综采工作面机械化矸石充填开采新技术课件.ppt

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1、综采工作面机械化矸石充填开采新技术汪理全教授采用垮落法处理采空区，破坏了采场上覆岩层的原始应力平衡状态，势必造成上覆岩层的垮落断裂及地表沉陷；破坏水体资源；矸石出井侵占土地污染环境等，是传统的矿井“掘、采”二元开采技术体系。这有悖于矿区的可持续发展。采用充填法处理采空区，消除了采场的垮落带，避免了采场上覆岩层的破断，保护了水体资源及生态环境。充填采煤法是保证矿区和谐协调发展的安全高效实用技术，是矿井“掘、采、治”三元开采技术体系，是今后的发展方向。翟镇煤矿是—个生产能力220万t／a的矿井，建筑下压煤占整个储量的60％以上，其中七、八采区的地面建筑为翟镇政府、医院、学校、商业街等，

2、共压煤可采储量400余万t。2003年经论证，采用走向宽条带(采75m，留75m)综合机械化开采，预计地面建筑物破坏程度在Ⅱ级范围内。为减少地表移动变形，有效地保护建筑物，多回收煤炭资源，成功研制了综采工作面机械化矸石充填开采新技术，对七、八采区进行全部推广应用。1工作面概况翟镇煤矿七采区7403工作面走向长802～875m，倾斜长75m。该工作面开采的标高范围为—599．1～—530．3m，地表为镇政府、医院、学校。煤层厚度为1．80m，直接顶灰白色细砂岩，夹黑色线理条带，较完整，2类；基本顶为灰黑色粉砂岩，I级，工作而顶板条件较好。2充填设备(1)充填支架为了克服现有充填矸石液

3、压支架需配置专用充填设备、投资大、技术复杂、成本高的不足，翟镇煤矿与有关研究单位共同开发了ZZ2600／13／20．5BC充填液压支架，支架由顶梁、立柱、底座、尾梁、尾梁千斤顶以及支架后部尾梁之下悬挂的刮板输送机中部槽等构成，如图1所示。图1矸石充填液压支架示意1一支架伸缩梁；2一支架顶梁；3一立柱；4一支架尾梁；5一自压式矸石充填机；6一悬挂单挂链；7一尾梁调整千斤顶;8一支架底座；9一工作面刮板输送机；10一采煤机ZZ2600／13／20．5BC充填液压支架参数见表1。表1ZZ2600／13／20．5BC充填液压支架参数：----------------------------

4、--------------------------------------项目参数------------------------------------------------------------------工作阻力/kN2600初撑力/kN1812支架运输长度／mm3690支架工作高度／mnl1300~2050支架宽度／mm1400~1570支护强度／MPa0．43~0．48对底版比压/MPa0.18~0.25___________________________________________________________________·该矸石充填支架经过支架强度设

5、计和分析论证，一方面要满足了综采面回采控顶的要求，另一方面由于安设了可调整矸石刮板输送机高度的设备，保证了液压支架尾梁的强度，确保了自压式矸石充填机正常工作时所需空间，因而适应了以矸石为充填料时对综采采空区充填的要求。(2)自压式矸石充填机利用刮板输送机代替自压式矸石充填机，悬吊于充填支架后部，达到了运矸充填的要求，并与充填支架配套。对中部槽进行改造，由插接式改为螺栓连接式，增加了刮板机可弯曲性，水平、垂直弯曲可达5°；采用可调高单挂链悬挂中部槽，增加了充填垂直高度。尾梁悬挂的中部槽按顺序连接，并与机尾、机头组成整部刮板输送机，每两节刮板设置一个溜矸孔，在溜矸帮上增设插板的插槽，控

6、制矸石的充填顺序和范围；充填矸石轨道运输平巷胶带输送机进入自压式矸石允填机，当运至自压式矸石充填机漏矸孔时，漏矸孔下方的矸石不断堆积，当充填的矸石高度堆积至自压式矸石充填机中部槽的底部时，自压式矸石充填机下方的链条带动矸石向其运动方向无充填矸石的空间一侧运动，从而不断地将自压式矸石充填机下方距漏矸孔一定范围内的采空区充满。自压式矸石充填机参数见表2。表2SGB—40T／55自压式矸石充填机参数—————————————————————————--------项目类型（或参数）—————————————————————————电机功率/kW55运输能力／t.h—1200中间槽尺寸／m

7、m1500x630x270漏矸孔尺寸／mm500x400漏矸间距/m由机头至机尾7.5,3,6,6,7.5,9,10.5,10.5——————————————————————————当充矸机下刮板对矸石的作用力超过其自身重量时，自压式矸石充填机将会被抬起，开始向上方空间充填，如此往复，从而实现矸石输送机的自充自压。随着自压式矸石充填机抬升，各漏孔充填高度逐渐增大，提高充填效率，保证了充填的质量。(3)矸石破碎机为保证矸石充填系统正常运作，须在翻车机和矸石刮板输送机之间