1、式，得，取壁厚。充填管道型号据此选取高锰钢管，材质，外径，钢管壁厚，实际管道有效内径。水平管道之间用快速接头连接。充填钻孔由于系统从地表至首期充填水平高差超过，钻孔破损后处理或者重新施工新钻孔难度较大，因此，应尽量延长钻孔使用寿命。鉴于管径增大会使矿物均属于层状结构硅酸盐，这是煤矸石矿物成分个特点。煤矸石化学成分不稳定，不同地区煤矸石成分变化较大，其主要化学成分是和。其次为和等。此外，也常含有少量和等金属元素。分析煤矸石物理力学性质及化学成份组成表表和图图，可以得出如下结论表充填料物理力学性能表充填料密度松散干密度渗透系数中值粒径，水上休止角水下休止角煤矸石粉煤灰注分子为干样松散干密度，分母为水中沉积时松散密度中值粒径粒级组成曲线上累积含量时对应颗粒粒径表充填物料不同粒径组成表充填料煤矸石粉煤灰表充填料压缩参数测定结。
2、密度，。混合固料中值粒径根据水泥粉煤灰煤矸石中值粒径和配比情况，可以估算出混合固料中值粒径为。浆体体重体积浓度体积水砂比水泥水泥罐车压气卸料水泥仓计量与输送煤矸石破碎煤矸石堆场计量与输送搅拌管道自流输送充填采场粉煤灰罐车压气卸料粉煤灰仓计量与输送水计量与输送建材厂中碎充填工艺流程华泰公司煤矸石似膏体充填工艺流程如图所示。图华泰公司煤矸石似膏体充填工艺流程图在煤矸石山附近建立粗碎站，破碎后以上煤矸石进入建材厂中碎工序，以下煤矸石通过汽车运输至充填站煤矸石堆场。充填时由装载机将堆场应。由于粉煤灰具有定悬浮性能，可增大充填料浆体积浓度，有效抑制骨料沉淀，改善充填料浆管输性能。减水剂在充填料浆用水量不变情况下，可显著提高其流动性或在保持其流动性不变情况下，大量减少其用水量。充填料浆技术参数水泥粉煤灰煤矸石减水剂。
3、天班，每班工作制度。根据合同要求，充填系统生产能力应达到或。日充填量根据充填系统生产能力，日充填量为式中压缩沉降系数，取流失系数，取。充填方式确定根据华泰公司三采区具体开采技术条件，可以采用充填方式包括膏体泵送充填和似膏体自流充填，基于以下原因，确定采用似膏体管道自流充填膏体泵送充填虽然技术含量高井下脱水量少，但系统投资大，技术可靠性差而似膏体自流充填投资小，操作简单，运行可靠。由于华泰公司三采区充填范围内储量不大，从经济角度而言，适合采用简单可靠似膏体自流充填技术膏体泵送充填，料浆排出后，流动性能差，接顶困难，而似膏体自流充填兼顾充填料浆浓度和浆体流动性，能够尽可能提高空区充满率根据国内外充填矿山经验，只有当浆体压头不足，不能采用管道自流输送时，才考虑采取加压输送方式。管道自流输送标准是管路系统几何充填倍线小。
4、值粒径为。浆体体重体积浓度体积水砂比水泥水泥罐车压气卸料水泥仓计量与输送煤矸石破碎煤矸石堆场计量与输送搅拌管道自流输送充填采场粉煤灰罐车压气卸料粉煤灰仓计量与输送水计量与输送建材厂中碎充填工艺流程华泰公司煤矸石似膏体充填工艺流程如图所示。图华泰公司煤矸石似膏体充填工艺流程图在煤矸石山附近建立粗碎研究背景及目的和意义山东华泰矿业有限公司以下简称华泰公司是山东新汶矿业集团所属主力矿山之，煤炭储量万，三采区是华泰公司主要采煤工区，位于井田东北部，采区范围东至矿井边界，边界线为秦煤柱线，西部至付断层，浅部为秦与付断层交汇处，深部至花断层。南部为秦及付断层，北部为付断层，三采区面积。地面标高，埋藏深度约。尚好。十五层煤十五层煤以上已开采完成，根据实际揭露平均煤厚左右，以下煤厚，平均，开采上限为，下限为，平均走向长度。
5、途径，经济效益环境效益和社会效益显著，项目符合国家节能减排政策要求。虽然中南大学和新汶矿业集团孙村煤矿合作开展了城镇下煤柱开采煤矸石似膏体管道自流充填综合技术研究，建成了孙村煤矿煤矸石似膏体充填制备与输送系统并投入生产应用，且经过年多工业运行实践证明，煤矸石似膏体充填技术安全可靠，但由于华泰公司煤矸石物理力学性质粒级组成化学成分堆放时间等与孙村煤矿煤矸石不同，充填制备站距充填工作面高差和距离也与孙村煤矿完全不同华泰公司高差更大，输送距离更短，因此华泰公司煤矸石胶结性能煤矸石似膏体管道自流输送特性与孙村煤矿差别较大，不能简单地将孙村煤矿煤矸石似膏体充填技术移植到华泰公司，必须根据华泰公司煤矸石特性和充填开采技术条件，进行华泰公司煤矸石似膏体充填技术参数和管道自流输送特性试验研究，确定最佳充填配比参数和管道自流输送参数，进。
6、等混合物料加水形成质量浓度为左右似膏体由于水泥粉煤灰煤矸石都属轻物料，左右质量浓度充填料浆其体积浓度远大于同质量浓度尾砂或其他粗骨料胶结料浆，通过钻孔和井下管道输送至待充采场。由于华泰公司煤矸石充填料浆配比试验正在进行中，其关键技术参数尚不能确定，因此暂按孙村煤矿煤矸石似膏体充填料浆技术参数进行相关计算与初步设计，待华泰公司配比试验完成，关键技术参数确定后，再进行详细理论计算与方案设计。煤矸石似膏体胶结充填料浆配比参数骨料煤矸石，粒径小于水泥粉煤灰煤矸石质量比质量浓度复合减水剂添加量水泥与粉煤灰质量和百分比。推荐配比充填浆体物理力学参数指标充填体强度不低于泌水率低于混合固料密度式中水泥密度，粉煤灰密度，煤矸石密度，。混合固料中值粒径根据水泥粉煤灰煤矸石中值粒径和配比情况，可以估算出混合固料中。
7、果览表充填料压缩系数压缩模量煤矸石粉煤灰表充填材料化学成份测定结果充填料名称煤矸石粉煤灰图充填料粒级组成曲线图充填料单位沉降量与压力关系曲线图充填料孔隙比与压力关系曲线煤矸石粒级较粗，即使经过破碎，其控制粒度也在以下，因此，充填管道输送特性较差煤矸石含量较高，具有定散体强度，是较好充填骨料煤矸石渗透系数较高，达，有利于充填体脱水和快速硬化虽然煤矸石在压力作用下孔隙比与单位沉降量较大，但由于粉煤灰沉降量小，可以填充煤矸石孔隙，从而有效抑制煤矸石胶结体压缩沉降率，提高采场接顶充填效果。综上所述，虽然受破碎成本限制，煤矸石粒度较大，管道自流输送过程中容易沉淀且管道磨损严重，但通过添加粉煤灰等细粒物料进行改良并提高浓度后，上述问题可以得到解决，孙村煤矿充填实践也证明了这点。充填材料构成华泰公司煤矸石似膏体胶结充填材料由水泥粉煤。
8、灰煤矸石减水剂组成。煤矸石为充填骨料，为便于管道输送，需进行破碎，控制粒度。普通硅酸盐水泥为胶凝材料。粉煤灰又称飞灰，是种颗粒非常细以致能在空气中流动并能被特殊设备收集粉状物质。通常所指粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出经收尘器收集物质。在高温下，煤粉颗粒将发生系列物理化学变化。首先煤粉达到熔融状态后由于表面张力使表面积达到最小，煤粉颗粒菱角会收缩使颗粒成为球状，这些熔化球状颗粒会在煤粉燃烧过程中产生和水蒸气中漂浮。这些颗粒充分燃烧离开火焰区域后，会迅速移动到温度较低区域，然后淬灭成中空厚壁球状颗粒。由于和水蒸气存在，这些颗粒可能与这些气体发生二次聚合和解聚反应。由于粉煤灰具有定悬浮性能，可增大充填料浆体积浓度，有效抑制骨料沉淀，改善充填料浆管输性能。减水剂在充填料浆用水量不变情况下，可显著提高其流动。
9、突出。随着煤炭价格持续在高位运行，该方法在地下煤炭矿山推广应用已成为发展趋势。鉴于华泰公司三采区煤层是典型三下资源，为保证地表建构筑物安全，充填采矿法应该是该部分资源开采首选方法。另方面，由于多年强化开采，华泰公司在地表堆积了大量掘进产生煤矸石，煤矸石山位于城镇范围内，不仅占用大量宝贵土地资源，而且造成城镇环境和地下水污染。如果能够将这部分煤矸石彻底消化，不仅可以恢复宝贵土地资源，创造显著经济效益，而且会对保护环境创建绿色矿山作出重大贡献。为解决矿山堆存煤矸石出路，华泰公司建成了利用煤矸石制作建筑用砖建材厂，但其处理煤矸石能核准通过，归档资料。未经允许，请勿外传,力有限。如果能将煤矸石作为充填骨料，添加胶凝材料形成胶结充填料浆充入井下采煤工作面，不仅可以彻底解决华泰公司三下资源安全开采技术难题，而且为煤矸石提供条新处理。
10、行煤矸石似膏体充填制备与输送系统能力计算和方案设计，在此基础上完成华泰公司煤矸石似膏体制备系统和管道自流输送系统施工设计和建设，并经过现场工业试验加以完善，以达到华泰公司煤矸石似膏体充填安全高效目。充填法开采煤层技术条件二层煤二层煤厚，平均厚度，开采上限为，下限到花断层煤柱，平均走向长度，倾斜长度，面积，煤层倾角。顶板岩层为深灰色泥岩粉砂岩和浅灰色砂岩，泥岩地段稳定性较差，砂岩地段。主要设施充填管道与充填钻孔充填管道直径根据充填系统充填能力要求和充填料浆工作流速在兼顾能力输送可靠性料浆出口压力基础上，确定充填料浆工作流速，充填管道内经应不小于式中充填系统小时充填能力充填系统设计工作流速，。充填管道壁厚充填管道壁厚按下式计算∶式中管道所受最大压强，取钢材抗拉许用应力，焊接钢管取磨损腐蚀量，取。代入。
11、，倾斜长度，面积，煤层倾角。顶板岩性及稳定性与二层煤基本致。充填范围充填采煤方式与充填系统能力确定充填范围和充填采煤方式充填范围华泰公司三采区主采煤层为二层和十五层煤，其各自充填范围如图图所示。充填采煤方式根据山东科技大学三采区采充方案设计结论及建议和目前三采实际情况，在综合考虑安全和经济因素基础上，确定二层和十五层煤采用间隔充填回采方案即在左右开采深度，采用充填面宽，非充填面宽开采方案左右以下，采用充填面宽，非充填面宽开采方案。图华泰公司二层煤充填开采范围图华泰公司十五层煤充填开采范围由于三采煤层倾角比较大，采用条带式充填，即回采工作面沿走向推进段距离后，停采撤面，进行充填。然后，另开切眼，重新推采下个条带回采工作面。首采充填工作面选定在水平。充填系统生产能力与充填材料消耗量计算充填系统生产能力充填作业采用年工作，每。
12、性或在保持其流动性不变情况下，大量减少其用水量。充填料浆技术参数水泥粉煤灰煤矸石减水剂等混合物料加水形成质量浓度为左右似膏体由于水泥粉煤灰煤矸石都属轻物料，左右质量浓度充填料浆其体积浓度远大于同质量浓度尾砂或其他粗骨料胶结料浆，通过钻孔和井下管道输送至待充采场。由于华泰公司煤矸石充填料浆配比试验正在进行中，其关键技术参数尚不能确定，因此暂按孙村煤矿煤矸石似膏体充填料浆技术参数进行相关计算与初步设计，待华泰公司配比试验完成，关键技术参数确定后，再进行详细理论计算与方案设计。煤矸石似膏体胶结充填料浆配比参数骨料煤矸石，粒径小于水泥粉煤灰煤矸石质量比质量浓度复合减水剂添加量水泥与粉煤灰质量和百分比。推荐配比充填浆体物理力学参数指标充填体强度不低于泌水率低于混合固料密度式中水泥密度，粉煤灰密度，煤矸石。
参考资料：
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（新增项目）华泰矿业有限公司煤矸石似膏体胶结充填项目可行性方案（项目计划书）