五沟煤矿含水层下充填开采实践.pdf

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1、能源技术与管理2013年第38卷第4期96EnergyTechnologyandManagementVo1．38No．4doi：103969／j．issn．1672—9943．2013．04．038五沟煤矿含水层下充填开采实践王宝贤(皖北煤电集团公司，安徽宿州234011)[摘要]通过对综合机械化矸石充填采煤一体化技术的剖析，根据五沟煤矿的具体地质条件布置了矸石充填采煤生产系统，并设计首采面CT101。通过对固体充填采煤覆岩导水裂隙带高度观测，表明其发育高度在11m左右，小于试验区域最小基岩厚度15m，实践成功。[关键词]含水层；

2、充填开采；导水裂隙带；防水煤柱[中图分类号]TD823．7[文献标识码]B[文章编号]孔底卸式充填输送机、充填采煤液压支架、夯实机0引言等设备实现采空区的密实充填。固体充填采煤工综合机械化固体充填采煤技术，是近几年发作面布置方式与传统综采工作面基本相同，不同展起来的、适应现代矿井高产高效要求的新型开之处在于：在固体充填采煤工作面的后部，即在采采技术。在充填开采的采空区中，在充填及时的情空区一侧布置充填作业面，再在工作面回风巷内况下可以做到不形成垮落带，导水裂隙带的高度布置一条固体充填材料的运输皮带，将固体充填也大大减小，甚至有时也

3、不形成导水裂隙带，其应材料输送至悬挂于充填采煤液压支架后顶梁下的用于水下压煤开采具有广阔的前景，也是煤矿绿多孔底卸式充填输送机上，最后充填人采空区。这色开采的发展方向之一。皖北煤电集团五沟煤矿种工作面布置方式可实现充填与采煤在同一工作主采煤层上方覆盖了平均厚达272m的松散含水面系统中并行作业。层，且与地表水贯通，原设计留设了大量的防水煤1．2综合机械化固体充填开采一体化液压支架柱，压煤量达3664万t。针对五沟煤矿含水层下在综合机械化固体充填采煤一体化技术中，压煤严重的问题，现采用综合机械化矸石密实充能够实现在同一工作面系统中充

4、填与采煤作业并填方法全部回收其防水煤柱。举的核心装备是采煤与充填一体化液压支架，如图1所示。经过多年的研究，在系统分析固体充填1综合机械化固体充填采煤一体化技术开采采场矿压显现规律的基础上，建立了采场矿1。1系统布置压力学模型，给出了采场顶板运动与支架受力相固体充填采煤技术能与现有综合机械化采煤互作用关系，揭示了充填采煤支架主动支撑顶板技术体系相衔接，利用矿区固体充填物料(包括矸而非传统采煤的被动受压机理，发明设计出了能石、粉煤灰、黄土、风积沙等)直接充填采空区，在掩护综合机械化采煤和固体废弃物密实充填并行解决或降低地面沉降和塌陷

5、问题的基础上安全高作业的充填采煤一体化液压支架，可确保安全高效回收煤矿“三下”压煤及房柱式开采遗留煤柱，效开采煤炭和密实充填采空区各项工艺的实施。实现提高资源回收率、提高矸石与粉煤灰等固体废弃物的循环利用率以及保护土地资源、保护环境和保护建筑物等多重目标，成为从根本上解决煤炭资源开采引起的生态环境问题、实现煤炭资源绿色开采及科学采矿理念的有效途径之一。在固体充填采煤技术中，以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为主的充填材料，通过固体充填物料垂直投放系统输送至井下，然后经井下图1充填采煤液压支架胶带运输机、转载机等设备运输至采空区，

6、借助多由图1可知，采煤与充填一体化液压支架的2013年8月Feb．，2013王宝贤五沟煤矿含水层下充填开采实践97顶梁分为前顶梁和后顶梁，后顶梁支护能力大于在传统开采中，采高是影响岩层移动、矿压显前顶梁支护能力，前顶梁掩护采煤作业，后顶梁掩现与地表沉陷规律主要因素之一，而在固体充填护充填作业，后顶梁下设的2根立柱显著提高支采煤过程中，由于工作面前部采煤的同时实现了架的后部支撑能力，可将固体物直接充人后顶梁后部采空区固体充填，矸石等固体废弃物充填了掩护的空间内；与支架后部联为一体的夯实机构上覆岩层垮落的空间，相当于降低了采高，从而降

7、能将固体充填物高效密实夯入采空区，充填物强低导水裂隙带高度的发育。度经夯实力超过2MPa，并能根据岩层移动与地3五沟煤矿含水层下充填开采表沉陷控制目标要求保障采空区充填率。3．1地质概况2固体充填开采对导水裂隙带高度控制试验充填区域位于五沟煤矿1011、1013及机理1017回采工作面和防水保护煤柱之间，面积约在固体充填采煤中，充填体作为主要支撑体40万m，可采储量约183．6万t。设计开采区域煤承载了上覆岩层的大部分载荷，与传统开采相比厚变化大，厚度0．4～4．66In，平均厚3．5ITI，煤厚变改变了岩层移动规律。传统开采过程

8、中采用的全异系数为33％，煤层可采性指数为0．86，煤层倾部垮落法管理顶板采煤方式，其采空区上覆岩层角为5。～13。，自上而下倾角逐渐增大，平均倾角的破坏程度随采高的增加而增加。而在充填开采的6。，煤的平均容重为1．37t／m。。煤层结构简单，为采