摘要：矸石膏体充填技术为"三下"压煤开采提供了一种新的方法。针对煤矿配制矸石膏体存在因素和水平较多的实际情况,提出用均匀设计法优化配比矸石膏体,并对固结后矸石膏体的力学性能进行了测试,结果表明:当煤矸石、粉煤灰、水泥的质量比为7.5∶3.5∶1,膏体材料的质量浓度为81%时,矸石膏体的管道输送和强度都满足要求,是本次试验的最优结果;矸石膏体的破坏主要发生在粗集料和胶结材料的界面,矸石膏体破坏前的变形较小,不超过2%。矸石膏体在不同围压作用下,充填体三轴压缩表现出线弹性变形阶段和塑性强化阶段的变形特征,基本不存在软化阶段。

摘要：在矸石膏体充填开采中,粒径为5~25 mm的矸石占矸石膏体总质量的30%~40%,其粒径级配对矸石膏体力学性能具有重要影响。为了得到粒径为5~25 mm矸石的最佳级配,根据Talbol理论进行连续级配设计,制得矸石膏体浆料,对其可泵性进行测定;然后将其制成矸石膏体试样,标准养护28 d后,对其进行单轴压缩试验以测定其抗压强度、弹性模量等。结果表明,保持矸石、粉煤灰、水泥占膏体总质量的62.5%,29.2%,8.3%,并取粒径为0~5 mm的矸石占矸石总质量的40%时,随着Talbol幂指数逐渐增大,膏体浆料的坍落度及扩展度具有先增大后减小的变化趋势;泌水率具有逐渐增大的变化趋势;膏体试样的抗压强度和弹性模量具有先增大后减小的变化趋势。结合膏体可泵性及力学性能测定结果,当Talbol幂指数为0.5时,粒径为5~10,10~15,15~20,20~25 mm的矸石分别占矸石总质量的37.9%,8.5%,7.2%,6.4%,即为矸石膏体粗集料最佳级配。

摘要：矸石膏体充填输送管道是采空区矸石膏体充填系统成套设备的重要组成部分,由于输送管道的管线长、流速不匀且含有大颗粒煤矸石(最大粒径25mm)等因素影响,在充填过程中极易造成充填体离析、管道堵塞、凝结等问题,严重影响输送管路的安全运行。通过对输送管路沿线的压力实时在线监测,及早发现管路堵塞故障位置或预警管道破损位置,以便采取措施避免事故扩大。由于矸石充填管道内膏体压力检测属于非常规检测,输送介质为不均质体,完全不同于一般的均质管道(如燃气、石油管道)压力监测。岱庄煤矿矸石膏体充填管道压力在线监测研究是通过具备压力监测的堵管卸料阀门和特殊设计的硅压力传感器将信号快捷的转换,并传输到计算机系统,完成不均质矸石膏体充填系统压力的实时在线监测。

摘要：针对岱庄煤矿村庄压煤严重,矿井服务年限缩短,而传统条带法开采后遗留条带煤柱储量丰富的现状,根据国内煤矿膏体充填开采技术发展水平和煤矿绿色开采的发展要求,在分析现有建筑物下开采技术途径的基础上提出了采用矸石膏体充填材料充填进行建筑物下遗留条带煤柱开采。岱庄煤矿通过对矸石膏体充填开采地表沉陷控制原理的分析研究,实施了建筑物下矸石膏体充填开采,并对地表沉陷进行了预计与实测。截至2011年6月30日,已累计回收条带煤柱560m,置换原煤23.1万t,实测地表最大下沉量只有35mm,远远小于原设计预计的300～400mm,地表变形控制效果非常好。

摘要：我国建筑物下压煤量巨大,为了解放出建筑物下煤炭资源,延长矿井服务年限,以麻黄梁煤矿的开采条件为背景,提出了建筑物下四阶段条带膏体充填开采技术,并确定了合理的工艺参数。以处置煤矸石固废为出发点,制备了矸石膏体充填材料并分析了其性能,阐述了四阶段膏体充填工艺流程,设计了充填条带封堵以及高效接顶工艺,结合现场实际应用情况分析了四阶段条带膏体充填开采的效果及经济效益。研究与实践表明:矸石膏体充填材料流动、力学性能均满足麻黄梁煤矿充填要求,采用四阶段膏体充填开采技术开采后,充填体接顶率达98%以上,地表建筑物变形与移动最大变形值均在设防指标内,实现了煤矿建筑物下充填采煤的成功实践。该开采方法可解放麻黄梁煤矿约10Mt建筑物下煤炭资源,延长了矿井服务年限,联合处置了煤矸石,避免了矸石堆存对生态环境的影响,具有良好的经济与社会效益,研究为榆阳区及周边矿井的“三下”开采提供有益借鉴。

摘要：针对目前我国建筑物下、铁路下、水体下压煤现状,结合煤矿固体废弃物煤矸石和电厂粉煤灰造成的环境污染情况,从淄博矿业集团岱庄煤矿的生产实际出发,对膏体充填材料进行了优化配比试验及水化反应机理研究。结果表明:配比P10可作为最优配比试验结果,即胶结料:粉煤灰:煤矸石为1∶4∶6,质量浓度为74%;膏体材料不同龄期的XRD衍射图谱表明水化产物主要是CH(氢氧化钙)、AFt(钙矾石)和C-S-H(硅酸钙)凝胶,不同龄期水化产物中各物质相对含量不一样;扫面电镜表明膏体材料水化8h已经生成了一定量的钙矾石,1d可见片状物质的C-S-H凝胶,水化7d后局部生成大块的棱柱状凝胶。