煤矿村庄下路下充填采煤法课件.ppt

飞翼股份有限公司矿山充填技术、设备、优势,第一章 煤矿充填,1.1 充填的意义 1.2 充填的分类 1.3 膏体充填系统组成 1.4 飞翼在膏体充填中的优势,1.1 充填的意义,利用回填改善采矿工艺；不留煤柱，可100%开采；不需迁村即可采三下煤。,充填采煤顶板控制原理图,（1）提高煤炭回采率、回收难于用正常采煤方法开采的煤炭资源；（多采煤）,采用充填采煤可帮助煤矿解决什么问题？,处置废弃的矸石等；处置电厂的粉煤灰；减少90%地表沉降；减轻征赔土地负担。,（2）避免地面破坏性沉陷，维护好工农关系，保护环境及建筑物，建设和谐矿区；（绿色采煤）,防止瓦斯泄出；防止自燃和采空区火灾；改善矿区空气环境。,（3）增加矿山安全性（放心采煤）,通过回填有偿处理其它工业废物,（4）增加额外的收入,什么情况下采用充填采煤工艺？,“三下一上”压煤开采；（道路下、保护地表建筑物安全，防止突水溃坝事故，防止底板发生突水事故。）边角煤开采；（采区边缘无法用机械化开采的部分）产生大量煤矸石和粉煤灰的矿井；附近有钢厂的矿井，可使用矿渣废料代替水泥，成本大大降低；景区、市区周边，无法地面堆放煤矸石的矿井；征地成本高昂的矿井；回收条带开采遗留煤柱，提高煤炭资源采出率；,1.2 充填的分类,介绍以下四种充填方式对比：,定义：煤矿井下产生的矸石（包括地面矸石、粉煤灰等煤矿工业废弃物）经过简单破碎处理，并通过一定的运输方式，将其填入废弃的巷道或采空区，起到支撑顶板、防止地面塌陷、实现“三下”采煤和环保生产的过程。,1.2.1 抛矸充填,1-4：650皮带运输机；5-10：快速抛矸机,井下巷道开采充填主要设备,充填材料取自本矿的煤矸石,不使用水泥等胶结料,价格便宜,成本较低;充填体无强度;充填率较高，可达95%以上;需专门制作抛矸机和后输送机;机械化作业,劳动强度低,操作简单。,抛矸充填的特点,充填抛矸机井下应用,定义：似膏体充填是将煤矸石破碎后,筛选出粒度合格的矸石运送到地面制备站,在地面充填制备站将水泥、粉煤灰、煤矸石加水制成质量浓度为70%左右的胶结充填料浆,通过充填钻孔和井下充填管道输送至井下待充填的采场的过程。,1.2.2 自溜充填,浆体流动性好,无需专门泵送,实现了自流充填;料浆充填后脱水量小;充填体强度高且消耗水泥量少;施工工艺简单;充填成本较低;质量浓度低于膏体,脱水量比膏体大。,自溜充填的特点,定义：高水材料充填是将A料、B 料制成浆体,通过各自的泵送系统输送到工作面副巷,以一定比例进行混合后,流入工作面采空区进行充填的过程。,1.2.3 高水充填,需井上充填站和钻孔,初期投资较低;充填料浆以水为主，输送方便;A、B充填料配比严格;采充交替，效率较高;充填成本较低;充填体不稳定，干燥易脱水，造成强度不足。运行成本高，不能处理矸石和粉煤灰。,高水充填的特点,定义：把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、炉渣、劣质土、城市固体垃圾等固体废物在地面加工成无临界流速、不需脱水的高浓度浆体，利用行业大型充填工业泵（辅以重力作用），通过管道输送到井下采空区，适时进行置换采煤的新型采矿方法。,1.2.4 膏体充填,膏体充填特点：,浓度高，75%-82%；流动状态为柱塞结构流；料浆基本不沉淀、不泌水、不离析；可以降低凝结前的隔离要求，使充填工作面不需要复杂的过滤排水设施,也避免或减少了充填水对工作面的影响，充填密实程度高。相同胶结料用量情况下强度较高；可降低价格较贵的胶结料用量，降低材料成本。无临界流速；所用的煤矸石等物料只要破碎加工即可,可降低材料加工费，低速输送能够减少管道磨损。充填压缩率低。一般压缩率只有1%左右，控制地表开采沉陷效果好。,充填材料的选择与配比,煤矸石950kg,胶结材料190kg,粉煤灰380kg,水380kg,胶结材料为水泥和其他添加剂,煤矸石采用该矿的原料煤矸石，即从矸石山卸矸口放出经过自然晾干的煤矸石。,矿井水,充填材料及配比,成品矸石粒径15mm,上述配比为每立方米充填体原材料用量浓度：75-82%,备注：具体配比结合矿实际情况及原材料进行试验调整。,胶结料,圆筒仓,输送机,输送机,破碎加工,煤矸石,水泵,输送机,水池,圆筒仓,矿井水,粉煤灰,充填泵,搅拌机,称量斗,称量斗,称量斗,称量斗,1.3 膏体充填系统组成,管道冲水,灰浆推水,膏体推灰浆,灰浆推膏体,水推灰浆,管道压风,润管,正式充填,洗管,管道输送工艺流程,1.3.1、胶粉料储存与输送系统：用于胶粉料的储存和计量输送。要求：料仓：容积满足系统的日用量与缓存量需求。给料设备：料仓下设卸料阀门。计量设备：精确的传感器计量装置进行计量。输送设备：粉料仓下设螺旋输送机，进行粉料输送。,1.3.2搅拌系统：用于充填物料的强力搅拌。要求：搅拌容积合理、能力匹配。物料搅拌时间在3分钟以上，料浆均质性好。适用搅拌浓度满足充填系统对物料的浓度要求。,双卧轴搅拌机,系统主要设备,1.3.3泵送系统：用于充填料浆的长时间泵送作业。要求：工作制式：不同于混凝土泵，能适应长时间的连续作业。压力与排量：可一直工作于大排量高压力状态。结构模式：分体式，各部件设计以充填作业为基础。控制方式：电脑联动控制，实现故障自诊断，现场监控。,系统主要设备,技术参数,系统性：是国内唯一一家有成功使用案例的全套充填方案供应商，从方案设计到设备配套，为客户提供一体化的系统或解决方案（“交钥匙”工程）。,1.4 飞翼在煤矿膏体充填中的价值点,先进性：具有行业领先的泵送工艺控制技术。,高精度：膏体充填工艺复杂，我们有精确的配料计量系统保证物料的一致性，矸石计量误差不超过2%，其余物料不超过0.5%。,高可靠性：我们拥有29项国内唯一的用于充填的发明和实用专利技术，解决膏体充填过程中的各种难题，防止堵管情况发生，保证充填可靠性。,高性价比：与国内目前正在使用的膏体充填系统相比，飞翼公司提供的全套设备稳定性高，价格低，是矿山进行绿色充填开采的首选合作者。,系统性：是国内唯一一家有成功使用案例的全套充填方案供应商，从方案设计到设备配套，为客户提供一体化的系统或解决方案（“交钥匙”工程。先进性：具有行业领先的泵送工艺控制技术。高精度：膏体充填工艺复杂，我们有精确的配料计量系统保证物料的一致性，矸石计量误差不超过2%，其余物料不超过0.5%。高可靠性：我们拥有29项国内唯一的用于充填的发明和实用专利技术，解决膏体充填过程中的各种难题，防止堵管情况发生，保证充填可靠性。高性价比：与国内目前正在使用的膏体充填系统相比，飞翼公司提供的全套设备稳定性高，价格低，是矿山进行绿色充填开采的首选合作者。,1.4.1一体化控制系统：采用PLC集成控制系统，含专有的系统控制程序和监控软件功能包括破碎筛分、计量搅拌、泵送、充填等设备的控制系统可实现手动、自动以及就地、远程等多种控制方式可根据实际情况预留扩展接口，与其他系统进行通讯、完成数据交换和控制功能,1.4.2 专利技术,1.4.3 湖南省矿山充填装备工程技术研究中心,第二章、金属矿充填,2.1 充填的意义 2.2 充填的分类 2.3 膏体充填系统组成 2.4 飞翼在膏体充填中的优势,2.1 充填的意义,尾矿库现状,据不完全统计：2003年2011年我国尾矿库事故从2003年2起，2007年14起，2010年6起，2011年7起。,2.1.1、解决尾矿库安全隐患,2008年山西省襄汾“9.8”尾矿库溃坝事故死亡277人，受伤34人，是中国工业史上一次伤亡人数最多的生产事故。,四川汶川震区内尾矿库全部垮坝，为灾区的恢复重建带来极大的困难,2010年9月21日，广东信宜紫金矿业银岩锡矿尾矿库发生溃坝。信宜全市受灾人口达35万人，直接经济损失约4.6亿元。该市因灾18人死亡、17人受伤。全市民房倒塌223户783幢，损坏房屋6370间。农作物受灾面积7.261千公顷。全市停产工矿企业102家，其中紫金矿业银岩锡矿尾矿库溃坝，短时难以复产。,全国各类尾矿库共 12655 座，近40%尾矿库为非正常库，如同悬在人们头顶的“堰塞湖”，溃决的风险极大,紫金矿业股价跌落25%,尾矿库安全问题的提出,近年来随着国民经济的发展，大众环保意识的增强，矿山尾矿库问题也越来越突出，引起各方重视。不断有报道尾矿库溃坝，造成大量的人员伤亡和经济损失。迫使人们的视野由原来的投资增产转移到提高尾矿处理技术上来。膏体浓缩技术与尾矿干排技术在我国正在被各大选厂接受引用。尾矿利用技术不断发展，对我国环境保护，安全生产，经济发展都有很大的益处，是利国利民利于企业的好事。,据统计，目前我国尾矿堆放量大约超过90亿t，而且每年以6亿t的速度递增，同时，国内矿山行业尾矿循环利用率不超过8%。所以在国家出台管控节能减排政策的环境下，尾矿排放对于矿山企业来说是个亟待解决的问题。,尾砂处理方法和发展,传统尾砂处理有2种方式，1、低浓度自流充填。2、地表尾矿库堆存。新工艺、新材料、新技术的应用，推动充填工艺的发展。矿山尾砂充填处理从分级尾砂充填发展到全尾砂充填，同时充填方式从水砂充填到现在的膏体充填。地表堆存方式从传统的湿式直排发展到干式堆存，进而到最新的膏体堆存。随着可持续发展战略的需要，矿山充填的意义远不只局限于满足地下采矿的地压管理，还将逐渐展示出充分利用矿产资源、环境保护和矿山安全生产等方面的意义。,2.1.2、非煤矿山应用充填开采的好处,解决尾矿堆存难题，改善矿山生态环境。空区充填，有效减轻地表沉陷。解决传统矿产资源开采问题，提高资源采出率，延长矿井服务年限；提高采矿安全性。省去繁琐且困难的新尾矿库审批；节约用于建造和维护尾矿库的费用；膏体浓密机浓缩回收高质量溢流水可直接用于洗选矿工艺，节约大量新鲜水；提高缺水矿区年产量。响应国家政策，实现绿色开采，享受政策补贴；,2.2 充填的分类,现代胶结充填技术比较,充填体需脱水，污染地下水资源。胶凝材料用量大，充填成本高。分级尾砂低浓度胶结充填中料浆浓度低，脱水量大，严重污染井下作业环境；充填体强度低，充填质量差；料浆凝固后体积收缩，充填体接顶效果差；不能充分利用全部尾砂，且分级后的细粒级尾砂严重污染地表环境。全尾砂高浓度充填工艺中全尾砂浓缩、过滤脱水技术难度大，工艺复杂，料浆制备困难，达不到预期的浓度；全尾砂利用率仅90%，且由于充填料浆含泥和细粒级尾砂量大，水泥固结效果差，无法解决充填体强度低的问题；高浓度料浆输送容易堵管。,其他胶结充填工艺相比膏体充填的缺点,由于膏体充填料浆具有可使用全尾砂或全尾砂与碎石的混合料，充填料浆无需脱水，因而减少了井下充填污染及排水费用，充填体强度高且水泥耗量小，可以适当降低充填成本，凝固时间相对于自流输送充填要短，可以减小充填作业循环周期，充填体易于接顶，有利于采场稳定和采矿作业安全性，膏体的稳定性、和易性和可泵性，决定了进行长距离输送时不会造成堵管，从而解决了实际操作中长距离管道输送的问题等优点，从世界范围以及长远发展来看：膏体充填技术是充填采矿技术发展的主力方向。,膏体充填技术优势,膏体充填系统工艺流程示意图,2.3 膏体充填系统组成,2.3.1给水系统：用于充填过程所需水源的提供，包括制浆、引流、洗管和其他用水，供给搅拌机与工业充填泵料斗。要求：水源：满足日用水量缓存和分级尾砂滤出的循环水处理。水泵：满足搅拌用水和故障处理用水需求。,2.3.2计量系统：用于各种物料的连续计量，计量误差控制在1%以内。设备介绍：尾砂：采用核子秤计量。干砂：采用皮带秤计量。水泥和粉煤灰：采用转子秤。水：采用电磁流量计。浆体流量：采用电磁流量计。浆体密度：采用差压密度计。料仓与搅拌桶料位：采用超声波或红外线料位计。,皮带秤,电磁流量计,超声波料位计,压差密度计,转子秤,功能：采用专用充填泵加压，将充填料通过专用管道输送至采场。设备：充填泵 系列充填泵,2.3.3管道泵送系统,充填管路：干路管（地面管路、立管、井下巷道内管路）；连接方式：法兰连接，10mm无缝钢管或内覆合金管。采场布料管（进入采场及采场管路）；连接方式：快速接头 高压胶管，承压：4-8MPa。,2.3.4井下充填系统,设备：节流阀 液压驱动控制 截止阀 液压驱动控制,功能：节流阀通过调整阀口开度大小，控制立管末端弯管处充填料的流量。截止阀通过阀口有序开闭，控制工作面充填管膏体流向及布料管充填顺序。,2.4.1核心设备：膏体浓密机,2.4 飞翼公司在膏体充填中的优势,2.4.2、全球领先的膏体浓密机及技术,设备达到国际领先水平，完全满足全尾砂膏体胶结充填和膏体堆存要求，使工艺更简单，操作更简便，具备广泛的推广适用性。设备特点：1、中心传动式 2、液压驱动 3、设备可靠性高，维护简便 4、专利给料桶技术 5、单位面积处理量达到国际领先水平 6、同等参数情况下，达到更高底流浓度，用于充填开采 7、溢流水含固率低，使工业用水得到最大限度的回收利用，可用于选矿或充填，降低整体用水量，减少生产成本。,我司开发的膏体浓密机是针对尾矿处理新工艺而专门设计，充分吸收了国外最先进、最可靠、最实用的技术设计而成，使产品在设计之初就具备高起点。完全符合矿山行业安全性、环保性、可靠性、高效性的要求。,2.4.3 HGBS系列充填工业泵,高压力、大排量、大功率、高可靠性,充填工业泵：该系列产品广泛应用于煤矿充填开采、三下一上开采、金属矿山与非金属矿的尾矿充填开采，冶金石化行业污水处理和固废弃物处理等领域，为成分复杂的高含固、粘稠物料提供安全可靠的远距离输送系统,HGBS150泵送功率曲线图,2.4.4、飞翼公司环管试验场,系统性：是国内唯一一家提供全套充填方案的企业，从方案设计到设备配套，为客户提供一体化的系统或解决方案（“交钥匙”工程）。,2.5 飞翼在金属矿膏体充填中的价值点,先进性：具有丰富的充填设计经验，充填泵国内应用实例丰富，客户满意度高；吸收国际领先企业技术，膏体浓密机技术水平国内领先。,高精度：膏体充填工艺复杂，我们有精确的配料计量系统保证物料的一致性，集料计量误差不超过1%，保证了充填的稳定性和效果。,高可靠性：我们拥有29项国内唯一的用于充填的发明和实用专利技术，解决膏体充填过程中的各种难题，防止堵管情况发生，保证充填可靠性。,高性价比：与国内目前正在使用的膏体充填系统相比，飞翼公司提供的全套设备稳定性高，价格低，是矿山进行绿色充填开采的首选合作者。特别是充填工业泵和膏体浓密机已完全能替代和超过进口产品性能，且价格更优。,系统性：是国内唯一一家提供全套充填方案的企业，从方案设计到设备配套，为客户提供一体化的系统或解决方案（“交钥匙”工程）。先进性：具有丰富的充填设计经验，充填泵国内应用实例丰富，客户满意度高；吸收国际领先企业技术，膏体浓密机技术水平国内领先。高精度：膏体充填工艺复杂，我们有精确的配料计量系统保证物料的一致性，集料计量误差不超过1%，保证了充填的稳定性和效果。高可靠性：我们拥有29项国内唯一的用于充填的发明和实用专利技术，解决膏体充填过程中的各种难题，防止堵管情况发生，保证充填可靠性。高性价比：与国内目前正在使用的膏体充填系统相比，飞翼公司提供的全套设备稳定性高，价格低，是矿山进行绿色充填开采的首选合作者。特别是充填工业泵和膏体浓密机已完全能替代和超过进口产品性能，且价格更优。,汾西矿务局新阳矿高阳镇下压煤量大，为了实现不迁村采煤，采用膏体充填方式进行建下压煤的开采。整套充填系统均由飞翼公司设计，多项专利技术的应用，保证了项目“高起点、高技术、高标准”。项目目前正在建设中，建成投产后既实现了“三下”煤的开采，又解决了地面矸石存放所带来的各种不利问题，助力矿山绿色开采，废弃物再利用循环经济发展。充填站主要参数如下：工作面长100m，采高2.2m 日理论充填量860m3 充填泵排量200m3/h 充填距离2100m 充填材料：煤矸石、水泥、粉煤灰、水、外加剂 充填站包括上料系统、破碎系统、搅拌系统、管道泵送系统、井下充填系统、电气控制系统、除尘系统 控制方式：程序集中控制,新阳矿充填站效果图,第三章、案例,案例一：新阳矿膏体充填三下压煤充填开采（煤矿）,建设中的新阳矿（2013年中完成验收）,案例二：小马煤矿成功实现村庄下压煤充填开采（煤矿）,小马煤矿采用我司HGBS200.14.800充填泵进行村庄下压煤充填开采，地面建站，泵送料浆至井下采空区充填，输送距离水平管30m，立管120m，井下管路1200m，地质条件复杂。充填开采系统运行至今，充填方量已达20000m。经地表实际观测，地面无下沉，地面建筑物未发生裂缝等损坏。目前系统运行稳定，满足了各项工艺要求，得到了客户高度评价。,使用案例,案例二：小马煤矿成功实现村庄下压煤充填开采（煤矿）,使用案例,焦作煤业集团小马矿“三下”充填开采现场,案例三：级索煤矿成功实现村庄下压煤充填开采（煤矿）,级索煤矿采用我司HGBS160充填泵进行村庄下压煤充填开采，地面建站，泵送料浆至井下采空区充填，输送距离水平管330m，立管123m，井下水平管路800m。充填开采系统运行至今，经地表实际观测，地面无下沉，地面建筑物未发生裂缝等损坏。矿方对我司充填泵给予了高度评价。,使用案例,飞翼公司充填泵在级索煤矿充填开采中的应用,级索煤矿工业泵使用情况说明,煤矿使用工业泵使用情况说明,小马煤矿工业泵使用情况说明,案例四：中国五矿闪星锑业有限公司充填开采（金属矿）,中国五矿闪星锑业有限公司采用我司HGBS80/21-220S充填泵进行锡矿山南矿和北矿各建一个充填站，每站使用一台充填工业泵；充填方量50m/h，输送68%76%浓度尾矿料浆（锑尾矿、水泥、粉煤灰），输送距离1600m左右,使用案例,案例五：贵州开磷集团青菜冲矿充填开采（磷矿）,贵州开磷集团青菜冲矿采用我司HGBS100/15-320充填泵进行磷矿充填开采，地面建站，泵送膏体料浆（磷膏石尾矿、水泥）至井下采空区充填输送距离1300m左右,使用案例,青菜冲矿工业泵使用情况说明,非煤矿山使用工业泵使用情况说明,五矿闪星锑业工业泵使用情况说明,2012年部分业绩,2011年-2010年部分业绩,2011年-2010年部分业绩,“保姆式”服务；建立价值不低于20万元的配件仓库；配备服务车及快速反应服务团队，快速处理设备故障；安装调试并定期保养、维修培训,第四章、优质服务,客户售后服务评价,第五章、资质荣誉,诚信合作 互利共赢,谢 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