充填采矿实验室简介

作者:发布时间:2010-05-07浏览次数:3792

  充填采矿实验室是中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室的重要组成部分(学校“211工程”重点项目建设成果),主要为发展“高效安全、高采出率、环境协调”的绿色开采新技术,特别是固体废物膏体充填采矿技术,解决我国煤矿开采沉陷破坏、采出率低等重大理论与技术问题,实现固体废物资源化利用,提供先进的科技创新的基地,成为高水平人才聚集与培养的平台。

主要装备与仪器

(1) 材料制备与性能实验系统;
 

  系统组成:该系统采用北京亚控科技发展有限公司组态王控制系统,可视控制,智能监测。主要设备包括:PSZ-2000组合破碎机、SM-300振动磨、ADW4001超细分级机、XMC64微粉捕集器、DSH-0.3混合机等;小型配套设备有高温箱式电阻炉、负压筛、激光粒度分析仪、数显勃氏透气比表面积仪、化学分析仪器等。

  主要技术指标:最大入料粒度:200 mm;最小出料粒度:5-30 mm;称量精度: ±0.5 %;制备能力:50-200 kg/h。

  试验功能:粉体材料粉磨加工实验;粉体材料分级加工实验;充填注浆材料复合工艺实验;材料煅烧试验;材料粒度分析试验;含水量、密度、比表面积、需水量比、活性指数、烧失量、含泥量、吸水率、化学成分分析试验等。

(2) 细粒料浆充填实验系统;

 
 

  系统组成:该系统采用Honeywell公司HC900混合控制系统:控制回路组态设计,控制参数自整定,以太网高速通讯;采用“三维力控”人机操作界面:图形生动逼真,运行动态显示,用户操作方便;采用智能检测仪表:微机快速处理,检测信号准确,执行机构可靠,故障自动诊断。主要设备包括:立式砂仓(30t)、旋流器(CZ-150)、渣浆泵(3/2C-AH、6/4E-AH Warman各1台)、高浓度强力搅拌桶(φ2×2.1m、φ1.5×2.0m各1台)、高速活化搅拌机、高压浓密机(HRC-3.0)、陶瓷过滤机(HTG-4.5)、皮带核子秤等。

   主要技术指标:管输离心式渣浆泵能力:泵进口直径6英寸,泵出口直径4英寸;高压浓密机槽体容积16m3,耙子转速1.748r/min;陶瓷过滤机过滤面积4.5m2,圆盘转速0.5-2.0 r/min;旋流器处理能力10-12m3/h,溢流细度26-53微米;称量精度:±0.5 %;密度测量精度:±0.0005-0.001g/cm3;流量测量精度:±0.5 %;差压测量范围:0-500 kPa;

   试验功能:脱泥尾砂立式砂仓充填料浆制备工艺实验;全尾砂高压浓密机、陶瓷过滤机胶结料浆制备工艺实验;≤5 mm细粒料浆管道输送实验;高压浓密机浓缩实验;陶瓷过滤机脱水实验;立式砂仓放砂实验;临界流速实验等。

(3) 粗粒料浆充填实验系统;


  系统组成:该系统也是采用北京亚控科技发展有限公司组态王控制系统,可视控制,智能监测。主要设备包括:卧式螺旋搅拌机(JD500)、搅拌桶(L300)、上料机(DTC-2000)、混凝土泵(HBT40)、螺杆泵(G70-2)、管道清洗机(GD90/20)、充填支架隔离/接顶模拟装置、充填管道、便携式数据采集控制仪(ND-S);小型配套设备有微机控制全自动压力实验机、砂浆抗渗仪、水泥混凝土标准养生箱、水泥胶砂搅拌机、真空干燥箱、砂浆稠度仪、泥浆比重计、电子相对密度仪、顶击式标准震筛机、水泥胶砂振动台、砂浆凝结时间测量仪、水泥流动度测定仪、混凝土弹性模量测定仪、压力泌水仪、电子分析天平等。

  主要技术指标:系统能力:53 m3/h;搅拌能力:0.5 m3/次;泵送最大压力:9.5 MPa;称量精度:±0.5 %;密度测量精度:±0.0005-0.001g/cm3;流量测量精度:±0.5 %;差压测量范围:0-500 kPa;数据采集频率:<0.1 s。

  试验功能:≤35 mm膏体充填料浆配比实验;≤35 mm膏体充填料浆搅拌实验;≤35 mm膏体充填材料管输实验;管道堵塞事故处理实验;充填料浆隔离实验;泵送设备性能实验;坍落度、扩展度、可泵时间或坍落度损失、静置泌水、压力泌水、抗压强度、抗剪强度、弹性模量等试验。

研究方向

(1)固体废弃物膏体充填材料; 

(2)采动岩层充填控制理论与设计方法;

(3)充填采矿工艺与关键设备; 

(4)“三下一上”开采;

(5)保水采煤;                
    
研究项目与成果

 



 

   (1) 建立了我国煤矿第一个膏体泵送充填系统,在太平煤矿薄基岩、厚煤层、厚冲积层、 富含水条件下经过一年半工业性试验,累计充填量突破20万m3,安全采出煤炭30多万t,2007年11月通过专家鉴定。

   (2)研制出PL、SL二个系列膏体胶结材料。

   (3)合作承担了国家自然科学基金重点项目 “高温岩体地热开采与利用的基础研究”。

   (4)朱村煤矿、岱庄煤矿、邢台煤矿、南洺河铁矿等膏体充填开采。

   (5)俄霍布拉克煤矿、大刘煤矿等保水开采。

   (6)海孜煤矿巨厚火成岩下离层区分区隔离充填。

 

 

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