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唐山矿建筑物下综采工作面矸石充填系统开发设计研究

作　者: 李树兴
导　师: 题正义
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 采矿工程
关键词: 三下开采 充填开采 矸石充填 充填系统设计
分类号: TD853.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


建筑物下综采工作面矸石充填技术是将矿井废弃物的煤矸石充入采空区内,对上覆岩层和地表的移动变形进行控制。目的是在保证地面建(构)筑物安全使用的前提下,最大限度地对不可再生的有限煤炭资源进行开采利用。同时,矸石充填又可收到减少煤矸石的地面排放,减轻环境负担,保护环境的效果。论文针对唐山矿的地质条件和生产系统布局,对建筑物下综采工作面采空区矸石充填系统进行了开发设计研究。首先对矸石的压实特性进行了实验及分析,从而确定了充填矸石的粒径范围和级配,为该充填系统的设计提供了理论依据。然后对矸石充填的投料及运输系统进行了设计研究。主要包括投料方式的选择,地面运输加工系统、矸石投料及存储系统和井下运输系统等得设计。进而对工作面的充填设备进行了选型和设计研究,主要包括充采液压支架,输运机和自移式转载机等。最后对采空区和两巷的充填工艺进行了设计研究。在完成充填系统设计的基础上,对充填系统的建设工程、设备投资和主要成本进行了概算,并进行了社会效益的分析。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1. 绪论  10-20
  1.1 选题背景  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 采空区充填技术  12-14
    1.2.2 矸石的物理力学性质研究  14-17
  1.3 研究的主要内容与技术路线  17-20
    1.3.1 矸石充填系统总体构思  17-18
    1.3.2 主要研究内容  18
    1.3.3 研究技术路线  18-20
2. 唐山矿概况及矸石充填首采面  20-24
  2.1 矿井概况  20
  2.2 首采工作面  20-24
    2.2.1 工作面概况  20-22
    2.2.2 工作面布置  22-23
    2.2.3 工作面回采工艺  23-24
3. 矸石压实特性实验室分析与级配的确定  24-36
  3.1 矸石的基本压实特性测试  24-33
    3.1.1 试验目的及内容  24
    3.1.2 试验基本方案  24-25
    3.1.3 试验设备及选样  25-27
    3.1.4 试验结果分析  27-33
  3.2 矸石压实变形的时间相关性测试  33-34
    3.2.1 试验背景及原理  33
    3.2.2 试验内容及方案  33
    3.2.3 试验结果分析  33-34
  3.3 矸石粒径范围和级配的确定  34
  3.4 本章小结  34-36
4. 投料及运输系统设计  36-56
  4.1 投料方式的确定  36-37
  4.2 投料井位置选择  37-39
  4.3 投料井地面运输加工系统设计  39-43
    4.3.1 地面运输加工系统的性能要求  39
    4.3.2 地面运输加工系统方案选择  39-42
    4.3.3 矸石存储场地设计  42-43
    4.3.4 地面运输加工设备选型设计  43
  4.4 投料井设计  43-53
    4.4.1 设计原则  43-44
    4.4.2 投料管设计  44-46
    4.4.3 储料仓设计  46-50
    4.4.4 缓冲装置设计  50-51
    4.4.5 满仓报警系统设计  51-53
    4.4.6 投料井双向排压系统  53
  4.5 井下运输系统设计  53-54
    4.5.1 井下巷道布置及运输设备  53-54
    4.5.2 直接投料巷道工程量  54
  4.6 本章小结  54-56
5. 工作面充填系统主要设备的选型与设计  56-73
  5.1 主要设备的性能要求  56-58
    5.1.1 充采液压支架的性能要求  56-57
    5.1.2 充填输送机的性能要求  57-58
    5.1.3 充填转载设备的性能要求  58
  5.2 六柱支撑式充采液压支架设计  58-67
    5.2.1 充采液压支架基本结构设计  58-60
    5.2.2 上部压实机构设计  60-62
    5.2.3 下部压实机构设计  62
    5.2.4 充采液压支架基本参数、结构特点及工作状态  62-67
  5.3 充填输送机设计  67-70
    5.3.1 充填输送机选型  67
    5.3.2 卸料孔设计  67-70
  5.4 自移式充填转载机设计  70-72
    5.4.1 设计要求  70
    5.4.2 总体结构设计  70-72
  5.5 本章小结  72-73
6. 充填工艺设计  73-79
  6.1 工作面充填工艺  73-75
    6.1.1 工艺流程  73-74
    6.1.2 充填工艺过程  74-75
  6.2. 两巷充填工艺  75
  6.3 系统投资分析  75-76
  6.4 其它主要成本概算  76-77
  6.5 社会效益分析  77
  6.6 本章小结  77-79
7. 结论与展望  79-81
  7.1 结论  79
  7.2 展望  79-81
参考文献  81-84
作者简历  84-86
学位论文数据集  86

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山开采 > 金属矿开采 > 地下开采 > 各种采矿方法 > 充填采矿法
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