安全高效高回收率綜合機械化固體充填采煤技術匯報提綱1充填采煤基本原理2立項的工程背景3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置矸石與粉煤灰充填材料基本特性5矸石與粉煤灰投料系統設計6關鍵設備的研制7采場礦壓與覆巖移動規律8經濟與社會效益9主要結論圖1自夯式充填開采液壓支架夯實原理圖圖2充填采煤技術框架圖1.2矸石與粉煤灰充填采煤系統1充填采煤基本原理圖3充填采煤系統布置1充填采煤基本原理項目“安全高效高回收率綜合機械化固體充填采煤技術”錄像包括內容：（1）立項背景（2）充填開采井上下系統（3）主要創新點1充填采煤基本原理（1）矸石與粉煤灰充填開采投料系統設計（2）矸石與粉煤灰自夯式充填開采液壓支架研制（3）矸石與粉煤灰充填開采輸送機設計（4）矸石與粉煤灰充填開采工藝設計（5）采空區充填率與地表沉陷控制1.3充填采煤關鍵技術1充填采煤基本原理2.1建筑物下采煤技術2.2邢臺礦建下壓煤概況2立項的工程背景2立項的工程背景（1）遷村開采（2）條帶開采（3）傳統充填開采（4）離層帶注漿開采2.1建筑物下采煤技術2立項的工程背景固體充填材料：矸石：地面矸石山占地：4.6萬m2

矸石量：380萬m3

選煤廠洗矸：30萬m3/a

粉煤灰：自備矸石電廠：37萬m3/a2.2邢臺礦建下壓煤概況煤炭儲量：剩余可采儲量：2327.9萬t

建下壓煤：5823萬t2立項的工程背景3.1地質采礦條件3.2采區巷道布置

充填開采地質采礦條件及采區巷道布置3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置主采煤層：2#煤層煤層埋深：295～335m，平均約為320m煤層厚度：5.79m，分層開采,上分層2.79m、下分層3.0m煤層傾角:7°～10°，平均傾角9°煤層瓦斯：絕對涌出量為0.2m3/min

相對涌出量為0.02m3/t3.1地質采礦條件3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置圖4充填開采區域柱狀圖3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置

試驗區域位于邢臺礦工業廣場西北部，有以下建（構）筑物：礦區專用鐵路線和南三環公路；礦機修廠電器車間、礦標宿樓、機修車間、地面注漿站。試驗區域地表建筑物狀況：3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置圖5地表建（構）筑物分布狀況3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置工作面名稱：7606充填開采面工作面傾斜長度：50m工作面推進長度：460m設計可采儲量：10.81萬t3.2采區巷道布置3充填開采地質采礦條件及采區巷道布置表1矸石與粉煤灰試驗配比方案4矸石與粉煤灰充填材料基本特性4.1矸石與粉煤灰充填材料的力學特性4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖6不同配比條件下充填材料壓實度與壓實力的變化關系4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖7矸石與粉煤灰配比1:0.6的壓實曲線4矸石與粉煤灰充填材料基本特性圖8現場充填材料（1:0.3）壓實度隨壓實曲線4.2現場試驗充填材料基本特性測試4矸石與粉煤灰充填材料基本特性

結論：（a）總變形量：11.5％。包括壓實階段變形：8.7％；流變：2.8％。（b）煤與充填材料的質量比：1：0.83。圖9現場充填材料的時間相關特性4矸石與粉煤灰充填材料基本特性表2投料井設計相關參數5矸石與粉煤灰投料系統設計投料井技術參數參

數

項

參

數

值

參

數

項

參

數

值

投料井井深/m

350

儲料倉直徑/m

4

投料井高度/m

300

投料井直徑/m

0.486

儲料倉高度/m

50

5矸石與粉煤灰投料系統設計投料系統工藝流程5矸石與粉煤灰投料系統設計投料系統設備布置5矸石與粉煤灰投料系統設計投料系統緩沖裝置5矸石與粉煤灰投料系統設計（1）設計要求（a）自夯式充填液壓支架后部必須提供可供充填機構工作所需的空間；（b）充填液壓支架尾梁必須有足夠的強度；（c）需要安設可調整充填開采輸運機高度的設備；（d）需要在支架尾梁下部設計滑道；（e）需要設計夯實機構將充填料推壓夯實；（f）自夯式充填液壓支架的足夠的穩定性。6關鍵設備的研制6.1自夯式充填開采液壓支架6關鍵設備的研制（1）設計要求（a）要滿足工作面正常生產時對充填料運輸量的要求（b）設計落料量大且均勻的卸料孔形狀及合理間距（c）充填開采輸送機各部件應連接可靠，重量輕（d）充填開采輸送機應有足夠的彎曲度（e）充填開采輸送機運行的可靠性要高6.2充填開采輸送機6關鍵設備的研制（2）充填開采輸送機a.充填開采輸送機卸料孔整體布置圖b.卸料孔局部放大圖6關鍵設備的研制圖12自移式矸石與粉煤灰轉載設備結構原理示意圖6.3自移式矸石與粉煤灰轉載設備6關鍵設備的研制（2）地表變形觀測預計結果7采場礦壓與覆巖移動規律開采方式開采狀態下沉（mm）傾斜（mm/m）水平變形（mm/m）水平移動（mm）曲率（mm/m2）垮落開采開采一分層2272.22.4880.07開采一、二分層4824.94.81830.1充填開采開采一分層520.50.6200.02開采一、二分層1131.11.2430.03實測開采一分層16――――――――實測結果

從工作面開切眼開始進行連續觀測，礦用鐵路沿線最大下沉值為16mm，位于7606充填工作面東側水平距離約37m處，沿南外環公路的觀測線沒有任何下沉變化。因此，7606充填開采工作面的開采基本上還沒有影響到地表的建筑和設施。7采場礦壓與覆巖移動規律8經濟與社會效益8.1項目設備投入費用項目設備名稱單位價格（萬元）用量（臺、套）服務煤量（萬t）總投資（萬元）噸煤成本（元/t）地面650皮帶輸送機60.61580.9560.60.104膠帶0.028500m140.024給料機7.52150.026計量裝置19.8119.80.034粉煤灰運輸車76.82153.60.264底架及框架16.7116.70.029投料孔相關控制設備和電源線以及設備安裝用附件161160.028鉆機351350.06投料567快速起閉器4.71580.954.70.008堵塞報警器501500.086緩沖裝置10011000.172井下650皮帶輸送機60.64242.40.417650膠帶0.0281470m41.20.07自夯式充填液壓支架12344080.702自移式轉載機681680.117充填開采輸送機461460.079礦壓監測設備72.7172.70.125合計1415.73.9128經濟與社會效益8.2充填開采工程費用名稱單位價格/萬元用量總投資/萬元服務煤炭/萬t噸煤成本/元/t地面改造5050580.950.086鉆孔1350m245580.950.422孔內管0.301296m891200.742儲料倉331個33580.950.057煤巷0.3957m287.1580.950.494合計704.11.8018經濟與社會效益8.3其它費用（1）增加工人費用：17.8元/t

（2）技術合作費用：0.344元/t

（3）地面變形補償費用：3元/t綜上分析可知，因為充填開采增加成本為：3.912+1