充填
发布时间:2008-08-02 00:00
作者:互联网
来源:百科
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用砂、
石等材料
充填采空区,形成充填体支撑顶板、
围岩,防止和减少顶板垮落和变形,减轻
工作面的压力,称充填
采矿法或充填
采煤法(见充填采矿法,壁式采
煤法)。与长壁垮落采煤法
相比,充填采煤法能:①有效地防止顶板垮落,减少地表下沉;②降低坑木消耗,可不留或少留护巷煤柱,提高
回采率;③采空区充填体致密,不易漏风,开采厚煤层时,能防止自燃发火;④用厂矿的废弃
尾矿、矸石或
炉渣作充填材料时,有利于矿区环境保护;⑤减少采空区
瓦斯涌出量。适用于:①三下采煤;②煤层顶板坚硬,不能用垮落法
管理顶板;③特厚煤层;④有冲击地压危险和自燃发火倾向严重的煤层。缺点是:①要建立完整的充填
系统,增加基建
投资;②井下巷道系统复杂,充填工作费工费时,增高
成本;③工作面充填工作复杂,效率低。方法有水力充填、
机械充填、风力充填和胶结充填等几种。
水力充填 利用水压将充填材料通过管路输送到采空区充填。水力充填的材料要容易脱水、最大粒径小于管径的2/5、小于1mm的含量小于10%、来源充足、
价格低廉。常用的有
河砂、风化
岩石、露天矿剥离物、洗选厂的尾砂和矸石、化
工厂或冶炼厂的
废渣或
热电厂的
粉煤灰等。水力充填的水源由设在注砂井附近的地面
贮水池以自然压头
供给。充填材料先经贮砂和水砂混合系统
加水混合成
砂浆,再经砂浆输送系统输送到采空区。一般都利用回风巷道铺设管路。充填管管径150~200mm,由
钢、
铁或硬质塑料等耐磨材料制造。砂浆
借助自然压头或
砂浆泵的压力输送。砂浆流速应大于临界速度(固体颗粒不沉积于管底的最小流速),通常为2~4m/s。充填废水先在
沉淀池经过多次
沉淀,排至地面贮
水池供循环使用。沉淀池的污泥需定期清理。充填
作业在回采工作面推进到最大控顶距时开始进行,随着充填的进行逐步拆管,回收支柱。
风力充填 以压缩空气为
动力,将充填材料沿充填管路输送到采空区进行充填,也称压气充填。与机械充填相比,风力充填的充填体致密、充填
能力大、系统简单易行。风力充填的主要设备是风力充填机,分固定式、半固定式和移动式三种。目前,国外还有在风力充填机上装配
破碎机和压气机的,整套设备装在
平板车或平台上。在采用
前进式回采时,可将掘进的矸石直接充填到巷道旁。风力充填除充填机外,还要有空气
压缩机、充填管和供
水管、洒水等设备。风力充填所用的空气压缩机要求风量大、风压适当、体积小、重量轻、充填管耐磨性能好。由于风力充填系统简单,能直接用井下矸石
破碎后进行充填,在适宜的条件下可以采用。
机械充填 大多用于非煤
矿山。由地表或地下采集的干式充
填料,用
矿车、带式
输送机等运至矿块充填天井溜入采场,然后用电耙或
自行车辆分布充填料。这种充填
工艺沉缩率大,
生产效率低,应用日益减少。
胶结充填 在充填料中掺有
胶凝物质如
水泥等,主要用于非煤
矿床地下开采。胶结充填体
强度大,稳固性好,能更好地支撑围岩,
保证安全回采
矿柱,防止岩层垮落和移动;
改善不稳固和复杂
矿体的开采条件,显著降低
矿石损失率和
贫化率(可降到5%以下);但水泥用量大,成本高。常用的胶结物是水泥。骨料可就地取材,如天然砂砾、炉渣、尾砂或碎磨砂、石等均可使用。充填料用机械或水力
管道输送。若要求充填体强度大,例如做下向
分层胶结充填法的
底板时,水泥与尾砂的比例达1:4~1:5。在一般情况下,水泥和尾砂的比例为1:8~12,有的达1:30。提高水泥胶结充
填砂浆的输送浓度,可以提高充填体强度。目前胶结砂浆浓度(重量)多为60~65%
有的矿山采用自重加
泵送的措施,可使浓度达72~78%。尾砂胶结系统主要有以下两种:
立式砂仓法 砂浆与水泥或水泥浆一起加入搅拌器。胶结砂浆的流量和浓度由流量计和浓度仪测定,并通过自动
控制系统进行
调整(见图[立式砂仓尾砂胶结充填
流程图])。中国、加拿大、澳大利亚等矿山多采用这种方式。
秤量集料法 按充填体的作用选择
配料比例。通过胶带
电子秤事先控制尾砂量和水泥量,并用流量计测出供水量,然后在搅拌器中混合。
瑞典矿山多用这种方式。
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。