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1)  solid gravel column
密实的砾石充填柱
2)  uncompacted grave
充填不密实的砾石
3)  compacted gravel placement
密实砾石充填
4)  gravel column
砾石充填柱
5)  solid gravel seal
密实的砾石充填层间密封
6)  gravel seal
砾石充填层间的密封
补充资料:充填
      用砂、石等材料充填采空区,形成充填体支撑顶板、围岩,防止和减少顶板垮落和变形,减轻工作面的压力,称充填采矿法或充填采煤法(见充填采矿法,壁式采煤法)。与长壁垮落采煤法相比,充填采煤法能:①有效地防止顶板垮落,减少地表下沉;②降低坑木消耗,可不留或少留护巷煤柱,提高回采率;③采空区充填体致密,不易漏风,开采厚煤层时,能防止自燃发火;④用厂矿的废弃尾矿、矸石或炉渣作充填材料时,有利于矿区环境保护;⑤减少采空区瓦斯涌出量。适用于:①三下采煤;②煤层顶板坚硬,不能用垮落法管理顶板;③特厚煤层;④有冲击地压危险和自燃发火倾向严重的煤层。缺点是:①要建立完整的充填系统,增加基建投资;②井下巷道系统复杂,充填工作费工费时,增高成本;③工作面充填工作复杂,效率低。方法有水力充填、机械充填、风力充填和胶结充填等几种。
  
  水力充填 利用水压将充填材料通过管路输送到采空区充填。水力充填的材料要容易脱水、最大粒径小于管径的2/5、小于1mm的含量小于10%、来源充足、价格低廉。常用的有河砂、风化岩石、露天矿剥离物、洗选厂的尾砂和矸石、化工厂或冶炼厂的废渣或热电厂的粉煤灰等。水力充填的水源由设在注砂井附近的地面贮水池以自然压头供给。充填材料先经贮砂和水砂混合系统加水混合成砂浆,再经砂浆输送系统输送到采空区。一般都利用回风巷道铺设管路。充填管管径150~200mm,由钢、铁或硬质塑料等耐磨材料制造。砂浆借助自然压头或砂浆泵的压力输送。砂浆流速应大于临界速度(固体颗粒不沉积于管底的最小流速),通常为2~4m/s。充填废水先在沉淀池经过多次沉淀,排至地面贮水池供循环使用。沉淀池的污泥需定期清理。充填作业在回采工作面推进到最大控顶距时开始进行,随着充填的进行逐步拆管,回收支柱。
  
  风力充填 以压缩空气为动力,将充填材料沿充填管路输送到采空区进行充填,也称压气充填。与机械充填相比,风力充填的充填体致密、充填能力大、系统简单易行。风力充填的主要设备是风力充填机,分固定式、半固定式和移动式三种。目前,国外还有在风力充填机上装配破碎机和压气机的,整套设备装在平板车或平台上。在采用前进式回采时,可将掘进的矸石直接充填到巷道旁。风力充填除充填机外,还要有空气压缩机、充填管和供水管、洒水等设备。风力充填所用的空气压缩机要求风量大、风压适当、体积小、重量轻、充填管耐磨性能好。由于风力充填系统简单,能直接用井下矸石破碎后进行充填,在适宜的条件下可以采用。
  
  机械充填 大多用于非煤矿山。由地表或地下采集的干式充填料,用矿车、带式输送机等运至矿块充填天井溜入采场,然后用电耙或自行车辆分布充填料。这种充填工艺沉缩率大,生产效率低,应用日益减少。
  
  胶结充填 在充填料中掺有胶凝物质如水泥等,主要用于非煤矿床地下开采。胶结充填体强度大,稳固性好,能更好地支撑围岩,保证安全回采矿柱,防止岩层垮落和移动;改善不稳固和复杂矿体的开采条件,显著降低矿石损失率和贫化率(可降到5%以下);但水泥用量大,成本高。常用的胶结物是水泥。骨料可就地取材,如天然砂砾、炉渣、尾砂或碎磨砂、石等均可使用。充填料用机械或水力管道输送。若要求充填体强度大,例如做下向分层胶结充填法的底板时,水泥与尾砂的比例达1:4~1:5。在一般情况下,水泥和尾砂的比例为1:8~12,有的达1:30。提高水泥胶结充填砂浆的输送浓度,可以提高充填体强度。目前胶结砂浆浓度(重量)多为60~65%。有的矿山采用自重加泵送的措施,可使浓度达72~78%。尾砂胶结系统主要有以下两种:
  
  立式砂仓法 砂浆与水泥或水泥浆一起加入搅拌器。胶结砂浆的流量和浓度由流量计和浓度仪测定,并通过自动控制系统进行调整(见图)。中国、加拿大、澳大利亚等矿山多采用这种方式。
  
  秤量集料法 按充填体的作用选择配料比例。通过胶带电子秤事先控制尾砂量和水泥量,并用流量计测出供水量,然后在搅拌器中混合。瑞典矿山多用这种方式。
  
  

参考书目
   冶金部长沙矿山研究院等编:《充填采矿法》,冶金工业出版社,北京,1978。
   中国矿业学院等编:《采煤学》,下册,煤炭工业出版社,北京,1980。
  

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