煤礦老空區(qū)粉煤灰充填技術(shù)應(yīng)用
一、項(xiàng)目背景
過去,煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,生產(chǎn)規(guī)模小,工藝落后。在上個(gè)世紀(jì)八十年代,全國煤炭市場(chǎng)疲軟,地方煤炭開采實(shí)施“有水快流”的政策,有些煤礦采用落后的“房柱式”或“殘柱式”打眼放炮采煤方法,生產(chǎn)技術(shù)裝備水平低,生產(chǎn)工藝落后,以掘代采,采掘不分。
粉煤灰為電廠煤炭燃燒后的主要產(chǎn)物,且現(xiàn)在對(duì)粉煤灰的開發(fā)利用有限,若不及時(shí)處理對(duì)環(huán)境污染較大。
近年來,隨著開采強(qiáng)度的不斷加大,很多礦井逐步進(jìn)入房柱式采空區(qū)上開采。但蹬空開采存在一定的安全威脅,以粉煤灰為主的充填材料,價(jià)格低廉,且強(qiáng)度滿足要求,具有一定的先進(jìn)性。
二、研究內(nèi)容
1.基本原理
通過在老空區(qū)上覆地面施工鉆孔將水泥、粉煤灰混合漿液注入采空區(qū)和上覆巖層的裂隙中。混合漿液經(jīng)過固化、膠結(jié)形成結(jié)石體,對(duì)上覆巖層形成支撐作用,阻止采空區(qū)上覆巖層的冒落。
2.關(guān)鍵技術(shù)
保證上覆煤層回采過程中,采空區(qū)以上巖層能夠有效地承受采動(dòng)影響的荷載,不產(chǎn)生下沉和變形,合理確定采空區(qū)治理水泥、粉煤灰注漿標(biāo)準(zhǔn)。
3.工藝流程
4.主要參數(shù)指標(biāo)
老空區(qū)治理水泥、粉煤灰注漿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為:
?、僮{材料配比:水泥∶粉煤灰=3∶7;
②漿液充填率:≥85%;
?、蹪{液結(jié)石率:≥85%;
?、軡{液結(jié)石強(qiáng)度:1.5~2.0MPa;
?、葑{結(jié)束壓力:2~3 MPa。
三、應(yīng)用效果
某礦老空區(qū)未填充前,6號(hào)煤層受蹬空煤量92萬噸,無法回采。
該礦根據(jù)老空區(qū)分布情況,設(shè)計(jì)在每個(gè)較大老空區(qū)施工一個(gè)注漿鉆孔,通過地面注漿填充老空區(qū),根據(jù)煤層傾角,部分老空區(qū)采用自溜填充,共施工10個(gè)注漿孔,合計(jì)1729.8m,注漿49104.5m3。合計(jì)費(fèi)用726萬元。
老空區(qū)充填后,可多采出煤炭92萬噸,按照目前成本測(cè)算,每噸煤利潤約100元,可創(chuàng)造利潤9200萬元,扣除成本費(fèi)用726萬元,可現(xiàn)實(shí)利潤8474萬元。
四、推廣應(yīng)用
通過老空區(qū)填充,有效確保了蹬空工作面的安全回采,同時(shí)有效對(duì)粉煤灰進(jìn)行利用。該技術(shù)適用于煤層層間距較小,且下伏老空區(qū)面積較大,上覆煤層回采存在蹬空威脅的礦井。