① 充填方法
充填方法在采矿工程中是一种重要的支撑顶板、减少变形及压力的手段。具体来说,通过使用砂、石等材料填充采空区,形成充填体,从而支撑顶板和围岩,有效防止顶板垮落和减少地表下沉。这种方法与长壁垮落采煤法相比,具有多方面优势,如有效防止顶板垮落,降低坑木消耗,提高回采率,防止自燃发火,保护矿区环境,减少采空区瓦斯涌出量等。适用于三下采煤、煤层顶板坚硬、特厚煤层、有冲击地压危险及自燃发火倾向严重的煤层。然而,充填采矿法也存在一些缺点,比如需要建立完整的充填系统,增加基建投资,井下巷道系统复杂,充填工作费工费时,增高成本,以及工作面充填工作复杂,效率低。
水力充填是充填方法中的一种,利用水压将充填材料通过管路输送到采空区进行充填。水力充填材料需具备容易脱水、粒径小、来源充足且价格低廉的特性。常用的充填材料包括河砂、风化岩石、露天矿剥离物、洗选厂的尾砂和矸石、化工厂或冶炼厂的废渣或热电厂的粉煤灰等。水力充填的水源由设在注砂井附近的地面贮水池提供,充填材料经过加水混合成砂浆后,通过砂浆输送系统输送到采空区,通常利用回风巷道铺设管路。充填管管径为150~200mm,由耐磨材料制造,砂浆流速应大于临界速度,通常为2~4m/s。充填作业在回采工作面推进到最大控顶距时开始进行,随着充填的进行逐步拆管,回收支柱。
风力充填以压缩空气为动力,将充填材料沿充填管路输送到采空区进行充填,也称为压气充填。与机械充填相比,风力充填的充填体致密、充填能力大、系统简单易行。主要设备为风力充填机,包括固定式、半固定式和移动式三种。在采用前进式回采时,可将掘进的矸石直接充填到巷道旁。风力充填除充填机外,还需要空气压缩机、充填管和供水管、洒水等设备。风力充填所用的空气压缩机要求风量大、风压适当、体积小、重量轻,且充填管耐磨性能好。由于风力充填系统简单,能直接用井下矸石破碎后进行充填,在适宜的条件下可以采用。
机械充填多用于非煤矿山。干式充填料通过矿车、带式输送机等运至矿块充填天井,溜入采场,然后用电耙或自行车辆分布充填料。这种充填工艺的沉缩率大,生产效率低,应用日益减少。胶结充填技术在煤矿中也逐渐增多,胶结材料主要为水泥和粉煤灰。胶结充填体强度大,稳固性好,能更好地支撑围岩,保证安全回采矿柱,防止岩层垮落和移动。胶结充填体还能改善不稳固和复杂矿体的开采条件,显着降低矿石损失率和贫化率。然而,胶结充填成本相对较高,常用的胶结物是水泥,骨料可就地取材。充填料通过机械或水力管道输送。胶结砂浆的浓度(重量)多为60~65%,有的矿山采用自重加泵送的措施,可使浓度达72~78%。
胶结充填系统主要有两种方法:立式砂仓法和充填秤量集料法。立式砂仓法将砂浆与水泥或水泥浆一起加入搅拌器,胶结砂浆的流量和浓度由流量计和浓度仪测定,并通过自动控制系统进行调整。充填秤量集料法按充填体的作用选择配料比例,通过胶带电子秤事先控制尾砂量和水泥量,并用流量计测出供水量,然后在搅拌器中混合。这些方法根据具体情况选择,以实现高效的充填作业和安全的采矿过程。
(1)煤矿坑木怎样使用图片扩展阅读
就是利用某种物质材料,将物体的表面或内部的空隙填补充分。