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煤矸石的资源化应用分析
煤矸石的资源化利用
摘要:
文章在分析煤矸石来源的基础上,指出煤矸石的危害;根据煤矸石的成分及理化性质,论述现阶段国内外煤矸石资源化研究进程,并深入发掘其存在的不足之处,最终提出了解决煤矸石危害问题应当从源头抓起与资源化利用相结合的新思路,以求实现经济效益、社会效益与环境效益完美统一。
关键词:
煤矸石;资源化
Abstract
Thepaperstatesbrieflyitsharmsbasedontheanalysisofsourceofcoalgangue.Accordingtothecompositionandpropertiesofcoalgangue,thispaperpointsoutthecurrentresearchprogressandrecyclinggangue,anddeeplyexplorestheexistingshortcomings,andfinallyputsforwardanewideatosolvegangueproblemsfromsourcegrabbedandshouldbecombinedutilization,inordertorealizetheeconomicbenefitandsocialbenefitandenvironmentalbenefitofperfectandunified.
Keywords:
coalgangue;resourceutilization
1问题的提出
我国是煤炭生产大国,同时也是煤炭消费大国,在我国能源消费结构中,煤炭占全国一次能源的70%左右。
煤炭是我国能源的基础,在我国经济发展中发挥着巨大的作用,在未来相当长的时期内,我国仍将是以煤为主的能源结构。
进入新世纪,国家明确提出经济的发展必须走一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
对于矿业而言,就是要走资源开发与环境保护相协调的绿色矿业之路,必须对矿山开采产生的各种废弃物尤其是煤矸石进行合理处理与资源化利用。
煤矸石是一种在煤形成过程中与煤伴生共生的坚硬岩石,是煤炭开采和加工中排出的废弃物,是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一。
煤矸石中,一般碳及有机挥发分约占20%,灰分约占80%。
灰分化学组成范围见表1-1。
此外还含有可观的包括微量元素和稀有元素在内的伴生元素。
煤矸石的化学组成与岩石种类和矿物组成有关,其差异较大。
煤矸石种类
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO2
烧失量
炭质页岩
泥质页岩
砂质页岩
46~63
44~55
6~15
17~23
44~55
45~52
7~20
16~26
18~21
0.5~7.5
9~25
14~21
0.6~1.3
1~5
2~6
0~5
0.3~7
2~4
20~45
10~28
6~15
表1-1煤矸石的化学成分(%)
煤矸石炭质页岩呈黑褐色,层状结构,油脂光泽,根据岩相分析,除较低含量的炭外,其主要矿物成分是伊利石、高岭土等矿物,以及石英、云母、长石及少量的碳酸盐和硫铁矿等,煤矸石能够满足铁路路基填料要求。
其物理及力学性质详见表1-2:
项目
干容重/(t/m-3)
比重
吸水率/%
压碎值/%
指标
1.18
2.65
3.0
30.5
表1-2煤矸石物理及力学性质
目前,我国煤矸石已经累计堆存约45亿t,占用地约1.5万km2。
预计2010年将每年增加2~3亿t,年新增占地约6~7km2。
煤矸石的长期大量堆存不仅占用了大量的土地,自燃后生成H2S、SO2等有害气体,污染空气,形成酸雨,污染水源和土地,抑制植物生长,危及人类健康,构成了对生态和环境的双重破坏;矸石山的坍塌、爆炸会引起更严重的后果,造成人员伤亡,掩埋房屋、耕地等,如图1-1、1-2所示[1~4]。
图1-1矸石山自燃散发出大量恶臭的烟雾
图1-2矸石山坍塌造成人员伤亡
随着国民经济的发展,煤炭需求总量不断增加,煤矸石的产生量还会大幅增加,煤矸石对环境污染已成为我国煤炭行攮最为突出的环境闻题之一。
换个角度来看,煤矸石又是一种可供开发和利用的自然资源,因此,我们必须依靠科技进步对煤矸石进行充分的资源化利用,变废为宝,减少煤矸石对环境所带来的危害。
大力开展煤矸石综合利用,不仅可以调整企业产业结构,创造新的就业岗位,提高矿井的综合效益;同时又可减少土地压占,改善环境质量。
几十年来,国内外在煤矸石的治理和资源化综合利用方面取得了一定的成就。
但是,目前对矸石的处理方法还存在以下两方面的不足:
一方面,煤矸石处理的量还较少,就利用某一单一技术处理而言,处理量一般也仅占矸石产出量的50%左右;另一方面,地面处理时,在煤矸石利用的过程中,普遍存在着资源利用不充分、经济效益不明显等问题,有时还存在严重的二次污染,制约了煤矸石综合利用工艺和技术的发展及应用[2~8]。
国家经贸委在“九五”期间把扩大煤矸石的利用作为资源综合利用的重点工作。
为此,国家经贸委、科技部联合发布了《煤矸石综合利用技术政策要点》。
该要点提出了煤矸石综合利用的指导思想,提出了煤矸石综合利用要坚持“因地制宜,积极利用”的指导思想,实行“谁排放、谁治理”、“谁利用、谁受益”的原则。
“十五”期间我国煤矸石综合利用的指导思想应该坚持以市场为导向,以科技为先导,以效益为中心,以企业为主体的原则,强化政策引导,依靠技术进步,加强科学管理,因地制宜,积极利用,多种用途,讲求实效,大幅度提高利用率,努力实现从“堆放为主”向“利用为主”的转变,实现经济效益、环境效益、社会效益的相统一,促进经济社会可持续发展,国家要求到2005年,全国煤矸石综合利用率力争提高到60%。
国内外目前对煤矸石地面利用一般采用煤矸石发电、煤矸石制作建筑材料、充填采煤造成的地面塌陷区等技术,此外,因煤矸石含有丰富的利于农作物生长所必需的微量元素,国内外目前在利用煤矸石生产复混肥料方面做积极研究。
井下处理一般以其对局部空间(如宽巷掘进,矸石充填等)进行充填,目前主要针对矸石充填后对上覆岩层的支撑效果及充填工艺进行研究。
综观国内外矸石处理与利用技术的开发与实践,都是从“治”的角度,实施滞后处理与局部解决,难以真正实现资源开采与环境保护相协调。
应在煤矿新井设计中,就考虑煤矸石的合理利用,从传统的煤矿“采、掘”二元开采,跨越到“采、掘、处”三元开采,并形成一套煤矿“三元”开采技术体系。
随着我国可持续发展战略的进一步推进,煤矿生产的环境与安全压力越来越大。
煤矿生产带来的多种灾害,应尽量从开采的源头想办法解决。
将煤矸石在井下合理处理与利用,以减少地表沉陷和地下水流失、提高资源回收率,实现地面矸石“零”堆放与不迁村采煤,具有重大的社会价值和实践意义,可取得显著的综合经济效益和环境效益。
2国内外研究现状
2.1国外煤矸石处理概况
国外对煤矸石的处理与综合利用研究十分重视,矸石利用率一般在20%~30%以上,高者可达60%~80%以上。
据资料报道,美国、英国、德国等西方国家煤矸石的总利用率达90%以上。
美国矿业局从19世纪70年代开始,对所有的矸石山进行采样分析,并作出煤矸石综合利用规划。
19世纪80年代召开了煤矸石的分类、性质和综合利用的专题会议,研究了煤矸石分类、性质和综合利用有关技术、工艺和设备,除了用于发电、生产砖、多孔轻骨料等建材外,还用含碳较高的煤矸石生产有机矿物肥料。
英国煤炭局尽可能减少矸石山对环境的影响,有计划的进行土地恢复和更新,利用煤矸石制作防滑简易路面和建筑材料。
此外,俄罗斯利用煤矸石生产水泥和有机矿物肥料、利用高硫煤矸石进行生态无害热处理。
其他一些国家,如法国、波兰、匈牙利等国家,也对煤矸石的资源化利用进行了相应的研究,并形成了独有的产业链,提高了煤炭企业的经济效益[5~7]。
通过调查可以发现,国外处理煤矸石的经验主要有两种途径:
一是将其掩埋,用于复田造地等,如英国的阿克顿海尔井工矿,自1983年以来,该矿的矸石全部排入与之毗邻的春野露天采场中用于复田造地;二是将其用于发电、制造建材、铺设道路等[11],如美国成功研究出直接从燃烧着的煤矸石中回收热能,法国对煤矸石分选发电、制作建材。
德国将矸石通过加工筛选,用于建筑公路、防水堤和垃圾场、建筑物地基处理、地面塌陷区充填等[8]。
还有部分国外煤炭企业对矸石山进行特别处理,使其表面形成表土层,以种草植树,进行绿化,使其恢复生态功能。
如德国鲁尔煤炭公司除在矸石山上种草植树外,还进一步把矸石山建成一个完整的生态系统,有湖泊、陆地,为动植物的生存创造条件并成为供人们休闲游玩的自然风景保护区[9]。
在国外,不仅煤矸石的地面综合利用技术先进,矸石的井下处理技术也有长足的发展。
在英国、德国等煤矿中的前进式采煤采后成巷中,用挑顶或卧底的矸石,人工或机械构筑巷旁和支架壁后充填,不仅加强了巷道维护,也避免了矸石混入煤中;在薄煤层中,通过垒砌矸石带实现沿空留巷,既降低了巷道掘进率,减少巷道掘进工程量和费用,也相应地减少矿井排矸量和煤中混入矸石的几率。
1995年鲁尔煤炭公司用来充填采空区的矸石量已达20万m3,该公司与德国蒙坦矿业咨询公司合作研究出泥浆法,建立一套完整可靠的充填系统。
矸石作为充填料的骨架,通过混合形成高浓缩固体料—水混合剂,充填采空区,不仅减少了矿山压力以及井巷建筑的破坏,防止采空区残煤的自燃,而且可以减轻地面塌陷以及对地面建筑物、耕地的破坏[10]。
另外,国外在减少煤矸石排出量方面也作了大量的研究工作。
一是改革巷道布置,积极推广全煤巷布置。
美国、澳大利亚、南非等国几乎全部采用多煤巷开拓方式。
德国和英国也逐渐向全煤巷开拓发展。
德国许多矿井已取消了排矸系统。
实现全煤开拓方式的若干支持技术也有了很大发展:
高度集中生产的快速掘进技术使煤巷维护矛盾显得不那么突出了;锚、网、喷等综合支护新技术的发展,使大断面煤层巷道能长期维护使用;新型辅助运输技术和装备的出现,对煤层巷道的适应性有了很大提高。
二是选择高效清洁的采煤方法和工艺。
采煤方法和工艺直接影响到矿井生产的原煤质量和地面环境。
目前已开展的工作主要体现在如下几个方面:
积极推广大采高开采技术,减少5m以下煤层分层开采时矸石和其他杂物混入煤中的几率,降低原煤含矸率和灰分,同时减少了巷道准备工作量,简化了煤层多层开采的程序,提高了工作面产量和效率。
2.2国内煤矸石研究概况
2.2.1煤矸石的组分与性质
煤矸石是煤矿在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中排出的含碳岩石及岩石,是煤矿建设和生产中的废弃物。
然而,其作为一种资源的另一面越来越被学者们所关注,因此对矸石性质和分类的研究也日益增多并取得了一定的成果。
煤矸石主要有残煤、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩、硫铁矿等组成,其岩石和矿物成分主要为高岭石、伊利石和绿伊混层等粘土矿物,其余为煤、石英和黄铁矿等。
煤矸石中化学成分主要有碳、氢、氧、氮、硅、铝、钾、钙、钠、镁等。
煤矸石产地不同,其组分和性质亦不相同。
其固定含碳量一般在10%~30%之间,发热量低者仅为6000kJ/kg左右,高者可达12000kJ/kg以上。
针对煤矸石的分类,国内学者提出了多种科学的分类标准,其中,得到大多学者认可的是以煤矸石的产出方式为主要划分依据,将煤矸石划分为煤巷矸、井岩巷矸、剥离矸、手选矸、选煤矸和自然矸(过火矸)等六大类[11-12]。
2.2.2国内煤矸石利用概况
虽然我国在这一方面的研究工作与发达国家相比起步较晚,技术水平有一定的差距,但是我国在煤矸石供热发电、生产建筑材料和化工产品等诸多资源化技术领域的研究中,已取得了一系列符合我国国情、具有中国特色和显著社会环境和经济效益的重要成果,从而使我国在短短的十年内,把煤矸石的资源化利用率由1987年的17%提高到2000年的43%[13],大大缩小了与工业发达国家煤矸石资源化技术水平的差距。
在国家《煤矸石综合利用技术政策要点》中指出,煤矸石综合利用以大宗量利用为重点,将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗量利用煤矸石技术作为主攻方向。
发展科技含量高、附加值高的煤矸石综合利用技术和产品。
我国矸石处理与利用应以环境保护为目标向资源化方向发展,体现以下转变:
一是应从开采设计上尽量采用减少矸石产出量的开拓布置与开采技术,并实现部分矸石井下处理;二是应对矸石从消积治理转向积极利用与回收资源和能源;三是应从初级型利用转向高级型利用。
目前在煤矸石处理与利用中,主要从地面处理利用与井下处理利用两方面着手。
煤矸石地面处理及资源化利用。
主要基于以下三点:
一是利用煤矸石中的热值部分;二是利用煤矸石中的化学、矿物成分;三是作为工程填筑材料。
根据我国煤矸石的组成特点,目前我国矸石地面处理与综合利用途径主要有以下几种[14~15]:
①作为燃料供热发电。
我国经过“六五”、“七五”和“八五”的国家科技攻关、研究成功了利用煤矸石、煤泥等为燃料的沸腾炉和循环流化床锅炉燃烧技术,建设了一批煤矸石发电厂,取得了显著的经济效益和环境效益。
据不完全统计,到2004年底,全国已建成以煤矸石为主体的低热值燃煤电厂200多座,总装机容量400多万Kw,年发电量约240亿Kw/h,发电消耗煤矸石4000多万t;在建、改扩建电厂装机容量410万Kw。
②制取化工产品及新型材料。
以煤矸石为原料可制取氯化铝、聚合铝、明矾、白炭黑、水玻璃等,也可生产农肥、工业填料及合成系列分子筛、高效絮凝剂等新型材料。
如郑州、龙口、南票等矿务局与有关单位合作,先后开发生产了以煤矸石为主要原料的生物肥料,改善了土壤的性能,提高了农产品的产量和质量,降低化肥对环境的污染。
早在80年代,焦作矿业学院就使用平顶山五矿煤矸石成功合成4AMS(即4A分子筛)。
③生产建筑材料。
利用煤矸石生产的建材产品具有重量轻、强度高、吸水率小、化学稳定性能好等优点,主要产品有:
矸石砖、矸石水泥、轻骨料、空心砌块及陶瓷制品。
其中煤矸石烧结砖和煤矸石水泥技术已比较成熟。
在我国以煤矸石全部或部分代替粘土,采用适当烧制砖的技术成熟于60年代初,并很快就投入生产。
目前我国用100%煤矸石作原料、不用任何燃料烧结空心砖的技术,在世界上已处于领先水平。
④复垦土地,改善土壤。
利用煤矸石作为复垦采煤塌陷区的充填材料既可使采煤破坏的土地得到恢复,又可减少煤矸石占地,减少煤矸石对环境的污染。
这在我国的不少矿区得到了充分的应用,再造优质农田,重塑矿区环境。
⑤工程填筑。
煤矸石工程填筑是以获得较高的充填密实度,使煤矸石地基具有较高的承载力并保持足够的稳定性为目的。
如徐丰公路庞庄矿区段塌陷区1.2km长路段的路基,全部采用煤矸石填筑,使用性能良好。
煤矸石井下处理利用。
煤矸石井下处理技术的核心就是实现矸石不出井或少出井。
实际上就是通过一定手段,将巷道掘进及煤炭开采过程中产出的矸石处理于井下,实现矸石地面零堆积。
我国对煤矸石井下处理的研究工作开始较晚,但是也取得了不少成就。
具体表现在[16~18]:
①减少矸石排放量方面。
通过改善矿井开拓与准备,优化巷道布置,推广全煤巷布置。
兖矿集团取消岩石集中巷后,采用煤集和单一煤层布置,降低排矸量20%~40%,万t掘进率也由1980年的169.5m下降到1995年的57m。
我国一些新设计的大型矿井,如济三煤矿、神东大柳塔、补连塔煤矿,基本上是按全煤巷开拓设计的;积极采用先进的开采工艺和开采方法,推广大采高开采技术,优化综放回采工艺,降低贫化率。
如阳泉、潞安、山东东滩等矿在实践中确定的合理放煤工艺、实现采放平行作业,有效地提高了工作面的采出率,降低了煤的含矸率,实现了洁净开采;煤岩分采,将夹石层掷于采空区或垒砌矸石带护顶,可有效减少含夹矸煤层的矸石混入率。
新汶矿业集团泉沟煤矿对含夹矸煤层在采空区垒砌石带的洁净开采研究成果取得十分满意的效果。
②井下矸石利用方面,现阶段我国通常采用的方法是宽巷掘进、沿空留巷、矸石充填、用作井下喷浆(替代沙子)材料等。
这些技术在我国的少数矿井已被采用并取得了一定的效果。
如在焦作演马庄矿、京城子河矿等地应用风力充填技术对井下巷道进行了巷旁充填和新汶矿务局张庄煤矿以煤矸石代替沙子充填井下采空区,已经取得了较成熟的经验。
2.3存在的主要不足
尽管我国在井下矸石的处理利用方面已经有了很大的进步,但与国际先进水平差距还很大,利用范围较窄,并且都是从“治”的角度来考虑,也就是属于滞后处理,不能从根本上解决矸石的井下处理问题。
煤矸石资源化利用潜藏的问题主要表现为:
①大部分的煤矸石再利用特别是煤矸石地面利用之后,还存在二次污染问题。
如煤矸石在发电、制砖等后废渣的排放,仍然会造成水土污染等环境问题,这些都是亟待解决的问题;
②煤矸石处理的规模较小,不能进行煤矸石的大规模处理,难以实现矸石“零”堆放。
③在现阶段的煤矸石处理,都属于滞后处理,不能从开采源头上解决矸石处理问题;未能形成矸石处理系统,也就是说不能从系统、矿井开拓设计与采区准备、巷道布置上考虑矸石的处理问题,也就不能从根本上解决矸石问题,实现绿色洁净开采。
3井下无岩巷布置与矸石处理技术
神东公司开发出“分层开拓、无盘区划分与立交巷道平交化”的无岩巷布置技术,从源头上减少了矸石产出量,并开发出废巷充填、贮矸硐室充填等井下处理技术,辅以地面矸石回填及矸石发电技术,取消了地面矸石山,实现亿吨级矿区矸石零堆放。
3.1矸石的来源与分类
井下煤矸石是煤矿在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中排出的固体物,含碳岩石及岩石,来源于相关煤系地层中的沉积岩层,是煤矿建设和生产中的废弃物。
煤矸石主要有残煤、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩、硫铁矿等组成,其岩石和矿物成分主要为高岭石、伊利石和绿伊混层等粘土矿物,其余为煤、石英和黄铁矿等。
煤矸石中化学成分主要有碳、氢、氧、氮、硅、铝、钾、钙、钠、镁等(煤矸石产地不同,其组分和性质不相同)。
其固定含碳量一般在10~30%之间,发热量低者仅为6000kJ/kg左右,高者可达12000kJ/kg以上。
以煤矸石的产出方式为依据,可划分为:
煤巷矸(煤巷掘进时的煤层夹矸等)、井岩巷矸(建井、开拓延深的岩石巷道等)、剥离矸、手选矸、选煤矸和自然矸(过火矸)等六大类。
神东矿区的主要矸石来源:
①建井期的岩巷工程;②大巷开拓延深过断层;③平巷开口段及胶带机头硐室施工;④工作面过断层;⑤煤层夹矸与顶板剥离矸的地面洗选。
神东矿区矸石处理与利用的主要途径:
①从设计上要尽量少布置岩巷,从开拓、准备、交叉点到回采,少掘岩巷;②建井期矸石用于回填与土地复垦;③大巷开拓延深、平巷开口段及胶带机头硐室施工矸石,在井下处理,不排出地面;④地面洗选矸石主要用于集中发电。
3.2无岩巷布置技术
3.2.1分层开拓
神东矿区根据煤层赋存和开采技术特征,为最大量地减少岩巷工程量,对上组煤采用分层开拓,各自形成独立的生产系统,而没有采用岩巷工程量较大的集中开拓方式。
分层开拓方式可保证辅助运输无轨胶轮化的实现,煤层大巷与回采巷道直接相通,取消了矿井传统开拓布置中的井底车场和相关的岩石绕道,大幅度减少或消除了开拓准备岩石巷道的工程量,如图3-1、3-2所示。
图3-1分层开拓平面布置示意
图3-2分层开拓剖面示意
3.2.2无盘区划分
神东矿区各矿井均为大型、特大型矿井,矿井服务年限较长,按传统的理念,大巷理应布置在岩层中;沿煤层的延展方向布置大巷,在大巷两侧划分成若干块或条带。
因受辅助运输的限制,条带长度(工作面推进长度)不能太长,一般不超过2000m,所以井田内需划分成若干盘区,盘区内再划分为条带,使得系统较为复杂,岩石巷道工程量巨大。
由于神东矿区具有有利的煤层赋存条件,为了大幅度简化矿井生产环节,提高矿井集约化生产程度和矿区建设发展速度,依托创新技术、先进的设备,而对井田进行无盘区划分,采用从大巷两翼直接布置长条带的方式,使巷道全部布置在煤层中。
无盘区全煤巷布置具有以下特点和优越性:
①为辅助运输无轨胶轮化创造了有利条件。
由于无轨胶轮车具有在有一定坡度的巷道内行驶的特点,井田内煤层大巷的布置方向不受煤层走向的限制,可以根据开采划分的要求布置,实现全井田的大巷条带式布置,彻底改变了传统的盘区式布置,简化了生产系统,节省了挑顶卧底的井巷工程量,减少了矸石的产出。
彻底改变了传统的盘区式布置,简化了生产系统,节省了井巷工程量;解决了长距离工作面顺槽辅助运输问题,使工作面推进长度大大增加,同时增强了对巷道坡度变化的适应性。
②先进适用的采掘和运输设备使条带的几何尺寸发生了根本性的变化,彻底解决了过去辅助运输顺槽的长度主要受辅助运输设备能力和巷道坡度限制的问题。
神东公司引进先进的综采设备,并将连采设备运用于煤巷掘进中,使综采工作面的推进速度和掘进工作面的掘进速度大幅度提高。
工作面推进速度612m/月(大柳塔矿),掘进速度一般为2200m/月,最高达4656m/月(上湾矿)。
因此,神东矿区将条带工作面推进长度由过去的1000~2000m变为3000~6000m(这个指标创造了中国第一,世界先进)。
③工作面推进长度的加大,可大大减少工作面搬家次数;与过去的推进长度相比,搬家次数可减少一半,同时回采工作面的连续快速推进,既是保水开采和易自燃煤层防灭火的基础,也为工作面年产超过1000万t提供了保障,使矿井生产效率大幅度提高。
④系统简单,工程量少,费用低;大巷条带式布置方式,使得矿井减少了生产环节,降低了井巷工程量,从而降低了吨煤投资,提高了建井速度。
并且生产系统简单,降低了生产经营费用,提高了矿井的效益。
⑤将连续采煤机应用于煤巷掘进中,大大提高了成巷速度,满足了回采工作面快速推进的要求,同时由于掘进断面大,提高了掘进出煤量,约占矿井总产量的20%左右(大柳塔井2003年产煤1050万t,其中综采面产煤850万t,掘进出煤200万t)。
从近两年投入和产出分析,巷道布置在煤层中,吨煤收入大于支出,而且还给快速回采准备了必要的巷道。
⑥由于快速度的回采,巷道维护时间短,降低了巷道维护费用。
⑦与岩石大巷相比,煤层大巷不出矸石,省去了地面矸石占地,减少了矸石所造成的污染。
3.2.3立交巷道平交化布置
为了不出或少出矸石,将过去的巷道立交布置改为平交布置方式,如图3-3和图3-4所示;立交方式跨一条巷道需要掘进岩石巷道工程量100m左右,出矸近2000m3/条。
图3-3巷道立交示意
图3-4巷道平交示意
3.2.4工作面无矸过断层
工作面遇到断层时,在断层两侧预先掘出设备撤出巷道和安装巷道,结合快速搬家技术,迅速跨过断层,如图3-5所示。
工作面无矸过断层的主要工艺和技术如下:
①在工作面所处的断层一盘,预先掘出1号设备撤出辅巷和2号设备撤出巷,在断层另一盘,新掘切眼(3号巷道);
②工作面推到1号巷道后,将设备调向;
③经过1、2巷道的联络巷进入2号设备撤出巷道,沿设备撤出巷分别进入工作面两侧顺槽;
④设备经工作面顺槽,进入断层另一盘的3号切眼进行安装,开始新的作业循环。
图3-5工作面无矸过断层巷道布置示意
3.3井下矸石处理技术
大巷开拓延伸、平巷开口段及胶带机头硐室施工等处有时必须掘进岩石工程量,为了实现在井下消化处理全部矸石,实现矸石不出井,就必须开发井下矸石处理技术。
3.3.1废巷充填
充分利用矿井原有的废弃巷道和采空区作为充填空间。
如可利用两平巷间的联络废巷作为充填空间,局部少量矸石可就近堆放在联络巷内,并进行封闭,如图3-6所示。
1-连采机;2-锚杆机;3-运煤车
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