膏体充填综采工艺系统研究

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1、膏体充填综采工艺系统研究徐晋奎西山煤电马兰矿摘要：以解决某矿村圧压煤开采问题为目的，研究长壁膏体条带充填开采技术在该矿的应用问题，主要从充填物料的合理配比以及充填工艺等方面进行分析。具体的研究成果分述如下:最佳的膏体充填材料配比方案为:水泥掺量190kg/m细肝率30%、减水剂0.5%;构建了该矿的充填工艺系统和充填开采工艺并成功应用，取得了良好的的经济效益与社会效益。关键词：压煤开采;充填开采;配比方案;工艺系统;作者简介：徐晋奎（1989-）,男，2013毕业于太原理工大学采矿工程专业，采矿助理工程师，现任职于马兰矿地测科收稿日期：2017-6-22R

2、esearchofthefillingandfillingprocesssystemofthepasteXuJinkuiXishanCoalandElectricityMalanMine;Abstract：Tosolvetheproblemofminevillagecoalmine,forthepurposeofthelongwallpasteastripeoftheapplicationoffillingminingtechnologyinthemine,mainlyfromtherationalproportionoffillingmaterialand

3、fallingtechnologywereanalyzed.ThespecificresuItsofthestudyweredescribedasfollows:theoptimumfillingratioofthepastematerialwas:190kg/m3,30%offinerateand0.5%ofwaterreducer・Thesystemoffillingandfillingtechnologyandthesuccessfulapplicationofthisminearebui1t,andgoodeconomicandsocialbenef

4、itsareobtained.Keyword：Coolmining;fillingandmining;matchingscheme;processsystem;Received：2017-6-221工程地质条件10103为该矿的首个膏体条带充填开采实验工作面，该工作面西部为规划的10102待采工作面，东北部为井田边界煤柱，南部为村庄与轨道大巷的保护煤柱，工作面长110m,推进长度为585ni。该工作面开采2号煤层，倾角4。~9。，平均倾角6。,厚度2.T2.3m,平均2.2m,煤厚变异系数小，稳定可采，埋藏深度为200in左右。直接顶为泥岩或者砂质泥岩，厚4

5、.3~6.7m,单轴抗压强度为27.IMPa,初次垮落步距为12mo底板岩层主要为粉砂岩与细砂岩，小部分为泥LL14~iO2膏体充填材料的合理配比确定膏体充填材料的合理配比是保证充填膏体具有足够的强度与合理的输送性能的关键所在。从分析膏体充填材料的理化性质入手，然后设计水泥掺量、细肝率与减水剂掺量三者的不同配比实验方案，分析这3个自变量因素与充填膏体强度、塑性粘度及屈服应力这3个应变量因素Z间的关系，最后确定最优的充填材料配比方案。2.1膏体充填材料的理化学性质2.1.1煤肝石来自本矿，经过破碎、筛分后，测试其粒度组成，结果见表1。其中范围的粒径为细骨料，5

6、^15mm范围的粒径为粗骨料。表1煤肝石粉碎后粒度测试结果下载原表粒径/inni>155、15通过X射线衍射仪与光谱分析仪测定该矿煤肝石的矿物组成成分，结果表明，该矿煤肝石的矿物质组成成分中铝硅钙的氧化物占相当大的比例，这些氧化物的化学性质稳定，作为充填材料不易岀现变性。详细的成份测定结果统计见表2o表2煤砰石的矿物组成成分测定结果下载原表组成物质S02FeR3A1,03CaO占比朋35.533.9316.237.022.1.2粉煤灰运用与煤肝石矿物组成测定法相同的方法测定粉煤灰的矿物组成，结果表明粉煤灰的主要矿物质组成为硅和镁的氧化物，成份测定结果见表3o

7、表3粉煤灰中主要矿物组成成分测定结果下载原表组成物质sp2Fe2O3alo3占比A35.533.9316.232.1.3水泥膏体充填材料屮的水泥选择普通的硅酸盐水泥，该水泥的各组成物质的含量见表4。2.1.4减水剂膏体充填材料中的减水剂选择聚竣酸减水剂，进行充填体的配比时按设计的质量百分数选用。由于减水剂与水泥同样具有胶结的功效，因此，将该材料作为胶结材料來考虑其使用量的大小。组成物质CaOSP2AL03占比朋65.1322.175.413.532.2充填体的强度受各个自变量单因素影响分析2.2.1水泥掺量影响对于膏体充填体，水泥是粘结不同种充填材料的主要物

8、质，水泥掺量的不同，对膏体充填体的强度有重大的影响，