固体密实充填采煤方法在煤矿开采中的应用研究

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1、固体密实充填采煤方法在煤矿开采中的应用研究大同煤矿集团有限责任公司晋华宫煤矿摘要：介绍了固体密实填充采煤方法，结合固体密实充填采煤方法在煤矿开采屮的具体应用实例，分析了固体密实充填采煤方法应用过程中充实率和支架支护强度设计的问题，阐述了充实率控制方法，对固体密实充填采煤方法的应用效果进行了分析，得岀应用固体密实充填釆煤方法，减小对地表建筑物以及地表设施产生的影响。关键词：I占I体密实充填;采煤方法;充实率;支架强度;作者简介：周丹（1981-）,男，助理工程师，毕业于太原理工大学采矿工程专业，主

2、要从事煤矿采煤技术工作。收稿日期:2017-07-18Received：2017-07-180引言煤炭资源是我国极为重要的能源，在我国所消耗的一次能源中，煤炭资源的数量占据了近70%。很长--段I］寸期内，我国对能源结构进行了调整，人力开发了各种可再生能源。不过，我国存在的“富煤、缺油、少气”能源储存情况，决定了煤炭资源占据着基础能源的地位。随着社会经济的不断发展，煤炭资源的社会需求也在逐年递增。煤炭资源对我国社会经济的稳定、快速发展起到了极为重要的作用。但是，在煤炭资源开采过程中，由于多是采用

3、粗放式开采的模式，不仅导致了大量的煤炭资源浪费，而口也对环境造成了较严重的污染。在煤炭开采过程屮，Z所以会导致资源浪费以及环境污染问题的发生，很大程度上是由于通过垮落方法对采空区域进行处理，使得岩层发生较大的移动，地表也出现非常大的沉陷。而采用固体密实填充采煤方法，能够更好地对地面建筑以及煤矿开采区域的生态环境加以保护，是可以和环境相容的一种绿色煤矿采煤技术。1固体密实填充采煤方法简介固体密实填充采煤方法可以很好地和目前煤矿采煤中所使用的综合机械化设备进行结合，通过对煤矿中固体密实填充物料的利用

4、，例如歼石物料、粉煤灰物料、风积沙等，将这些物料填充到相应的采空区域Z屮，不仅能够有效地预防地而沉陷问题，同时还能够非常安全与高效地对煤矿“三下”压煤以及遗留煤柱加以回收。这可避免发生煤炭资源浪费的问题，改善了砰石以及粉煤灰等物料的循环利用率，有效地保护了土地资源，减少了对于环境造成的污染，能够有效地解决在煤炭开采中所导致的生态环境问题［U,确保煤炭资源开采更加绿色与环保。体密实填充采煤方法在煤矿开采中的应用2.1煤矿情况分析应用固体密实填充采煤方法的矿井为晋华宫矿十二矿井。该矿井区域内地面村庄

5、以及电厂等建筑物相对较为密集，压煤问题突出。此矿每年生产的肝石数量达到了总产煤数量的1/3左右，使得矿井生产中的辅助提升设备紧张、肝石占据的空间太大，导致较为严重的环境污染问题。因此，在该矿井中应用固体密实填充采煤方法，对该釆煤方法应用后的相关技术指标进行分析，首个进行填充的工作面是2086工作面，该工作面在已经开采的六号矿区东侧，南邻2095工作面。该工作面长102m,推进长度354m,平均采高3.5m,地面标高+88~+91m,工作而标高是-268~-247ni,巷道平均埋深354m。在工作

6、而地表位置存在较为集中的砖混建筑物。2.2充实率和支架支护强度设计(1)充实率设计。依照工作面上方所存在的建筑物情况，结合固体密实充填采场矿压理论，要确保2086工作面在进行充填作业时，基本顶结构不会出现破断，在采空区域中的充实率应当超过82%。结合学者黄艳利对I古I体密实充填采煤的模拟分析结果，再考虑到煤矿开采的安全性，确定将采空区域中的充实率设定为85%o(2)支架支护强度设计。在采用固体密实充填采煤方法吋，液压支架所拥有的支护强度大小，对于顶板发生下沉问题有着显著的影响，在一定限度Z内，能

7、够有效控制顶板下沉问题。所以，要确保设计的液压支架强度对顶板下沉进行有效地控制，同时设计液压支护强度也要适中，便于进行施工，有利于成本节约。所设计的液压支架在对前面的开釆作业进行掩护的同时，还要对后方充填作业处进行掩护，所以，要求液压支架的控顶距应当比传统支架的控顶距更大，通常要求其控顶距要达到8m以上。所以，要增加液压支架的支护强度，相应的支护阻力会有所增加，支护所需的资金投入也会随之增加⑵。依照2086工作而的地质环境分析，工作面顶板下沉量Wg和支架的支护强度P存在如下的关系：叭6.82；x

8、l0「5.87xlO¥-0.119式中:Wg为工作面顶板最大下沉量;P为支架的支护强度。确定2086工作面的充填采煤液压支架支护强度值设定为0.72MPa。所以，选用的液压支架是6柱支撑形式的ZZC8800型液压支架。2.3充实率的控制要保障固体密实充填采煤方法能够发挥出应有的效用，必须保证充实率达到要求。此时，就应当对工作面顶板的下沉量、欠接顶量以及物料的压缩变形情况等加以全面监测以及调控，确保设备的性能能够进一步优化，填充工艺可以发挥出其应有的作用。所以，在此次固体密实充填采煤过程中，构建了