煤矿充填站（精选7篇）
煤矿充填站 篇1
在煤炭开采过程中, 地面会因为地下的煤炭被运出而产生塌陷, 几乎所有矿区都不可避免的面临此类问题。我国因煤炭开采造成的地面塌陷已达58.5万公顷, 且每年新增沉陷面积4万公顷, 同时地面塌陷在地质、环保和安全等方面的负面影响也是不可估量的, 有效地解决因采煤而产生的地面塌陷问题已经成为了煤炭行业亟待解决的问题。
经统计, 在我国煤炭储量中有超过30%的煤炭埋藏在山下、水底下、建筑下、城市下等不允许产生开采后塌陷现象的区域。目前对矿山地下开采空区的的处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四种方案, 但由于地质等特殊原因, 前面的三种处理方法都不能有效的解决地面塌陷的问题, 只有充填是最有效的解决方法。
煤矿充填站作为近年新兴的产品, 是“三下”采煤时充填过程中不可或缺的重要设备, 在山东济宁太平矿、河北峰峰小屯矿、河南焦作朱村矿都得到了应用, 并得到众多矿务局的认可, 开始迅速发展起来。
现对煤矿充填站得结构构成和工作原理做简要说明:
1 结构构成及主要功用
煤矿充填站主要是由煤矿回填专用搅拌站、充填泵、破碎机房、收尘系统和钢结构厂房等几部分构成。
1.1 煤矿回填专用搅拌站
主要作用是把各种原料按照一定的配比进行搅拌, 得到均匀的混合料 (充填料) 。其主要由粉料仓、搅拌主楼、配料站等组成。
1.2 充填泵
主要作用是将搅拌站搅拌所得的充填料通过泵送的手段泵送至工作面。一般一套充填站配置两个充填泵, 一个使用、一个备用。
1.3 破碎机房
主要作用是对原料矸石进行破碎, 得到配料所需的最佳粒径大小的矸石 (成品矸石) , 在通过输送机输送至搅拌站的配料站。其主要由破碎机、振动筛、振动给料机、皮带输送机等组成。
1.4 收尘系统
主要是对破碎机房破碎过程中产生的粉尘进行处理, 对于环保起到了至关重要的作用。
1.5 钢结构厂房
主要是放置各种设备 (如搅拌站、充填泵) 和工作人员办公、休息的场所。
2 工作原理
填充料主要由矸石、粉煤灰、胶结料、水四部分组成。
在搅拌系统工作之前, 原料中的水直接取自地下水, 粉煤灰和胶结料是事先通过粉料仓下的吹灰管输送到各自的粉料仓中, 矸石则需要先通过破碎系统的对原料矸石进行加工, 加工成的成品矸石通过输送机存放在配料仓中。
现对充填站的工作原理简述如下:
首先矸石的加工, 该过程是将在开采过程中产生煤矸石通过输送机运至振动筛进行筛选, 筛选出的大块矸石进入破碎机破碎, 破碎后再次经过振动筛筛选, 不合格的矸石仍然反馈进破碎机, 直至合格为止, 合格的矸石与之前筛选出的成品矸石一起由输送机运至搅拌系统的配料站中。
配料站储料仓下有计量斗, 通过称量可以给出按控制系统标定的矸石, 再由输送机把矸石输送至搅拌机上部的矸石待料斗;同时, 胶结料和粉煤灰由相应的螺旋输送机输送至粉料称量斗;水由供液系统输送至水称量斗内。
在物料全部称量好后, 按一定的顺序打开矸石待料斗气动门和其他三中原料的计量斗阀门, 使各物料进入搅拌机, 启动搅拌机搅拌均匀。
搅拌后得到的充填料经搅拌机出料门通过卸料斗和旋转分料装置进入充填泵, 完成一个搅拌周期。
最后控制充填泵, 在搅拌好的充填料卸至充填泵后, 将充填料及时地泵送至综采工作面采空区。
3 结论
3.1 地面充填站有效地解决了地面塌陷——困扰煤炭行业多年的难题, 实现了“三下”采煤, 有效地保护地下水资源和土地资源, 可以节省巨额的村庄搬迁费和土地塌陷补偿金, 可以大大提高煤炭采出率, 创造巨额利润。
3.2 通过对采空区的回填, 消耗了以往开采后的矸石山和粉煤灰, 大大减少了对环境的破坏。
3.3 地面充填站的出现使得煤矿井下的大规模混凝土工程的高效化进行成为可能, 在沿空留巷、壁后充填、煤柱回收等方面都有较大的使用价值。
综上所述, 随着国家对煤炭资源需求的进一步加剧和对环境保护的高度关注, 作为能实现“三下”采煤、煤柱回收、无煤柱开采的主要设备, 地面充填站的应用是今后煤矿行业发展的必然趋势。
摘要：近年来, 由于大面积煤矿开采, 诱发地面塌陷日趋严重, 我国因煤炭开采造成的地面塌陷已达58.5万公顷, 且每年新增沉陷面积4万公顷, 同时地面塌陷在地质、环保和安全等方面的负面影响也是不可估量的, 有效地解决因采煤而产生的地面塌陷问题已经成为了煤炭行业亟待解决的问题。煤矿充填站作为近年新兴的产品, 已被广泛应用, 本文主要探讨了煤矿充填站的构成、功用及其工作原理。
关键词：煤矿充填站,构成,原理
煤矿充填站 篇2
关键词：矿山,充填材料,制备站,自动控制,方案
1 充填材料制备站自动控制系统的要求
矿山生产工作需要高质量的充填材料作为基础和支撑, 而矿山充填材料的制备工作需要在高效的自动控制技术及控制设备的支持下进行。矿山日常生产与充填料越来越高的品质标准对材料制备自动控制系统提出了越来越高的要求。
生产规模相对较大的矿山企业一般需采用PLC作为系统建设与运行的核心控制器, 控制器的型号及控制系统的结构需根据矿山企业实际生产规模及日常生产流程进行选择和组建。合理建设与运行系统中的控制点, 并切实根据充填材料的需求量、品质要求对整个控制系统的运行工作进行规划和调整, 可有效降低系统建设的初期成本及后期运行成本。
生产规模相对较小的矿山企业一般采用工业标准弱电信号 (4~20 m A) 为核心控制系统, 生产规模不断扩大的矿山企业也可适当引入和应用工控机 (IPC) 作为核心控制器, 但需要采用控制卡扩展技术辅助控制系统建设和运行工作。以工控机 (IPC) 为核心控制器、控制卡扩展技术为辅助的自动控制系统具有构造简单、管理便捷、成本较低的优点。本文针对该控制系统, 探讨了某矿山充填材料制备站的自动控制方案。
2 自动控制系统技术参数方案
2.1 充填材料制备参数方案
本矿山主要采用全尾砂高浓度胶结充填工艺完成充填材料制备工作, 其中的填充原料选自矿山生产过程中残留的全尾砂。本矿山生产过程中每日所需充填材料350 m3, 最高所需充填材料900 m3, 每日水泥需求量51 t。充填料制备控制系统运行中的灰砂比应控制在1∶9~1∶4.5, 系统每小时处理的充填材料应维持在55~87 m3之内, 充填材料浓度为58%~72%, 砂浆浓度为62%~68%。制备的充填材料中尾砂含量为2.5~2.9 t/m3, 所含尾砂浓度为36%~39%, 水泥松散容重为1.1~1.4 t/m3。本矿山日常生产过程中胶结充填材料的消耗状况为:水泥148 kg/m3, 水525 kg/m3, 全尾砂1 210 kg/m3。
2.2 砂仓、水泥仓技术参数
本矿山共设立2座立式砂仓与1座水泥仓, 其中砂仓高17.8 m, 仓体直径10.0 m;水泥仓高17.5 m, 仓体直径5.03 m。供砂管管径为DN400 mm, 出砂管管径为DN125 mm, 充填材料管管径为DN125 mm, 高压水水压为0.52 MPa。另外, 系统砂仓及水泥仓还应达到以下要求: (1) 使用冲板流量计监测水泥仓日常运行过程中的充填料进出量, 并根据监测到的充填料进出量调整电机速度, 从而将水泥仓的给料量控制在合理范围内。 (2) 采用电磁流量计监测砂仓的日常充填料供给量, 并根据监测到的充填料进出量对电机速度做出调整, 以控制砂仓内部充填料的进出量。 (3) 通过浓度计监测砂仓运行过程中的砂料供给浓度, 并根据监测到的充填料进出量对电机速度做出调整, 以控制砂仓内部充填料的浓度。 (4) 采用超声波液位计监测砂仓与水泥仓内部的充填料及溶液供给量, 根据检测到的充填料及溶液供给量调整电动管夹阀开启角, 达到控制砂仓及水泥仓内部充填料及浆液供给量的目的。
3 系统日常运行方案
3.1 系统基本运行项目控制方案
本矿山主要采用IPC工控机作为充填材料制备工作的自动控制系统核心控制器, 系统在充填材料的实际制备控制工作中, 其充填材料供给量、充填料制备精度、砂浆浓度、实际控制方式等控制项目需达到以下要求: (1) 控制系统的充填料实际供给量应保持在55~87 m3/h范围内, 灰砂比应控制在1∶9~1∶4.5。 (2) 充填材料浓度为58%~72%, 砂浆浓度为62%~68%。 (3) 控制系统应通过手动控制与自动控制2种操作方式的灵活切换实现供料、供灰、供水等环节连续、平稳运行。 (4) 应将充填料的配比精度作为制备工作的首要标准, 同时兼顾浆液流量、浓度、液位的监控工作, 将充填材料配比精度及浆液流量、浓度、液位的供给误差控制在3%以下。
3.2 系统流程控制方案
本矿山的充填材料自动控制系统主要通过搅拌系统、传输系统、砂料供给等环节的控制实现矿山生产过程中的充填料制备工作, 其工作重点和难点是砂量及灰量的控制管理环节。
首先, 根据矿山既定的生产量及充填料制备控制系统的充填制备能力、材料浓度、密度及灰砂比计算整个控制过程中所需的灰量、砂量及供水量, 初步确定各控制流程中的管理标准。将砂浆浓度控制在62%~68%, 稳定砂浆流量及给灰量, 通过搅拌等方式调节浆液的浓度、液位, 将浆液的液位及浓度控制在既定生产指标内。重点控制系统的出砂量、给灰量、浆液浓度及液位, 控制调节过程采用弱PID法完成。采用弱PID控制方式时, 事先对操作误差进行设定, 并根据不同的误差级别实行模糊控制调节, 当系统误差过分高于既定误差范围或长时间存在时, 系统会发出警报, 并重新制定各环节初始值。系统运行过程中, 通过砂浆浓度及砂浆流量的检测与控制实现给灰量、给水量的协调控制, 通过出浆量、给水量的监控调节实现浆液浓度及液位的调控, 进而达到弱化系统砂量及灰量控制管理滞后的目的。
4 系统软硬件配置方案
4.1 系统软件配置方案
本矿山充填料制备自动控制系统以IPC工控机作为核心控制器, 系统中软件包的开发与利用主要通过组态软件的引入完成。开发后的软件能够对系统内部给水量、给灰量进行即时显示和累计统计, 对浆液的浓度、液位进行及时统计。
控制系统软件操作的主体界面是充填工艺的操作流程, 操作者通过主界面的控制实况了解系统硬件运转情况及不同流程的运行状况。例如, 工作人员可通过仪表柜及主界面上显示的即时数据明确系统中砂仓的给料状况, 在警报装置启动之后尽快对系统各环节初始值进行重新计算和设置, 及时降低砂仓及灰仓内部的给料量, 并随时预防和处理砂仓及水泥仓内部充填料及浆液满溢和不足问题。通过操作界面监控砂仓中尾砂电动阀及高压水量调节阀等硬件的运行状态。另外, 软件系统控制下的操作界面能够在控制系统实际运行过程中为工作人员提供直观的流程运转及硬件工作状态提示, 并引导操作人员进行正确的管理和调控, 简化实际操作过程。针对矿山控制系统的实际工作量、运行指标设置系统开机与关机时间、运行规格、工艺安排及故障处理方式, 同时建立并填制每日的系统运行监控表单, 通过计算机网络实现即时管理。
4.2 系统硬件配置方案
根据控制系统的软件配置状况及技术要求选取配置相应的硬件, 并建立完善的硬件检测与调控机制, 通过5~20 m A的工业标准信号实现硬件运行信息的处理和传输, 并通过仪表柜与工业控制机实现系统硬件的整体监控。
采用两相制或三相制导波雷达对灰仓的料位进行检测控制, 工作电压为DC15~25 V, 法兰盘安装检测距离为18 m, 检测精度为1 mm, 对仓内灰粉的抗干扰能力很强。水流量选用LED-103型电磁流量计计量, 电磁流量计技术成熟, 精度较高。砂仓尾砂电动阀选用快速关断电动阀ZKZP-1.6-100, 高压水流量调节阀选用ZKZP-1.6-65, 均采用手动与自动控制2种方式实现工作调节。
5 结语
本文在研究矿山充填材料制备站自动控制系统基本要求的基础上, 制定了合理的系统技术参数方案、日常运行管理方案及自动控制系统软硬件配置方案。充填材料制备自动控制方案的实施大大简化了材料制备工作, 能有效提升矿山充填工作效益。
参考文献
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[2]徐应军, 张彩红.某矿山充填材料制备站自动控制方案[J].甘肃冶金, 2007 (4)
煤矿充填站 篇3
关键词：煤矿开采沉陷,充填开采技术,应用
0 引言
随着我国经济的快速发展, 煤矿开采行所暴露出的问题越来越严重, 这就为煤炭开采技术提出了更高的要求。本文主要探讨煤矿充填开采技术的应用效果, 主要介绍三种充填开采技术, 即覆岩离层分区隔离注浆充填技术、采空区膏体条带充填技术、条带开采冒落区注浆充填技术。从中可以看出, 充填开采技术对煤矿开采沉陷现象的控制具有重要的作用, 具有很好应用前景。
1 煤矿充填开采技术应用现状
在金属矿开采领域充填开采技术运用的比较广泛, 技术也已经达到成熟的阶段, 在煤矿开采中可以将这些成功的技术经验引入到煤矿充填开采中。然而, 由于煤矿地层与金属矿的岩层形状不同, 同时其岩层的运行规律也存在差异性, 另外, 两者之间也具有不同的填充目的。因此, 若想将充填技术在煤矿开采领域中应用, 必然要针对煤矿的岩层规律进行适当的调整, 也就是根据煤矿的特点确定其充填开采技术的应用。
在德国和波兰, 煤矿踩空充填开采技术应用比较广泛, 并且主要以煤矸石、河砂及电厂粉煤灰作为充填的材料。其中应用最广泛的就是水砂充填技术。一个成功案例为:波兰将水砂充填条带技术应用到煤矿开采中, 已经开采成功了众多的煤炭资源。对于我国来说, 最早采用充填技术要源自于20世纪60年代, 抚顺胜利矿应用伪倾斜上行水砂充填技术将工厂保护煤柱成功开采出来, 之后我国很多煤矿业进行了水砂充填试验。但是这种技术由于成本过高, 无法在我国得到推广。直到20世纪80年代我国成功地进行了多次离层注浆减缓地表沉降试验, 成效显著。此时国外膏体充填技术得到一定的发展, 由于其充填效率较高, 该项技术被广泛地应用到金属矿的开采中, 同时这些技术也在煤矿开采领域中尝试。
由于在煤矿开采领域中充填开采技术是一种“绿色开采技术”, 可以解决因为煤炭开采造成沉陷现象破坏土地资源, 同时对保护环境有重要的作用, 还可以减少开采废弃物的排放, 对土地资源有保护作用。因此对煤矿充填技术的应用进行研究意义重大。
2 煤矿充填开采技术的应用
由于煤矿充填开采技术是解决开采资源破坏问题的途径, 然而, 由于这项技术的应用成本较高, 因此对其推广和应用具有限制作用, 因此必然在应用前考虑其成本, 尤其是采煤塌陷赔偿等费用问题要进行综合考虑, 根据调查分析, 煤矿充填开采技术的成本就目前而言, 仍是一个比较严峻的问题, 只有国家出台相关的文件增加开采塌陷赔偿费, 给予政策支持才能提高充填技术的应用范围。下面对3种充填开采技术应用进行简要的分析, 以明确各项技术的特点, 为其应用提供借鉴。
2.1 覆岩离层分区隔离注浆煤矿充填技术
覆岩离层注浆充填技术主要应用原理就是通过利用岩移运动时在覆岩中产生的离层空洞, 将充填材料通过钻孔填充到离层空洞中, 以达到支撑覆岩的目的, 将覆岩移动传达到地表的现象减缓。其理论基础为离层量、覆岩离层的位置及覆岩层的发育规律的分析, 根据相关研究表明, 关键层下会出现覆岩离层, 如果两个关键层出现断裂现象那么就不会出现离层。在关键层首次产生断裂前可以进行注浆充填, 其断裂之后就较难充填。因此, 这种充填技术适合在关键层首次产生断裂之前。这项技术在我国没有得到广泛应用的原因为充填材料为液体会产生流动现象, 因此无法充满, 影响注浆减沉陷的效果。因此, 采用覆岩离层分区隔离充填技术可以将隔离分区一一注满, 对覆岩进行支撑, 减少沉陷现象。
2.2 采空区膏体条带煤矿充填技术
采空区膏体条带煤矿充填技术的应用原理就是在煤矿被采出之后, 同时在顶板冒落之前对采空区利用膏体材料进行充填, 构建成充填条带, 以此来支撑覆岩。当覆岩主关键层的首次断裂宽度大于未充填的采空区时, 同时充填条带可以长久稳定保持时, 对地表沉陷就可以有效控制。这种技术的应用主要有两种模式:长壁条带及短壁间隔条带充填开采模式, 其中短壁间隔条带充填开采技术的应用比较容易, 适合应用在煤矿开采中。
2.3 条带采冒落区注浆煤矿充填技术
现阶段, 我国在建筑物下压煤开采运用条带开采技术时, 有一定的问题, 就是煤炭采出率不高, 同时这种技术的应用也容易造成地表下沉现象。其主要原因就是由于冒落区的形成, 该区域承载能力丧失, 其载荷主要集中在两侧的煤岩柱上, 使其被压变形, 造成沉陷现象。条带采冒落区注浆充填技术的应用有效地弥补以上的不足, 在建筑物压煤条带进行开采时, 通过钻孔对条带冒落区进行注浆充填, 其充填材料为破碎矸石, 补充空隙, 起到承载的作用, 以分担两侧煤柱的载荷, 减少压缩变形, 减缓地表的沉陷现象。
3 结语
为了控制煤矿开采沉陷的问题, 采用充填开采技术可以有效控制这种现象的出现, 本文主要对3种充填开采技术进行了分析, 为充填开采技术在我国煤矿领域的推广和应用奠定基础, 以实现充填开采技术的应用提供理论支持, 因此, 研究控制煤矿开采沉陷充填开采技术具有重要的价值。
参考文献
[1]张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品, 2012 (18) :158-158.
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大明煤矿过火矸石充填地基建民房 篇4
关键词：矸石,地基,措施,效果
前言
铁法煤业集团大明煤矿因井下开采使地面沉陷, 有大批动迁户需要安置, 为避免占用耕地、恢复采煤破坏的土地及处理利用煤矿矸石, 我矿在2003年在北翼采区建民房20栋, 经过5年的实际观测, 未发现房屋开裂、下沉, 节约了15亩耕地, 取得了较好的效益。
1 煤层开采、地表沉陷及矸石充填情况
大明煤矿北翼采区, 自1965年6月至1968年12月共采过3层煤, 分4幅开采, 总采厚7.4米, 煤层倾角3～5°, 开采深度61～97m, 采煤方法为倾斜长壁, 全部冒落法管理顶板, 本区地面标高+70m左右, 第四层冲积层厚20m, 主要为流砂层, 含少量粗砂及砂砾夹层。冲积层含水丰富, 渗透性好, 无隔水层。含水砂层直接同基岩接触, 基岩岩性中硬, 主要由砂砾岩, 砂页岩和泥岩组成。
该区原为平坦农田, 采煤沉陷后由于地下水位相对上升, 形成积水沉陷坑, 最大下沉深度5m左右, 最大积水深度1.5m。因本区附近的积水沉陷坑曾发生过地面积水漏入井下淹没泵房事故, 为防止该沉陷坑积水灌入井下, 1989年6月至7月用自燃后的煤矸石进行了回填, 平均回填厚度为1m, 采用自卸汽车向沉陷坑内自然倾卸, 一次充填全厚。回填的矸石粒径为1～250mm, 主要由炭质页岩、泥岩及砂岩组成。
2 采动地基的稳定性评价
地下煤层开采后, 岩层内部的应力平衡遭到破坏, 上覆岩层自下而上发生冒落、开裂和弯曲沉降等并传到地表, 使地表发生移动。但当达到新的应力平衡时, 岩层与上表移动即告终止, 被采动地基就达到稳定。由国内外大量资料知地表移动持续时间与煤层开采深度成正比, 与煤层开采速度成反比, 可用下面的关系式估算:
式中:T——移动持续总时间, 月;K---不同矿区系数, 一般为1.4～2.0;H——开采深度, m;V——工作面推进速度, 米/月。
动迁户拟建场区最大采深97m, 以工作面月推进35m计, 系数K取上限2.0, 计算得地表移动持续总时间为13个月, 而实际观测的总移动时间为394天 (见《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》) 因该场区下方煤层于1968年12月开采结束, 故地表已停止移动10年之久。
一般由老采区下方和周围开采活动所引起, 若老采区残留了许多小煤柱, 也可因年深日久使某些煤柱坍塌而引起活化。在拟建动迁户下方已不存在开采活动, 即使将来回采采区大巷煤柱也因距离较远也不会受到影响;该采区为长壁工作面回采未残留小煤柱, 因此不存在引起地表移动活化的因素。
3 充填矸石作为建筑场地的可行性论证
3.1 充填矸石的物理力学性质。
拟建动迁户沉陷坑已充填的及将要继续充填的矸石, 均为矸石山自燃过的矸石, 粒径为1～250mm, 主要由红色、黄色、白色矸石组成, 其化学成分见表1。
单位%
由表1可以看出, 大明煤矿已燃矸石二氧化硅含量较高, 因此矸石具有较高的强度, 其骨架颗粒的力学性能见表2。
已燃矸石的骨架颗粒具有较好的物理力学性质, 主要是冻融循环的重量损失较大, 且吸水率高, 与国家混凝土天然轻骨料标准对比, 除抗冻性能外均满足要求。
3.2 矸石的风化、水解、潮角及湿陷性质。
大量事实和研究表明, 矸石风化仅在地面表层一定深度内进行, 风化后的细粒保护其下层不受风化。该矸石充填场地风化层厚度不会超过1m。因本地区的冻结深度为1.4m, 建筑物的基础埋深应不小于1.4, 因此基础下部的矸石不会风化。
国内外研究表明, 未经自燃的黑矸 (以页岩为主) 没经预先干燥的矸石, 浸入水中不水解。但在运输及堆放过程中经受过干燥的矸石, 浸入水中后会迅速水解, 但达到一定程度后水解现象就不会再发生。矸石处在潮湿环境中会发生潮解, 一般不致于对建筑物产生破坏性影响。但在干湿交替和冻融循环条件下潮解是很快的, 容易对建筑物产生破坏。本区将要充填的矸石为矸石山自燃后的过火矸不易潮解, 但含水量很少, 充填到沉陷坑遇水后会大量吸水现象, 因此, 在充填时应进行洒水处理。
湿陷是自然回填的矸石在干燥状态下遇水后迅速潮解而沉陷的现象, 它易产生很大的不均匀沉降。但是在充填时采取洒水处理措施, 可以减轻湿陷的发生。
3.3 充填矸石层的自然沉缩。
充填矸石的自然沉缩, 与矸石岩性组成、颗粒级配、回填厚度、回填时间、充填方式及浸水条件有关。国外实测资料证明, 自然充填未经压实处理的矸石层沉缩量很大, 但沉缩量随时间的增长而减小的非常快, 自然沉缩主要发生在回填后的前5年内, 5年后自然沉缩量就很小, 前5年的总沉缩量能达到矸石厚度的5%～10%以上。然而, 在充填过程中经过分层压实处理的矸石层, 其自然沉缩量可大大减小, 使矸石层的工程地质条件得到显著改善。
据国外的研究表明, 不管矸石回填后经历了多长时间, 矸石层浸水条件的改变对自然沉缩影响都很大。例如:英国某回填5年的露天矿坑, 3年坑内积水上升34m, 利用钻孔沉降仪观测的充水部分沉缩0.7m, 由充水条件的改变使矸石层的自然沉缩达2%。又如:英国在回填厚10m、经历12年自然沉缩后的矸石地基上建筑的居民住宅, 因地面水沟渗水而引起房屋倒塌严重破坏 (我国也有类似情况发生) 。为证明这一点, 他们在房屋附近挖了一些深3m的短沟, 并用钢板和钢杆支撑, 灌进1.8m深的水, 各水沟的水位下降速度不尽相同。经24小时的观测, 有的充填矸石下沉值高达50mm。这充分说明, 经过地面水沟渗透到回填层的水, 可使回填层产生明显的不均匀沉缩。
由上述可知, 大明煤矿拟建动迁房场区矸石地基尚未充填部分, 应采用分层回填分层压实的方法充填, 并在地面采取措施避免矸石地基局部集中渗水, 以防止矸石地基产生不均匀沉降对建筑物造成损坏。
3.4 矸石地基的容许承载力。
国内外对矸石地基承载力的研究成果还甚少, 唐山分院用静力载荷试验所得新填矸石地基承载力为72.5KPa (7.25t/m2) ;徐州矿区通过静载试验测得多年回填矸石地基容许承载力为100～120KPa (10～12t/m2) , 夯填矸石地基承载力150～200KPa (15～20t/m2) 。辽宁有色勘测公司用动力触探测得本溪采屯矿充填35年的矸石地基承载力为100～200KPa (10～20t/m2) 。大明煤矿拟建动迁户场区尚未充填的矸石准备采用分层回填分层碾压方式充填, 考虑矸石成分、颗粒组成及回填厚度等特征, 类比分析确定其地基承载力为120KPa (12t/m2) 。
3.5 对矸石地基工程性质的综合评价。
大明煤矿的矸石地基均为已燃过煤矸石充填, 矸石不会再发生自燃, 充填矸石骨架颗粒强度较高、粒径较小、级配良好, 具有良好的工程特性。采用分层回填、分层碾压处理后矸石地基具有较高的承载力, 由于充填的矸石很干燥, 虽经洒水进行了预水解处理, 建筑物竣工后遇水仍会有一定的潮解湿陷发生, 使建筑物产生较大沉降。
4 矸石地基处理技术措施
4.1 矸石地基处理。
将1989年回填的矸石推平, 采用压实重量大于100KN的振动碾压机压实, 若无此设备可采用压实重量大于150KN的压路机代替。新回填的矸石采用分层充填、分层碾压方式进行, 分层厚度不得超过500mm, 采用上述碾压设备每层碾压机重复行走次数不少于4趟。矸石充填碾压前必须晒水, 使碾压矸石层的含水量控制在6%～8%之内, 这可通过在矸石卸车时洒水、推平时洒水和碾压前洒水来保证。矸石回填地基顶面标高控制在+70.0m。
4.2 基础与上部结构处理措施。
基础处理:开挖基槽深度1.1m, 平整开挖的底面, 拣出粒径大于100mm的大块矸石, 进行机械夯实。铺设2层粒径小于25mm的细粒矸石, 每层铺设厚度200mm, 机械夯实到150mm, 铺设的细粒矸石含水量控制在7%～9%。然后再铺设2层中、粗砂, 每层铺设厚度150mm, 机械分层夯实, 其技术要求按规范进行。砂层上砌筑毛石基础, 浇注基础圈梁。
为保证矸石地基建筑物的安全使用, 建筑物单体长度不得超过20m, 设置檐口圈梁和一定数量的构造柱。本建筑物设置的基础圈梁、檐口圈梁和构造柱, 不仅是矸石地基的要求, 也是本区抗震设防的需要。
4.3 地表处理措施。
为防止矸石地基风化和雨水集中下灌发生局部水解沉陷, 使居民有一个良好的生活居住环境, 并为植被绿化创造条件, 对矸石充填区域地表复土厚500mm。复土工作在建筑施工结束后进行, 复土前平整场地, 对开挖后又回填的矸石应进行夯实。
地面要修筑排水沟网和有关设施, 将生活污水和雨水集中排放到矸石充填场区之外, 避免矸石地基局部渗水而发生湿陷, 引起建筑物的破坏。
建筑物周围回填场地边沿10m以内不许堆放重载和行驶重型车辆, 其边坡坡角控制在30°左右并覆土厚500mm, 然后种草或进行植被绿化, 以免边坡失稳和水土流失造成建筑物的损坏。
5 取得效果
对煤矿井下充填式开采技术的思考 篇5
1 充填式开采技术的意义重大
近年来, 煤矿井下充填式开采技术在全国一些煤矿得到了研究和应用。充填式开采技术一般采用膏体充填、高水充填、煤矸石充填三种开采工艺, 能有效减少对土地、水资源、生态环境的破坏, 提高资源的回收率。该技术对解决我国煤矿开采与环境保护、煤矿开采与城市发展、煤矿开采与水资源保护、老矿区资源枯竭等问题具有一定的现实意义。据调查, 采用传统的“条带柱式”回采工艺, 一些现有老矿可开采储量特别低。尤其是遇到大型建筑群、水体和铁路下 (简称“三下”) 的情况, 煤矿开采受到限制。而充填式开采技术则突破这一瓶颈在禁区采煤。从而实现地下与地面相安无事。实施充填开采, 有效增加了我国老矿区煤矿可采资源量, 有利于安全采出剩余煤炭资源, 提高煤炭资源回收率, 同时, 有效地控制了地表移动变形, 缓解了地表水系和地下水资源的破坏、煤矸石占压耕地。结合我国一些充填式开采的实践经验, 文章对适合充填材料、充填技术等进行进一步研究、试验, 因地制宜地探索煤矿井下充填开采模式, 并积极推动成熟的煤矿先行开展井下充填开采试验试点, 为促进煤炭资源绿色开采, 实现矿区和谐发展打好基础。
目前, 随着国家提出的“节能减排、绿色开采”等规定的不断深入, 该项技术在全国的发展已基本成熟, 特别是东区各矿井的可供开采储量日趋减少, 形势迫在眉睫。因此, 推广应用“三下”压煤充填式开采技术是大势所趋, 势在必行。
2 保证安全前提下, 从细全面考虑
推行充填式开采, 要做到未雨绸缪, 在保证安全的前提下, 以最快的速度, 最小的工作量完成试点工作。“三下”压煤充填式开采技术是一项新技术、新事物, 投资大, 加之矿井系统、环节复杂, 具体实施起来难度大, 需要技术支撑, 在方式、方法、工艺等方面都需要从细全面考虑。综合机械化固体充填采煤技术, 与传统采煤技术最大的区别在于运用“开采十充填”的开采方式, 在采煤的同时利用矸石、粉煤灰等废料对采空区进行填充, 实现了防火、防水、防瓦斯、防冲击地压, 延长矿井寿命的“四防一保一延长”煤炭开采新技术。综合机械化固体充填采煤技术, 是将地面矸石与粉煤灰以合适的比例混合后, 通过投料系统和井下运输系统运至工作面, 再通过充填开采运输机充填到采空区, 由夯实机进行夯实, 置换出煤炭资源, 达到解放建筑物下压煤并控制覆岩运动及地表沉陷的效果。实施综合机械化充填开采是一项科学、系统、先进的开采技术, 是煤炭开采方式的一个创举。同时实现了防火、防水、防瓦斯、防矿压, 保护了环境, 延长了矿井寿命。但是, 任何技术需要一定的资金、物资、硬件设备、本矿现状等因素做好充分保障, 否则, 仅为产量忽视安全的充填式, 也就不可避免工作中或后期出现安全事故。据统计, 全国煤矿95%为井工矿, 地质条件复杂、灾害种类繁多。随着开采深度的增加, 矿井瓦斯、水、火、矿压、地温等灾害日趋严重。研发适应煤矿生产条件变化的充填开采技术, 强化煤矿安全生产的科技保障能力尤为重要。
3 充填式开采技术要因矿制宜
在实施充填式开采技术之前, 要对煤矿整体性情况深入调查, 并对充填式开采技术和现状做一全面的了解, 无论是离层注浆减缓地表下沉采煤法、膏体充填法, 或是矸石粉煤灰充填法, 都有其优缺点, 没有绝对占优势的万能方法, 不能一概而论。由于各个煤矿情况不同, 因此, 在实施充填式开采技术前就是要找出最适合的开采方法。对于费用问题, 可进行比较;适用性问题, 各矿井实际情况有所不同, 但采用的支架必须用充填型;既可以使废矸石得到处理, 又能达到保护环境的目的。譬如, 晋煤集团长平公司从技术环节入手, 将““充填式”采煤的工艺研究及实验作为重点工程之一, 大力开展项目的技术攻关。并成立“充填式”开采领导组、组织技术人员开展专业例会、与河南理工大学签订合同获取技术支持等措施, 在完善理论的同时, 该矿还积极开展实践活动, 率先在非“三下”区域进行压煤开采试验, 对试验期间各项数据进行收集、汇总, 对发现的问题及时分析整理, 组织地测等部门专业技术人员对在采掘活动前和采掘过程中的地表和建筑物移动变形情况进行监测, 研究地下开采对地面地质水文等情况影响, 为“充填式”开采试验提供科学准确的科研数据。在一系列前期试验后, 王台铺煤矿“充填式”采煤联合试运行取得圆满成功后, 才正式进行充填生产。充填式采煤工艺的应用将使王台铺矿井服务期限大大延长。充填式采煤作为解决煤炭资源的枯竭与经济发展的矛盾的重要途径, 在回收宝贵煤炭资源的同时, 也为该集团公司带来非常可观的经济效益。
4 完善煤矿充填的相应法规和政策
考虑我国能源需求对煤炭依赖度较高的实际, 全面实施充填开采尚不可行, 但对环境脆弱区、耕地保护区、人口集中区等重点区域, 道路、水体、重要建筑物等, 应通过立法保证推广运用这一技术。同时, 应制定科学合理的税费优惠政策, 从煤炭的采出、运输、销售、加工整个生产系统、链条环节分担煤矿采用充填技术所增加的生产成本、社会责任。国家已制定了矿区开发的环境治理规划, 但主要强调的是破坏后的治理。为避免走先破坏后治理老路, 国家应根据煤炭资源分布, 尽快研究制定煤矿充填开采技术适用区总体规划, 协调区域之间的关系, 确定一些矿区作为国家一段时期内进行重点扶持的示范区。建议国家应立法推行煤矿充填开采, 改善矿区生态民生。这一点, 2012年5月, 《山西省煤矿现代化矿井标准》晋煤规发 (2012) 500号出台无疑成为省级政策的典范。唯一不足的, 就是没有将充填式开采技术纳入必定推行的标准来实施, 其政策导向存在宽泛化。对充填式开采技术的推进无具体举措来保障。
摘要：资源开发地区社会稳定的一个突出问题是地企矛盾, 主要原因是煤炭开采引发地表塌陷、水土流失、道路断裂、基础设施和房屋破损, 矿区百姓的生活、生计、生产受到严重影响, 而往往矿方一次货币补偿难以解决长远民生问题。随着国家能源需求的不断增加, 采空塌陷区也将不断增加, 将会有更多的群众生产生活受到影响。因此, 煤矿推行充填式开采技术, 已经成为关系国计民生的大事, 成为建设生态文明、推动科学发展的当务之急。
关键词：煤矿,充填式,开采技术
参考文献
[1]张文涛, 陆庆刚, 张睿, 等.超高水材料阻隔式充填开采技术[J].煤矿安全, 2013 (03) .
[2]张军.山西省煤矿充填式开采与矿区生态修复[J].能源与节能, 2014 (02) .
煤矿开采中沉陷区充填技术的运用 篇6
煤矿作为人类应用历史最悠久的化石能源之一, 其开采和应用伴随着人类社会的进步和发展。煤矿在给人类提供能源和生活便利的同时, 煤矿开采也给环境带来很多问题, 煤矿开采沉陷区的形成正是煤矿开采过程中环境破坏的重要表现之一, 因此, 对煤矿开采沉陷区进行回填和处理受到社会各界的广泛重视。
1 煤矿开采沉陷影响分析
1.1 煤矿开采中沉陷对地表的影响
中国有位居世界第三的煤炭资源探明储量, 中国作为煤炭消耗大国, 在煤炭开采中十分重视煤炭开采沉陷回填技术的发展。煤矿一旦出现沉陷, 将会直接导致沉陷区上方地层荷载能力降低, 从而在重力和地表建筑的影响下严重威胁矿安全。如果要继续开采剩余煤炭资源, 必须拆迁地表建筑, 在拆迁过程中投入大量人力、物力和财力, 不仅会影响煤矿开采企业的发展, 而且还会给拆迁对象的生活带来很大困扰。即便地表没有建筑, 煤矿采空区也会给地表的生态系统带来灾难性的破坏, 一旦地表生态系统被破坏, 即便投入大量资金修复也很难恢复到正常标准, 不仅会破坏环境, 还不符合中国可持续性发展战略的环境保护精神。
1.2 煤矿开采中沉陷区对地下水资源的影响
煤矿开采企业为获得优质煤矿, 在开采过程中会大量排出地下水, 地下水排入水系或其它地区, 会影响煤矿开采区域的地下水位, 地下水位不规则升降将会直接影响地面上人们正常的生产和生活。不仅如此, 地下水位下降还会对地表植物、动物带来较大影响。地下水作为水资源的重要组成部分, 有水量稳定、水质好的特点, 不仅是农业灌溉和城市用水的重要来源, 也是保证地区水体能够正常循环的条件。由于开采沉陷区导致地下水位不规则沉降, 将会直接影响区域气候, 导致气候不规则变化。区域气候不规则变化, 会给人的生产和生活及当地的自然生态系统造成巨大的影响和破坏。
1.3 煤矿开采中沉陷区对煤矿开采的影响
煤矿开采过程中一旦出现沉陷, 将会给煤矿开采带来极大影响。沉陷区一旦出现, 煤矿企业为保证地表建筑和环境不受影响, 必然会暂停煤矿开采, 这会导致大量煤矿资源无法开采利用。另外, 一旦煤矿出现沉陷区, 会给煤矿所在地的地层稳定性带来较大影响, 地层稳定性下降将会给煤矿矿洞带来较大的安全隐患, 如果煤矿要继续开采必须投入大量资金治理和处理沉陷区, 这无疑增加了煤矿开采成本, 给煤矿开采企业带来额外的经济支出。
2 煤矿开采中沉陷区充填技术的应用意义
煤矿沉陷区充填技术是解决煤矿开采沉陷区问题的重要措施, 煤矿开采沉陷区填充技术不仅可以解决煤矿开采过程中的沉陷问题, 通过对煤矿开采废弃物回填, 还能够解决煤矿开采废弃物堆放产生的矿区空间利用率低和环境污染问题。煤矿开采沉陷区充填技术作为煤矿开采沉陷区治理的有效措施, 被广泛应用于中国煤矿开采的沉陷区治理工程中。煤矿开采沉陷区充填技术相比于矿区居民拆迁及沉陷之后带来的环境问题治理, 经济效益更好, 利用沉陷区充填技术, 不仅能够实现保护矿区地层结构稳定性的目的, 还能够有效实现涵养地下水、保护地区生态环境及煤矿开采等目的。
沉陷区充填技术包含部分充填开采技术和全部充填开采技术两种。对于杂质较多、煤矿开采废弃物较多的煤矿开采中, 一般会采用全部充填开采技术, 实现保护地层稳定性和节约矿区空间的目的。对于煤矿质量较好、含煤矸石等废弃物较少的煤矿, 则会采用部分充填开采技术。现如今, 煤矿沉陷区部分开采和回填技术作为煤矿绿色开采技术中的重要技术, 被广泛应用于煤矿沉陷区的治理工作中, 并取得了较好的治理成果, 为中国煤矿资源开采和利用做出了贡献。
3 煤矿开采中沉陷区充填技术的运用
应用煤矿开采沉陷区充填技术前, 需要仔细分析煤矿成矿条件、开采方式及地层结构稳定性, 并根据分析结果有针对性地选择和设计煤矿开采沉陷区充填技术。针对中国应用的煤矿沉陷区充填技术进行分析, 中国煤矿开采沉陷区充填技术主要有以下几种。
3.1 膏体充填技术
膏体充填就是在将煤矿开采过程中的矸石或其它城市建筑垃圾与水优化配比, 最终形成具有一定稳定性、流动性和可塑性的膏状浆体, 并利用泵或重力作用以柱塞流的形态用管道输送到沉陷区, 充填沉陷区实现提高沉陷区顶板稳定性的充填技术[1]。膏体充填技术在应用时必须保证膏体具有稳定性、流动性和可塑性。稳定性是指配比设计的膏体填充物料必须具有抵抗分层、离析能力, 并实现在输送管道中停留数小时不沉淀、不分层, 可顺利连续输送。流动性是指所配膏体必须能够在外力或重力作用下流动。可塑性是指膏体必须能够在输送管道或关键时能够发生形状变化, 当到达沉陷区后能够内部结构不发生变化, 并实现有效填充。
3.2 煤粉灰煤研石粉活性激发胶结充填
粉煤灰是煤炭燃烧后的工业废料, 如果粉煤灰不经处理随意丢弃到环境中, 不仅会污染环境, 还会给动、植物带来灾难性的后果。在煤矿开采中沉陷区填充时, 可以利用粉煤灰作为填充原料, 并结合同样不具有经济价值的煤研石激发其潜在活性, 从而提升粉煤灰的凝结稳定性, 并将其用于煤矿开采中沉陷区充填中。目前, 中国已经有一些单位成功研制粉煤灰研石粉活性激发胶结料, 并应用于煤矿开采中沉陷区的充填工作中。这一技术的应用, 不仅有效解决了粉煤灰的处理问题, 还能够极大地提升煤矿顶板稳定性, 具有极高的推广和研究价值。
3.3 水砂充填
水砂充填是中国煤矿开采中沉陷区充填的常用方法。水砂充填是指利用水力将砂子、碎石或炉渣等充填材料输送到井下, 用来支撑围岩, 防治或减少围岩垮落和变形。水砂充填采煤法需要建立水力充填系统、充填材料开采加工及选运系统、贮砂及水砂混合系统、输砂管路系统、供水及废水处理系统等。水砂充填有沁水量大、充填工序较复杂、存在较大充填沉缩量的问题, 因此受充填密实度和材料的影响很大[2]。
3.4 干式充填
干式充填就是将煤矿开采中的矸石等废弃物破碎、筛分和混合后, 回填入沉陷区, 并进行机械捣实的一种充填技术。干式充填作为煤炭开采中充填效果最好、经济效益最节约的充填技术, 得到广泛应用和发展。随着一批专业化干式充填设备的出现, 更是节约了干式充填法的工程时间和造价。现如今, 干式充填法的充填料已不仅包含煤矿开采过程中的废弃物, 一些城市垃圾也可以利用干式充填法进行处理。回收利用城市垃圾并作为充填料的干式填充法, 不仅实现了保护煤矿顶板稳定性的目的, 还对城市垃圾进行无害化处理, 具有极高的经济价值。
4 结语
煤矿开采中沉陷区充填技术的运用, 不仅是煤矿实现进一步开采的前提, 也是保护矿区地下水资源及地表生态系统稳定性的重要措施。因此, 在处理煤矿开采沉陷区时, 一定要根据煤矿地层和开采特点, 合理选择和设计沉陷区回填技术和方法, 保证煤矿持续开采, 保护矿区生态和自然环境。
摘要：煤矿开采过程中, 经常会对沉陷区采取充填措施, 针对煤矿开采中沉陷的影响及沉陷区充填技术进行研究, 并分析了几种应用于煤矿开采中沉陷区充填的技术, 为煤矿开采中沉陷区充填技术选择和设计提供资料参考。
关键词：煤矿开采,沉陷区,充填技术,运用
参考文献
[1]张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品, 2012 (18) :56-58.
矸石充填系统在济三煤矿的应用 篇7
煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物，成为影响煤炭工业可持续发展的难题。目前，全国历年累计堆放的煤矸石约45亿t，占用土地约1.5万公顷，而且堆积量每年还以1.5亿t～2.0亿t的速度增加。对人类的生态环境带来很大的威胁与危害。为节约土地、保护环境、发展循环经济、建设绿色矿山，济三矿积极应用国家推广的煤矸石复垦及回填矿井采空区技术，结合采场实际，按照缩短运距、就近充填，减少运输环节，保证系统顺畅的原则，在矸石量大的十八采区北区回风巷附近的三角形区域和北区辅助运输巷以南附近的狭长区域共布置了24条充填巷道，岩石充填巷道达7 715m，既满足采区准备时间，又满足生产期间的矸石处理，体现了充填与施工同时进行，互不影响的最大优点。
1充填技术原理
首先利用房柱式开采方法将采区的煤炭采出，然后利用矸石充填系统对采空区进行充填。
2设备及配套
矸石充填机的结构、工作原理及技术参数：
1）矸石充填机的结构
矸石填充机由行走部、底架总成、调平机构，调偏架、卸载滚筒组、回转工作台、抛射皮带、液压系统、电控系统等部分组成(见图1)。
2）矸石充填机工作原理
矸石填充机以800带宽皮带机为运输工具。SSJ-800皮带机反向运转，机头位巷道口，作为受料端;机尾位于巷道内，作为卸料端。填充机的卸载滚筒组代SSJ-800皮带机的机尾，与SSJ-800皮带机的标准H架采用间隙衔接。SSJ-80带机将矸石运到的填充机上料输送部，上料输送部再将其卸到抛射皮带上，抛到巷道。抛射皮带可在巷道宽度范围内上下左右摆动，能将整个巷道在宽度范围内填满矸石。当前面填满后，充填机向后退移一个步距(约500mm)。
3）主要技术参数
外形尺寸：长×宽×高(最小尺寸)14 000mm×2790mm×2 250mm;
重量：≈22t;
供电电压：660/1140V;
抛射皮带技术特性：
电动滚筒直径φ500mm，皮带宽度800mm，带速3.15m/s，输送量250t/h;
高度调整范围：2.8m～5.5m;
宽度调整范围：2.5m～5.5m。
3试验应用情况
试验巷道的基本情况：
1）巷道断面及支护方式
十八采一号充填面为矩形断面，锚网支护。巷道顶板采用￠22×2 200mm锚杆，角度垂直顶板(两肩窝角度为75度)，间距900mm;两帮选用￠20×1 800mm锚杆，间距800mm，除顶角锚杆外，其余垂直煤帮布置。锚杆均采用加长锚固，每根锚杆用2支MSCK2350树脂锚固剂，排距900mm，顶部按2 000×2 700的间排距布置双排锚索加强支护，锚索规格：￠18×6 200mm。巷道长约375m、宽5.0m、高3.5m～5.8m。岩性为全煤，顶板为中砂岩，稳定无淋水，巷道底板无积水。
2）设备布置及运输方式
掘进巷道即十八回风巷迎头安设一部PB-60型耙装机，耙装机后跟一部SSJ-800型皮带输送机，机头搭接在十八采矸石仓上口。十八采矸石仓下口经两部800带宽皮带机与十八采1号矸石充填巷联接。十八采一号充填巷内安设一部SSJ-800型可伸缩式皮带输送机，十八采一号充填巷迎头安设一部矸石充填机，用SSJ-800型可伸缩式皮带向充填迎头输送矸石。矸石运输路线：十八回风巷迎头→耙装机→SSJ-800皮带输送机→十八采矸石仓→两部800皮带机→十八采一号充填巷SSJ-800皮带输送机→十八采一号充填巷矸石充填机。
3）系统试验应用情况
该充填系统于先期在十八采1#矸石充填面投入使用，累计试验340个工作日，充填总进尺1 290m。平均月进120m，最高达460m/月。
同时，发挥充填优势，将井下作业现场不可回收上井的软硬垃圾回填到矸石充填巷。
4防止地面沉降的一些技术措施
1)使用锚杆、锚网锚索联合支护的充填巷道，锚杆、锚网、锚索支护是一种永久投入，不再回收，永久起作用的支护方式。矸石充填入工作面后，即使充填率达不到要求，巷道有效支护可以维护数十年以上;
2)设置保护煤柱。每两条巷道之间预留5m厚的保护煤柱，保护煤柱不但能支撑顶板，还能起到容器壁的作用，固定了矸石的体积，使其受压时不发生大的变化;
3)设置水泥矸石支撑墙。根据充填工作面现场地质情况变化，每隔一段距离，可用水泥拌矸石沙子充填巷道，水泥凝结后强度增加，可对顶板加强支撑作用。
5 效益分析
5.1 出煤效益分析
按照充填巷道长度7 715m，断面22.5m2计算，出煤量为：7715×22.5×1.36=23.6万t。
按照煤炭价格500元，巷道成本每米4 500元计算，直接效益为：23.6×500-7715×4500×10-4=8328万元。
5.2 排矸效益分析
目前矸石进入煤流排矸费用(井下约5元/t，地面约13元/t)约18元/t。十八采区矸石量为：5743×17×2.5=24.4万t。排矸费用为：24.4×18=439万元。故此项目直接效益为：8328+439=8767万元。
矿车排矸：
矸石总量：8870×17=150790m3(含充填系数);
每矿车按：1.7 m3计算，共需矿车数量：88700辆;
副井提车每钩按4车计算，共需提升钩数：88700÷4=22175钩;
5.3 年效益分析
按照每年岩巷进尺5 000m，断面17m2计算，年矸石量为：5000×17×2.5×10-4=21.2万t。需要施工矸石充填巷道长度为：(5000×17×1.6)/(22.5×0.9)=6716m，出煤量为：6716×22.5×1.36=20.5万吨。故年效益为：20.5×500+21.2×18-6716×4500×10-4=7609万元。
6 结论
1)提出把矸石充填在煤巷(位于村庄煤柱下或边角煤)，进行井下处理的思路，成功研究与应用了在煤巷中进行矸石充填的技术和工艺，矸石充填技术具有投资小、周期短、能力大、效果好、易于掌握、效益显著的优点;
2)成功研制并完善了集多功能于一体的矸石充填机，为煤矿井下矸石充填技术提供了保障。其完全可以胜任矸石充填的一系列工序，并保证充填效果。既能使建筑物下储煤或矿区边角煤得以合理开采又能解决井上排矸带来的一系列问题;
3)济三煤矿井下矸石处理，采用井下煤巷充填矸石的方式，以矸石置换煤炭，实现了矸石不上井的绿色开采方式，净化现场作业环境，大幅降低成本。矸石不升井，减少地面矸石占地，防止在地面堆积造成环境污染,保护自然环境。为建筑物下采煤开拓出一种新的开采方式，为济宁矿区实现矿区资源与环境协调发展的绿色开采提供了借鉴，具有较大的推广价值。
摘要：本文主要介绍了矸石充填技术原理,矸石充填机的结构、技术参数和在济三煤矿的试验应用情况及取得的经济社会效益。