硅谷杂志：薄煤层高档普采泵送充填技术应用与研究 |
| 2012-11-03 20:18 作者：孙金光 刘丰春 李爱 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月3日文】据《硅谷》杂志2012年第16期刊文称，根据鄂庄煤矿七层煤赋存条件，在先后成功应用中厚煤层高档普采原岩充填技术、旧巷原岩充填技术基础上，优化开采方案，合理组织，科学施工，实现薄煤层高档普采泵送充填。
关键词：薄煤层；泵送充填；应用与研究
0引言
山东能源新矿集团鄂庄煤矿于1982年7月正式投产，矿井设计生产能力90万吨/年；自开展“绿色开采、以矸换煤”工程以来，先后成功应用了中厚煤层高档普采原岩充填技术、旧巷原岩充填技术，为进一步消化矿井矸石，实现矿井利益的最大化，在107下山采区1712外工作面应用了薄煤层高档普采泵送充填技术。
1工作面概况
1）工作面状况
表11712外工作面参数
项目 平均（m）
走向长度 98
面长 92
工作面倾角 3°
煤厚 1.11
工业储量 1.3
地质储量 1.28
2）工作面地质构造
3）围岩特征
工作面直接顶为灰色粉砂岩，厚度约5米，直接底为深灰色粉砂岩，厚度约15米，详见表2。
表21712外工作面围岩特征表
名称 岩石名称 厚度（m） 岩性特征
基本顶 中粒砂岩 10 成分以石英为主，次为长石，泥质胶结，斜层理，含深灰色粉砂岩包裹体。弱含水层，基本不含水。
直接顶
粉砂岩
5
致密，性脆，贝壳状断口，含植物叶部化石碎片和豆状泥质结核，局部为粉细砂岩互层。
底板 粉砂岩 15 致密，性脆，贝壳状断口，易碎，易风化，具有轻微可塑性，膨胀性不甚大，
底板 粉砂岩 15 一般不易变形，含菱铁矿结核和肾状钙质结核。上部含两层薄泥，为七煤层底板辅助标志层。
4）煤层赋存特征
根据该面掘进期间实际揭露的煤层情况来看，该区煤层赋存厚度除局部构造附近外总体较稳定，该面共实测4个点，煤厚1.1m～1.15m，平均煤厚1.11m，煤层结构简单，不含夹矸。
2泵送充填工艺
2.1充填工艺流程
矸石----1T矿车----翻车机----梭矿溜子----破碎机----矸石仓----搅拌机----1#充填泵----充填管路----采空区
2.2矸石来源及充填管路要求
掘进工作面产生的矸石装入1T矿车运至107采区卸矸硐室，通过1T矿车简易翻车机翻到梭矿溜子上，通过梭式溜子转载，经PCKM-0708煤矿用锤式破碎机粉碎后由MJD-1000D型搅拌机进行搅拌，由HBMD80/15-110S型矿用混凝土泵配合高强充填管路，经107运输机下山向工作面采空区充填。出矸硐室至工作面充矸迎头采用Ф159mm的无缝钢管连接。每节钢管采用配套标准管卡子、密封垫对接严密，钢管承受压力大于25MPa，如图1。
2.3充填工艺
工作面充填采用“见五充二、边采边充”方式，充填管路敷设在溜子以北第二个支柱空档内，当工作面推采控顶距达到5.7m时，从边排算起，自第1排至第3排二个支护空档内按自下向上顺序开始充填，推采与充填平行作业，但最大控顶距不得超过6.7m。充填完一个循
环后继续下一个循环充填，依次进行循环劳动组织生产，实现不间断推采和充填，如图2。
3泵送充填配套设备
3.1充填输送泵
充填输送泵是整个系统中的关键设备，其整机结构稳固性要强，泵送最大压力及其协同工作设备分配压力达到混凝充填材料推进要求，同时也要考虑设备压力推进混凝充填材料过程中凝固时间，最重要的一点是设备噪音危害要低，综合考虑以上因素，确定选用型号为HBMD80/15-110S充填输送泵，其主要技术参数如表1。
表1
型号 HBMD80/15-110S 混凝土缸（内径×行程） 200/1600mm
理论数据量 80m3 外形尺寸 5600×1750×2100mm
泵送混凝土最大压力 ≤15MPa 泵送液压是同工作压力 15MPa
最大输送距离垂直/水平 300/1200 分配阀液压系统工作压力 15-16MPa
上料高度 1350mm 料斗搅拌液压系统工作压力 2-3MPa
最大骨粒径 卵石≤40mm
碎石≤30mm 输送缸换向压力 15MPa
坍落度 120mm～230mm 液压油箱容积 0.5m³
噪声声功率级 116dB（A） 整机重量 6700kg
电动机型号 YBK2-315S-4 电动机额定电压 660V/1140V
电动机功率 110kw
3.2搅拌机
搅拌机作为骨料的混合搅拌设备，其搅拌的材料为矸石、粉煤灰混凝混合物，矸石硬度系数大，因此设备的强度要高，同时也要考虑混凝混合物的输送能力，综合考虑以上因素，选用MJD-1000D搅
拌机，其主要技术参数如表2。
表2
型号 MJD-1000D 主轴转速 30r/min
生产能力 45-60m³/h 搅拌刀角度 20°
搅拌刀回转直径 800mm 搅拌槽长度 2665mm
搅拌槽直径 840mm 减速机型号 NGW122-45
电动机型号及功率 YBK2-315M-6
90kw
3.3破碎机
掘进工作面产生的原岩硬度系数普遍要高，强度要大，因此要求破碎机的整体强度要高，充填材料原生矸石破碎后直径为不大于30mm的碎矸，因此要求破碎机的强度要大，且输送能力与充填泵相匹配，因此选用型号为ZPC1000×800mm破碎机，其主要技术参数如表3。
表3
型号 ZPC100×800mm 锤旋直径 740mm
转子长度 800mm 最大给料颗粒 500mm
出料颗粒 ≤40mm 生产能力 120t/h
装机功率 110kw 锤旋转速 960r/min
电机型号 YBK2-315S-4 电压 660/1140V
转数 1485r/min 传动比 1：1.5
破碎强度 ≤150MPa
3.4梭式溜子
原生矸石运至破碎硐室后，由翻车机翻入梭式溜子，梭式溜子运至破碎机上口，因此要求梭式溜子的运输速度与破碎机相匹配，选用型号为ST-8梭式溜子，其主要技术参数如表4。
表4
型号 ST-8 电动机功率 13kw
最大运行速度 20km/h
4结束语
薄煤层高档普采泵送充填技术的研究与应用工业性实验与成功，为我矿下一步十一、十三、十五薄煤层充填开采积累了成功经验，为矿井的后续发展奠定了基础。
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