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煤矿井下采选充采技术集成与应用研究
  所属栏目:获奖成果 2019-03-14 浏览次数:2042

项目名称:煤矿井下采选充采技术集成与应用研究

完成单位:香港牛蛙彩票网站、中国矿业大学

主要完成人:张文学,缪协兴,张吉雄,裴华,杨忠东,巨峰,张瑞玺,郭广礼,刘义生,张国安,李勇,靖晓颖,郑友刚,夏灵勇,田秀国,吕志强,赵健

获奖情况:获2014年中国煤炭工业协会科学技术一等奖

主要技术内容:

唐山矿业分公司井田范围地表为大量的密集建筑物,压煤问题十分突出,严重制约了矿井的持续健康发展,同时矿井地面堆放了大量矸石,不仅占用了大量的土地,还极大地污染了周边环境。针对唐山矿业分公司生产中存在的上述问题,提出了“煤矿井下采选充采技术集成与应用研究”的研究课题,实现了井下煤流矸石分选系统、充填矸石综合供应系统以及充填采煤生产系统的协调与统一,达到了原煤井下分选、矸石井下大规模处理和地表移动变形控制的三重目的。这将对我国大规模的煤炭资源开发,安全高效节能矿井建设、清洁生产、资源综合利用生态矿山建设提供示范。

技术创新内容:

(1)提出并成功实施了煤矿井下“采煤-分选-充填”集成化生产新模式,实现了井下煤流矸石分选系统、充填矸石综合供应系统以及充填采煤生产系统的协调与统一,达到了该矿充填采煤预期的能力。

(2)在研究揭示充填采煤矿压分布规律的基础上,研发了采煤、充填和压实于一体的综采液压支架,通过改进的充填夯实系统,使得充填密实度显著提高,解决了工作面采煤与充填压实工艺协同的技术难题。

(3)开发了在高应力软弱岩层中的超大硐室开挖工艺与围岩稳定性控制技术,实现了500万吨大型煤矿原煤在井下分选排矸与煤矸分离,减少矿井矸石提升量100万吨以上。(4)开发了煤矿井下煤流矸石高效分选系统,以及井下大流量分选过程控制技术与装备,提高了动筛跳汰机分选效率和单位面积处理能力,分选数量效率大于90%。

(5)针对650m超大垂深矸石直接投料高冲击力、强磨损难题,研制了耐高强度冲击投料管和耐高冲击缓冲器,解决了地面矸石大流量、大垂深直接投送至井下的输送安全问题。

(6)针对城市密集建筑群下多煤层开采地表沉陷控制难题,提出了条带与充填开采组合的地表沉陷控制技术,可将地表沉陷控制在建筑物I级损害范围。

经济效益或社会效益:

通过项目“煤矿井下采选充采技术集成与应用研究”的研究,可实现原煤井下分选、矸石井下处理,在降低成本的同时,也改善了矿区生态环境,有效控制岩层移动及保证建筑物安全使用,实现建筑群下压煤的安全高效开采。其研究意义如下:

(1)提高矿井煤炭采出率,延长矿井服务年限

研发的煤矿井下采选充采技术可实现建筑物下压煤采出率在85%以上,延长了矿井的服务年限。同时,缓减了资源枯竭型矿井带来的人员就业问题,有利于矿区社会的稳定。

(2)实现煤矿井下采选充集成技术,改善矿区周边生态与生存环境

该项技术的成功实施,即节约了运输成本,又实现了矸石不升井,于井下直接处理,解决矸石地面排放带来的生态环境破坏问题,极大地改善了矿区周边的环境。

(3)革新煤矿企业的采煤方法,为类似条件矿井开采提供重要的技术借鉴

该项技术的成功应用,开创了矿井“采煤-分选-充填”闭合循环的生产新模式,将推动我国“三下”压煤开采技术的发展,革新充填开采技术,为我国存在类似问题的矿井开采提供重要的技术借鉴。

总之,煤矿采选充采集成化技术的应用,既可以控制地表沉陷,确保了地表建筑物的安全,从而解放建下压煤;又可以实现煤矸井下分选和矸石不上井等多重目标。为“三下”压煤开采技术的发展具有推动作用,其科学与工程技术意义巨大,具有广阔的推广应用前景。

 
 
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