基本信息
- 项目名称：
- 新型膏体充填支架模板的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文阐述了一种新型充填液压模板在焦作市朱村矿膏体充填回采工艺的应用。
- 详细介绍：
- 新型的膏体充填液压模板打破以往一体式传统的设计理念，既能保护膏体混凝土使其凝固成规则的墙体，又能正常掩护工作面采煤机和运输机进行正常生产，实现采煤和留巷的平行作业。
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撰写目的和基本思路
- 首先，调研、收集和查阅有关膏体充填工艺系统研究现状、存在的问题、发展方向等，为本文的研究提供基础资料；熟悉掌握膏体充填工艺的过程及系统所需的参数。 其次，对膏体充填设备进行研究，提出合理的设计意见。 再次，团队利用自身所学专业优势，在李化敏教授的精心指导下研究新型的膏体充填模板。 最后，完成课题研究的最终数据的整理、图表的绘制、文字的写作，并最终成文。
科学性、先进性及独特之处
- 新型的膏体充填模板可使膏体充填优化并使该方法系统简单，投入降低，易观察，出故障率低，机械化程度高，减少装备投资，优化工作面：减少工作面用工数量的同时达到更加的充填效果。它满足模板间、模板与顶板、模板与底板间的密封要求。其液压系统控制简单，移架速度快、效率高，减少工人劳动强度，提高工作面安全保障程度，大大改善了工作面的作业环境。
应用价值和现实意义
- （1）充填模板与以往的充填设备相比机械化、自动化程度更高，并且膏体压实率更高，能有效解决以往充填技术中压实率较低的问题。 （2）充填模板使以往的充填方法系统简单，易观察，出故障率低，机械化程度高，减少装备投资。 （3）优化工作面：减少工作面用工数量的同时达到更佳的充填效果。
学术论文摘要
- 朱村矿膏体充填技术在一定程度上解决了朱村矿的“三下一上”压煤的开采问题，但是由于没有高效的充填支架及其充填模板使得该方法充填装备复杂，设备和材料加工等概算较大，限制了该方法的进一步应用。而新型的膏体充填模板能够提高工作面的开采安全保障度，减少工作面用工数量，降低劳动强度。其具体体现在：综采支架支撑能力加大，可有效地控制顶板，防止顶板事故发生，充填自动模板实现本质安全型充填，杜绝跑浆事故发生，作业环境也会明显改善，同时靠操作碟阀即可实现支架移动、升降、稳模等功能，工人劳动强度低。此充填液压模板将打破以往的一体式传统设计理念，既能保护膏体混凝土使其凝固成规则的墙体，又能正常掩护工作面采煤机和运输机进行正常生产，实现采煤和留巷的平行作业。从而能够使膏体充填得到优化并使系统简单成本降低，另外支架能自行移动、自动升降，操作灵活、安全稳定性好、适应性强，实现了经济效益和社会效益的双赢。实行绿色开采，可使能源产业走入可持续发展的道路，确保能源安全，使我国煤炭绿色开采走向新的台阶。
获奖情况
- 暂无发表记录和奖励
鉴定结果
- 无
参考文献
- 参考技术： 胶结充填技术 超高水充填技术 参考资料： [1]钱鸣高，许家林，缪协兴.煤矿绿色开采的技术[J].中国矿业大学学报，2003，32（4）：343～348. [2]周华强，侯朝炯，孙希奎，翟群迪，陈德俊.固体废物膏体充填不迁村采煤[J].中国矿业大学学报，2004,33:154. [3]钱鸣高，宋振骐，钟亚平，王虹桥.矿区绿色开采技术 [M]. 中国矿业大学出版社，2008. [4]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003. [5]许家林，钱鸣高，朱卫兵.覆岩主关键层对地表下沉动态的影响研究[J].岩石力学与工程学报，2005，24. [6]郭明杰，刘坤，何志雷，孔祥辉.朱村矿膏体充填留巷技术[M].煤炭技术学报，2010,3. [7]郑立军.膏体充填+局部前进式开采工艺通过薄煤层工作面断层 [J].能源技术与管理，2010. [8]纪茂峰.井下巷道矸石充填设备的研制与应用 [J]. 煤矿机电，2006（5）.
同类课题研究水平概述
- 胶结充填技术于20世纪60年代初期开始在金属矿山应用。国外，1959年加拿大鹰桥镍矿开始在上向分层充填采场内试验用水泥尾砂桨取代充填料上的铺板做工作底板。1960年加拿大国际镍公司开始试验用波特兰水泥固结水砂充填料的技术，并于1962年在Frood矿概算生产应用。我国胶结充填采矿始于20世纪60年代中期，1965年金川有色金属公司龙首矿和凡口铅锌矿同时开始试验上向分层胶结充填采矿法，随后得到全面的推广应用。在此以后的60年代，世界各国掀起了试验研究胶结充填技术的浪潮，围绕充填材料选择、优化配比组合、物理化学特性、允填料管道水力输送流体力学、充填体与围岩相互力学作用机理等进行了大量的试验研究，推动了胶结充填采矿技术的长足发展和广泛应用。 当前国内外的膏体充填工艺，无论是膏体充填材料及材料配比还是充填体与围岩相互力学作用机理等工艺已相对成熟，然而，当今国内外采用的膏体充填设备大体上都是采用机械化程度和自动化程度较低的液压充填模板支架，在井下进行作业时，往往面临着：充填支架日移动量很小，移动需要耗费大量人力，井下工作人员生命安全难以保障等问题。2007年铁发煤业集团公司小青煤矿的沿空留巷液压充填模板支架与模板连体造成移架困难,不易维护，从而大大影响了工作面进度的弊端。2008年新汶矿业集团孙村矿膏体充填开采, 新汶矿业集团泉沟煤矿矸石充填，2008年济宁太平矿膏体充填都是采用机械化程度，自动化程度较低的充填模板支架进行充填的，充填效率较低，移架较困难，经济效益较低。而一些机械化程度稍高点的充填设备，又因其自动化程度较低，大大制约着煤矿企事业单位的生产效率和经济效益。2008年5月，冀中能源邢台矿在全国成功采用矸石充填技术，试采过程中，采煤11万吨，充填矸石和粉煤灰12万吨，矸石和粉煤灰压实率达到了98%，取得了很大的经济效益和环境效益。但是，邢台矿井下充填支架却不能实现自动化的推移到下一个工作面，这样，井下非自动化的充填模板还是制约着其企业效益。
