Planificación de protección ambiental geológica del área minera de Tongchuan e investigación de tecnologías clave
Basado en los cambios en el entorno geológico causados por el desarrollo del carbón en el área minera de Tongchuan, este artículo analiza los problemas desde las perspectivas de la protección de los recursos hídricos, el hundimiento del suelo y la gestión de fisuras del suelo, la gestión de las montañas ganga, el carbón. Utilización de recursos de ganga y utilización de gas de minas de carbón. Plan técnico para la protección del medio ambiente geológico en el área minera de Tongchuan.
1. Soluciones técnicas existentes para la protección del medio ambiente geológico
1. Tratamiento de agua de mina
Entre los 8 pares de minas de producción existentes en el área minera de Tongchuan, solo 4 Hay instalaciones de tratamiento de aguas residuales en las minas. Parte del agua tratada de la mina se utiliza para aspersores subterráneos para reducir el polvo y otra parte se descarga al río. El agua de las cuatro minas sin tratamiento de aguas residuales se descarga a la superficie después de un simple tratamiento de sedimentación, la mayor parte se utiliza para la producción subterránea y el resto se descarga.
2. Subsidencia del suelo y fisuras del suelo
Todas las zonas de Goaf en la zona minera de Tongchuan tienen problemas de hundimiento del suelo y fisuras del suelo. La aparición de estos problemas ha traído graves problemas a la gente. producción y dificultad de vida. Para comprender las leyes de hundimiento de la minería del carbón y formular medidas razonables de prevención y tratamiento, la Oficina de Minería de Tongchuan encargó a la Universidad de Ingeniería y Tecnología de Liaoning y al Centro de Control y Daños Mineros que realizaran una investigación sobre las leyes de hundimiento del suelo en el área minera de Tongchuan. y compiló el Informe de subsidencia "Minería de carbón en el área minera de Tongchuan de la provincia de Shaanxi". El informe analiza las causas del hundimiento del terreno y los patrones de movimiento de la superficie del suelo, proporcionando una base teórica para prevenir y controlar el hundimiento del terreno. Se investigaron y observaron los hundimientos del terreno y las fisuras del terreno en el área minera, y las fisuras del terreno que ocurrieron se rellenaron de manera oportuna.
La presión del carbón de las "Tres Bajas" en las minas de producción actuales en el Área Minera de Tongchuan es muy grave (Tabla 5-6), representando el 21,8% de las reservas geológicas restantes, siendo la Mina Yakou la más graves, representando el 32,8%. Entre los "tres" prensados de carbón, el prensado de carbón debajo de edificios representa la mayor proporción, representando el 89,8% del volumen total de carbón. Entre el prensado de carbón debajo de edificios, el prensado de carbón debajo de edificios está dominado por el prensado de carbón debajo de edificios, que representa el 74,1%. del total. En las circunstancias actuales, es imposible reubicar a las aldeas ubicadas en áreas no minadas de varios campos minados, lo que afectará gravemente la continuidad de la producción minera y los beneficios de la minería. Para planificar racionalmente la minería, mejorar la tasa de recuperación de los recursos de carbón y los beneficios de la minería del carbón, minimizar el impacto de la minería y lograr un desarrollo coordinado del desarrollo de recursos y la protección del medio ambiente. Con este fin, la Oficina de Minería de Tongchuan y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Xi'an llevaron a cabo un "Estudio sobre los patrones de hundimiento de la minería y los daños a las fuentes de agua en el área minera de Tongchuan". El informe resume las características de movimiento y deformación de la superficie del frente de trabajo minero de prueba inamovible debajo de los edificios en el área minera de Tongchuan y la gran profundidad de minado, la pequeña altura de minado y el frente de trabajo pequeño. Demuestra su mecanismo y viabilidad desde aspectos teóricos y experimentales. al mismo tiempo, plantea dimensiones de minería segura de frentes de trabajo bajo diferentes condiciones geológicas y mineras.
Cuadro 5-6 Reservas mineras de producción actual y condiciones de prensado de carbón "tres inferiores" en el área minera Unidad de tabla: 10.000 toneladas
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La ganga de carbón en la zona minera de Tongchuan existe principalmente en varios valles en forma de montones. La mayor parte no ha sido tratada de ninguna manera y una pequeña parte ha sido depositada en vertederos. A medida que los recursos se vuelven cada vez más escasos, la utilización de recursos de ganga de carbón se ha convertido en una opción inevitable para las minas verdes. La Oficina de Minería de Tongchuan comenzó a explorar la utilización de ganga de carbón en la década de 1970. Según los registros pertinentes, la mina Wangjiahe utilizó ganga de carbón en el horno de ebullición en 1978; en la década de 1980, se construyó una fábrica de ladrillos de ganga interna en Sanlidong, pero ahora estas dos minas han quebrado y cerrado.
En la actualidad, la Oficina de Minería de Tongchuan tiene una planta de cemento de la empresa Aobo, que utiliza ganga de carbón como materia prima para hornear cemento cada año, y la utilización anual de ganga de carbón es de 15.200 toneladas. La Oficina de Minería de Tongchuan también vende parte de la ganga negra como combustible cada año, con una utilización anual de unas 35.000 toneladas. En 2006, se estableció una fábrica de ladrillos que no queman en la mina Shijie. Se completó y se puso en producción de prueba en marzo de 2007, con una utilización anual de 18.000 toneladas de ganga de carbón. La mayoría de las montañas de ganga en la zona minera de Tongchuan están en combustión espontánea o ya se han quemado espontáneamente. La ganga roja producida después de la combustión espontánea se vende a las plantas de cemento como aditivo para el cemento.
Aunque la ganga de carbón se ha utilizado ampliamente a través de los canales mencionados anteriormente, la cantidad de utilización es insignificante en comparación con la cantidad de producción. En 2006, la producción de carbón de la zona minera de Tongchuan fue de 9,67 millones de toneladas y se produjeron 1,089 millones de toneladas de ganga de carbón. Sigue siendo una tarea muy ardua aumentar la utilización de la ganga de carbón y lograr la utilización de recursos de la ganga de carbón.
2. Soluciones técnicas clave para la protección del medio ambiente geológico en el área minera de Tongchuan
1. Soluciones técnicas para la protección de los recursos hídricos
Tecnología de protección de los recursos hídricos en el área minera de Tongchuan incluye dos aspectos: uno es el reciclaje del agua de la mina; el otro es proteger los recursos hídricos en las áreas de minería del carbón contra daños.
El problema de la escasez de agua en las minas en el distrito de Tongchuan es importante y el agua de las minas es principalmente agua ácida.
Debido a que el costo del tratamiento del agua ácida de mina es alto, los requisitos de calidad del agua de producción subterránea en las minas son bajos. El método de tratamiento actual para el agua ácida de la mina es la neutralización química. Por lo tanto, el agua de la mina en el distrito de Tongchuan se basa en el método de neutralización, según las condiciones específicas de cada mina, se puede utilizar el método de entrada directa, el método de filtración por expansión y el método de tratamiento en tambor. . El método de entrada directa consiste en agregar directamente neutralizadores alcalinos, como cal en polvo o lechada de cal, al agua ácida de la mina; el método de filtración por expansión consiste en usar neutralizadores sólidos, como piedra caliza, para neutralizar el agua ácida de la mina utilizando un filtro de expansión de flujo ascendente; y otros neutralizadores sólidos se colocan en el tambor del procesador para lograr la neutralización durante el proceso continuo de laminado, colisión y molienda.
Figura 5-16 Flujo del proceso de lavado con agua en circuito cerrado
El agua de la mina en el distrito de Jiaoping se trata y se descarga después de alcanzar los estándares, por lo que no entraré en detalles aquí. La planta de lavado de carbón Yuhua adopta tecnología de circulación de circuito cerrado de lavado con agua para evitar que el agua de la lechada de carbón se descargue fuera de la planta y cause daños. El agua de lavado en la planta de preparación de carbón incluye principalmente tres partes: agua filtrada del filtro prensa, agua de desbordamiento del concentrador de alta eficiencia y agua de desbordamiento del tanque de sedimentación de lodo de carbón. Mediante la implementación de la tecnología de circulación de circuito cerrado de agua de lavado y reciclaje de la planta de lodo de carbón, se realiza el lavado. Se pueden lograr el equilibrio hídrico y el agua de lavado. Todos los objetivos de reutilización. El siguiente es el flujo del proceso de lavado en circuito cerrado de una determinada mina (Figura 5-16).
El impacto de la minería del carbón en los recursos hídricos superficiales se debe principalmente a la disminución de los niveles freáticos provocada por la minería del carbón, el secado de manantiales y el secado de algunos ríos. Los vertidos de agua de calidad deficiente durante la extracción de carbón provocan la contaminación de las masas de agua superficiales. Si los desechos mineros, como la ganga de carbón, se acumulan aleatoriamente sin medidas de tratamiento, también provocarán la contaminación de las aguas superficiales. Por lo tanto, la cuestión principal en la protección de los recursos hídricos superficiales es la gestión del agua de mina y la ganga de carbón para eliminar la contaminación.
El impacto de la minería del carbón en los recursos de agua subterránea es principalmente la destrucción de acuíferos y acuicluidos, lo que resulta en cambios en las fuentes de suministro de agua subterránea y en las vías de escorrentía, lo que provoca que los niveles regionales de agua subterránea caigan, incluso hasta el acuicluido. Por lo tanto, la solución técnica para la protección de los recursos hídricos subterráneos es proteger el acuífero y el acuicluido de daños. Esto requiere mejorar los métodos de minería y los métodos de manejo de techos para prevenir y reducir el colapso, y el desarrollo de zonas de fisuras conductoras de agua no debe tocar el acuífero suprayacente. Nuestro país ha trabajado mucho en esta área para prevenir el hundimiento del terreno y el desarrollo de zonas de fisuras, lo que proporciona una base para varias minas en el área minera de Tongchuan. Sin embargo, las condiciones específicas de cada mina son diferentes y las condiciones hidrogeológicas de cada mina en la Oficina de Minería de Tongchuan también son diferentes. El plan técnico de protección específico debe determinarse en función de las condiciones hidrogeológicas y los métodos de extracción de carbón de cada mina. Por lo tanto, para proteger los recursos de aguas subterráneas de los daños tanto como sea posible, es necesario combinar la industria, la academia y la investigación para encontrar la mejor combinación de protección de los recursos de aguas subterráneas y tasa de recuperación de carbón.
2. Plan técnico para la gestión de desastres por hundimientos y fisuras del terreno
El plan técnico para la gestión de desastres por hundimientos y fisuras del terreno en la zona minera de Tongchuan también incluye dos aspectos : Primero, el tratamiento de los desastres de hundimientos y fisuras del suelo que han ocurrido. Soluciones técnicas para el tratamiento de hundimientos y fisuras del suelo. Uno es un plan técnico para reducir la aparición de hundimientos y fisuras del suelo en el futuro.
Para las áreas de hundimiento en la ciudad de Tongchuan, el terreno industrial se seguirá utilizando principalmente para fines industriales después de la recuperación, y las áreas de hundimiento se rellenarán principalmente, por lo que se puede utilizar el relleno y la recuperación. El llenado y la recuperación pueden utilizar ganga de carbón, cenizas volantes, desechos de extracción a cielo abierto, etc. cerca del área minera para llenar el hundimiento de la minería del carbón.
La recuperación de áreas de hundimiento en otros lugares fuera de la ciudad de Tongchuan es principalmente recuperación ecológica y recuperación biológica. La recuperación ecológica combina tecnología de ingeniería de recuperación de tierras con tecnología de ingeniería ecológica, utiliza de manera integral las teorías de la biología, la ecología, la economía, las ciencias ambientales, las ciencias agrícolas y la ingeniería de sistemas, y utiliza las especies, organismos y materiales del ecosistema para Principios como el reciclaje y La regeneración se combina con métodos de ingeniería de sistemas para diseñar tecnología de utilización de múltiples niveles para destruir la tierra. Su propósito es promover la asignación óptima de diversos factores de producción, lograr una utilización jerárquica y multinivel de materiales y energía, mejorar continuamente la eficiencia de conversión de su ciclo y la productividad de la tierra, obtener mejores beneficios económicos, ecológicos y sociales integrales, y seguir el camino de desarrollo sostenible. Incluye la selección de diversas tecnologías de ingeniería de recuperación de tierras, la selección de tecnologías de ingeniería ecológica como la plantación agrícola tridimensional, la cría, la estructura de la cadena alimentaria, la integración de la agricultura, la silvicultura, la cría de animales y la pesca secundaria, que a menudo se realizan a través del diseño gráfico. , diseño de cadena alimentaria y diseño de ingeniería de recuperación. La tecnología de recuperación biológica es una tecnología emergente de recuperación de tierras y un punto de investigación actual en el país y en el extranjero.
La recuperación biológica se basa en la dirección del uso de la tierra del área de recuperación, utilizando métodos biológicos que incluyen la fertilización del suelo, la fertilización microbiana, etc. para cambiar el estado de los nutrientes y la estructura del suelo de la nueva capa cultivada del suelo, aumentar el almacenamiento de agua, el agua. capacidad de retención y retención de fertilizantes, y crear un ambiente adecuado para el normal crecimiento y desarrollo de los cultivos y un sistema técnico para mantener el equilibrio ecológico del área minera. Por ejemplo, el método del abono verde es la forma más eficaz de mejorar el suelo recuperado y aumentar la materia orgánica y diversos nutrientes como nitrógeno, fósforo y potasio. El abono verde son principalmente leguminosas, que generalmente contienen entre un 15% y un 25% de materia orgánica y entre un 0,3% y un 0,6% de nitrógeno. Es muy productivo y puede crecer bien en tierras más pobres y áridas con sistemas de raíces desarrollados. Después de que el abono verde se pudre, también puede cementar y agregar partículas del suelo, mejorando así las propiedades físicas y químicas del suelo. Su método de aplicación consiste en plantar cultivos de abono verde en las tierras de recuperación del proyecto y, cuando están maduros, se prensan para convertirlos en abono verde y se convierten en el suelo. Se pueden adoptar métodos de plantación como plantación única, plantación intercalada y cultivos intercalados. Las grietas del suelo en áreas de hundimiento del suelo deben rellenarse a tiempo para evitar la pérdida de nutrientes y humedad del suelo.
La tecnología para prevenir el colapso y las grietas del suelo consiste en mejorar los métodos de extracción y los métodos de gestión de tejados. Nuestro país ha trabajado mucho en este sentido, y la Oficina de Minería de Tongchuan también ha trabajado mucho, esforzándose por reducir la aparición de fisuras en el suelo causadas por el hundimiento del suelo. A principios de la década de 1990, la Oficina de Minería de Tongchuan utilizó la fórmula empírica de predicción de regresión obtenida aplicando el principio de mínimos cuadrados basado en los valores máximos de hundimiento medidos de 7 estaciones de observación, que pueden predecir con mayor precisión el hundimiento máximo de la superficie posterior a la minería de caras de trabajo mineras generales. El valor de hundimiento puede continuar utilizándose en condiciones geológicas y mineras similares. La Oficina de Minería de Tongchuan realizó conjuntamente el "Informe sobre el hundimiento de la minería del carbón en el área minera de Tongchuan, provincia de Shaanxi" y la "Investigación sobre las leyes de hundimiento de la minería y los daños a las fuentes de agua en el área minera de Tongchuan" en conjunto con la Universidad de Ingeniería de Liaoning y la Universidad de Ciencias de Xi'an. y Tecnología. Se simularon y analizaron los factores que influyen y se presentaron las conclusiones de la investigación. Las principales conclusiones de la investigación son: ① La clasificación del grado de influencia del coeficiente de hundimiento de la superficie en el área minera de Tongchuan es el coeficiente del grado de perturbación - la dureza integral de la roca suprayacente - el espesor de la capa superior del suelo - la longitud de inclinación de la cara de trabajo: el espesor de la minería. Entre ellos, el coeficiente de grado de perturbación, la longitud de inclinación de la cara de trabajo y el espesor de minado están relacionados positivamente con el coeficiente de hundimiento de la superficie, y la dureza integral de la roca suprayacente está relacionada negativamente con el coeficiente de hundimiento de la superficie. ② La profundidad de la minería es el factor principal que afecta la deformación dinámica de la superficie del suelo. Cuando la profundidad de la minería es pequeña, el impacto de la minería se extiende a la superficie más rápido, los cambios de hundimiento de la superficie tienen poca continuidad, la velocidad máxima de hundimiento es rápida y el período activo. es corto y la cantidad de hundimiento acumulativo es mayor, el tiempo total de movimiento de la superficie se acorta cuando la profundidad de extracción es grande, el movimiento de la superficie comienza lentamente, la curva de hundimiento es suave y continua, la velocidad de hundimiento es pequeña, el cambio es. pequeño y el período activo es corto o no tiene período activo. ③ La velocidad y el espesor de la minería tienen un impacto importante en la velocidad y duración del hundimiento de la superficie. Cuanto mayores son la velocidad y el espesor de la minería, mayor es la velocidad máxima de hundimiento, más corto es el período activo y mayor es la cantidad de hundimiento acumulativo, y el tiempo total de movimiento se acorta en consecuencia. ④El espesor de la capa de loess es un factor importante que afecta el movimiento dinámico de la superficie. A medida que aumenta la relación suelo-roca, la velocidad de hundimiento superficial tiende a aumentar y la duración del movimiento se acorta. Es decir, cuanto más gruesa sea la capa de suelo, más intenso será el movimiento y la deformación de la superficie durante el período activo, y más y más grandes serán las grietas superficiales causadas por el movimiento y la deformación.
3. Soluciones técnicas para la utilización de ganga de carbón
(1) La ganga negra y la ganga roja se utilizan como materiales para mezclar cemento.
La mayoría de las montañas de ganga de carbón en La zona minera de Tongchuan es propensa a la combustión espontánea, algunas montañas de ganga incluso se han encendido espontáneamente durante décadas y la ganga de carbón quemada se ha convertido en ganga roja. Actualmente, la ganga roja se utiliza generalmente como material para mezclar. Se ha vendido ganga roja en la zona minera de Tongchuan. Se utiliza como ingrediente en plantas de cemento.
Para producir diferentes tipos de cemento, la ganga de carbón utilizada como material de mezcla de cemento debe ser lutita carbonosa, lutita, arenisca y piedra caliza (contenido de CaO >70%). Generalmente se usa ganga de carbón. La ganga de carbón calcinada o la ganga de carbón de combustión espontánea contienen sílice activa y alúmina y se pueden usar como materiales mixtos puzolánicos activos. La ganga de carbón en el área minera de Tongchuan es una ganga de alta calidad formada por la alteración de depósitos de ceniza volcánica. Se caracteriza por una composición química estable y minerales arcillosos con alto contenido de silicio y aluminio. Su composición química se muestra en la Tabla 5-7. .
Tabla 5-7 Composición química de la ganga de carbón en el área minera de Tongchuan (wB/%)
El proceso de producción de cemento de puzolana utilizando ganga de carbón como material mezclado es básicamente el mismo que el del cemento ordinario. Lo mismo, el proceso de producción se muestra en la Figura 5-17.
Figura 5-17 Flujo del proceso de uso de ganga de carbón como material para mezclar cemento
(2) Producción de cemento Portland
Uso de ganga de carbón como materia prima para producir El cemento principalmente porque la composición química de la ganga de carbón y la arcilla es similar, puede reemplazar a la arcilla para proporcionar materias primas de sílice-alúmina, y la ganga de carbón puede liberar una cierta cantidad de calor, lo que puede ahorrar algo de combustible. La ganga de carbón es particularmente fácil de quemar cuando se reemplazan los ingredientes del loess, principalmente porque contiene una variedad de oligoelementos, como azufre, flúor, titanio, vanadio, boro, estroncio, bario, etc., que al mismo tiempo tienen un efecto mineralizante. Al mismo tiempo, la ganga de carbón contiene energía térmica, que ingresa al proceso de precalentamiento. El postcalentador puede acelerar la descomposición previa de los materiales y aumentar considerablemente la producción. Durante la operación, la temperatura de los barriles del precalentador en todos los niveles se reduce en consecuencia. El efecto de un precalentador de 8 niveles se puede lograr sin inversión.
Según la experiencia de Shaanxi Huafeng Building Materials Company en la producción de cemento Portland puzolánico, utilizar ganga de carbón en lugar de loess como materia prima para cultivar cemento Portland tiene muchas ventajas. La reducción temprana y tardía de la resistencia del cemento después de mezclar la ganga de carbón con materiales mixtos es pequeña. En comparación con el contenido de material mezclado, el contenido aumenta en más del 15%, la cantidad de materiales mezclados se reduce en un 15% y la cantidad de ganga roja aumenta en un 15%. El precio de la materia prima es de 180 yuanes/t y el precio de la ganga roja es de 20 yuanes/t. La diferencia de precio entre el cemento Portland puzolánico y el cemento Portland ordinario es de 10 yuanes/t. Se reduce en 14 yuanes. La producción anual es de 85.000 toneladas de cemento, lo que supone un ahorro de 1,19 millones de yuanes.
El uso de ganga de carbón en lugar de loess como ingrediente del cemento puede mejorar la producción por hora y la calidad del cemento de los hornos rotatorios y molinos de cemento, y tiene buenos beneficios económicos y sociales.
(3) Ganga de carbón como aditivo para hormigón
El uso de ganga de carbón autoinflamable o ganga de carbón ardiente como aditivo para hormigón tiene tres ventajas. En primer lugar, puede reducir la cantidad de cemento, reduciendo así el consumo de energía; en segundo lugar, puede utilizar ganga de carbón en grandes cantidades y reducir la contaminación ambiental; en tercer lugar, puede mejorar el rendimiento del hormigón de cemento, aumentar su resistencia a la carbonización y la erosión por sulfatos; y mejorar la calidad del producto de hormigón y la calidad de ingeniería. Esta es una manera importante de lograr la utilización de recursos y el tratamiento inofensivo de la ganga de carbón.
La ganga de carbón espontánea o ganga de combustión de carbón tiene actividad de ceniza volcánica. La sílice activa y la alúmina pueden sufrir una lenta "reacción secundaria" con el hidróxido de calcio precipitado durante el proceso de hidratación del cemento para generar silicato de calcio y calcio. El hidrato de aluminato se combina firmemente con el endurecedor de lechada de cemento para mejorar la resistencia y durabilidad del hormigón. La ganga en polvo tiene funciones físicas especiales en el hormigón más allá de la actividad de la ceniza volcánica, como aumentar el volumen de la lechada, rellenar los poros de la lechada, etc., hacer que los efectos físicos y químicos de la ganga del hormigón alcancen un equilibrio dinámico y jugar un papel en la mejora del rendimiento y la calidad del hormigón. Mejorar el efecto.
(4) La ganga de carbón se utiliza como agregado de hormigón.
La ganga de carbón contiene una gran cantidad de sustancias de silicio y aluminio. Las sustancias combustibles y la siderita que contiene liberan gas y se expanden durante la combustión. Por lo tanto, la ganga de carbón es una materia prima ideal para producir agregados livianos. El agregado liviano de ganga generalmente se elabora a partir de roca carbonosa y ganga de roca arcillosa con bajo contenido de carbono mediante trituración, molienda, formación de bolas, quema y cribado. La ganga también se puede triturar directamente para tostar directamente una cierta proporción. El árido ligero elaborado a partir de ganga de carbón es un nuevo material de construcción ligero con buenas propiedades de aislamiento térmico.
(5) La ganga blanca se utiliza como material para mezclar cemento y material de construcción.
Los principales componentes de la ganga blanca producida en la producción de carbón en el área minera de Tongchuan son la piedra caliza y la arenisca. La piedra arenisca se puede utilizar como material de construcción después del procesamiento y también como material de relleno subterráneo. La piedra caliza también se puede utilizar como material de construcción después de su procesamiento y también como materia prima para la producción de cemento o cal viva.
(6) Ladrillos cocidos sin ganga
El proceso tradicional del ladrillo cocido provoca una contaminación secundaria al medio ambiente y es altamente selectivo para la ganga del carbón. La ganga de carbón se utiliza como materia prima para producir ladrillos que no se queman. El foco de la selección de materia prima es la ganga de carbón con alto contenido de hierro, azufre, calcio, magnesio, etc., lo que hace difícil o imposible hornear ladrillos. El uso de ganga de carbón para fabricar ladrillos sin quemar evita la contaminación secundaria causada por los procesos tradicionales de fabricación de ladrillos y mejora significativamente la adaptabilidad de las materias primas de ganga de carbón. Es una dirección importante para la fabricación de ladrillos de ganga de carbón en el futuro.
La ganga de carbón no combustible está hecha de ganga de carbón autoinflamable o ganga de carbón ardiente como materia prima principal, combinada con cemento, piedra y aditivos, etc., y se elabora mediante agitación, semi- prensado y moldeado en seco y curado natural. Un tipo de material de mampostería, su flujo de proceso principal se muestra en la Figura 5-18.
(7) Bloque de hormigón de ganga
Utilice combustión espontánea o ganga de carbón calcinado artificial como agregado, cemento y otros cementos como materiales cementantes, agregue una pequeña cantidad de aditivos, agregue agua, revuelva y forma. Los bloques macizos o huecos formados por curado natural se denominan bloques de hormigón ganga. El bloque de hormigón Ganga tiene un rendimiento estable, tiene las ventajas de peso ligero, alta resistencia, proceso simple, bajo costo, alta tasa de desperdicio y buen efecto de uso. Es un nuevo material de pared prometedor. El proceso de producción de bloques de hormigón de ganga es simple y fácil de implementar, y su flujo de proceso se muestra en la Figura 5-19.
Las materias primas de los bloques de hormigón de ganga incluyen áridos, aglutinantes y aditivos. El agregado es ganga de carbón autoinflamable o ganga de carbón, que cumple con los requisitos de JC/T541-94 "Agregado ligero de ganga de carbón espontánea". Los materiales cementantes incluyen cemento, cenizas volantes, polvo de ganga de carbón combustible de combustión espontánea, etc. Los aditivos incluyen yeso, cal viva, etc.
(8) Tecnología de generación de energía de ganga de carbón
La ganga de carbón con alto contenido de carbono (contenido de carbono ≥ 20 %, poder calorífico entre 6270 y 12550 kJ/kg) se puede utilizar directamente como fluidificante. El combustible de la caldera de la cama se utiliza para generar electricidad. El proceso de quemar ganga de carbón para generar electricidad es simple: primero, se tritura la mezcla de ganga de carbón y carbón inferior y se muele hasta obtener un tamaño de partícula inferior a 8 mm, luego se envía al lecho fluidizado circulante en la caldera mediante una correa; transportador para la combustión y combustión en lecho fluidizado. El flujo de aire a alta presión enviado desde el fondo del lecho hace que el polvo de ganga de carbón "hierva" en el hogar, formando finalmente un estado fluidizado de cierta altura, el humo y el polvo; Las cenizas generadas por la combustión se envían a la chimenea a través del colector de polvo y las cenizas generadas por la combustión se bombean al depósito de cenizas después de enfriarlas con agua.
Figura 5-18 Diagrama de flujo del proceso de ladrillos sin quemar
Figura 5-19 Diagrama de flujo del proceso de producción de bloques de ganga de carbón
4. tecnología
La generación de energía a gas es un proceso de conversión de energía que utiliza el gas como energía y convierte la energía térmica contenida en el gas en energía eléctrica. En la actualidad, existen tres métodos principales de generación práctica de energía a gas: motor de gas, turbina de gas y generador de turbina de vapor. La mina Xiashijie estableció una central eléctrica autónoma de gas de 3.000 kWh en mayo de 2005.
5. Tecnología de extracción de carbón y gas La extracción de vetas de carbón hará que las capas de roca circundantes produzcan un efecto de "alivio de presión y aumento de permeabilidad", es decir, provocará la destrucción de las capas de roca circundantes. ' sellado de tensiones in situ (reducción de la descarga de tensiones in situ), presión, proliferación y apertura de poros y grietas), daño al sellado de las capas de roca intermedias (colapso, ruptura y hundimiento de las capas de roca de carbón suprayacentes); agrietamiento y abultamiento de las capas de roca de carbón subyacentes), y daño al sellado de estructuras geológicas (el sellado de estructuras geológicas debido a La combinación de los tres da como resultado un aumento significativo en el coeficiente de permeabilidad de las vetas de roca y carbón circundantes, creando Requisitos previos para una extracción eficiente y de alto rendimiento de gas de alivio de presión.
Desde la perspectiva del canal de flujo de gas de alivio de presión, el efecto de creación de juntas del daño minero forma "tres zonas" en la dirección vertical sobre el tajo: zona de derrumbe (que forma cavidades y grietas que penetran en el rebaje ) Canales de red), zonas de falla (que forman canales de red de fracturas verticales y por capas) y zonas de subsidencia curvas (que forman canales de redes de fracturas orientadas a capas dentro de la capa). Desde la perspectiva del flujo de gas de alivio de presión, el colapso de los estratos rocosos, el soporte y compactación del relleno natural, etc., también producen "tres zonas" en la dirección lateral sobre el goaf: la zona inicial de alivio de presión y mejora de la permeabilidad, la zona de alivio de presión y mejora del flujo de gas, y zona de alivio de presión y mejora de la permeabilidad. Zona de permeabilidad completamente alta y alto flujo y zona de recuperación de presión del suelo y permeabilidad y reducción de flujo. Estas "tres zonas" horizontales existen en la "zona de falla" vertical y. "zona de hundimiento por flexión".
La deformación, el agrietamiento y la expansión de fisuras del cuerpo de carbón (roca) causados por la minería durante el alivio de presión de la veta de carbón mejorarán en gran medida la permeabilidad de la migración de gas del cuerpo de carbón (roca), lo que resultará en " alivio de presión y aumento de la permeabilidad". Efecto "flujo", que crea las condiciones para el flujo activado por "desorción-difusión-filtración" del gas. Debido a la diferente distribución de las fisuras de carbón y roca en diferentes áreas, las condiciones de desorción y flujo del gas son diferentes. El uso de métodos y sistemas de drenaje de gas razonables y eficientes puede lograr una extracción segura y eficiente de los recursos de gas. La extracción de recursos de gas reduce el contenido de gas de las vetas de carbón de alivio de presión, elimina el peligro de explosiones de carbón y gas en las vetas de carbón de alivio de presión y reduce la cantidad de gas que brota en el flujo de viento de la cara de trabajo, creando así la Necesidad de una extracción segura y eficiente de las vetas de carbón en condiciones de alivio de presión.
Lo anterior es sólo el conocimiento teórico de la tecnología de extracción de carbón y gas. Las condiciones geológicas y las condiciones de las vetas de carbón de minas de carbón específicas son diferentes. La teoría debe combinarse con la práctica, y la industria, la academia y la investigación deben combinarse. combinarse para explorar la tecnología de extracción de carbón y gas del distrito de Jiaoping.
El Centro Nacional de Investigación de Ingeniería para el Control del Gas de las Minas de Carbón, el Grupo Minero Huainan, la Universidad de Minería y Tecnología de China, el Instituto de Ingeniería de la Construcción de Anhui, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Anhui y otras unidades han combinado industria, educación e investigación para abordar conjuntamente problemas clave en en el área minera de Huainan, y propuso sistemáticamente el método de perforación de carriles para carbón y gas* **El nuevo método de extracción, basado en las condiciones existentes del grupo de vetas de carbón, extrae primero la capa clave de alivio de presión y lleva a cabo una extracción continua sin carbón. pilares a lo largo del carril de goaf a lo largo del borde del goaf, y organiza orificios de perforación altos y bajos superiores e inferiores en el carril tecnología de extracción de gas de veta de carbón que extrae gas de descompresión del techo y el piso y gas enriquecido en áreas de goaf, y construye rápidamente gob-. Tecnología de muros de llenado de carriles laterales a través de la innovación, para lograr una alta eficiencia de carbón y gas en sincronización con caras de trabajo mineras totalmente mecanizadas* **Método de extracción de minería. Ha innovado en tres proyectos, entre ellos "Control de estabilidad de la estructura de roca circundante de retención en el lado del camino", "Innovación en la integración del sistema de desarrollo de materiales de relleno en el lado del carril y tecnología de llenado de retención rápida" y "Drenaje de gas de la tecnología de extracción de gas en el lado del carril". El distrito de Jiaoping puede referirse a la experiencia del área minera de Huainan, combinar las condiciones geológicas, las características de las vetas de carbón y las características del gas del área minera de Jiaoping y realizar investigaciones científicas para explorar tecnologías adecuadas de extracción de carbón y gas.