PDF《邢台矿建筑物下综合机械化固体充填采煤技术》

2007 年以来, 邢台矿与中国矿业大学合作, 研发了综合 机械化固体充填采煤技术, 即将地面矸石与粉煤灰 混合后直接充填在回采工作面的采空区, 并通过液 压夯实机加以夯实, 以达到控制地表变形的目的.

1 试验111 工作面位置 充填开采试验地点为邢台矿 7606工作面, 其18 DOI:10.13199/j.cst.2010.03.24.liujg.023 刘建功等: 邢台矿建筑物下综合机械化固体充填采煤技术 2010年第 3期 工作面斜长

50 m, 推进长度

460 m, 可采储量 10181万t.7606工作面井下位置位于东翼六采区, 东北部靠近 7602工作面采空区, 西北部为 F10断层, 南部距 -210 m西大巷

50 m, 东部距井底车场

100 m, 工作面全部在工业广场保护煤柱内;

井上 位置位于邢台矿工业广场西北部, 矿区专用铁路线 和南外环公路从工作面上方穿过, 工作面正上方是 矿机修厂电器车间, 以南是标准住宿楼和机修车间 等建筑, 其距工作面水平距离 80~

140 m, 地面标 高+85 m.

112 煤层概况及工作面主要机电装备 所采

2 号煤层倾角

7 ~ 10b , 煤的容重

1510 k N /m

3 , 煤层中下部有一层平均厚

014 m 的夹矸, 将煤层分为上下 2个自然分层, 上分层平均厚度

2179 m, 下分层平均厚度

2160 m.工作面埋深 295)

335 m, 冲积层厚

235 m.7606充填开采工作 面所用主要机电设备见表

1 . 表17606充填开采工作面所用设备 使用位置 设备规格型号 数量 / 台 工作面 采煤机 充填液压支架 充填过渡液压支架 前刮板输送机 后刮板输送机 MGN200 /466 ZZC4800 /16 /32 ZZCG4800 /16 /32 SGZ764 /400 SGB630 /150

1 32

2 1

1 下运输巷 转载机 带式输送机 SZZ764 /132 SDJ-

150 1

4 上运 (矸)料巷 带式转载机 带式输送机 DSP1010 /650Z DSP -

650 1

3 2 充填材料基本特性 将矸石与粉煤灰按一定比例混合作为充填材 料, 其力学基本特性, 如充填材料的压实特性及流 变性和含水性等对物料输送及充填工艺至关重要. 矸石主要成分是石英、高岭土和伊利石等矿物;

粉 煤灰主要成分是非晶物质, 两者 S i O2 的含量都较 高.现场采样实测充填材料平均含水率为

9118 % . 通过压实测试, 当矸石与粉煤灰质量比为 1100B

0131 , 压实力从

115 MPa变化至 710M Pa时, 压实 变形非常小.即充填材料经夯实后, 给予上覆岩层 的下沉空间很小.充填材料在自然松散状态下容重 为1412 kN /m

3 , 加载至

115 MPa时, 煤的容重为

1510 kN / m

3 , 最终加载至

2010 MPa时, 煤的容重 为1615 kN /m

3 .根据充填材料的时间相关性试验 可知: 充填材料的最终变形量为

1115 %, 加载初 期占

817 % , 压力稳定后的变形量占

218 % .根据 现场充填材料的容重测试结果, 在保证充填效果的 前提下, 每采出

110 t煤至少需要充填

0183 t的充 填材料.

3 投料及输送系统

311 投料系统 充填材料采用大垂深投料钻孔输送至井下储料 仓, 然后通过带式输送机运至工作面. 1) 投料孔及储料仓.投料孔深

350 m, 孔径

800 mm, 采用壁厚

12 mm 的钢管护孔;

投料管采 用?510 mm @

12 mm 的耐磨钢管, 外径

530 mm, 内径

486 mm, 投送能力不小于

450 t /h.井下储料 仓容积

520 m

3 , 直径

315 m, 深度

5010 m.为防止 储料仓堵仓, 下部安设快速启闭装置. 2) 投料系统缓冲和满仓保护装置.........