[发明专利]一种井下充填工作面煤基固废处置率确定方法

说明书

本发明公开了一种井下充填工作面煤基固废处置率确定方法，煤基固废处置率即矿井充填工作面处置的煤基固废量与矿井煤基固废总量的比值，其确定步骤如下：首先统计矿井的煤基固废总量Q；然后根据矿井所用充填材料配比，确定充填材料中煤基固废占比；确定井下各充填工作面布置，计算充填空间体积V；确定充填支架对充填体的弱动力P及作用次数x，并据此进行充填材料弱动力压实试验确定弱动力作用后充填材料容重ρ；计算矿井各充填工作面处置的煤基固废总量Qsubgt;c/subgt;；最后计算煤基固废处置率η。本发明通过煤基固废处置率定量地确定了充填工作面煤基固废处置效果，其结果可为矿井充填系统设计及充填效果评价提供依据。

技术领域

本发明涉及充填采煤技术，特别是固体充填采煤的煤基固废处置率的确定方法。

背景技术

煤炭开采会在采出煤炭资源的同时产生大量矸石、粉煤灰、煤泥等煤基固废，这些固体废弃物的产出会严重污染地表生态环境，并占用大量地面空间，如何进行煤基固废的高效处置成为研究热点。

固体充填开采技术作为绿色开采体系的重要技术手段之一，将矸石、粉煤灰、煤泥等煤基固废以及风积沙、黄土石灰等非煤基固废按一定比例混合制成充填材料通过投料井、带式输送机等方式输送至井下采空区进行充填，并可通过充填液压支架对充填材料施加弱动力，提升充填效果，固体充填开采可在解放“三下”压煤、实现保水开采、减小地表变形的同时高效处置大量固废，有效保护地表生态环境。

而受煤基固废产量、充填工作面尺寸、充填材料性能要求、充填成本及充填速度等多种因素的影响，多数矿井并不能实现煤基固废的完全充填处置，只能实现部分处置。若能掌握井下充填工作面煤基固废处置率则可预估及评价固体充填矿井煤基固废处置能力及处置效果。

因此，研究一种井下充填工作面煤基固废处置率确定方法是精准掌握矿井煤基固废处置能力及效果的关键。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种简便、快速、可靠的井下充填工作面煤基固废处置率确定方法，精准掌握矿井煤基固废处置能力及效果。

为了解决上述技术难题，本发明采用以下技术方案。

本发明的目的是，提供一种井下充填工作面煤基固废处置率确定方法，煤基固废处置率即矿井充填工作面处置的煤基固废量与矿井煤基固废总量的比值，其确定方法如下：

a.统计矿井的煤基固废总量Q；

b.根据矿井所用充填材料配比，确定充填材料中煤基固废占比e；

c.确定井下各充填工作面布置，计算充填空间体积V；

d.确定弱动力作用后充填材料容重ρ；

e.计算矿井各充填工作面处置的煤基固废总量Q_c：

Q_c＝ρVe                                     (1)

式中，Q_c为矿井各充填工作面处置的煤基固总废量；ρ为弱动力作用后充填材料容重；V为充填空间体积；e为充填材料中煤基固废占比；

f.计算煤基固废处置率η：

式中，η为煤基固废处置率；Q_c为矿井各充填工作面处置的煤基固总废量；Q为矿井的煤基固废量。

可选的，在本申请的一种实施方式中，所述的煤基固废包括矸石、粉煤灰及煤泥等。本申请适用于所有煤基固废的应用场景，不受具体的煤基固废组分所限制，本申请在此不再赘述，但所有涉及煤基固废的原料，都属于本申请的保护范围。

可选的，在本申请的一种实施方式中，所述步骤b中，所述确定充填材料中煤基固废占比e的方法包括：