[发明专利]一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法在审

专利信息
申请号: 202110328185.9 申请日: 2021-03-27
公开(公告)号: CN112832857A 公开(公告)日: 2021-05-25
发明(设计)人: 刘浪 申请(专利权)人: 西安弗尔绿创矿业科技有限责任公司
主分类号: E21F15/00 分类号: E21F15/00;E21F15/02;E21F17/00;E21F17/18
代理公司: 西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙) 61240 代理人: 李艳春
地址: 710054 陕西省西安*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 原镁渣 改性 联合 充填 采矿 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法,包括步骤一、沿煤层延伸方向划分多个竖直的条状煤柱;二、对多个竖直的条状煤柱进行间隔开采,条状煤柱采出后形成间隔的充填区;三、制备原镁渣基充填材料和改性镁渣基充填材料;四、确定充填区的空间尺寸;五、计算原镁渣基充填体和改性镁渣基充填体的充填高度;六、对充填区进行改性镁渣基充填材料的充填;七、对充填区进行原镁渣基充填材料的充填,形成间隔的充填支撑体;八、对相邻充填支撑体之间的条状煤柱进行开采。本发明方法步骤简单,能够有效应用在联合充填采矿中,提高了开采的安全性,同时实现了煤气化渣和优化镁渣两大工业固废的资源化利用,效果显著,便于推广。

技术领域

本发明属于资源循环利用技术领域,具体涉及一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法。

背景技术

近年来,煤矿开采企业大多选用充填法开采,对地表沉降和环境损害取得了良好的控制效果。但需要充填的空间量相对较大,充填材料供不应求,充填工序材料成本较高。

与此同时,煤化工产业可实现煤炭资源高效利用,直接关系到国家的能源战略发展规划。2015年至2019年期间,我国现代煤化工快速发展,截至2019年可实现煤炭年转化能力约3.1亿吨标准煤,但是产生的大量煤气化渣固废(占投煤量的20%)严重危害当地的生态环境,制约现代煤化工的可持续发展。因此,加快现代煤化工绿色低碳发展,减少固废排放,甚至实现零排放,势在必行。

还有,金属镁及其合金作为“21世纪的绿色工程材料”在我国的经济发展中具有重要地位。截止2019年,我国原镁产量96.9万吨,但是我国金属镁的生产主要采用皮江法,每生产1吨镁将产生6~8吨镁渣废弃物,且炙热镁渣在冷却过程中会膨胀粉化,产生大量粉尘,严重污染当地环境。

目前,对镁渣和煤气化渣等工业固废材料的处置方式仍以填埋为主,一般是利用天然沟壑,做防渗处理后建造成渣场,进行填埋,填埋后表面覆垦;大量占用土地,存在严重污染大气、水源和地表生态的隐患,同时大量的镁渣和煤气化渣被填埋,造成了资源的极大浪费。

如果能将煤气化渣和镁渣作为充填法开采的充填材料,将极大地减少资源浪费,实现资源循环利用。但实践中发现,煤气化渣自身水化活性低,导致凝结时间长,中前期的强度低。而镁渣自身含有较高的自由MgO,即不安定组分,随着时间的推移,自由MgO会逐步水化膨胀,强度不够。因此,需要消除不安定组分(自由MgO)的影响,对镁渣进行改性,提高强度。

在充填过程中,良好的接顶才能使充填体起到支撑顶板的作用。但实践中通常由于充填材料离析等原因,导致充填体收缩无法接顶,不能充分发挥充填体的承载作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法,其步骤简单,设计合理,实现方便,能够有效应用在联合充填采矿中,降低了开采成本,提高了开采的安全性,同时实现了煤气化渣和优化镁渣两大工业固废的资源化利用,效果显著,便于推广。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于原镁渣和改性镁渣的联合充填采矿方法,包括以下步骤:

步骤一、沿煤层延伸方向划分多个竖直的条状煤柱;

步骤二、对多个竖直的所述条状煤柱进行间隔开采,条状煤柱采出后形成间隔的充填区;

步骤三、制备原镁渣基充填材料和改性镁渣基充填材料;

步骤四、确定充填区的空间尺寸;

步骤五、计算原镁渣基充填体和改性镁渣基充填体的充填高度;

步骤六、对充填区进行改性镁渣基充填材料的充填;

步骤七、对充填区进行原镁渣基充填材料的充填,形成间隔的充填支撑体;

步骤八、对相邻所述充填支撑体之间的条状煤柱进行开采。

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