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煤礦井下采選充采技術集成與應用研究
  所属栏目:獲獎成果 2019-03-14 浏览次数:2209

項目名稱:煤礦井下采選充采技術集成與應用研究

完成單位:開灤(集團)有限責任公司、中國礦業大學

主要完成人:張文學,缪協興,張吉雄,裴華,楊忠東,巨峰,張瑞玺,郭廣禮,劉義生,張國安,李勇,靖曉穎,鄭友剛,夏靈勇,田秀國,呂志強,趙健

獲獎情況:獲2014年中國煤炭工業協會科學技術一等獎

主要技術內容:

唐山矿业分公司井田范围地表为大量的密集建筑物,压煤问题十分突出,严重制约了矿井的持续健康发展,同时矿井地面堆放了大量矸石,不仅占用了大量的土地,还极大地污染了周边环境。针对唐山矿业分公司生产中存在的上述问题,提出了“煤礦井下采選充采技術集成與應用研究”的研究课题,实现了井下煤流矸石分选系统、充填矸石综合供应系统以及充填采煤生产系统的协调与统一,达到了原煤井下分选、矸石井下大规模处理和地表移动变形控制的三重目的。这将对我国大规模的煤炭资源开发,安全高效节能矿井建设、清洁生产、资源综合利用生态矿山建设提供示范。

技術創新內容:

(1)提出並成功實施了煤礦井下“采煤-分選-充填”集成化生産新模式,實現了井下煤流矸石分選系統、充填矸石綜合供應系統以及充填采煤生産系統的協調與統一,達到了該礦充填采煤預期的能力。

(2)在研究揭示充填采煤礦壓分布規律的基礎上,研發了采煤、充填和壓實于一體的綜采液壓支架,通過改進的充填夯實系統,使得充填密實度顯著提高,解決了工作面采煤與充填壓實工藝協同的技術難題。

(3)開發了在高應力軟弱岩層中的超大硐室開挖工藝與圍岩穩定性控制技術,實現了500萬噸大型煤礦原煤在井下分選排矸與煤矸分離,減少礦井矸石提升量100萬噸以上。(4)開發了煤礦井下煤流矸石高效分選系統,以及井下大流量分選過程控制技術與裝備,提高了動篩跳汰機分選效率和單位面積處理能力,分選數量效率大于90%。

(5)針對650m超大垂深矸石直接投料高沖擊力、強磨損難題,研制了耐高強度沖擊投料管和耐高沖擊緩沖器,解決了地面矸石大流量、大垂深直接投送至井下的輸送安全問題。

(6)針對城市密集建築群下多煤層開采地表沈陷控制難題,提出了條帶與充填開采組合的地表沈陷控制技術,可將地表沈陷控制在建築物I級損害範圍。

經濟效益或社會效益:

通过项目“煤礦井下采選充采技術集成與應用研究”的研究,可实现原煤井下分选、矸石井下处理,在降低成本的同时,也改善了矿区生态环境,有效控制岩层移动及保证建筑物安全使用,实现建筑群下压煤的安全高效开采。其研究意义如下:

(1)提高礦井煤炭采出率,延長礦井服務年限

研發的煤礦井下采選充采技術可實現建築物下壓煤采出率在85%以上,延長了礦井的服務年限。同時,緩減了資源枯竭型礦井帶來的人員就業問題,有利于礦區社會的穩定。

(2)實現煤礦井下采選充集成技術,改善礦區周邊生態與生存環境

該項技術的成功實施,即節約了運輸成本,又實現了矸石不升井,于井下直接處理,解決矸石地面排放帶來的生態環境破壞問題,極大地改善了礦區周邊的環境。

(3)革新煤礦企業的采煤方法,爲類似條件礦井開采提供重要的技術借鑒

該項技術的成功應用,開創了礦井“采煤-分選-充填”閉合循環的生産新模式,將推動我國“三下”壓煤開采技術的發展,革新充填開采技術,爲我國存在類似問題的礦井開采提供重要的技術借鑒。

總之,煤礦采選充采集成化技術的應用,既可以控制地表沈陷,確保了地表建築物的安全,從而解放建下壓煤;又可以實現煤矸井下分選和矸石不上井等多重目標。爲“三下”壓煤開采技術的發展具有推動作用,其科學與工程技術意義巨大,具有廣闊的推廣應用前景。

 
 
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