固体充填

摘要： 充填开采是防止地表沉陷,解决矿山周边生态环境问题的治本措施。基于前期对大量文献的研究,梳理出了现阶段主要的几种充填方法,并对其做了简要的介绍,简述了各类充填方法的特点和原理,综述了膏体充填技术、固体充填技术、覆岩离层注浆充填技术、高水材料充填技术的研究进展和应用情况。在总结了我国充填开采研究现状和技术特点基础上,对充填开采的未来发展趋势进行了展望,认为优化充填开采下的绿色矿山建设、充填开采体系的建立和推广、“选采充留”一体化的探索和研究、高效环保的新型材料研发和利用等是我国充填开采技术发展的几个重要方向。

摘要： 为了研究固体充填开采地表沉陷预计与控制,以邢台矿为背景,基于概率积分法与弹性地基理论,建立了固体充填开采地表沉陷预计模型,得到了地表沉陷值的理论解,采用数值模拟和相似模拟相结合的方法对初始充填率为80%、85%、90%和95%四种情况进行模拟计算,对不同初始充填率条件下的地表沉陷值和下沉系数以及不同推进阶段的覆岩及地表沉陷盆地运移规律进行研究分析。结果表明,基于概率积分法与弹性地基理论建立的沉陷预计模型对地表沉陷进行预计的方法是可行的,为固体充填开采地表沉陷控制提供了理论依据;相比垮落法开采,固体充填开采地表下沉系数平均降低了93.18%~93.33%,提高初始充填率,降低充填体欠接顶量,能有效控制地表沉陷;揭示了不同推进阶段的工作面覆岩和地表沉陷盆地运移规律,为地表构建筑物保护提供参考。

摘要： 针对目前“三下”采煤充填成本较高和充填效率低下等问题,以矿粉这种低成本水硬性胶材为主,辅以少量石膏和水泥熟料,得到了适用于矿山高效固体充填的早凝、低成本的胶凝材料。通过对矸石粒径级配和胶凝材料固化机理进行了分析,设计正交试验确定出胶凝材料最优配比,即:当石膏5%、水泥熟料25%、矿粉70%时,可实现短时间脱模,表明在该掺量下胶凝材料的水化反应程度最好,其中矿粉中的活性成分能够在早期反应生成水硬性钙矾石(AFt),促进充填体强度的形成。养护后充填体的7d、28d强度可达到3.48MPa、5.11MPa,略低于425^(#)硫铝酸盐双快水泥的7d和28d成型强度,但在成本上具备明显优势。结合工业应用,对实际充填效果、液压支架工作阻力和地表沉陷观测数据进行分析,表明该胶凝材料在提高充填效率、加强顶板管理等方面发挥着积极作用。

摘要： 为进一步提高充填效率、 保证充填质量,采用实时压实监测技术,研究一种基于振动性态分析的矸石固体充填效果评价方法.根据现场充填工艺产生的实际作业夯实离顶距机理,并基于振动压实理论,探讨了推压密实机构加速度与充填效果之间的数学关系,提出一种基于加速度与密实充填率的充填效果评价依据;通过分析充填物料压实机理,采用压实监测值(Compaction Value,CV)作为充填物料压实状态的表征指标,深入剖析了推压密实机构加速度波形及振动强度变化规律对充填效果的影响,并建立矸石物料充填效果快速评估模型.试验结果表明:CV与充填体压实度之间存在很强的相关性,所建立的压实度回归模型精度较高.该方法可实现对充填效果的快速评估,为提高充填开采效率提供了一条新途径.

摘要： 在采煤过程中会产生大量的固体废弃物,对环境会造成极大的污染,同时在采煤之后还会由于地面沉陷,对生态环境造成破坏.基于此,本文提出了一种固体充填开采技术.实践证明,该技术可以有效解决采煤所产生的废弃物堆积、地表塌陷等问题,充分保障工作人员工作安全.同时,为进一步提升固体充填液压支架自动控制的水平,需要对其自动控制系统进行详细的研究.

摘要： 针对煤矿开采过程中会产生固体矸石废弃物的问题,结合煤矿开采关键设备液压支架的作用,利用固体垃圾填充置换煤炭技术,从主要结构的设计、支架整体三维建模及有限元数据分析对固体充填液压支架的设计进行研究,得出所设计固体充填液压支架满足应用要求,解决了矸石的大量输出对土地、环境、人身的影响和危害的问题,相较于普通液压支架,带固体充填夯实功能的液压支架在一定程度上提升了承载能力和稳定性.

摘要： 综合机械化固体充填开采工作的落实,给煤矿开采地区带来了诸多便利。但是,综合机械化固体充填开采工作中也存在一些问题,例如开采工作的经济性、充填原料的适宜性等。为了加快矿区开采工作的发展进程,应该迫切解决这些难题,为开采优化决策提供合理依据。下面,将对难采资源综合机械化固体充填开采的适宜性进行评价与研究。

摘要： 双预掘进固体密集充填技术为"三下"采煤提供了技术优势."三下"采煤是指煤炭资源被困在建筑物、铁路、水体下.该技术保证开采回收率高,能有效控制地表沉降.针对"三下"普通开采方式的缺点,提出了双预掘进固体密集充填开采技术设计方案,保证了开采速度和沉降效果.采取以镇城底矿为例,对无矿柱留巷双侧留巷方案进行了试验研究,优化了快速掘进及支护系统技术方案.与普通掘进开采技术相比,双预掘进固体密集充填开采不仅可以加快掘进速度,同时控制围岩变形和地面沉陷.

摘要： 以固体充填工作面为背景,采用相似材料模拟和数值模拟方法,分析了固体充填开采过程中覆岩应力和位移的变化规律.结果表明,充填工作面前方应力表现出先增加后下降的应力集中现象,位移则缓慢增加,但总体数值较小;工作面后方应力和位移均表现出先增长后稳定的变化趋势.基于实验结果建立了充填开采覆岩应力-位移时空演化模型,分析了充填开采过程中覆岩应力和位移的时空演化特征.最后以邢台矿固体充填工业性实践为案例进行了分析验证.

摘要： 综合机械化固体充填开采工作的落实,给煤矿开采地区带来了诸多便利.但是,综合机械化固体充填开采工作中也存在一些问题,例如开采工作的经济性、充填原料的适宜性等.为了加快矿区开采工作的发展进程,应该迫切解决这些难题,为开采优化决策提供合理依据.下面,将对难采资源综合机械化固体充填开采的适宜性进行评价与研究.

摘要： 针对千米深井采用固体充填采煤技术后的地表沉陷问题,采用了FLAC3D数值模拟软件,分别对不同推进距离、不同充实率和不同埋深下的地表下沉情况进行了数值模拟对比分析,结果表明:埋深1000m、充实率80%时,地表工作面推进至1011m时达到充分采动,此后地表下沉情况趋于稳定;充实率增大时,地表下沉情况会随之改善,但稳定盆底沿走向方向长度始终在600m左右;相对于埋深500m,埋深1000m时的地表下沉程度较轻微,但稳定盆底范围和受采动影响面积较大.

摘要： 某煤矿固体充填开采投料井工程,位于内蒙古鄂托克旗,设计投料井充填物料能力3000万t,输送能力不小于450t/h.项目主要工作内容为一口固体充填开采投料井成井,其中,覆盖层成孔直径为1.2m,深度为20m;岩层成孔直径为0.96m,深度为373m.投料管基本结构分外层钢管和内层管,外层钢管选用材质为Q460以上的钢管,具备可焊性;内层管选用高耐磨性材料,均匀浇铸于Q345以上的钢管内壁.投料管内径500mm,外径626mm;外层钢管厚度16mm,内层厚12mm,耐磨层厚度35mm,投料管安放深度为393m,成井垂直度偏差要求小于0.1％.本工程从开工伊始就十分重视工程质量、安全、环境、职业健康和文明施工，圆满完成了工程最初制定的各项目标。本工程共完成投料井1口，创造工程收入320余万元，取得了较好的经济效益，同时项目按时完工交付使用，也为顾客创造了较好的经济效益。本工程通过科技攻关，创新工艺，在保证工程质量、安全的情况下顺利交井，并取得了国家实用新型专利《一种管内封底壁后注浆装置》和国家发明专利《大直径工程井壁后充填固井快速搅浆施工方法》，通过对钻具结构的调整，提高了施工效率，保证了施工质量，得到了顾客的高度评价，社会效益明显。

摘要： 简述了综合机械化固体充填采煤技术,介绍了几种具有典型代表意义的固体充填采煤技术,提出了充填采煤技术面临的几个技术难题和将来发展的目标.工业性试验表明:综合机械化固体充填采煤技术能够显著降低支架承压载荷,提高煤矿回采率,降低生产成本,并能有效解决煤矿固体废物产生,提升煤矿生态环保水平.

摘要： 针对综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷的技术难点,在分析该条件下沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了综合机械化固体充填采煤巷旁充填原位沿空留巷的新技术.此项技术有三个关键方面:一是合理组织采煤、充填与留巷在时间与空间上的配合;二是针对原巷道设计合理可靠的支护形式,并保证采空区充填体的密实度;三是沿空留巷巷旁充填体的形式及锚杆、钢带、钢筋梯梁及金属网的组合加固方案设计.现场工业性试验表明,该技术条件下的沿空留巷巷道两帮位移最大46mm,顶底板移近最大87mm,采空区充填体与巷旁充填体共同控制了顶板活动,留巷维护效果良好.

摘要： 本实用新型公开了一种煤矿固体废弃物充填液压支架，包括底座，所述底座上设置有顶梁，所述顶梁上设置有第一驱动机构，顶梁的前端铰接有翻转梁，所述翻转梁与第一驱动机构的驱动端连接，翻转梁上设置有第二驱动机构，翻转梁的前端铰接有护帮板，所述护帮板与第二驱动机构的驱动端连接，底座与顶梁通过立柱与四连杆机构连接；所述底座后部连接有可升降的充填放矸工作台。该煤矿固体废弃物充填液压支架，解决了现有技术中采煤与充填难以平行作业，支架长度过长，支架强度较低，充填工作面产量低，充填效率低，固体废弃物处理能力有限的问题。

摘要： 本发明提供一种体膏体结合充填系统，包括：矸石仓、仓顶联络巷、集中轨道巷、充填站、管路切换装置和待充填工作面。本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法，对待充填工作面进行分段充填，对容易充填的中段采用固体充填，能够实现工作面采空区快速密实充填，对不容易充填的两端采用膏体充填，克服了固体充填对两端充填的不足，而且采空区充填的更密实，进一步减少地表沉降量；同时解决了固体矸石充填无法进行沿空留巷及实现Y型通风的难题。

摘要： 一种固体充填运输机的充填导料机构，主要包括内槽、外槽、倾斜液压千斤顶、滑道、水平液压千斤顶、固定钢板、前连接座、滑轮、导料槽转动轴。前连接座和导料槽转动轴通过焊接固定在充填运输机卸料口下。水平液压千斤顶通过钢丝绳和滑轮与内槽连接，内槽通过滑动销轴和滑道与外槽相连。通过水平液压千斤顶的伸缩，实现内槽和外槽绕导料槽转动轴转动。倾斜液压千斤顶一端与内槽相连，另一端与外槽相连，通过倾斜液压千斤顶的伸缩实现外槽的伸缩运动。通过导料机构的转动和伸缩运动，实现了固体充填材料出料堆放位置根据充填需要而调整，不但简化了充填工序，且极大提高了充填工作效率和充填效果。

摘要： 一种固体充填采煤固体物料压实系统模拟实验平台，主要由动力供应系统、夯实系统、加载系统、数据采集处理系统以及底座和箱形框架组成，各系统有序配合实现充填开采现场的模拟，可以在实验室实现固体充填开采技术中固体物料的充填夯实过程，并通过数据采集处理系统获取相关参数。该平台的夯实系统可实现2MPa的夯实力，加载系统最大可实现10MPa的加载压力，加载压力可以持续恒压或交变加载，该实验装置可实测相同充填物料不同加载压力下的应力应变特性、不同充填物料相同加载压力下的应力应变特性以及特定充填物料在持续恒压下的蠕变特性。该平台构造简单、易于操作，是固体充填采煤技术中固体充填物料特殊受载条件下力学特性演变理论研究的重要平台。

摘要： 本发明提供一种体膏体结合充填系统，包括：矸石仓、仓顶联络巷、集中轨道巷、充填站、管路切换装置和待充填工作面。本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法，对待充填工作面进行分段充填，对容易充填的中段采用固体充填，能够实现工作面采空区快速密实充填，对不容易充填的两端采用膏体充填，克服了固体充填对两端充填的不足，而且采空区充填的更密实，进一步减少地表沉降量；同时解决了固体矸石充填无法进行沿空留巷及实现Y型通风的难题。

摘要： 本发明公开的一种固体充填采煤工作面充填质量评价方法，首先由固体充填采煤应用目的确定固体充填采煤控制对象；其次根据控制对象选取不同充填开采目的下相应的评价指标；然后由工作面工程地质参数及控制对象，确定各项评价指标理论要求范围；最后将评价指标理论值与实际值进行对比分析，得出充填工作面质量评价结果。此方法为固体充填采煤工作面充填质量有效地评价提供参考，对确保固体充填采煤的成功实施具有重要意义。特别适用于矸石、粉煤灰等固体充填采煤工作面充填质量评价其评价，其方法简单易行，省时省力，效果好。

摘要： 一种固体充填运输机的充填导料机构，主要包括内槽、外槽、倾斜液压千斤顶、滑道、水平液压千斤顶、固定钢板、前连接座、滑轮、导料槽转动轴。前连接座和导料槽转动轴通过焊接固定在充填运输机卸料口下。水平液压千斤顶通过钢丝绳和滑轮与内槽连接，内槽通过滑动销轴和滑道与外槽相连。通过水平液压千斤顶的伸缩，实现内槽和外槽绕导料槽转动轴转动。倾斜液压千斤顶一端与内槽相连，另一端与外槽相连，通过倾斜液压千斤顶的伸缩实现外槽的伸缩运动。通过导料机构的转动和伸缩运动，实现了固体充填材料出料堆放位置根据充填需要而调整，不但简化了充填工序，且极大提高了充填工作效率和充填效果。

摘要： 一种固体充填采煤固体物料压实系统模拟实验平台，主要由动力供应系统、夯实系统、加载系统、数据采集处理系统以及底座和箱形框架组成，各系统有序配合实现充填开采现场的模拟，可以在实验室实现固体充填开采技术中固体物料的充填夯实过程，并通过数据采集处理系统获取相关参数。该平台的夯实系统可实现2MPa的夯实力，加载系统最大可实现10MPa的加载压力，加载压力可以持续恒压或交变加载，该实验装置可实测相同充填物料不同加载压力下的应力应变特性、不同充填物料相同加载压力下的应力应变特性以及特定充填物料在持续恒压下的蠕变特性。该平台构造简单、易于操作，是固体充填采煤技术中固体充填物料特殊受载条件下力学特性演变理论研究的重要平台。

摘要： 一种固体充填运输机的充填导料机构，主要包括内槽、外槽、倾斜液压千斤顶、滑道、水平液压千斤顶、固定钢板、前连接座、滑轮、导料槽转动轴。前连接座和导料槽转动轴通过焊接固定在充填运输机卸料口下。水平液压千斤顶通过钢丝绳和滑轮与内槽连接，内槽通过滑动销轴和滑道与外槽相连。通过水平液压千斤顶的伸缩，实现内槽和外槽绕导料槽转动轴转动。倾斜液压千斤顶一端与内槽相连，另一端与外槽相连，通过倾斜液压千斤顶的伸缩实现外槽的伸缩运动。通过导料机构的转动和伸缩运动，实现了固体充填材料出料堆放位置根据充填需要而调整，不但简化了充填工序，且极大提高了充填工作效率和充填效果。

摘要： 一种固体充填采煤固体物料压实系统模拟实验平台，主要由动力供应系统、夯实系统、加载系统、数据采集处理系统以及底座和箱形框架组成，各系统有序配合实现充填开采现场的模拟，可以在实验室实现固体充填开采技术中固体物料的充填夯实过程，并通过数据采集处理系统获取相关参数。该平台的夯实系统可实现2MPa的夯实力，加载系统最大可实现10MPa的加载压力，加载压力可以持续恒压或交变加载，该实验装置可实测相同充填物料不同加载压力下的应力应变特性、不同充填物料相同加载压力下的应力应变特性以及特定充填物料在持续恒压下的蠕变特性。该平台构造简单、易于操作，是固体充填采煤技术中固体充填物料特殊受载条件下力学特性演变理论研究的重要平台。