矿井充填站是针对煤矿、铁矿等各类矿井开采,造成严重地表沉陷、土地利用价值降低的问题设计发明的。使用结果证明,这确实是治理过度开采造成的土地问题的一种有效方式。在水砂充填中水仅仅作为输送物料的载体,充入采空区后,充填料留在采空区,水渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。并且使用充填站一般以工业废渣为原料,一定程度上解决了工业垃圾堆放占地的问题。所以矿井充填站实在是有着一举多得的意义。为了保证其重大意义的实现,在设计上一定要注意以下几点:
首先,矿井充填站设计时要遵循以下五个基本原则:
1、充填料要就近选择原则,要充分利用工业废渣,保护环境,降低成本。
2、工艺流程与控制简单实用原则。
3、制浆能力与管道流量保持一致原则,设置必要的人工或自动控制措施,尽可能做到满管输送。
4、优先选择自流输送方式原则,降低基建投入与管理成本。
干式充填、水砂充填都属于非胶结充填范畴,由于非胶结充填体无自立能力,难以满足工艺高回采率和低贫化率的需要,20世纪60~70年代,中国开始开发和应用胶结充填技术。胶结充填是将胶凝材料(一般为水泥)、骨料、水混合形成浓度较高的浆体,通过钻孔或管道,自流或加压输送到待充填地点进行充填的工艺。根据所用充填料和输送方式的不同,又分为干式充填:用矿车、铲运机、传送带或风力等方式将废石、砂石等干料送至空区。充入采场的水泥砂浆经过一定时间养护后,成为固化体控制地压。在胶结充填中水是输送物料的载体,充入采空区后,除一部分参与水泥水化反应之外,多余的水分通过脱滤水设施渗滤出去,沿巷道水沟流入水仓,通过排水和排泥设施将渗滤出的清水和随清水流失的细泥排出地表。
充填站充填工艺设计需要解决以下一些关键问题:
(1)充填体固化强度标号设计。标号太高,强度浪费,提高充填成本;标号太低则不能满足地压管理要求。需要根据cai矿或采煤的总体要求和cai矿采煤方法安排,在认真研究的基础上,确定合理的充填标号和固化时间。如果经费许可,很好安排专题研究。
(2)滤水排水设计。充填料的多余水分必须排出,才能保证固化效果和充填质量。因此,充填之前需要在充填区设置滤水井或滤水管,以保证排水畅通。对于滤水比较困难的全尾砂胶结充填,主要任务是排出上部清水。
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