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随着煤炭资源的不断开采,黑龙江省煤炭矿区的老煤炭基地,煤炭资源枯竭问题日益显现,成为矿区社会经济“可持续发展”的瓶颈。矿区工业广场、铁路、城镇、水体下的保护煤柱,成为数量可观的优质煤炭资源,而探索上覆岩层不受破坏、地表无明显扰动的煤炭开采技术,是回采这些滞留煤量,延长矿井服务年限,维持老煤炭矿区社会经济可持续发展的重要技术保障。 桃山煤矿位于七台河市桃山区,由于剩余煤炭可采储量有限,年产量开始被迫逐年减少,而工业广场、城区下的保护煤柱及条带开采煤柱仍占有大量优质煤炭资源。龙煤七台河分公司矸石电厂排出的粗粉煤灰,属于粒径大于45μm、含碳量高、活性差的粗灰,废弃堆积野外,占用大量耕地,污染周边环境。 本文是龙煤七台河分公司重大项目《桃山矿三井粉煤灰基胶结材料充填开采试验》的重要组成部分,论文在查阅大量粉煤灰早期活性激发研究资料基础上,采用试验室正交、对比试验,找到了一种适用于七台河公司矸石电厂粗粉煤灰的激发剂,与粗粉煤灰、水搅拌后能在4h~8h后最大程度地激发粗粉煤灰活性,进而优选出了粗粉煤灰基胶结材料的最终配方,并在井下验证了其固化性能。然后结合充填系统设计了充填工艺,并在桃山矿三井93#煤层采空区进行了工业试验,充填体8h单向抗压强度达到0.8MPa~1.0MPa,24h达到2.0MPa以上,3d达到3.0MPa以上,初步实现了充填采煤技术的功能要求。 本文研究的主要成果如下: 1、试验摸索出适用于七煤公司矸石电厂粗粉煤灰的激发剂,最后得到了粗粉煤灰基充填材料配方,并通过井下固化性能验证; 2、在粗粉煤灰基充填材料的基础上,结合充填系统设计了充填工艺; 3、通过现场工业试验结果验证,构建了“安全、环保、可靠”的充填采煤技术。