文档介绍：综合机械化固体充填采煤技术
可行性研究报告
(初稿)
二O一二年四月
目录
1 绪论 1
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2 固体充填采煤技术总体构思及技术关键 11
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3 充填物料井上下运输及垂直投料输送系统设计 20
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4 固体充填采煤关键设备的选型与设计 33
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5 固体充填采煤系统布置及工艺设计 56
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6 固体充填采煤地表沉陷预计 67
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69
(构)筑物概况及高速公路的设防标准 72
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7 项目投资与效益分析 81
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1 绪论

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,一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140亿t以上,然而到目前为止,从“三下”采出的煤炭仅有10亿t左右,占整个“三个”压煤量的7%左右。目前多数矿井都存在“三下”压煤的问题,一般都占矿井可采储量的10~30%,部分高达40%。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75%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,而且相当一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55亿t,规模较大的矸石山有1600多座,
kh2,~。同时矿区的自备电厂生产过程中也排放了大量的粉煤灰,据统计全国粉煤灰存量已超过5亿t,且以每年5000~7000万t 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。,,%;,,占到总资源量的38%;;山西新元煤炭有限责任公司“三下”,%,,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4000万t;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26座矸石山,其占地超过4300亩、矸石存量超过2亿t,此外还有超过2000万t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