薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比Cl=1/150、时间比Ct=1/150、强度比CR=143×10 -3进行了薄煤层（厚度1.2 m）超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明：与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。     

老城区建筑物下超高水材料充填开采技术应用

针对老城区地面建筑物密度大、建筑时间长、建筑结构安全等级低、开采后易变形破坏的特点,在进行超高水充填开采现场试验时,对工作面支架选型、回采充填工艺、超高水充填材料配比等关键工艺进行详细论证,并对工作面矿压观测进行分析,证明超高水充填材料配合比、充填工艺及相配套的综采设备选型适合矿井实际开采条件,且经济效益明显。     

超高水材料袋式充填开采工作面矿压显现规律研究

为了掌握超高水材料充填开采工作面矿压显现规律,以亨健公司2515充填工作面为研究对象,研究了2515工作面支架工作特征、支架立柱增阻特性、充填体压力变化特征及顶底板移动规律等。结果显示,2515充填工作面来压现象不明显,工作面开采对地表影响不大。该成果为超高水材料充填工作面开采提供了理论基础。     

大倾角厚煤层超高水充填试验研究

针对新光集团淮北刘东煤矿煤层倾角较大、煤层较厚的情况,根据超高水充填材料性能的特点,提出了采煤工作面采用跳采方式、预留煤柱开放式充填工艺。试验研究确定了工作面推进距离为15 m,留5 m煤柱作为充填的挡浆墙。试验结果表明,在大倾角、厚煤层和顶板较破碎等复杂地质条件下,预留煤柱开放式超高水材料充填开采技术显示出较好的适用性,具有良好的技术、经济和社会效益,为类似条件下的煤矿“三下”开采提供了重要借鉴。     

中厚煤层回采工作面充填开采与效果分析

针对辛置煤矿10-429工作面地面区域存在建筑物及村庄的情况,确定采用充填开采,通过分析各项充填材料的优缺点,确定采用超高水材料作为充填材料,基于工作面特征,进行充填开采技术各项参数的设计,并在充填开采时,进行充填体受力和地表沉降的观测。结果表明:采用超高水材料充填开采后,工作面无明显的周期来压现象,充填体的受力正常,工作面区域顶板的最大下沉量为0.21 m,充填开采效果显著。     

大倾角工作面以矸换煤技术研究与应用

为了更好地处理井下煤矸石,论文研究并介绍了大倾角薄煤层工作面矸石充填技术,通过优化矸石运输线路、完善充填技术、回采技术等措施,实现了大倾角回采工作面快速高效充填开采。     

超高水材料液压支架后挂袋充填技术

超高水材料是一种新型绿色环保的材料,以该材料为基础的充填开采技术能够很好的解决建筑物下压煤的问题。介绍了超高水材料液压架后挂包充填开采技术实施过程,以陶一煤矿充2工作面为例介绍了相关的采煤工艺与充填工艺,并对影响充填效果的因素进行了分析。工程实践表明:超高水材料充填工作面矿压显现不明显,凝结后的充填体可以有效的控制采空区顶板,限制地表下沉。     

薄煤层充填开采超高水材料配比及充填工艺优化

为解决超高水材料在现场施工过程中易出现浆液泌水、甚至不凝固影响充填体强度等问题,进行优化材料配比试验,并在此基础上进行泌水率测试和不同搅拌工艺试验,以提高现场充填效果。试验结果表明:B料中石膏∶石灰比例为4∶1时,超高水材料的抗压强度最大;搅拌工艺对材料泌水率存在较大影响,合理的增加混合浆液搅拌时间能有效减少泌水率,进而减少添加剂掺量、减少成本。将改善后的材料配比及充填工艺应用于田庄煤矿薄煤层充填开采工作面,通过现场取样测试充填体强度和监测得到的实时顶底板移近量数据,充填体强度高于实验室强度,顶底板移近量仅为96 mm,取得了良好的充填效果。     

超高水充填材料在采矿工程中的应用与展望

为解决"三下"压煤开采、工作面过空巷和煤炭自然发火等问题,对超高水材料充填开采技术、预充空巷开采技术和注浆防灭火技术进行研究。基于超高水充填材料的性质,介绍了以上3种技术的应用情况,并分别以陶一煤矿、王庄煤矿和金地煤矿为例对其应用效果进行了分析和评价。结果表明,超高水材料充填开采技术能保证采空区充填率达到85%以上;采用超高水材料预充空巷开采技术后,工作面回采过空巷期间未出现矿压显现剧烈现象;采用超高水材料注浆防灭火技术后,火区的温度和CO、NH4浓度均恢复到正常水平。今后需在继续完善当前技术相关理论与工艺的同时,进一步拓展超高水材料的应用领域。     

超高水材料长壁工作面充填开采顶板控制技术

为研究充填工作面长度对岩层控制效果的影响,指导长壁工作面充填开采实践和为围岩变形控制提供依据,基于超高水材料的基本性能试验,利用差分法薄板理论建立了超高水材料长壁工作面充填开采顶板活动力学模型,得到关键层的预计变形量,分析充填工作面长度对关键层变形及破坏的影响,提出了长壁工作面充填开采顶板控制理念。研究结果表明:采空区顶板下沉最大挠度值随着工作面长度的增加而增加;要维持关键层不发生断裂,必须保证工作面长度和控顶长度在一定范围内。对比冀中能源陶一煤矿充1~5工作面(工作面长度50~60 m)和充6工作面(工作面长度120 m)充填开采实际情况,提出并应用地面充填系统构建、充填液面提高、隔离带设置、工作面锚网索支护4种长壁工作面顶板控制技术,有效地抑制了顶板变形,同时保证了良好的充填效果。