摘要：为解决塔山煤矿矸石无效提升的问题,实现矿井的安全、高效、绿色开采。根据塔山煤矿实际开采现状及生产系统,结合煤矸智能分选系统布置原则,提出将井下煤矸智能分选系统布置在井底搭接硐室附近。同时,通过对塔山煤矿生产能力及原煤粒径进行分析,结合智能分选系统的分选能力,对系统的设备布置方案及主要设备选型进行设计,实施井下煤矸智能分选后可解决矿井的矸石无效提升问题,实现生态环境与经济效益的和谐统一,并为类似条件矿井进行井下煤矸分选提供相关设计经验。

摘要：浆体充填是一种低干扰条件下矸石无害化处置的重要技术手段,保证浆体在管道中安全输送及在采空区中稳定流动是充填系统稳定运行的基础。为深入研究矸石及矸石浆体基本特性、浆体输送阻力特性及采空区流动规律,通过X射线衍射试验、电镜扫描试验、矸石粒径分布试验、浆体塌落度试验得到了矸石及矸石浆体的基本特性参数;设计了矸石浆体长距离环管输送试验系统,并针对不同流速进行环管试验,建立浆体流速与沿程阻力的关系,确定最佳工作流速及该条件下的沿程阻力;开展邻位注浆充填采空区流动扩散试验,掌握浆体在采空区垮落带内的流动扩散规律,测定试验条件下浆体在采空区内的自流坡度,揭示浆体流动过程颗粒沉降规律;并对矸石浆体邻位注浆充填进行了工程应用。研究结果表明:矸石的物相组成包括主要包括石英、高岭石,有部分长石、云母和少量的绿泥石、方解石、菱铁矿、黄铁矿等矿物,粒径分布为1250~3000μm(18.18%),630~1250μm(18.99%),315~630μm(19.35%),160~315μm(15.02%),75~160μm(11.73%),74μm的粗颗粒比例有所下降。工程应用结果表明,充填期间矸石浆体管道输送状态稳定,浆体中的固体颗粒未发生淤积,且浆体在采空区空隙空间流动性极佳,未出现聚集沉降现象,根据钻孔窥视结果,浆体扩散距离大于45 m,设计的浆体管道输送流速、浆体级配质量分数合理,满足系统要求。

摘要：为了研究注浆工程中浆液的扩散范围,以温度为监测参量,引入光纤传感技术对被注介质内部浆液扩散范围和状态进行了监测.在考虑浆液流变参数时变性的特点下,推导幂律流体的球形扩散理论公式,根据影响注浆扩散因素设计9组小型三维模拟试验和1个大型三维立体模型试验.结果表明:小型三维试验的4种扩散半径中,以实际扩散半径为基准,其中理论计算半径与实际扩散半径误差在19.56%~46.35%之间,布里渊光时域分析仪(BOTDA)监测半径介于理论半径与实测半径之间,分布式光纤测温仪(DTS)监测半径误差最小,在7.69%~18.82%之间,同时分析了误差产生原因.大型三维立体模型试验中,将DTS监测的温度数据代入MATLAB得到了浆液温度场云图,以温度场反映浆液扩散的范围,该范围半径与理论误差在29.83%~38.26%之间.将光纤监测方法应用于注浆模拟试验能够有效分析浆液在被注介质内部扩散情况,在扩散范围“可视化”的情况下将有利于指导现场工作.

摘要：煤炭资源为我国工业和经济社会的发展提供了基础动力,但是其大规模的开采和利用带来了一系列环境问题。为解决我国煤炭行业普遍面临的固体废弃物排放、环境污染等难题,通过总结传统固体废弃物处理技术的发展历程和技术瓶颈,明确了新型处理技术的具体要求,并创新性地提出了流态化浆体充填技术构想,阐述了其内涵和优势,详细介绍了流态化浆体充填技术包含的6项核心技术:智慧管道输送、四维协同充填、高效精准制浆、采动覆岩钻进、全息远程控制和安全生产保障技术。在此基础上,提出了井下智能分选+就地制浆充填和智能化浆体充填2大技术发展方向,初步形成了煤矿固体废弃物流态化浆体充填技术架构,并结合实际案例予以说明。流态化浆体充填技术的提出为我国矿山企业提供了全新的固废处理方法,丰富了我国煤炭行业固体废弃物处理技术体系,为实现煤炭资源绿色开采、清洁利用和零废排放奠定了基础。

摘要：我国两淮地区进行沿空留巷时,受矿井埋深大和顶板条件复杂的影响,沿空留巷顶板变形强烈,煤帮易挤出和底鼓严重。针对该问题,以新集一矿360804综采工作面为研究对象,提出了切顶卸压柔模墙支护沿空留巷技术。在超前工作面采用双向聚能爆破技术对沿空留巷顶板进行预裂爆破,以有效降低沿空留巷顶板应力;随着工作面不断回采,每滞后工作面煤壁一定距离,采用混凝土浇筑的柔模墙对巷旁进行支护,以实现对沿空留巷顶板的强力支护。现场应用结果表明:位于爆破孔不同高度的位置处均出现了2条较明显的裂缝,表明爆破切顶效果良好;巷道顶板浅部最大离层量为7 mm、深部最大离层量为19 mm,巷道顶板支护较为完好;巷道顶底板移近量为430 mm、两帮移近量为487 mm,巷道围岩变形在允许范围内,留巷效果良好。