煤炭资源绿色开采.ppt
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1、煤炭资源绿色开采,湖南科技大学 王卫军,提 纲:, 现状、目的意义 膏体充填 膏体充填不迁村采煤技术发展方向 膏体充填不迁村采煤技术经济环境效益,1 现状、目的意义 1.1 现行采空区处理方法的危害,普遍采用顶板全部垮落法 岩层移动、地表沉陷、 农田、建筑设施损坏 全国因煤炭开采引起塌陷地43万公顷 全国平均每采万t煤塌陷土地0.2公顷 每年新增塌陷地约2万公顷 兖州:土地赔偿费6000多万元/年,近10年付 出20多亿元。, 全国建筑物、水体、铁路下(三下)压煤100亿t 其中: (1) 兖州: 村庄172个,压煤5.2亿t,占可采储量41.2%. (2) 新汶: 村庄压煤2.5亿t,占总储
2、量64%. (3) 徐州: 村庄等建下压煤5.0亿t,占可采储量63.7%. (4) 峰峰: 村庄73个,压煤1.0亿t. (5) 许厂: 首采区建下等压煤面积达68.7%.,1 现状、目的意义 1.1 现行采空区处理方法的危害, 生产规模不断扩大, 压煤无法开采,矿井面临过早报废 (根据兖州矿业集团 “5356”工程规划),1 现状、目的意义 1.1 现行采空区处理方法的危害, 迁村解放压煤,成本大幅增加 例1: 淄博许厂煤矿130南翼集中巷以东部分,长1500m,宽1400m,涉及2个自然村490户人家、8个企业、1座敬老院、一段1440m的327国道,如果搬迁,需要搬迁费用1.59亿元,
3、 吨煤成本增加19. 96元/t.,1 现状、目的意义 1.1 现行采空区处理方法的危害,1 现状、目的意义 1.1 现行采空区处理方法的危害, 岩层移动破坏、地下水大量流失 平均吨煤水代价2t,华北地区10t 严重时土地沙漠化 矸石堆积、占用良田、环境污染 现已积存矸石30亿t,每年增加1.52.0亿t 全国1500座矸石山中140座在自燃,对大气、土地 环境严重污染。,1 现状、目的意义 1.2 国际水平,(1)水力和风力充填采空区 国家:波兰、德国、前苏联等 材料:河砂、煤矸石、粉煤灰 地表沉陷系数 q = 0.10.2 (2)离层注浆 国家:波兰 减沉效果:比不注浆减少2030%。,(
4、3)房柱法开采 国家:美国、澳大利亚等 煤炭采出率5060% 地表沉陷系数 q = 0.350.68 (4)条带开采 + 水砂充填采空区 地区:波兰托维兹、贝托姆等城市下 煤炭采出率45.860% 地表沉陷系数 q = 0.0090.036,1 现状、目的意义 1.2 国际水平,(5)膏体充填采空区 国家:德国、美国、加拿大、南非等 用途:金属矿山充填 煤矿处理采空区开始试验,1 现状、目的意义 1.2 国际水平,(1) 条带开采 我国煤矿冒落条带开采的宽度一般为1/5 1/10采深,地表沉陷系数q =0.1 0.2, 能够满足不迁村采煤要求. 但是, 条带开采的采出率低,只有40 60%,煤
5、层越厚,采深越大,采出率越低.,1 现状、目的意义 1.3 国内水平,(2) 水砂充填 抚顺胜利矿利用废油母页岩、河砂充填,地表沉陷系数q = 0.013. 新汶等矿区水砂充填,地表沉陷系数 q = 0.130.17. 能实现不迁村采煤,但是系统复杂、采煤工艺落后、效率低、成本高,没能推广。,1 现状、目的意义 1.3 国内水平,(3)离层区注浆 减沉明显,但不能满足不迁村要求。 国内部分矿井离层区注浆情况,1 现状、目的意义 1.3 国内水平,1 现状、目的意义 1.4 技术发展方向,(1)技术途径:绿色开采 (2)方法:采空区局部(条带)充填 材料:以煤矸石、粉煤灰为主的膏体、似膏体 材料
6、 (3)目标:关键层不破断、岩层不沉降,地下水不 流失,地表不破坏,建筑物不搬迁,取 消矸石山。,2 膏体充填 2.1 膏体充填的基本概念, 膏体充填: 将物料配制成 不淅水的、 牙膏状浆体, 在重力或泵压作用下充填采空区的方法。, 固体废弃物膏体材料充填不迁村采煤 (膏体充填不迁村采煤),利用煤矸石、粉煤灰、洗选煤泥或城镇固体垃圾等制作成 不淅水的、牙膏状浆体, 在重力或泵压作用下对工作面支架后方的采空区进行充填而形成必要的人工支撑体系,把采煤引起的地表移动控制在建筑物允许范围内,实现不迁村采煤的方法。,2.2 膏体充填材料的基本特征(6个),之:浓度高,一般重量浓度75%; 加拿大矿产与能
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