采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (5): 902-910.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0160

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壁式连采连充保水采煤技术及实践

马立强,王烁康,余伊河,都海龙   

  1. 1.西安科技大学能源学院,陕西 西安 710054;2.中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116; 3.山西晋煤集团技术研究院有限责任公司,山西 晋城 048000
  • 出版日期:2021-09-15 发布日期:2021-09-28
  • 作者简介:马立强(1979— ),男,宁夏回族自治区吴忠市人,博士,教授,博士生导师,从事保水采煤与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    Technology and practice of continuous mining and backfilling with wall system for water conservation

Technology and practice of continuous mining and backfilling with wall system for water conservation

  • Online:2021-09-15 Published:2021-09-28

摘要: 针对极薄阻隔层条件下保水采煤难题,提出一种壁式布置、负压通风和全采充填的连采连 充保水采煤技术。该技术将壁式体系采煤法和房式连续快速采煤法相融合,建立了“多支巷布置、 采充并行”的开采模式,将充填材料密实充入始终受到保护的采场支巷约束空间内,在能满足保 护浅表生态水资源或维持含水层稳定性的同时,高效采出极薄阻隔层条件下的煤炭资源。开采块 段按正常壁式采煤工作面布置回采巷道,设置 2 个及以上安全出口,并形成负压通风系统。按照 旺格维利式布置采场支巷,对采场支巷进行多阶段间隔开采,块段内始终保持一条或多条采场支 巷采煤与充填同时作业的高效开采模式,直至开采并充填完毕所有采场支巷。为了提高采煤效率, 研发了高强度、大排距和低成本的大断面采场支巷快速支护技术,研制了以工业固体废渣为基础 的多元化高水膨胀充填材料,发明了内置排气管的受约束空间内充填材料主动密实接顶技术,并 结合快速采煤与连续运输技术,形成了“采装运支充”一体化高效采煤工艺及作业线。建立了基 于壁式连采连充的覆岩变形结构力学模型,得出了包括隔水层在内的采场上覆各岩层变形计算公 式,确定了能够保证安全开采的采场支巷最大空巷数目、最大滞后充填距离等关键开采参数。研 究成果在煤矿现场进行了工业性试验,实现了极薄阻隔层条件下水资源保护性采煤。

关键词: 保水采煤, 壁式连采连充, 采充并行, 隔水层, 岩层控制

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