盘江煤电 矸石泵送充填技术.ppt

飞翼股份有限公司 井下矸石泵送充填技术 井下矸石泵送充填技术 ? 项目意义 ? 国内外矿山充填技术的发展与现状 ? 井下矸石泵送充填技术 ? 井下矸石泵送方案 ? 实验图片 ? 煤矿开采带来的问题： ? 矸石山占用农田和绿地，形成地表污染。 ? 煤矿开采造成地表沉陷，降低土地利用价值。 ? 井下矸石充填的意义： ? 矸石不向地面排放，改善矿山生态环境。 ? 减轻矿井的运输提升压力。 ? 充填采空区，可有效减轻地表沉陷。 ? 解决“三下一上” （建筑物下、铁路下、水体下、承压含水层上） 煤层 开采问题，提高资源回收率。 ? 基于工业生态学的一种充填模式。 ? 项目意义 ? 基于工业生态学的充填模式三要素： ① 内部循环 ② 经济效益 ③ 废料流量 该充填模式可实现固体废料排放量最小 甚至为零，并可实现低成本充填。 ? 项目意义 ? 第一阶段 : ? 国外在 20 世纪 40 年代以前，以处理废弃物为目的，在 完全不了解充填物料性质和使用效果的情况下，将矿山 废料送入井下采空区。 ? 国内在上世纪 50 年代以前，均是以处理废弃物为目的 的废石干式充填工艺。废石干式充填采矿法曾在 50 年 代初期成为我国主要的采矿方法之一。但随着回采技术 的发展，废石干式充填因其效率低、生产能力小和劳动 强度大，满足不了回采技术发展的需要。 ? 矿山充填技术的发展与现状 ? 第二阶段 : ? 20 世纪 40~50 年代，澳大利亚和加拿大等国的一些矿山开发 并应用了水砂充填技术。从此真正开始将矿山充填纳入采矿计 划，成为采矿系统的一个组成部分，并且对充填料及其充填工 艺开展了研究。这一阶段主要是将尾矿借助水力充入井下采空 区，其充填料的输送浓度较低，一般在 60~70% 左右，需要在 采场大量脱水。 ? 国内矿山从 60 年代才开始采用水砂充填工艺。 1965 年首次采 用了尾矿水力充填采空区工艺，有效地减缓了地表下沉。 80 年 代已在国内 60 余座有色、黑色和黄金等金属矿山的开采中广泛 应用了水砂充填。 ? 矿山充填技术的发展与现状 ? 第三阶段 : ? 60~70 年代，开始应用和研发尾矿胶结充填技术。在这一阶段已 开始深入研究充填料的性质、充填料与围岩的相互作用、充填体 的稳定性和充填胶凝材料。 ? 国内初期的胶结充填均为传统的混凝土充填，即完全按建筑混凝 土的要求和工艺制备和输送胶结充填料。 1964 年开始尝试采用风 力输送混凝土胶结充填。这种传统的粗骨料胶结充填的输送工艺 复杂，且对物料组配的要求较高，因而一直未获得大规模推广使 用。在 70 年代至 80 年代，几乎被细砂胶结充填完全取代。细砂胶 结充填以尾矿、天然砂和棒磨砂等材料作为充填集料，胶结剂主 要为水泥。集料与胶结剂通过搅拌制备成料浆后，以两相流管输 方式输入采场进行充填。 ? 矿山充填技术的发展与现状 ? 第四阶段 : 20 世纪 80~90 年代，发展了高浓度充填技术、膏体充填、块 石砂浆胶结充填和全尾矿胶结充填等新技术。 ? 高浓度充填是指充填料到达采场后，虽有多余水分渗出，但其 多余水分的渗透速度很低、浓度变化较慢的一种充填方式。 ? 膏体充填则是指充填料呈膏状，在采场不脱水，其胶结充填体 具有良好的强度特性。 ? 块石砂浆胶结充填则是指以块石作为充填集料，以水泥浆或砂 浆作为胶结介质的一种在采场不脱水的高质量充填技术。 ? 全尾矿胶结充填则是指尾矿不分级，全部用作矿山充填料，这 对于尾矿产率低和需要实现零排放目标的矿山是十分有价值的。 ? 矿山充填技术的发展与现状 ? 煤矿采空区充填 ? 水力充填：充填材料有砂、碎石、炉渣、矸石等。 ? 风力充填：一般用于缺乏水源、井下不易增加水流和 一个矿井内仅在少数工作面使用的条件。风力充填要 求专用的压风机、充填机和输送管路，对充填材料的 粒度要求也较高。 ? 自溜充填：用于急倾斜和倾斜煤层。 由于充填材料来源缺乏、工艺较复杂及充填费用 高，这些充填方法在煤矿的使用范围均不大。 ? 矿山充填技术的发展与现状 ? 几种典型的充填系统 由于传统的煤矿采空区充填方法材料来源 缺乏、工艺较复杂及充填费用高，这些充填方 法在煤矿逐渐减少。 目前，许多煤矿采用由翻矸机、运输机、 抛矸机等设备组成的井下矸石充填系统，将煤 矸石直接在井下充填废弃巷道或采煤面液压支 架后的采空区。 ? 抛矸机充填系统 ? 抛矸机充填系统 该系统要求充填巷内矸石输送机在矸石充 填过程中不断外移、机架不断拆除、皮带不断 缩短、机尾卸矸点与矸石充填部搭接，影响了 生产效率，提高了工人劳动强度；另外，皮带 输送矸石，需要掘进巷道，成本高，而且充填 区充填容积率低、粉尘大。 ? 抛矸机充填系统 井下矸石泵送充填系统一种在高压和 高浓度状态下低成本纯矸石输送的方法。