一、研究目的
針對煤礦高壓力條件下巷道、硐室圍巖的流變性、遇水軟化等破壞機理、支護技術進行系統(tǒng)研究,指導現場巷道支護作業(yè),消除安全隱患,杜絕災害發(fā)生,保障大采深富水礦井的正常生產。
二、主要研究成果
1.基于 Burgers流變模型對深部高應力富水軟巖巷道進行了黏彈性理論分析,得出了深部高應力軟巖巷道圍巖表面位移及位移速率的表達式;采用PAC3D模擬了深部高應力富水軟巖巷道的流變特性,研究了高應力作用下軟巖巷道圍巖變形規(guī)律。
2.采用FLAC3D對深部高應力軟巖巷道的變形破壞機理進行了數值模擬研究,揭示了巷道軸向與最大水平應力呈不同夾角時,對深部軟巖巷道國巖穩(wěn)定性的影響程度。
3.運用彈塑性理論分析了錨注加固結構彈塑性區(qū)的發(fā)展規(guī)律,提出了錨注加固結構的極限承載能力計算表達式。
4.提出了深部富水弱化軟巖巷道的控制對策,即以注漿錨桿為核心的錨桿、錨索、錨注的“三錨”動態(tài)支護技術體系。
三、應用情況
該項目研究成果已在某礦業(yè)集團所屬礦井中應用, 并取得了十分顯著的社會和經濟效益,較好地推動了我國井巷支護技術的科技進步。值得類似生產礦井借鑒應用。
煤礦礦井水高效處理及資源化利用關鍵技術
1、項目簡介
本項目旨在研究礦井水凈化和綜合資源化利用的有效途徑。
1.通過詳細對比各種礦井水處理工藝,對強磁分離一體化凈水技術深入研究;
2.通過理論研究和現場試驗,分析各種因素,實現最佳處理效果,達到煤泥水高效快速處理的目的;
3.研究各種中水復用途徑,最大化利用礦井水資源,實現礦井水井下處理和循環(huán)使用,同時可以大幅降低排水電費、水泵及管路維修費用,具有良好的經濟效益和社會效益。
2、研究內容
1.對水質進行實驗室研究,確定出最佳藥劑加入量、水量、污泥量和處理效果的關系曲線。
2.研究水力停留時間和水質的關系,分析如何短時間內完成污水懸浮物的去除。
3.深入研究高磁場強分離和微絮凝沉淀機理,優(yōu)化工藝設計,實現快速處理。
4.研究如何快速高效回收磁種,磁種和污泥高效分離,實現磁種高效回收。
5.優(yōu)化中水回收工藝,通過對中水水質監(jiān)測,確定中水的剩余價值。
6.研究資源化利用中水的各種途徑,通過中水利用,提高企業(yè)效益,實現中水零廢棄,最大效率的使用中水,有效的保障綠色礦山建設。
3、主要創(chuàng)新點
1.利用磁分離水處理技術,實現了煤泥水快速分離,完成了井下礦井水高效處理。
2.建立了中水恒壓變頻供水和井下采煤工作面快速反沖洗過濾系統(tǒng),實現了礦井水井下循環(huán)利用。
3.利用礦井水處理后的中水,綜合運用防風抑塵網、高壓旋轉噴霧裝置、霧炮裝置、PM10監(jiān)控系統(tǒng)等設施,實現了全方位立體式煤場綜合防塵,有效控制了礦區(qū)揚塵污染。該成果達到國際先進水平。
四、應用效果
結合煤礦生產及產生廢水的研究成果進行礦井水井下處理工藝研究與應用,研究、試驗了一套井下水處理工藝與裝備技術,并對礦井水中水進行了工業(yè)性資源化利用,建立了全方位立體式煤場防塵綜合技術,為煤炭行業(yè)在井下進行廢水處理提供了整套成功技術與裝備,為我國煤炭行業(yè)從礦井源頭解決礦井水質差、影響排水設備運行及廢水外排造成污染的問題,以及解決由此給礦井水資源利用帶來的一系列問題,提供了成功技術經驗與成套技術,具有較高的推廣應用價值。該項目研究及應用以來共計節(jié)約水資源費用1500余萬元。
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