陳愛(ài)學(xué)

1.充填方法簡(jiǎn)述

膏體充填方法是把煤礦附近的煤矸石、粉煤灰、爐渣、劣質(zhì)土、城市固體垃圾等固體廢物在地面加工成無(wú)臨界流速、不需脫水的膏狀漿體，通過(guò)管道或充填泵輸送到井下，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行適時(shí)充填。膏體充填采礦方法目前正逐步被煤礦采用，是煤礦“三下一上”采煤的主要技術(shù)發(fā)展方向，對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色開(kāi)采及采空區(qū)控制覆巖及地表沉陷效果顯著。該充填方式主要由地面充填站、管路加壓輸送系統(tǒng)及井下工作面充填組成，因此作為地面充填站的膏體生產(chǎn)單位，設(shè)備的合理選型將直接制約井下充填工作的效率及效果。

2.地面充填站設(shè)備選擇原則

地面充填站是充填膏體的生產(chǎn)單位，其設(shè)備選型配套是充分發(fā)揮其生產(chǎn)效能，達(dá)到高產(chǎn)高效安全開(kāi)采的前提，地面充填站設(shè)備選型的基本原則：

1）能滿足工作面生產(chǎn)能力的需要

主要是指充填系統(tǒng)的膏體生產(chǎn)能力與充填生產(chǎn)任務(wù)要求相適應(yīng)，這是充填設(shè)備選型配套的基本要求。

2）設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相互匹配

各設(shè)備的技術(shù)性能是成套設(shè)備技術(shù)性能的基礎(chǔ)，但是只有各設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相互匹配時(shí)，它們的技術(shù)性能才可能很好地發(fā)揮，所以設(shè)備配套時(shí)要很好地處理“單機(jī)”和成套設(shè)備性能參數(shù)的匹配關(guān)系，要從配套的角度來(lái)選型，而不是孤立地追求單一機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)性能。無(wú)論生產(chǎn)能力，自動(dòng)化程度和可靠性等，都應(yīng)該考慮相互匹配的要求，只有這樣才能達(dá)到設(shè)備最高的生產(chǎn)能力和最經(jīng)濟(jì)的資金投入。

3.地面充填站設(shè)備構(gòu)成

地面膏體充填工藝地面充填站系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃轫肥扑閭}(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、配比攪拌系統(tǒng)、管道泵送系統(tǒng)，將煤矸石運(yùn)至破碎站進(jìn)行破碎加工，破碎后的矸石進(jìn)入矸石大棚，通過(guò)高架皮帶進(jìn)入攪拌機(jī)，加入適量的水、水泥和添加劑按比例混合進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌后的膏狀漿體利用充填泵通過(guò)管路輸送到采空區(qū)。主要設(shè)備的選型包括矸石破碎、骨料輸送、配比攪拌、管道泵送、供水、供電、收塵降噪等。本文主要闡述矸石破碎系統(tǒng)、配比攪拌系統(tǒng)、管道泵送設(shè)備選型的一些經(jīng)驗(yàn)。

4.設(shè)備選型

以山西陽(yáng)迪煤礦3號(hào)煤層膏體充填采煤工藝設(shè)計(jì)為例，3號(hào)煤層設(shè)計(jì)采用“兩采一充”的采充循環(huán)作業(yè)方式，每日應(yīng)完成3個(gè)充填循環(huán)，則每個(gè)充填循環(huán)的充填量為187.2m3，1個(gè)充填循環(huán)用時(shí)取1.3h，則設(shè)備充填能力應(yīng)不小于144.0 m3/h?？紤]20%的富裕充填能力，則設(shè)備充填能力應(yīng)不小于172 m3/h。故在設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型方面應(yīng)考慮這些因素，以減少它們間的相互影響。設(shè)備選型如下：

4.1 矸石破碎系統(tǒng)

（1）2PF—1212雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)

（2）篩分機(jī)選型

4.2 配比攪拌系統(tǒng)

配比攪拌系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)計(jì)量配料和兩級(jí)連續(xù)攪拌的方式，配比攪拌系統(tǒng)能力210m3/h。

（1）配料系統(tǒng)

配料系統(tǒng)主要包括矸石儲(chǔ)料斗、水泥儲(chǔ)料斗、動(dòng)態(tài)稱重給料機(jī)、稱重螺旋給料機(jī)、變頻計(jì)量供水泵和管道流量計(jì)組成。

（2）攪拌系統(tǒng)

矸石、水泥獨(dú)立計(jì)量后按比例經(jīng)皮帶輸送機(jī)給料到煤礦用混凝土攪拌機(jī)，同時(shí)在攪拌機(jī)內(nèi)按比例加水?dāng)嚢瑁患?jí)攪拌后進(jìn)入螺旋給料機(jī)二次攪拌并輸送到煤礦用混凝土泵。

4.3 管道輸送泵

5.地面充填站設(shè)備選型分析

該礦3號(hào)煤層設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.30Mt/a，日產(chǎn)量909t，每日形成采空區(qū)645m3。設(shè)計(jì)充填膏體材料量561.7m3/d，礦井產(chǎn)生的矸石達(dá)到了全部利用，減少了對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了綠色開(kāi)采。通過(guò)對(duì)地面充填站矸石破碎系統(tǒng)、配比攪拌系統(tǒng)、管道泵送設(shè)備的合理選型，可充分保障充填工序的有序進(jìn)行。同時(shí)結(jié)合礦井的實(shí)際產(chǎn)能、生產(chǎn)現(xiàn)狀等因素條件，使選型設(shè)備在相應(yīng)條件下達(dá)到工況利用最大值，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出與設(shè)備投入經(jīng)濟(jì)最大化。采用充填工藝大面積開(kāi)采后，使其對(duì)地表造成的破壞最小化。同時(shí)通過(guò)合理的設(shè)備選型，使采煤與充填工藝施工配合緊湊，極大的發(fā)揮了煤炭的采出效率。