特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

采矿与安全工程学报 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (6): 857-862.

特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

1．中国矿业大学矿业工程学院，深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州 221116； 2．内蒙古自治区煤炭工业专业技术服务中心，内蒙古呼和浩特 010020

出版日期:2014-11-15 发布日期:2014-12-01
作者简介:邓雪杰(1989—)，男，山西省大同市人，博士，从事充填采煤与岩层控制等方面的研究。 E-mail：dengxuejie_209@163.com Tel：15152450907
基金资助:
国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAB13B03)；中国矿业大学创新人才科研基金项目(2013RC01)；江苏省产学研前瞻性联合研究项目(BY2012082)

The research and application of longwall-roadway cemented backfilling mining technology in extra-thick coal seam

Online:2014-11-15 Published:2014-12-01

摘要/Abstract

摘要： 针对特厚煤层采出率低、“三下”及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题，提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上，系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺；并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究，确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%，料浆质量分数为79%，该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明：该技术充实率可达96.1%，开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm，地表下沉系数仅为0.012 6，应用效果良好。

关键词: 特厚煤层, 上行分层, 长壁巷式充填开采, 胶结充填, 绿色开采

Abstract: In this paper, the longwall-roadway cemented backfilling mining technology is proposed to solve the engineering technical problems in extra-thick coal seam, such as low recovery rate and the difficulty in controlling the mining surface subsidence and overlying strata movement and deformation. Systematically, its layout of filling mining system, main equipment and technics are explained based on studying the principle of longwall-roadway cemented backfilling mining technology in extra thick coal seam. Moreover, the composition and bearing characteristics of the backfilling materials are studied to determine the optimal ratio of cemented filling materials which is well applied to field work, namely the optimal proportion of fly ash, lime slag, cement and gangue are 35%, 10%, 2% and 53% respectively. Furthermore, the slurry concentration is 79% and its uniaxial compressive strength can reach 1.8 MPa. The field engineering application shows that the filling ratio can reach 96.1% and the maximum surface subsidence value is 265 mm when mining 21 meter thick coal seam, namely the surface sinking coefficient is only 0.012 6, which shows an excellent application effects.

Key words: extra-thick coal seams, upward slicing mining, longwall-roadway backfilling mining, cemented backfilling, green mining

邓雪杰, 张吉雄, 周楠, 安泰龙, 郭帅. 特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用[J]. 采矿与安全工程学报, 2014, 31(6): 857-862.

DENG Xuejie, ZHANG Jixiong, ZHOU Nan, AN Tailong, GUO Shuai. The research and application of longwall-roadway cemented backfilling mining technology in extra-thick coal seam[J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2014, 31(6): 857-862.

[1]	王方田，李岗，班建光，彭新宁，李少涛，刘士法. 深部开采充填体与煤柱协同承载效应研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(2): 311-318.
[2]	何文瑞，何富连，陈冬冬，陈钦坤. 坚硬厚基本顶特厚煤层综放沿空掘巷煤柱宽度与围岩控制[J]. 采矿与安全工程学报, 2020, 37(2): 349-358.
[3]	樊克松，申宝宏，黄志增，潘黎明，薛吉胜，赵铁林. 基于远场周期来压的地表动态下沉预计[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(6): 1213-1221.
[4]	曹帅，薛改利，宋卫东,. 组合胶结充填体力学特性试验与应用研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(3): 601-608.
[5]	冯国瑞，王贵文，王朋飞，郭军，闫勇敢，任玉琦. 石炭二叠系火成岩侵入区特厚煤层采区停采煤柱合理宽度研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(1): 87-94.
[6]	许家林. 岩层控制与煤炭科学开采 ——记钱鸣高院士的学术思想和科研成就[J]. 采矿与安全工程学报, 2019, 36(1): 1-6.
[7]	张金虎，王国法，杨正凯，吴士良. 高韧性较薄直接顶特厚煤层四柱综放支架适应性和优化研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(6): 1164-1169.
[8]	吴浩，赵国彦，陈英，张海云，代俊成. 非胶结充填材料侧限压缩变形机制及级配效应[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(6): 1225-1232.
[9]	徐文彬，万昌兵，田喜春. 温度裂隙对充填体强度耦合效应及裂纹扩展模式[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(3): 612-.
[10]	兰奕文，严红，邢鹏飞，李天彤. 特厚煤层强采动巷道顶板全锚索控制系统研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(2): 276-283.
[11]	高瑞，于斌，孟祥斌. 工作面过煤柱强矿压显现机理及地面压裂控制研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(2): 324-332.
[12]	黄鹏，肖猛，李俊孟，王奎，李猛. 浅埋特厚煤层综放面支架合理工作阻力研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(1): 78-85.
[13]	刘飞，马占国，龚鹏，崔楠. 薄基岩特厚煤层端头围岩变形机理[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(1): 94-99.
[14]	何团，黄志增，李春睿，洛锋，王东攀. 特厚煤层综放工作面侧向煤体应力时空演化特征[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(1): 100-105.
[15]	荣海，张宏伟，陈建强，赵象卓，孙秉成，常博. 基于多因素模式识别的急倾斜特厚煤层冲击地压危险性预测[J]. 采矿与安全工程学报, 2018, 35(1): 125-132.