煤矿充填开采的现状与发展趋势

本文结合前人的研究,对充填开采进行系统的阐述。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法;既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以作为地下结构支撑体,减轻开采沉陷灾害,提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。     

浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术

煤炭作为一种重要的能源资源得到广泛地应用,但煤炭在开采过程中往往会造成开采区地质沉陷,影响岩层表面的建筑物和使生态遭到破坏,而大量的建筑物的拆迁与生态环境的保护需要增加煤矿开采的投入,如何控制煤矿开采沉陷成为控制成本和保护环境的关键。本文通过对部分充填开采技术进行探讨,了解部分充填开采技术对于煤矿开采中预防发生沉陷的重要作用。     

煤矿井下矸石充填技术——实现绿色开采的重大技术突破

简要介绍了绿色开采的重大技术突破--煤矿井下矸石充填技术的技术经济效益和环境效益,指出该技术是我国煤炭工业协调、健康、可持续发展的方向.     

煤矿充填法开采技术研究现状及应用前景

针对我国目前"三下"压煤的现状和煤矿采掘产生的以煤矸石为主的固体废弃物的治理情况,系统介绍了充填法开采技术的发展历程、充填体的作用机理及影响因素;同时针对目前我国城市垃圾处理的现状,提出了袋装充填及城市垃圾充填方式。实施城市垃圾充填与采空区治理相结合,比传统的填埋、堆肥、焚烧处理垃圾方式,更有助于城市垃圾的规模化处理。充填法开采不仅带来工程实践意义的革新,而且实现了矿井的"掘"、"采"、"处"三元开采模式,其科学和工程意义重大。     

从采充均衡论煤矿部分充填开采模式的选择

针对矿山充填开采中的3个采充均衡问题:采矿生产能力与充填生产能力、回填体积量与充填料供应量、充填成本与采矿效益;通过对比分析金属矿和煤矿的采充均衡问题,揭示金属矿选择采空区全部充填法可以实行采充均衡,煤矿淘汰该充填法的本质原因是不能实现采充均衡;提出的煤矿部分充填新概念是结合煤系矿床工程特点和充填目的的,从采充均衡角度阐述了部分充填可行性.     

充填开采技术研究浅析

该文主要介绍了我国充填采矿方法的部分方法和应用现状。煤矿充填开采工艺以其鲜明的绿色环保及物料综合利用的优势,在煤矿中得到日益广泛的应用和发展。在我国的煤炭资源中,“三下”压煤量约占可采煤量的63.5%,随着资源的不断开发,这一比例还在继续上升。“三下”压煤严重制约着我国煤炭资源的开发,且其在开发过程中的危险性也成为我们亟待解决的问题。     

超高水充填开采技术在煤矿中的应用

邢东矿井田范围内共有11个村庄，村庄压煤占全部井田地质储量的82%以上，实施采后充填迫在眉睫。针对这一难题，邢东矿进行了超高水充填开采技术研究，并在1126综采面进行了成功应用。不但解放了大量村庄压煤，还大量利用了井下污水，减小对环境的污染，具有极大的经济社会效益。     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数e的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

充填开采技术在榆阳煤矿的应用实践

为了解放“三下”压煤，改善地企关系，维护矿区和谐稳定的秩序，在充分调研论证的基础上，榆阳煤矿引进了符合实际的充填方式。在实施充填开采的过程中，创造性地改进了充填材料和工艺，突出了规模化，本土化，机械化、自动化的特点。项目实践表明经济效益可观，工艺特点突出，生态环境效益良好，区域示范和带动作用巨大，有较好的推广应用价值。     

冒溪煤矿建筑物下急倾斜煤层充填开采地表变形预测

为解决冒溪煤矿南翼煤层在建筑物下采煤引发地表变形移动问题,采用倾斜分带斜切分层充填采煤法,运用FLAC3D软件建立地表移动规律模型,计算南翼区域V9b号煤层-80～0 m阶段地表移动参数,并分析充填率为0、80％、85％、90％时地表变形移动规律.研究结果表明:充填率0时,地表最大水平变形8.40 mm,最大倾斜14....     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立了充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

煤矿采空区智能充填深度神经网络算法

【目的】采空区智能充填是煤炭资源绿色安全智能高效开采的重要方向,其关键在于对井下采空区矸石充填过程进行智能决策与控制。【方法】为实现该目标,以采空区充填后围岩应力及变形作为监测指标,建立了一种采空区智能充填深度神经网络算法,该算法可以通过输入煤层埋深、厚度、工作面长度、直接顶厚度等关键基本参数,进行相应条件下不同充填方案的采场应力及围岩变形计算分析。将FLAC3D模拟400种不同条件下的充填开采结果作为数据集,对建立的智能充填深度神经网络算法进行训练测试,并和其余3种不同算法进行对比分析。【结果】结果表明：建立的智能充填深度神经网络算法总体优于随机森林、决策树和多元线性回归算法,每组数据运算平均速度仅为0.013 s;智能充填深度神经网络算法计算的顶板最大变形、工作面煤壁压力峰值、巷道超前支护距离等关键参数误差均值介于2%～8%之间;应用该算法针对现场实际条件进行测试,结果与现场实际结果基本吻合,表明该算法科学可行。【结论】本研究对煤矿绿色智能开采具有重要意义与价值。     

“三废”胶结材料在建筑物下的充填开采实验

为有效控制采空区顶板下沉、安全回收工业广场下压煤,利用“三废”胶结充填材料,在八宝立井＋321区N4煤层工作面采空区进行了现场充填实验,分析了“三废”胶结充填材料的构成与性能及影响充填体强度的因素,对充填工艺进行了合理的布置,对充填体进行了跟踪观测。结果表明：该“三废”胶结材料制成的充填体可以实现主动接顶,使采空区顶板得到了有效控制。该研究为工业广场下压煤的安全回收提供了技术保障。     

城市生活垃圾充填煤矿采空区可行性研究

在城市生活垃圾处理日益严峻的情况下,根据生活垃圾处理、煤矿充填开采的研究现状,对利用城市生活垃圾作为充填材料充填煤矿采空区进行可行性的研究,解决煤矿充填材料来源困难的问题,同时可以改善人类居住环境。     

露天煤矿岩质高边坡下充填开采研究

为研究在露天煤矿岩质边坡下开采对边坡稳定性的影响,以阜新矿区某露天煤矿边坡为研究对象,采用相似材料模拟进行边坡下充填开采的研究,并使用有限元软ADINA建立三维模型,采用有限元折减法计算了未开采、全陷开采和充填开采边坡的安全系数。研究表明,充填开采后边坡的安全系数明显大于全陷开采的安全系数,充填开采能有效地控制露天矿岩质边坡的移动和变形,边坡的位移值沿坡脚向坡顶方向逐渐减小,对边坡稳定影响较大的因素为坡顶边缘位置的水平移动和水平变形,在露天煤矿岩质边坡下进行充填开采是切实可行的。     

邢台矿建筑物下充填开采沉陷规律的研究

为了保护井巷、建筑物、水体以及铁路等,使它们免受或少受开采的有害影响,减少地下资源的浪费,邢台矿首次采用建筑物下综合机械化充填采煤技术进行工业广场下开采,本文介绍了建筑下综合机械化充填采煤技术的主要思路,针对7606充填工作面建立岩移观测站,总结了开采沉陷规律及预计参数,并通过7608充填工作面对预计参数进行验证。结果显示:预计移动参数选取合理,预计方法正确,预计结果能较好的反映矸石粉煤灰充填开采的地表移动变形规律。     

以矸换煤绿色开采矸石充填工作面设计与应用

该文通过在边角块段、顶板易用冒落的11煤层中成功实施了矸石充填,生产中采用调整支护方式、缩小充填宽度、严格施工工序等方法,解决了顶板冒落的问题,为矸石充填顺利进行奠定的基础,总结了生产中的不足,提出了相关注意事项,为进一步扩大矸石充填范围,实施绿色开采提供了借鉴,提高了资源回收率。     

发展充填开采技术,治理矿区环境

随着我国煤炭开采步伐的加快,越来越多的矿井面临着资源枯竭问题,为解决＂三下＂压煤问题,我国通过采用传统的条带开采、搬迁村庄、充填开采等多种技术措施解放＂三下＂压煤,提高煤炭采出率。随着开采深度的增加、村庄搬迁成本的增加以及充填技术工艺水平的提高,充填开采技术已成蓬勃发展之势。     

长臂充填开采上覆岩层移动规律数值模拟

针对王河煤矿10903工作面在开采过程中引起地表下沉问题,用RFPA2D软件对不同弹性模量充填材料下的充填开采和全部垮落开采进行数值模拟,模拟了全部垮落法开采时岩层破坏和裂隙分布情况,全部垮落法随工作面推进关键层及地表下沉情况;不同弹性模量充填材料下的充填开采随工作面推进关键层及地表下沉情况.结果表明：全部垮落法开采会引起地表的塌陷,而充填法能有效控制关键层弯曲下沉量和地表沉陷.充填体弹性模量从1 GPa增加到5 GPa时,工作面前方垂直应力集中程度逐渐降低,关键层下沉量逐渐减小,最大下沉量从510 mm 减小至285 mm.最后通过地表沉陷观测验证了充填材料配比和数值模拟计算的合理性.     

深部矿体胶结充填开采沉陷规律模拟分析

就深部矿体胶结充填开采覆岩的沉陷规律,结合具体的工程实例并对其影响因素进行分析,利用有限元分析软件ANSYS进行了数值模拟.结果表明:充填体能有效控制覆岩的变形,覆岩及地表的变形很微弱,覆岩层中没有出现明显的大面积裂缝带,而以整体的弯曲为其主要特征,弯曲带内岩层的移动过程是连续而有规律的.通过分析和比较后,初步揭示了深、浅部沉陷规律的差异.