华泰矿业有限公司煤矸石似膏体胶结充填项目投资立项备案核准融资贷款申报资料

除了石英和长石外，以上矿物均属于层状结构的硅酸盐，这是煤矸石矿物成分的个特点。

煤矸石的化学成分不稳定，不同地区的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的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的关系曲线图充填料孔隙比与压力的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，具有定的散体强度，是较好的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，孙村煤矿的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的粉状物质。

通常所指的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的物质。

在高温下，煤粉颗粒将发生系列的物理化学变化。

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，煤粉颗粒的菱角会收缩使颗粒成为球状，这些熔化的球状颗粒会在煤粉燃烧过程中产生的和水蒸气中漂浮。

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的区域，然后淬灭成中空厚壁的球状颗粒。

由于和水蒸气的存在，这些颗粒可能与这些气体发生二次聚合和解聚反应。

由于粉煤灰具有定的悬浮性能，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的情况下，可显著提高其流动性或在保持其流动性不变的情况下，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的似膏体由于水泥粉煤灰煤矸石都属轻物料，左右质量浓度的充填料浆其体积浓度远大于同质量浓度的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，再进行详细的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的百分比。

推荐配比充填浆体的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值粒径为。

浆体体重体积浓度工作面积，处理量，筛面倾角。

外形尺寸长宽高，生产厂家鞍山矿山机械厂。

皮带输送机皮带输送机负责将来自圆盘给料机振动筛的煤矸石输送至搅拌桶，因输送距离有限，故选用型通用固定式带式输送机，带宽，托辊槽角，物料堆积角，输送物料最大截面积，倾斜输送根据振动筛出料口与搅拌桶入口的高差以及距离确定倾角，预计，输送倾角系数，带速，输送能力为星形给料机水泥采用可调速星形给料机，叶轮直径，联轴器传动，齿轮减速电机，功率，通过调节转速，小时供料能力在内可调。

粉煤灰采用可调速星形给料机，叶轮直径，联轴器传动，叶轮转速时，小时供料能力可达。

螺旋输送机水泥由螺旋输送机输送至搅拌桶，型号，螺旋直径，长度根据水泥仓与搅拌桶的距离确定，输送能力。

粉煤灰由螺旋输送机输送至搅拌桶，长度根据水泥仓与搅拌桶的距离确定，输送能力。

搅拌桶水泥粉煤灰煤矸石减水剂搅拌采用的搅拌桶，有效高度，有效容积。

按照能力要求，浆体在搅拌桶内的停留时间为。

桶内布置双层搅拌叶片，上层叶片为右旋式，下层叶片为左旋式。

每层叶片数目个，两层共片。

由于浆叶在搅拌过程中主要失效方式为磨损，故建议选用钼铬合金。

叶片转速。

搅拌桶内安设料位计，出浆口外接短钢管与充填钻孔内相连。

搅拌桶安装上下液位计，出口安装电磁流量计和核辐射浓度计测定浆体流量和质量浓度。

搅拌桶底部设置清洗和故障排砂口，由电动螺旋杆控制开启。

搅拌桶上部应设立捕尘设施。

搅拌桶生产厂家自行加工或吉林辽源重型机器厂。

装载机采用台前端式装载机，分别布置在煤矸石破碎现场和充填制备站现场，负责装载煤矸石。

装载机斗容，最大卸载高度，卸载距离，最大爬坡能力，最高档速发动机功率。

计量设备煤矸石计量采用电子皮带秤水泥与粉煤灰计量采用冲板流量计减水剂及水计量采用电磁流量计浆体流量计量采用电磁流量计，配电磁流量转换器浆体浓度计量采用核辐射浓度计料位计，与各料仓搅拌桶设计时同步考虑。

减水剂泵减水剂输送泵根据流量确定。

总图方案设计煤矸石破碎系统与建材厂破碎系统同步考虑，因此，本总图设计仅考虑充填制备系统。

根据充填工艺流程主要设施和主要设备方案，充填制备站总图方案设计如图所示。

由于充填制备站地形平坦，无高差可以利用，因此，充填制备系统厂房采用双层钢结构。

水泥粉煤灰减水剂输送系统，搅拌系统，控制系统，充填钻孔均布置在厂房内，充填钻孔先期施工两条，预留另外两条位置。

厂房待主要系统和两条钻孔施工完毕后封顶，厂房设计应考虑未来钻孔施工要求。

煤矸石堆场设置简易顶棚，皮带输送机设置皮带走廊。

其他设施，如动力房地磅房高位水池办公室等的布置参见图。

整个充填制备站面积。

井下管道输送系统方案设计地表充填制备站制成的符合要求的水泥粉煤灰煤矸石浆体沿充填钻孔进入井下充填管道。

与充填钻孔布置方案相对应，井下管道输送系统也有种布置方案方案钻孔施工荒孔直径，安装高锰钢管至绞车房水平标高，变径后与高锰主充填管道连接，经短平巷进入绞车房平巷，沿三二轨道下山至水平，最后经左右水平管道至首采充填工作面。

方案钻孔施工至水平，变径后与高锰主充填管道连接，主充填管道沿新施工水平巷道至首采工作面上方后，另行施工深度二级钻孔至，钻孔荒孔直径，安装高锰钢管至首采充填工作面。

方案钻孔直接施工至水平，变径后与高锰主充填管道连接，充填料浆沿水平管道至首采工作面。

推荐采用方案。

图华泰公司充填制备站总图布置方案井下管道安装与布设时，应注意以下问题为减少充填引流水和洗管水的用量，减轻井下充填料浆排水压力，同时提供堵管时的处理措施，在钻孔与水平管道连接处添置三通管，引入压风和高压水保证合理的充填倍线。

如果倍线过小，出口浆体压力过大管道磨损严重，采场充填难度加大反之，如果倍线过大，则工作流速降低，固体颗粒容易沉淀，造成管道堵塞在正常情况下，水平巷道中，管路布设应有定的下向坡度，不允许出现反向输送和充填尽量减少弯道接头，因为在这些部位，流速容易放缓，局部阻力增大，易造成堵管，绝对避免锐角弯道的存在管道连接最好使用快速接头在易堵管部位，如弯道等，应设立事故处理阀门作为事故处理措施之，随充填管道同时布设压风管和压水管管道每隔定距离要安装压力表，检测充填过程中的压力变化沿程要保证良好的照明和通风条件保证安装质量，包括钻孔的垂直度垂直管道的偏斜度水平管道的起伏度应严格控制，因为安装质量不好，不仅会加大管道磨损降低管道使用寿命，而且容易造成堵管。

煤矸石似膏体胶结充填系统可行性评价环境评价煤矸石似膏体充填系统满足环境保护要求充填骨料煤矸石来自井下掘进工作面，回填井下不会恶化井下工作环境煤矸石似膏体呈碱性，不会恶化地下水质，也不会对井下设备产生腐蚀破坏煤矸石似膏体体积浓度高，泌水率小，不会脱出大量充填用水，增加井下排水压力，而且似膏体各物料混合均匀，不会产生细颗粒随泌水流出采场而污染井下环境的现象煤矸石回填井下，有利于消灭矸石山和环境保护，回收土地资源充填采矿既提高了煤炭资源回收率，又保护地表建构筑物，有利于防止地下采矿引起地表移动和塌陷等地质灾害充填用水可使用经过处理的井下废水，实现水资源的循环使用。

制备系统可靠性评价由中南大学和山东新汶矿业集团孙村煤矿合作开发的煤矸石似膏体胶结充填技术已经完成，并投入工业应用，年多的工业运行实践表明，煤矸石似膏体制备系统安全可靠。

新泰公司煤矸石似膏体胶结充填制备系统物料贮存输送系统可靠，充填料浆在搅拌桶内的搅拌时间，可以保证充填料浆搅拌均匀。

设计采用高位水池，可以保证足量压力水供应，为处理突发事故如堵管提供保障。

各物料添加量通过专门计量设施精确计量，所有参数由计算机实施监测与控制，可以根据需要适时调整，保证充填技术参数符合设计要求。

设计条钻孔，并预留另外条钻孔位置，可以满足充填要求。

管道输送系统可靠性评价流动性评价浆体临界流速是浆体流动阻力最小时的流速，充填浆体欲实现顺利输送，其实际工作流速必须大于临界流速，否则，固体颗粒会沉淀于管道底部，造成管路堵塞。

临界流速按下式估算式中与粒径浓度等有关的速度系数，根据充填料中值粒径粒级组成曲线上累积含量时对应的颗粒粒径，查图得管道内径重力加速度输送载体水和以下细颗粒密度，粒径小于的混合料质量。

煤矸石粒径小于的颗粒含量约为，粉煤灰与水泥粒径小于的颗粒含量约为，因此。

水的质量，粒径小于的混合料体积，。

水的体积，推荐配比煤矸石似膏体充填浆体的载体密度。

将有关参数代入式得，设计系统工作流速，是临界流速的倍，输送可靠性满足要求。

浆体实际工作流速受诸