【正文】 徑小于5mm；水泥：粉煤灰：煤矸石=1:4:15（質(zhì)量比）；質(zhì)量濃度=70%；復(fù)合減水劑添加量：%~%（水泥與粉煤灰質(zhì)量和的百分比）。由于粉煤灰具有一定的懸浮性能，可增大充填料漿體積濃度，有效抑制骨料沉淀，改善充填料漿管輸性能。在高溫下，煤粉顆粒將發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化。煤矸石為充填骨料，為便于管道輸送，需進行破碎，控制粒度5mm。s1中值粒徑(2)/d50，mm水上休止角水下休止角煤矸石103粉煤灰104注：（1）分子為干樣松散干密度，分母為水中沉積時松散密度；（2）中值粒徑d50：粒級組成曲線上累積含量50%時對應(yīng)的顆粒粒徑；表52 充填物料不同粒徑（mm）組成表（%）充填料5~22~~~~~煤矸石粉煤灰表53充填料壓縮參數(shù)測定結(jié)果一覽表充填料壓縮系數(shù)/MPa1壓縮模量/MPa0~50KPa50~100100~200200~4000~50KPa50~100100~200200~400煤矸石粉煤灰表54充填材料化學(xué)成份測定結(jié)果/%充填料名稱CaOFe2O3MgOSiO2Al2O3K2ONa2OSO3P2O5煤矸石粉煤灰圖51充填料粒級組成曲線圖51充填料單位沉降量與壓力的關(guān)系曲線圖51充填料孔隙比與壓力的關(guān)系曲線（1）煤矸石粒級較粗，即使經(jīng)過破碎，其控制粒度也在5mm以下，因此，充填管道輸送特性較差；（2）煤矸石SiO2含量較高，具有一定的散體強度，是較好的充填骨料；（3）煤矸石滲透系數(shù)較高， cm此外，也常含有少量Ti、V、Co和Ga等金屬元素。礦物成分以粘土礦物和石英為主，常見礦物為高嶺土、蒙脫石、伊利石、石英、長石、云母和綠泥石類。首期充填范圍水平管道長度500m，三二軌道下山斜長647m，轉(zhuǎn)折段長度58m，加上510m垂直段長度，=1715m。4．充填方式確定根據(jù)華泰公司三采區(qū)具體開采技術(shù)條件，可以采用的充填方式包括膏體泵送充填和似膏體自流充填，基于以下原因，確定采用似膏體管道自流充填：（1）膏體泵送充填雖然技術(shù)含量高、井下脫水量少，但系統(tǒng)投資大，技術(shù)可靠性差；而似膏體自流充填投資小，操作簡單，運行可靠。h1或Qd=1440m3然后，另開切眼，重新推采下一個條帶的回采工作面。頂板巖性及穩(wěn)定性與二層煤基本一致。~32176。為解決礦山堆存的煤矸石出路，華泰公司建成了利用煤矸石制作建筑用磚的建材廠，但其處理煤矸石能力有限。隨著煤炭價格持續(xù)在高位運行，該方法在地下煤炭礦山推廣應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢。由于華泰公司三采區(qū)開采范圍內(nèi)地表為村莊和農(nóng)田，且鐵路線近似南北、萊麻公路近似東西橫穿礦區(qū)，屬典型的“三下”（ 建筑物下，鐵、公路下，水體下）資源。南部為F秦1及F付斷層，北部為F付1斷層。地面標高+~+，埋藏深度約50~1000m。對這部分煤炭資源不能采用常規(guī)的陷落法開采，必須尋求能夠限制地表移動和變形的新型采礦方法。鑒于華泰公司三采區(qū)煤層是典型的“三下”資源，為保證地表建（構(gòu)）筑物安全，充填采礦法應(yīng)該是該部分資源開采的首選方法。如果能將煤矸石作為充填骨料，添加膠凝材料形成膠結(jié)充填料漿充入井下采煤工作面，不僅可以徹底解決華泰公司“三下”資源的安全開采技術(shù)難題，而且為煤矸石提供一條新的處理途徑，經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益顯著，項目符合國家節(jié)能減排的政策要求。頂板巖層為深灰色泥巖、粉砂巖和淺灰色砂巖，泥巖地段穩(wěn)定性較差，砂巖地段穩(wěn)定性尚好。3．充填范圍、充填采煤方式與充填系統(tǒng)能力確定 充填范圍和充填采煤方式1）充填范圍華泰公司三采區(qū)主采煤層為二層和十五層煤，其各自充填范圍如圖3圖32所示。首采充填工作面選定在300m水平。d1。由于華泰公司三采區(qū)充填范圍內(nèi)儲量不大，從經(jīng)濟角度而言，適合采用簡單可靠的似膏體自流充填技術(shù)；（2）膏體泵送充填，料漿排出后，流動性能差，接頂困難，而似膏體自流充填兼顧充填料漿濃度和漿體流動性，能夠盡可能提高空區(qū)充滿率；（3）根據(jù)國內(nèi)外充填礦山經(jīng)驗，只有當漿體壓頭不足，不能采用管道自流輸送時，才考慮采取加壓輸送方式。，完全可以實現(xiàn)自流輸送充填。除了石英和長石外，以上礦物均屬于層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽，這是煤矸石礦物成分的一個特點。分析煤矸石物理力學(xué)性質(zhì)及化學(xué)成份組成（表51~表53和圖51~圖53），可以得出如下結(jié)論：表51 充填料物理力學(xué)性能表充填料密度/gs1，有利于充填體脫水和快速硬化；（3）雖然煤矸石在壓力作用下孔隙比與單位沉降量較大，但由于粉煤灰沉降量小，可以填充煤矸石孔隙，從而有效抑制煤矸石膠結(jié)體壓縮沉降率，提高采場接頂充填效果。首先煤粉達到熔融狀態(tài)后由于表面張力使表面積達到最小，煤粉顆粒的菱角會收縮使顆粒成為球狀，這些熔化的球狀顆粒會在煤粉燃燒過程中產(chǎn)生的CO、COSO2和水蒸氣中漂浮。減水劑在充填料漿用水量不變的情況下，可顯著提高其流動性或在保持其流動性不變的情況下，大量減少其用水量。2）推薦配比充填漿體的物理力學(xué)參數(shù)指標（1）7d充填體強度：（2）泌水率：低于5%（3）混合固料密度=m3。水泥水泥罐車壓氣卸料水泥倉計量與輸送煤矸石破碎煤矸石堆場計量與輸送攪拌管道自流輸送充填采場粉煤灰罐車壓氣卸料粉煤灰倉計量與輸送水計量與輸送+5mm建材廠中碎5mm圖61 華泰公司煤矸石似膏體充填工藝流程圖在煤矸石山附近建立粗碎站，破碎后5mm以上煤矸石進入建材廠中碎工序，5mm以下煤矸石通過汽車運輸至充填站煤矸石堆場。減水劑貯存在減水劑桶中，由泵計量后加入攪拌桶中。 充填料漿制備站選擇站址選擇合理將有利于整個充填系統(tǒng)的正常運行，同時還會提高經(jīng)濟效益。m3，則漿體的質(zhì)量為：=混合固料中，水泥：d1=d1（h1； v—充填系統(tǒng)設(shè)計工作流速，v=代入式（72），得=，取壁厚8mm。鑒于管徑的增大會使?jié){體在垂直下落時，相對減輕料漿對管壁的直接沖擊摩擦，有助于延長管道的使用壽命，因此確定鉆孔內(nèi)充填管道（套管）采用選用Φ159mm14mm高錳鋼管（M16），內(nèi)徑D=131mm，鋼管壁厚14mm。同時施工兩條鉆孔，一條使用，一條備用。該方案的優(yōu)點是：可充分利用三二軌道下山，鉆孔深度?。?10m），除鉆孔與下山相連的短平巷（24m）外，無需另行施工水平巷道，從而節(jié)約掘進費用，縮短建設(shè)周期。方案III：鉆孔直接施工至300m水平，充填料漿沿300m水平管道至首采充填工作面。2）煤矸石堆場煤矸石堆場容積，按最大日消耗量（Qmg=）設(shè)計，其有效容積應(yīng)大于：= （73）式中：K3—富余系數(shù)，取K3=；K4—堆場利用系數(shù)，取K5=。d1=。在水泥倉上部安裝除塵器。設(shè)計采用兩個圓柱—圓錐立式密閉倉。在粉煤灰倉上部安裝除塵器。m3，按日最大消耗量計算。設(shè)計采用直徑15m，（），基本滿足1d充填用水量（h1。9）供排水、供暖、供電供排水、供暖、供電由礦山按要求解決。電溜子由本礦機械廠負責加工。d1。min1，,外形尺寸：長寬高=277021101860mm，給料量100m3振動篩采用自定中心振動式，型號ZD1224，篩孔尺寸：5mm，處理量70210t物料堆積角20176。s1，輸送能力Q為：Q=SVC==min1時，粉煤灰由GX400螺旋輸送機輸送至攪拌桶，長度根據(jù)水泥倉與攪拌桶的距離確定，輸送能力51th1能力要求，漿體在攪拌桶內(nèi)的停留時間為：。葉片轉(zhuǎn)速240r攪拌桶底部設(shè)置清洗和故障排砂口，由電動螺旋桿控制開啟。裝載機斗容3m3，最大卸載高度3050mm，卸載距離1280mm，最大爬坡能力28176。（9）減水劑泵~由于充填制備站地形平坦，無高差可以利用，因此，充填制備系統(tǒng)廠房采用雙層鋼結(jié)構(gòu)。其他設(shè)施，如動力房、地磅房、高位水池、辦公室等的布置參見圖71。方案II：鉆孔施工至100m水平，變徑后與Φ140mm12mm高錳主充填管道連接，主充填管道沿新施工水平巷道至首采工作面上方后，另行施工200m深度二級鉆孔（100m至300m，鉆孔荒孔直徑245mm，安裝Φ140mm12mm高錳鋼管）至首采充填工作面。如果倍線過小，出口漿體壓力過大、管道磨損嚴重，采場充填難度加大；反之，如果倍線過大，則工作流速降低，固體顆粒容易沉淀，造成管道堵塞；（3）在正常情況下，水平巷道中，管路布設(shè)應(yīng)有一定的下向坡度，不允許出現(xiàn)反向輸送和充填；（4）盡量減少彎道、接頭，因為在這些部位，流速容易放緩，局部阻力增大，易造成堵管，絕對避免銳角