应用领域:煤矿充填开采。
成果简介:本成果由急倾斜采空区长距离充填技术、半煤岩充填巷支护设计方法及工作面全封闭柔掩支护结构三项关键技术组成。基于急倾斜采空区充填研石运移室内试验及数值模拟结果,以斜坡柔掩工作面为工程背景,发明了急倾斜采空区长距离充填技术,主要工艺流为:充填巷皮带机将矸石运至工作面上端头→耙斗将矸石耙至充填巷内部远距离处→研石自溜充填采空区。随着工作面推进,耙矸导向装置与耙斗绞车及时后撒,对从研石沉陷部位至工作面上端头区域的采空区进行充填。根据充填设备布置及行人的要求,优选了充填巷道的半煤岩断面,设计了锚网索联合支护形式,保证了长时间、长距离充填作业的顺利进行。为了抵抗采空区充填研石对工作面支架的动静载荷作用,研发了柔掩支架全封闭支护结构,可同时满足采空区隔离与工作面整体支护两方面的要求。
以本成果为主体的“研石充填开采关键技术及采空区覆岩稳定性研究”获得山东省科技进步二等奖。其主要研究内容如下:(1)急倾斜采究区内部充填研石运移规律;(2)急倾斜采空区长距离矸石充填技术;(3)矸石充填采空区的覆岩稳定性监测。
经济效益与应用前景分析:本成果已在京西矿区进行了推广应用,显著提高了急倾斜煤层矸石充填开采的技术水平,实现了采空区内100m范围的长距离充填,提高了煤炭回收率约10%,采空区研石充填率提高了20%,实现了研石不升井,矿区生态环境明显改善。目前拥有自主知识产权的国家发明专利十余项,为急倾斜煤层矸石充填开采技术的应用提供技术指导和实践经验,对金属等非煤矿山的充填开采具有一定的借鉴意义,推广应用前景广阔。
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