄博矿务局许厂煤矿130采区Ⅳ区进行矸石巷 式充填开采。掘进完1#巷道后进行填充。 1#巷道全长320米，累计
填充16个工作日m3。 2006年3月10日，130采区Ⅳ区2#巷道进行矸石填充， 2 #巷道 全长700米，高度最高处高达6米，断面大，增加了填充量。累计填 充27个工作日，平均每个工作日填充22米，累计共填充矸石15680m3。 断面填充率达97%左右。 截止2007年，共采出煤炭24.7万吨，节省地面处理矸石费用
充填巷开采及充填顺序示意图 第二步：相隔一 定宽度煤柱采掘 第二条巷道，同 时充填第一条巷 道。 第一步：采掘第一条巷道
第四步：待充填完毕几条巷道后， 在其隔离煤柱中掘巷并充填
第三步：依次采掘巷 道并充填前一条巷道
四、矸石充填工艺介绍
矸石矿车
翻车机
轨道
工字钢 推车机 破碎机
矸石仓
乳化液泵
皮带输送机
三、矸石充填技术的提出与意义
所以，如何解放建筑物压煤，减小煤炭开采引起的地
面沉陷，解决矸石排放问题，成为许厂煤矿可持续发展的
首要技术难题。 于是就提出了在工业广场以及村庄下实行条带开采和
矿井建筑物下采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用方案(五)
矿井建筑物下采用煤矸石等物质填充采煤技术开发与应用方案一、实施背景随着煤矿资源的日益减少和环境保护意识的提高，传统的采煤技术已经无法满足现代煤矿开采的需求。
煤矸石作为一种废弃物料，不仅占用了大量的土地资源，还对环境造成了严重的污染。
因此，煤矸石的综合利用和填充技术成为了当前煤矿产业结构改革的重要方向。
二、工作原理煤矸石填充采煤技术是指在矿井建筑物下采用煤矸石等物质填充的一种采煤方式。
其工作原理如下：1. 采煤前期：在矿井建筑物下方进行地质勘探，确定煤层的分布情况和矿井建筑物的结构特点。
2. 煤矸石填充：根据煤层的分布情况，将煤矸石等物质填充到矿井建筑物下方，形成填充层。
3. 采煤过程：通过开采煤层，同时将填充层中的煤矸石等物质一同采出。
4. 采煤后期：将采出的煤矸石进行综合利用，如进行煤矸石发电、建材生产等。
三、实施计划步骤1. 前期准备：进行矿井建筑物的结构评估和煤层勘探，确定填充层的位置和填充物质的选择。
2. 填充层施工：根据勘探结果，将煤矸石等物质填充到矿井建筑物下方，形成填充层。
3. 采煤过程：采用传统的采煤技术，同时将填充层中的煤矸石等物质一同采出。
4. 煤矸石综合利用：对采出的煤矸石进行综合利用，如进行煤矸石发电、建材生产等。
四、适用范围煤矸石填充采煤技术适用于煤矿建设较早、煤矸石资源较为丰富的地区。
同时，该技术还可以适用于其他矿山的废弃物料填充和综合利用。
五、创新要点1. 煤矸石填充采煤技术的创新点在于将煤矸石等废弃物料填充到矿井建筑物下方，实现了资源的综合利用和环境的保护。
2. 通过采用煤矸石填充采煤技术，可以减少矿井建筑物的占地面积，提高矿井的开采效率。
3. 煤矸石填充采煤技术还可以减少煤矸石的排放量，降低对环境的污染。
六、预期效果1. 煤矸石填充采煤技术的应用可以实现煤矸石的综合利用，提高资源利用率。
2. 通过填充层的形成，可以减少矿井建筑物的占地面积，提高矿井的开采效率。
3. 采用煤矸石填充采煤技术可以减少煤矸石的排放量，降低对环境的污染。
充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析
充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析摘要：随着社会不断的发展，采矿技术不断创新，充填采矿技术已经成为了一种非常重要的采矿方法之一。
充填采矿技术通过将废弃物填充回采空区，既可以解决地表沉降、地面塌陷等问题，也可以提高矿山资源的回收率和安全性，减少采矿对环境的影响。
探讨充填采矿技术在采矿工程中的应用，完善充填采矿技术的相关问题，将有助于更好地推广和应用这种采矿方法，为矿山的可持续发展做出贡献。
关键词：填充采矿技术；煤炭开采；应用策略引言采矿工艺技术是煤矿开采工程重要组成内容，通过加强先进采矿工程工艺技术的应用，才能有效提升煤矿开采工程综合效益水平。
因此，加强对该技术的探讨分析，积极探索提升其应用价值的方法策略，对推动煤矿采矿工程发展，提升我国煤矿采矿产量具有非常重要的意义。
1充填采矿技术充填采矿技术是一种在地下采矿中使用的技术，其基本原理是将矿石废弃物（矸石）和一定比例的水泥、石灰等混合物充填到已经开采的矿井空间中，形成坚实的支撑结构，以保证矿井的稳定和安全，同时也有助于提高采矿回采率和矿石利用率。
目前，充填采矿技术已经在世界各地的采矿项目中得到广泛应用，加拿大是世界上充填采矿技术应用最广泛的国家之一。
该国许多地下采矿项目都使用充填采矿技术，包括金矿、铜矿、锌矿等；澳大利亚也是一些充填采矿技术的应用者。
在该国，铜、锌、金、镍等矿山都使用了充填采矿技术；南非的一些金矿、铂矿等也采用了充填采矿技术；美国的一些地下采矿项目也采用了充填采矿技术，包括铜、铅、锌等矿山。
然而，充填采矿技术也存在一些缺点和挑战。
最显著的挑战之一是确保填充物在长期使用中的稳定性和安全性。
此外，处理废弃物和水的成本也很高，需要考虑如何最大限度地减少这些成本。
最后，需要采取措施来确保填充物对地下水资源和周围环境的影响最小化。
2煤矿开采技术使用存在的问题2.1对环境造成严重污染由于煤矿开采过程对环境造成了极为严重的污染和影响，因此未来的煤矿企业开采技术革新需要以降低环境污染为要义，进行完善和创新。
矸石充填开采技术在平顶山矿区的应用
收稿日期：2012－06－24作者简介：胡长对（1966—），男，河南平顶山人，高级工程师，1989年毕业于大连理工大学，现从事煤炭装备设计制造等工作。
矸石充填开采技术在平顶山矿区的应用胡长对(平煤神马机械装备集团，河南平顶山467021)摘要：为了减小采矿业对环境的危害并延长矿井服务年限，中国平煤神马集团在矿区实施了充填开采；通过选型计算，确定了采面设备配套及运矸系统，介绍了平煤十二矿充填工作面的主要设备特点；对该采煤工艺效果进行了分析，总结了生产中存在的问题及装备改进方向。
关键词：矸石；充填开采；液压支架选型；配套装备中图分类号：TD823．7文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）11－0057－03Application of Backfill Mining with Gangue in Pingdingshan Mining AreaHu Changdui（Pingmei Shenma Equipment of Machinery Group ，Pingdingshan 467021，China ）Abstract ：To reduce the harm to environment and prolong service life of mine field ，waste rock filling exploitation technology was imple-mented in mining area of China Pingmei Shenma Group．Device configuration and waste rock conveyance system were also ascertained through model selection and calculation．Introduced the specialty of the equipment on backfilling working face in Pingdingshan No．12Coal Mine ，coal winning technology effect was analysed ，too．Finally ，problems existing in productive process and equipment upswing di-rection were summarized．Keywords ：waste rock ；backfill mining with gangue ；type selection of hydraulic supports ；device configuration在煤炭开采过程中，往往会造成地面塌陷、土地损毁等多种环境地质灾害。
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巷道矸石填充机在煤矿井下的应用
【摘要】随着矿井开采水平的逐渐加深，以及下组煤的开采，岩巷掘进逐渐增多，为了避免大量矸石上井带来的诸多不便，利用矸石置换煤技术来解决这一问题，矸石填充机就成为其中最主要的设备，其工作原理和现场应用也自然成为本文要介绍的主要内容。
【关键词】矸石填充机；巷道充填；应用；煤矸置换；煤矿
兴隆庄煤矿于1981年投产，设计年产300万吨，主采煤层为三层煤，经过30年的大量开采，三层煤所剩不多，为了延长矿井的寿命，决定开采十六、十七层煤。
新煤层的开拓需要掘进大量的岩石巷道，这样就会产生大量的矸石，这些矸石运输上井不仅浪费大量的人力物力，还会占用地面许多空间。
用矸石置换煤，即通过在村庄压煤的煤柱下实施巷道开采后充填矸石，控制地面降沉变形在一定范围内，保证建筑物的安全使用，这样既提高了煤炭资源的回收率，又实现了矸石不升井，地面不建矸石山，能得到很好的经济效益。
矸石充填机的产生很好的解决了这一问题。
它配合80皮带机使用，以皮带机为运输工具进行给料，以填充机为填充工具，将皮带机运来的矸石直接充填到巷道。
利用抛射皮带具有的升降、回转、伸缩功能，保证巷道的全方位填充，达到最佳填充效果。
1 总体结构：
填充机与送料皮带运输机配合使用，送料皮带机倒拉，机头部位于巷道入口，填充机受料卸载机构取代皮带机的机尾部，铰接在填充机后部。
填充机又包括由受料卸载机构（包括调平机构、调偏机构、调斜机构）、抛射皮带机构、行走机构、底架总成、液压系统、电气系统等部分组成。
2 工作原理：
填充机以送料皮带机为运输工具。
送料皮带机反向运转，机头位于巷道口，作为受料端；机尾位于巷道内，作为卸料端。
填充机的卸载滚筒组代替送料皮带机的机尾，与送料皮带机的标准H架采用间隙衔接。
送料皮带机将矸石运到自移充填部的卸载滚筒，卸载滚筒再将其卸到抛射皮带上，抛填到巷道。
抛射皮带可在巷道宽度范围内上下左右摆动，能将整个巷道在宽度范围内填满矸石。
当前面填满后，填充机向后退移一个步距（约500mm）。
这时，皮带机储带与自动张紧装置能将松弛的皮带自动张紧。
如果在退移过程中行走机构偏离了送料皮带机中心一定距离，就会使其上的卸载滚筒同样偏离这一距离，则送料皮带将在运行中因此而跑偏。
这时，通过操纵调偏液压操纵阀手柄，调偏油缸拉动调偏架向跑偏侧偏移，直到将跑偏量完全克服，使皮带恢复正常运转。
如果填充机向后退移时与送料皮带机偏移了一定角度，卸载滚筒架在调斜油缸的作用下，绕卸料点转动调整，直至与皮带拉力方向一致。
如果巷道底板左右不平，通过操纵调平液压操纵阀手柄，驱动调平千斤顶活塞杆上下动作，调整卸载滚筒水平。
总之，通过自动调偏、调向及水平调整，能使卸载滚筒始终与送料皮带机的机头驱动滚筒保持轴线平行，中心相同，方向一致，保证送料皮带机能够正常运行。
3 TCJ-Y80/30/37型矸石填充机主要技术参数
巷4 现场应用情况
兴隆庄煤矿从2010年底在西翼矸石充填巷开始使用填充机，至今已连续充填了三条巷道，总长达到1200米。
矸石来自下组煤轨道暗斜井。
从轨道暗斜井迎头通过改造，使耙装机卸料口增加一个导料槽，矸石经耙装机卸料口直接流到
第一部皮带机机尾承载段，经过第一部皮带运转将矸石转载到第二部皮带上，第二部皮带再将矸石转载到第三步皮带上，第三步皮带最后转给与填充机搭接的送料皮带机上，通过送料皮带机与填充机的配合，实现矸石从轨道暗斜井运到充填巷进行巷道填充。
从实际充填的情况来看，具有充填时间不连续的特点。
由于初次使用，以试验性为主，生产中只将轨道暗斜井一个迎头的矸石进行充填。
一个迎头每个班的进尺很少，产生的矸石量很小，不能满足填充机正常开机时的填充量。
造成皮带和填充机的开机率很低，同时会浪费不少人工。
为了避免这种现象，利用第一部皮带与第二部皮带、第二部皮带与第三部皮带之间的两个溜煤眼储存掘进迎头一天产出的矸石量，最后用一个小班的时间集中充填。
这样既提高了设备开机的连续性，减少了设备的起停次数又节约了不少的人工，提高了效率。
从目前的情况看，用一个掘进迎头的矸石量去充填巷道，整套填充设备的利用率太低，如果有条件，三到四个掘进头的矸石量同时供应给填充机，才能真正发挥填充机的充填水平，才能充分体现它的价值。
毕竟是刚开始，相信以后随着填充技术的普遍使用，充填效率也会被充分的挖掘。
总之，这套系统使兴隆庄煤矿第一次实现了矸石不上井和矸石置换煤的想法，为矿井降低了大量的成本，创造了不小的经济价值。
同时避免了许多因运输环节复杂造成的不安全因素，给矿井的安全生产增加了保障。
随着薄煤层的逐渐开采，和边角煤的充分利用，相信巷道充填将会变得更多，填充机的使用将会更广泛，系统布局更合理，效率也会更高。
参考文献
[1]冉隆河,邵强,王翠清.井下巷道矸石充填输送机的开发与研制[J].煤矿机械,2010年09期
[2]邢延团,王明立.建筑物下矸石置换条带保护煤柱开采试验研究[J].煤矿开采，2008年03期
[3]孙希奎;李学华;;利用矸石充填置换开采条带煤柱的新技术[J].煤炭学报，2008年03期
[4]刘增平;邵昌尧;张连良;吕卫东;;浅埋深厚冲积层条件下矸石置换开采技术研究[J].采矿技术，2006年03期
[5]江兆利,张连良,刘森.矿井矸石置换开采综合技术研究与推广[A].中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C]，2009年毕业于中国矿业电气工程及其自动化专业，现工作于兖矿集团兴隆庄煤矿综机中心。