赤泥胶结充填在煤矿中应用可行性分析研究

论文摘要

在煤炭开采过程中,人们通常只着重于煤矿开采的经济效益,而忽略了煤炭开采对自然环境产生的负面效应,往往在出现生态破坏和环境污染之后,才进行末端治理,很少把矿产资源开采与生态环境相协调的理念与工程实际相结合。当前,处理采空区的方法概括起来有6种,即封闭、崩落、加固、全部垮落、部分矿柱支撑和充填。由于地质条件、开采条件等原因,前四种都不能有效的解决地表塌陷等问题。而部分矿柱支撑方法存在资源严重浪费的缺点,只有充填是最有效和最根本的解决方法。本文将结合赤泥的胶结性能和充填成本来分析赤泥矸石胶结充填在煤矿生产中应用的可行性。在优先考虑节省煤炭资源提高矿井资源回收率的前提下,结合山东泉兴矿福兴村压煤的地质情况,在计算分析多种可行开采方案之后,得出了在距离铝土矿180km以内、存在“三下一上”并且压煤量大的矿山实施赤泥矸石胶结充填是可行的。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.1.1 资源的浪费
• 1.1.2 地表塌陷
• 1.1.3 排放废料
• 1.1.4 安全隐患
• 1.1.5 治标不治本
• 1.2 国内外矿山充填技术的研究现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 充填采矿对矿产资源的重要意义
• 1.4 论文研究的主要内容
• 2 充填体的胶结机理
• 2.1 充填体与围岩的作用
• 2.2 胶结充填体的受压变形特点
• 2.3 胶结充填体应力的分布
• 2.4 胶结充填体在地下采场中的力学作用机理
• 2.4.1 胶结充填体对围岩的作用机理
• 2.4.2 胶结充填体的破坏机理
• 3 充填的成本分析
• 3.1 影响充填体质量的主要因素
• 3.1.1 水泥的品种与加入量的影响
• 3.1.2 充填骨料
• 3.1.3 浓度的影响
• 3.1.4 搅拌时间
• 3.2 降低充填体成本的主要途径
• 3.3 充填技术的主要动力
• 4 矿山充填的生态型开采
• 4.1 矸石流程模型
• 4.2 粉煤灰
• 4.3 工业生态型开采模式
• 4.4 小结
• 5 我国赤泥产生区的分布及赤泥的性能实验研究
• 5.1 我国赤泥产生区的分布及其危害
• 5.1.1 我国赤泥产生区的分布
• 5.1.2 赤泥的危害
• 5.2 赤泥的性质
• 5.2.1 赤泥的化学成分
• 5.2.2 赤泥的粒度组成
• 5.2.3 赤泥的活性
• 5.3 赤泥胶结料的胶结机理
• 5.4 贮存期对赤泥胶结性能的影响
• 5.5 赤泥胶结充填的性能研究
• 5.5.1 赤泥料浆具有保水性能
• 5.5.2 料浆的配比区间
• 5.5.3 料浆具有长时强度性能
• 5.5.4 料浆具有不脱水浓度
• 5.5.5 离析和采场流平性
• 5.5.6 对管道的磨损小
• 5.5.7 破坏后愈合能力
• 3D 数值模拟'>5.6 FLAC^3D数值模拟
• 5.6.1 煤岩物理参数的选择
• 3D 模拟巷道充填效果'>5.6.2 FLAC^3D模拟巷道充填效果
• 5.7 赤泥充填在矿山中的可行性
• 5.7.1 赤泥矸石充填料制备
• 5.7.2 赤泥矸石胶结充填工艺
• 5.7.3 赤泥胶结充填成本分析
• 5.8 小结
• 6 现场分析的可行性研究
• 6.1 矿区的地质概况
• 6.1.1 地层和结构
• 6.1.2 煤层与煤质
• 6.1.3 水文地质
• 6.1.4 煤层顶、底板条件
• 6.2 压煤村庄村下煤柱开采方案的提出
• 6.2.1 压煤村庄村下压煤区域概况
• 6.2.2 压煤村庄村下条带开采方案的设计目标
• 6.3 压煤村庄村下开采可行性研究
• 6.4 三种方案的比较分析
• 6.4.1 地表岩移参数的选择
• 6.4.2 开采煤柱留设原则
• 6.5 针对三种方案进行经济效益分析
• 6.6 赤泥胶结充填回采煤柱与搬迁全采方案的利与弊
• 6.7 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集