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煤矿浆体充填开采技术应用

关键词: 氧气充填泵 发布时间:2017-05-04

煤矿浆体充填开采技术应用
为了做到矿山资源的充分利用。经过研究,提出了利用浆体充填技术解决煤炭不可采难题。
1 浆体充填
所谓浆体充填。即把物料制作成不需脱水的浆体,通过充填泵或重力作用,经过管道输送到井下。用以填充采空区的方法。在煤炭生产中,几乎所有煤矿都是以垮落法形式开采。垮落法开采会造成地表沉陷,损害土地和建(构)筑物;因岩层移动破坏,导致瓦斯事故和井下突水事故时有发生;围岩应力集中,导致巷道维护困难,顶板事故不断;另外,还有资源采出率低等问题。利用浆体充填开采,可以避免出现垮落法开采的一些弊端.并且可以解决水下采煤和压煤严利用浆体充填开采,可以避免出现垮落法开采的一些弊端.并且可以解决水下采煤和压煤严重的问题。另一方面,浆体充填采矿法存在工艺复杂、效率较低和成本偏高等缺点。但是,如果因地制宜,方案选择合理,实际应用得当,仍能获
得良好的经济效益和社会环境效益。地面浆体制作
物料选择
制作浆体的物料主要有骨料、凝结剂、润滑剂、水等。为降低成本,采用就近取材的原则,用附近电厂的粉煤灰作为润滑剂。泗河砂作为骨料。如果煤矿附近没有沙源,也可采用磨碎机对矸石、炉渣或鹅卵石等磨成颗状粉粒作为骨料。凝结剂主要采用了新型凝结材料。另外。为了控制浆体的凝固时间,必要时。也可以添加速凝剂
等。
物料配比
充填料浓度是充填成功的关键.为了控制浆体凝固时间及浆体凝固后的强度。使其能承受一定的压力来防止地表塌陷。需要根据物料的性质进行合理配比,然后,对按照一定的比例配制好的浆体凝结物做强度、脱水率和流动性等试验。
配制合格的充填料浆应具有以下特点:料浆不沉淀,不析水;有一定的流动性;浆体要有足够高的浓度。通过试验总结,浆体重量浓度确定为76%-84%
充填浆体的制备
充填浆体在地面充填站制备。制备站主要设施包括计量系统、供料系统,搅拌系统,泵送系统。制浆工艺流程:河沙通过称量皮带到斜皮带进入中途仓;粉煤灰、凝结材料分别通过两台螺旋输送机进入粉料称、凝结料称进行计量;水通过水泵送到水称进行计量。当所有物料计量完成后.同时送人搅拌机进行搅拌。制成后的料浆通过料斗进入单螺旋输送机,再由充填泵送人充填管路当中。
井下采空区充填
充填前的准备
1、首先,在工作面,用采煤机割煤,采取每割完3个循环后。对露出的采空区进行充填。
2、移支充填支架,在采空区内铺上塑编充填袋后.再用木板、单体支柱做好隔离墙(或者用充填液压支架)。隔离墙必须牢固,防止压力料浆冲倒隔离墙溢出。
3、在充填面上铺设充填管路,并布置好料管。使其在充填面上均匀分布。
料浆充填
当井上、下都准备完毕后,便可开始充填。启动充填泵后,整个充填的过程可分为七步:
l、首先,启动水泵,使管道系统清水运行。
2、清水运行正常后,通过阀门切换,在管道内输入灰浆(粉煤灰、胶结料、水制成)。此时,管路内是料浆推水运行。
3、当管路中注入一定量的灰浆后,再切换注入砂浆。由砂浆推动灰浆运行。
4、在灰浆到达充填采空区后,后续河砂到达进行正常充填。
5、当河砂充填后期,管路切换再次注入灰浆。并推动砂浆运行。
6、灰浆输送量达到要求后。则切换清水,把管路浆体排至采空区。
7、最后。用高压风推水清洗管路。
井下充填操作要领
整个充填过程一般要需要6 8h。充填后要留有凝固时间。充填操作工艺要领。
1、充填上一步,水量要比管路的容积稍大为宜,井下见水约为3—5min。
2、系统中注入灰浆,是为了充填管路的充分润滑.注入灰浆量的原则是,当井下见到灰浆时,即开始改注。经过试验,根据系统实际情况,灰浆量可控制在lOm 左右。
3、砂浆的输送和充填是保证充填质量最关键的一步.必须掌握好浆体的浓度以及泵送速度。此时要严密监视泵压和浆体浓度。如果因为浆体浓度过高导致压力增大,则应加水稀释,如果是泵速过快造成压力增大.则下调泵速。一般最高泵压为16MPa,如果再高,这说明充填管路发生堵塞.应立即处理。
4、泵送水、灰浆、砂浆时,都要保证泵吸人料仓的液位高度.以使能连续供料。5、充填时,井下布料口的打开与关闭应掌握好顺序,当一个布料袋充满之后,先打开主管路的阀门,再关闭已充满的布料管阀门。严禁先关闭布料口再打开主管路阀门,这样容易造成鼓坏阀门,浆体外泄,对人身造成伤害。
输送系统堵管的防止
在充填过程中,最常出现的问题是堵管。造成堵管的原因主要有料浆发生离析沉淀、泵送压力太低、料浆中混入杂物、管道未清洗干净和停泵时间过长等。为了防止发生堵管现象,主要采取了以下措施。
1、料浆配比要严格,防止大块杂物进入充填管路中。为此,在搅拌机前的中途仓上方安装了振动筛,可以将沙中的杂物筛去。
2、充填管要满管输送(清水、灰浆、砂浆)。充填泵不得打空,以免进入空气,造成堵管。
3、充填管路应连接牢固并能承受一定的压力。严禁有漏水现象而使料浆析水。
4、充填中间尽量不停泵,如遇紧急情况,不得不停泵时,则停泵时间不得超过10min。
5、为了处理堵管事故,应在充填管路沿线装设事故排浆阀或连接三通管。
6、如果发生因堵管而使充填泵掉电现象,则可以用充填泵进行反抽,使堵塞浆体产生松动.然后再开泵,管道堵塞可望消除。
7、如果因为机械事故导致不能继续充填。应立即冲洗管路,然后再处理机械事故。

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