【BD-87】综合机械化固体充填采煤技术项目87页工程项目分析报告.doc文档

几十年来，为了解决三下压煤问题，各级地方政府和煤矿企业都做了大量的工作，科技人员也进行了多项技术研发和推广普及工作，使三下采煤技术的整体水平有了较大的提高，开发了包括迁村开采条带开采限厚开采协调开采离层带注浆充填采煤膏体充填采煤等多种技术，然而这些技术成本过高，且不能达到高效机械化，无法规模性的开采三下压煤。

多孔底卸式输送机设计全断面夯实系统设计要求充填采煤液压支架设计固体充填采煤关键设备的选型与设计充填采煤关键设备的性能井下矸石不升井系统设计充填物料垂直投料输送系统设计送系统设计充填物料井上运输系统设计充填物料井上下运输及垂直投料输技术关键与创新点充填采煤技术的总体构思现有技术及条件构思及技术关键采矿地质条件固体充填采煤技术总体研究内容与技术路线国内外研究现状立项背景及意义绪论绪论立项背景及意义国内外研究现状研究内容与技术路线固体充填采煤技术总体构思及技术关键采矿地质条件现有技术及条件充填采煤技术的总体构思技术关键与创新点充填物料井上下运输及垂直投料输送系统设计充填物料井上运输系统设计充填物料垂直投料输送系统设计井下矸石不升井系统设计固体充填采煤关键设备的选型与设计充填采煤关键设备的性能要求充填采煤液压支架设计全断面夯实系统设计多孔底卸式输送机设计自移式充填物料转载输送机设计其它配套设备选型固体充填采煤系统布置及工艺设计充填采煤区域方案设计充填与采煤工艺设计核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传，第页固体充填采煤地表沉陷预计充填采煤地表控制原理分析充填采煤地表沉陷预计方法选择地表建构筑物概况及高速公路的设防标准充填采煤沉陷预计参数选择充填采煤沉陷预计结果项目投资与效益分析项目的各项投资分析充填采煤吨煤成本分析经济与社会效益分析第页绪论立项背景及意义煤炭作为我国主要的支撑能源，随着国民经济的快速发展，位于煤炭下游的电力钢铁铁路等行业对煤炭的需求逐年加大，导致近年来煤炭开采速度加快，随着矿井开采年限的延长和采深的延伸，大批资源矿井逐步进入残采阶段，部分矿井已进入衰退期，有的甚至关井转产。

煤矿的衰老现象已成为资源型企业的共性问题，社会各界对有衰退倾向的矿井给予了足够的重视。

目前许多矿区不得不面对传统技术无法开采的三下建筑物下铁路下水体下压煤难题。

据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井三下压煤量达到亿以上，然而到目前为止，从三下采出的煤炭仅有亿左右，占整个三个压煤量的左右。

目前多数矿井都存在三下压煤的问题，般都占矿井可采储量的，部分高达。

由此可见，随着矿区煤炭资源的枯竭及相关行业对煤炭需求量的继续加大，矿区三下压煤问题逐渐凸现出来，而建构筑物下压煤尤为突出。

建构筑物下压煤问题直接影响着矿井的正常生产，造成生产接替紧张产量降低服务年限缩短，而且影响矿井的生产布局和总体规划，严重制约着矿井的可持续发展。

几十年来，为了解决三下压煤问题，各级地方政府和煤矿企业都做了大量的工作，科技人员也进行了多项技术研发和推广普及工作，使三下采煤技术的整体水平有了较大的提高，开发了包括迁村开采条带开采限厚开采协调开采离层带注浆充填采煤膏体充填采煤等多种技术，然而这些技术成本过高，且不能达到高效机械化，无法规模性的开采三下压煤。

目前采出的三下压煤大约是靠搬迁实现的，但导致了大量塌陷区，造成严重的生态与环境破坏，而且相当部分建筑物具有特殊的历史或象征意义也难以搬迁。

同时，煤矿生产中排放大量的固体废弃物矸石，传统的方式是直接堆放于地表，形成煤矿特有的地表特征建筑物矸石山。

据统计，目前全国历年累计堆放的煤矸石达亿，规模较大的矸石山有多座，占用土地约万，且每年还以亿的速度继续增加。

同时矿区的自备电厂生产过程中也排放第页了大量的粉煤灰，据统计全国粉煤灰存量已超过亿，且以每年万的速度快速增加，给矿区带了新的难题。

就阳泉煤业集团有限责任公司而言，整个矿区压煤量巨大。

例如寺家庄煤矿地质储量亿，其中村庄和水资源压煤量亿，占总资源储量的五矿后备区地质储量亿，其中村庄和环境保护区压煤量达亿，占到总资源量的二矿合计全部压煤量达亿山西新元煤炭有限责任公司三下压煤资源约亿，约占可采储量亿的，仅太旧高速保护煤柱的压煤就达到亿，而准备采用充填采煤技术的井田西北部太旧高速和村庄下压煤达到万这些压煤资源的无法开采严重影响了集团公司煤矿的生产建设，制约着公司的可持续发展。

阳泉矿区的固体废弃物由于多年积累，城市周围分布着座矸石山，其占地超过亩矸石存量超过亿，此外还有超过万的电厂粉煤灰未得到有效处理。

这些固体废弃物的排放不仅占用了大量土地，还增加了企业生产的附加成本仅山西新元煤炭有限公司年的排矸费用就高达万元。

此外矸石粉煤灰风化后的粉尘严重影响了矿区的空气质量，淋雨后其中含有的重金属物质又进入地下水，污染水资源同时矸石山内部容易发热自燃，释放有害气体据估计仅阳泉矿区周边矸石山每年释放的就达万，潜藏爆炸危险，严重威胁矿区群众的安全。

这些固体废弃物的治理问题已经成为阳泉矿区建设和谐生态建设和谐矿区的大障碍。

由此可知，研发种实现三下压煤规模性开采解决固体废弃物排放等问题的技术，是阳泉矿区亟待解决的重大科学与工程技术难题。

通过调研，阳泉集团与中国矿业大学合作，提出了综合机械化固体充填采煤技术项目研究，旨在通过研发工作面固体充填采煤设备及工艺等技术，在保证地表建构筑物安全使用的前提下，达到开采出三下压煤的目的，并实现固体废弃物井下处理减少辅助运输压力降低排矸费用，减少固体废弃物地面堆积对环境的污染破坏，实现矿区资源与环境的协调发展。

该技术的研究具有以下重要意义提高矿井煤炭采出率，延长矿井服务年限第页研发的综合机械化固体充填采煤技术可安全高效采出三下压煤，采出率可达，延长了矿井的服务年限。

同时，缓解了资源枯竭型矿井带来的人员就业问题，确保了矿区社会的稳定。

实现矸石等固体废弃物井下处理，改善矿区周边生态与生存环境该项技术的成功实施，可解决矸石等地面排放带来的生态环境破坏问题，改善矿区周边的环境，以及生存与生活环境。

革新煤矿企业的采煤方法，为类似条件矿井开采提供重要的技术借鉴该项技术的成功应用，将推动我国三下压煤开采技术的发展，革新充填采煤技术，为我国存在类似问题的矿井开采提供重要的技术借鉴。

总之，该项技术的研发对充填采煤方法的发展具有重要意义，对三下压煤开采技术的发展具有推动作用，其科学与工程技术意义重大。

国内外研究现状充填采煤就是在用井下或地面的矸石粉煤灰等充填物料充入采空区，达到控制岩层运动及地表沉陷的目的。

按充填方式可分为水力充填风力充填机械充填矸石自溜充填等。

按所采用充填物料和输送方式的不同，将充填采煤方法分为用矿车风力或其它机械输送干式充填料充填采空区的干式充填采矿法用水力管道输送选厂尾砂山砂河砂炉渣棒磨砂碎石等充填料充填采空区的水力充填采矿法用水泥及其代用品或其它胶凝材料与选厂尾砂等配制成具有胶结性质的充填物料充填采空区的胶结充填采矿法。

国外在重要建构筑物下开采时，也曾采用混凝土充填。

国外如波兰德国法国等煤矿都曾采用过充填法采煤。

充填采煤在波兰德国发展应用效果好且广泛。

波兰在城镇及工业建构筑物下采煤时采用水砂充填的采煤量占全国建构筑物下采煤量的左右。

国外使用的充填料通常是河砂煤矸石和电厂粉煤灰等。

英国法国比利时等国都不同程度地采用了风力充填方法。