【正文】 ................................................. 63 架后散料充填主要設(shè)備及工藝 ..................................................................................... 63 工作面 三機(jī)配套選型 .............................................................................................. 63 架后散料充填工藝 ................................................................................................. 78 架后膏體充填技術(shù)主要設(shè)備及工藝 ............................................................................. 84 工作面 三機(jī)配套、人員組織與循環(huán)作業(yè) .............................................................. 84 膏體充填工藝 ......................................................................................................... 84 6 矸石散料充填經(jīng)濟(jì)效益分析 ............................................................................................... 87 矸石散料充填系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用概算 ................................................................................. 87 矸石散料充填成本概算 ................................................................................................. 89 充填材料費(fèi)用預(yù)算 ................................................................................................. 89 充填系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用 ................................................................................ 90 充填電費(fèi) .................................................................................................................. 90 充填人工費(fèi) ............................................................................................................. 90 充填其它費(fèi)用 ......................................................................................................... 91 散料充填成本 ........................................................................................................ 91 散料充填經(jīng)濟(jì)效益分析 ................................................................................................. 91 7 矸石膏體充填經(jīng)濟(jì)效益分析 ............................................................................................... 93 矸石膏體充填系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用概算 ................................................................................. 93 膏體充填成本概算 ......................................................................................................... 96 充填材料費(fèi)用預(yù)算 ................................................................................................. 96 充填系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用 ................................................................................ 97 3 充填電費(fèi) .................................................................................................................. 97 充填人工費(fèi) ............................................................................................................. 97 充填其它費(fèi)用 ......................................................................................................... 98 膏體充填成本 ........................................................................................................ 98 膏體充填經(jīng)濟(jì)效益分析 ................................................................................................. 98 8 矸石似膏體充填經(jīng)濟(jì)效益分析 ......................................................................................... 100 9 新三礦建下壓煤充填開采方案確定 ................................................................................. 101 10 技術(shù)指標(biāo)與社會(huì)效益 ....................................................................................................... 103 主要技術(shù)指標(biāo) ............................................................................................................. 103 社會(huì)效益 ..................................................................................................................... 103 11 結(jié) 語 ................................................................................................................................. 105 1 1 概 述 礦井概況 （ 1）井田位置 新三礦位于河北省邯鄲市西南部，行政區(qū)劃隸屬邯鄲市峰峰礦區(qū)及磁縣管轄。 （ 2）井田邊界及范圍 新三礦井田東部至西固義～南留旺一線，以 EF8 斷層和九龍礦為界，西部至北大峪～南山村～黑龍洞一線，以煤層露頭線為界，東南部至趙莊～西河村一 線，以 EF16 斷層與梧桐莊礦相鄰，西南部以技術(shù)邊界與三礦相接，北部至黑龍洞～石橋村和南留旺一線 EF29斷層與泉頭擴(kuò)大區(qū)相鄰。 2020年核定生產(chǎn)能力為 95 萬 t/a。全層厚 5～ 15m。以灰白色中細(xì)粒砂巖與深灰色粉砂巖為主，夾灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖與煤層，含煤 3～ 6 層，本區(qū)東北部含煤性較高，可達(dá) 6 層。 直接底：厚度 m，灰黑色細(xì)砂巖，含泥質(zhì)包裹體，具斷繼波狀層理。充填開采在波蘭、德國發(fā)展應(yīng)用效果好且廣泛。 在礦山充填方面取得較大的進(jìn)展，在國外有將近 60 年的歷史，而在我國則是近 40年的 歷史。 第二階段： 20 世紀(jì) 40～ 50 年代，澳大利亞和加拿大等國的一些礦山開發(fā)并應(yīng)用了水砂充填技術(shù)。70 年代在銅綠山銅鐵礦、招遠(yuǎn)金礦和凡口鉛鋅礦等礦山應(yīng)用了尾礦水力充填工藝， 80年代則已在國內(nèi) 60 余座有色、黑色等金屬礦山的開采中廣泛應(yīng)用了水砂充填。這種傳統(tǒng)的粗骨料膠結(jié)充填的輸送工藝復(fù)雜，且對物料級配的要求較高，因而一直未獲得大規(guī)模推廣使用。高濃度充填是指充填料到達(dá)采場后，雖有多余水分滲出，但其多余水分的滲透速度很低、濃度變化較慢的一種充填方式。 充填開采方法與技術(shù)的現(xiàn)狀 充填開采就是在井下或地面用矸石、砂、碎石等物料充填采空區(qū)，達(dá)到控制巖層運(yùn)動(dòng)及地表沉陷的目的。新型的材料主要有全砂材料與高水速凝材料。此充填法有以下特點(diǎn)：第一，漿液充填至采空區(qū)冒落矸石的空隙；第二，漿液凝固后有膠結(jié)性能及一定的強(qiáng)度；第三，充填漿液凝固后無水析出，克服了水砂充填排濾水的難題；第四，充填與采煤平行作業(yè)。風(fēng)流經(jīng)過井下通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)墻、風(fēng)橋等時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)的狀況，這些 都是由于地表運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生裂隙引起的，充填可以解決上述問題。硫酸鹽與硅酸鹽水泥中的成分發(fā)生反應(yīng)，形成新的不溶解混合物。礦區(qū)專用鐵路線和南三環(huán)公路 從工作面上方穿過。 （ 3） 孫村礦 似膏體充填案例 孫村煤礦開采深度已達(dá) 1300m，是國內(nèi)開采最深的礦井。壓煤塊段工業(yè)儲(chǔ)量如下表 31 所示。 井下采空區(qū)充填技術(shù)優(yōu)點(diǎn)： ① 減少礦山壓力及井巷建筑的破壞； ② 厚煤層分層開采充填 采空區(qū)，有利于下分層再生頂板的形成，并防止采空區(qū)殘煤的自燃； ③ 減少了地面矸石的堆積 量； ④ 通過充填，減輕了地面塌陷以及對地面建筑物、耕地的破壞。但如果煤柱的尺寸太小，或者因某 種人為的或自然的因素破壞了煤柱，導(dǎo)致上覆巖層失掉了支撐，這時(shí)地表的移動(dòng)變形值將達(dá)到或接近全部垮落法開采時(shí)的地表移動(dòng)和變形值，并且使地表產(chǎn)生急劇的變形，對建筑物保護(hù)不利。井下矸石直接利用處理變害為利：可消除地面矸石山，減少侵占農(nóng)田；減少對大氣和環(huán)境污染，消除矸石山坍塌或引爆危及人類的事故隱患；矸石井下充填和綜合利用，加固的矸石帶作為地下結(jié)構(gòu)支撐體，既可回收部分建下煤炭資源，又可部分解決或降低地面沉降和塌陷問題，其理論意義重大，社會(huì)效益 顯著 。 （５）工作面似膏體充填開采 采用全砂土固結(jié)材料作為膠凝材料，礦山、電廠等工業(yè)廢棄物（如尾砂、煤矸石、粉煤灰等）或河砂等作為骨料，骨料中配以合適的細(xì)粒級成分，與水配制成質(zhì)量濃度為13 74%～ 76%，外觀近似膏體一樣的漿體，稱 之為 “似膏體 ”。 新三 礦是峰峰集團(tuán)的老礦井，地面存有大量的矸石，并且井下每年產(chǎn)生的大量矸石升井后存放在矸石山，具備 充足的 主要 充填材料 ；新三礦自己沒有電廠，不產(chǎn)生粉煤灰，附近也沒有可以使用的粉煤灰原料，或者粘土等粘結(jié)材料，輔料不足，購買成本較高。 方案二：水泥做主要輔料 水泥做輔料有利于提高充填物的強(qiáng)度，并且縮短凝固時(shí)間，便于工作面充填控制。矸石經(jīng)過破碎篩選、配比，然后和其它輔料經(jīng)過攪拌機(jī)攪拌后，通過鉆孔投料系統(tǒng)投放到儲(chǔ)料倉準(zhǔn)備充填。 地面矸石通過破碎篩選，分別建造 粒徑小于 的矸石倉、粒徑在 ~和粒徑在 ~80mm 的矸石倉，然后將各種充填物料按照一定的配比摻拌后通過鉆孔投送到井下儲(chǔ)料倉 準(zhǔn)備充填。包括采用解析法直接用米賽斯公式進(jìn)行設(shè)計(jì)；采用圖算法通過查算圖來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)填料 粒徑的特點(diǎn)， 考慮到管道使用壽命和服務(wù)年限， 確定采用 Φ53032mm耐磨鋼管作為下料管。 快速起閉清理裝置的工作原理為：由儲(chǔ)料倉下部的儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)一定的高壓空氣，當(dāng)儲(chǔ)料倉發(fā)生堵倉現(xiàn)象時(shí)，儲(chǔ)氣罐內(nèi) 的高壓風(fēng)通過風(fēng)包和管路以吹向堵倉部位，擁堵部位20 的物料在高壓氣流的沖擊下發(fā)生松動(dòng)，最終得到清理。投料井的主要技術(shù)參數(shù)見表 37。另外，要求裝載機(jī)司機(jī)裝料石發(fā)現(xiàn)大塊顆粒比較集中時(shí)，與附近的顆粒較小的矸石搭配使用，為控制矸石粒級創(chuàng)造更好條件。二種方案相比較，雖均為兩套設(shè)備，但是，一用一備方案所需要設(shè)備能力要求比并行工作方案的大一倍，設(shè) 備