我国充填开采技术发展现状与展望

充填开采是防止地表沉陷,解决矿山周边生态环境问题的治本措施.基于前期对大量文献的研究,梳理出了现阶段主要的几种充填方法,并对其做了简要的介绍,简述了各类充填方法的特点和原理,综述了膏体充填技术、固体充填技术、覆岩离层注浆充填技术、高水材料充填技术的研究进展和应用情况.在总结了我国充填开采研究现状和技术特点基础上,对充填...     

矸石粉煤灰充填开采控制地表沉降探讨

充填开采是解决建筑物下压煤与地表沉陷的有效措施,虽然充填开采能够取得良好的良好的社会、环境与经济效益,但充填材料一直是影响充填技术发展的主要因素,发展新型充填技术、开发新型的充填材料是今后发展的趋势。文章结合实际煤矿充填开采,分析了一种新型的充填技术:先采用矸石固体充填,再用粉煤灰、高水材料对充填体进行注浆补强,提高充填体强度,达到开采地面建筑物下压煤与控制地表沉降的目的。     

控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究

通过对华东某矿区采煤塌陷土地破坏与村庄搬迁赔偿费的统计分析，对煤矿充填开采技术的经济适应性和应用前景进行了探讨．针对传统充填开采成本相对偏高的问题，提出了部分充填开采的概念和3项部分充填开采技术，即采空区膏体条带充填技术、覆岩离层分区隔离注浆充填技术、条带开采冒落区注浆充填技术，分别对其技术原理进行了介绍．     

长壁开采老采空区带状注浆设计方法

在分析老采空区残余沉降机理的基础上,结合开采沉陷理论,对控制老采空区残余沉降的注浆充填的技术方法进行了研究.得到如下结论：控制老采空区残余移动变形的关键是控制垮落带和断裂带内岩体的变形.在一定开采深度下,老采空区注浆充填可采用带状注浆充填.当开采深度小于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,注浆孔间距为2倍的浆液扩散半径;当开采深度大于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,给出了带状注浆充填注浆孔间距计算公式及注浆孔布设原则.注浆孔首先应布置在距离工作面边缘内20 m范围内、急倾斜煤层上山方向和断层发育区域,以充填采空区边缘的空洞和欠压密区.     

煤矿开采沉陷有效控制新途径的探讨

分析了充填开采、条带开采、覆岩离层注浆岩层控制技术和“采-注-采”三步法开采的优缺点,在此基础上提出了“条带开采-注浆充填固结采空区-跳采剩余条带”的新三步法开采沉陷控制的新思路,并比较其优缺点。初步分析表明,采用新三步法可以更好实现对岩层移动和地表沉陷的有效控制,地表下沉系数可控制在0.20以内,煤炭采出率可达到70%~80%,可大幅度减轻对环境的破坏。     

公路桥下放顶煤开采注浆减沉技术

以开滦矿区范各庄矿的注浆减缓地表沉降技术实践为实例,利用废弃粉煤灰作为充填材料,对沙河公路桥下放顶煤开采后产生的冒落带、裂缝带、离层带及时进行注浆充填,对注浆层位、钻孔位置及注浆钻孔结构、注浆系统的建立以及地表沉陷监测等进行了全面的论述,认为注浆减缓地表沉降效果显著,地表最大下沉仅1.75m,减沉率为58.25%,有效地保护了桥梁。     

淮北矿区注浆充填开采地面沉降规律及分析研究

地下采煤引起岩层移动及地表沉陷,会对房屋建筑等设施造成严重损害。淮北矿业自2009年以来在杨庄、临涣、刘店等煤矿多个采煤工作面进行了采动离层注浆充填开采试验,同时进行实时地表移动与沉降观测。文中结合注浆充填开采工作面地质采矿条件、上覆岩层以及工作面参数等数据,采用注浆充填方式使地表减沉控制技术得以很好利用。     

长壁开采老采空区注浆充填范围确定方法

浅部老采空区注浆充填是保证老采空区建筑物地基稳定的有效措施,在确定充填治理范围时,目前大多采用正在开采的地表移动角确定注浆充填范围,这将导致充填范围过大,造成不必要的浪费,为此,基于国内开采沉陷资料,首先建立了正在开采的地表移动角与深厚比的关系,然后在分析老采空区变形机理基础上,提出了残余移动角的思想,根据残余移动与正在开采的地表移动相似性,建立了残余移动角与老采空区开采深度、等效开采厚度之间的关系,给出了老采空区充填注浆范围的确定方法,为老采空区充填治理范围的确定,提供了可靠的理论和方法.     

公路下覆岩隔离注浆充填开采应用技术研究

文章针对付家焉煤业公路下工作面回采难题,通过覆岩隔离注浆充填开采技术,对工作面开采条件、覆岩条件、外部条件进行适用性分析,得出10106工作面适宜采用注浆填充技术,并现场进行了实施。实施结果表明,地表最大沉陷量仅为263 mm,对地物没有影响,且采用该技术后矿井可以增收2.48亿元,经济效果显著。     

煤矿开采沉陷的环境效应及其生态修复技术

主要就煤矿开采沉陷的环境效应和其生态修复技术进行研究,得出开采沉陷产生的力学机理.对开采沉陷的防治技术进行归纳探讨,主要技术有全部充填开采、条带开采、覆岩离层带充填、限厚开采、协调开采、"采一注一采"三步法开采.探讨生态修复技术实施的可行性,得出开采沉陷的生态修复可行性措施,为煤矿环境治理提供一些理论指导依据和技术指导.     

离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应

为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应，准确预计地表移动变形值，对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析，将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基，并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段，基于弹性地基梁理论，给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法；采用“两步法”,通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟，研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征，以及不同注采比条件下地表移动变形特征；借鉴等价采高理论，将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间，结合概率积分法，建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型。以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证，结果表明：该地质条件下，离层注浆开采工作面宽度宜设计在90～120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计，预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内；离层注浆开采地表沉陷控制效果显著，减沉率约83%。     

锦丘煤矿膏体充填开采技术研究

为解决锦丘煤矿建筑物下采煤地表沉陷控制问题，理论分析了膏体充填开采地表沉陷曲线及关键影响因素，并提出了覆岩稳定性判据。通过数值模拟，研究了膏体充填开采对地表开采沉陷的控制效果，提出了膏体充填开采工艺，最终进行了地表沉陷观测检验充填开采对地表开采沉陷的控制效果。现场监测数据表明，采用膏体充填时，地表最大沉陷量为96 mm,位于距离切眼493 m的采空区中心位置。研究成果可为建筑物下煤层充填开采提供借鉴。     

充填采煤开采沉陷主控因素及其影响规律研究

为了使煤矿充填技术进一步在"三下"压煤开采中得到推广应用,介绍了煤矿固体充填、膏体充填和高水充填等三类充填技术;系统分析了原岩应力、煤体和顶底板强度、开采高度、控顶距、充填率、充填体强度和压缩率等主控因素对开采沉陷的影响;研究了充填采煤中的开采沉陷及其顶板下沉量、未接顶量和压缩量等三量;最后,提出了提高充填减沉效果的系列控制技术措施。     

浅论覆岩注浆开采技术在兖州矿区的应用

覆岩注浆是近年来在我国发展起来的一种新的开采沉陷控制技术。本文将从研究岩层内部移动规律,兖州矿区地层条件,覆岩注浆工艺及注浆开采技术所取得经济效益的预测入手,简要阐述覆岩注浆技术在兖州矿区应用的可行性。     

固体废弃物充填开采地表沉陷预测方法研究与应用

在阐述固体废弃物充填开采控制岩层移动变形原理的基础上,分析了充填开采影响地表沉陷的各个因素,提出充填开采地表沉陷预测可采用基于等价采高理论的垮落法预测方法.本文依据东坪煤矿首采充填工作面15601的布置方式及采矿地质条件,预测了工作面上方地表沉陷以及建筑物的破坏情况,可为类似工程应用提供一定借鉴.     

煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法

矿山固废处置与利用是我国煤矿开采中面临的主要问题之一，严重制约着煤炭资源开发与环境保护协调发展。井下充填是矿山固废绿色高效处置的重要技术途径之一，但现有充填技术增加了工作面生产工序，降低了15%～20%采煤效率，亟需解决矿山固废充填与煤炭开采之间时空干涉难题，突破矿山固废井下充填处置的技术瓶颈。为此，综述了矸石处置利用现状与存在问题，提出了煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法，系统阐述了嗣后空间矸石注浆充填方法内涵及关键科学与技术问题，给出了嗣后空间矸石注浆充填系统空间布局方式，探讨了非均质矸石料浆流动性稳态控制机理、嗣后空间空隙结构特征及时空演化规律、嗣后空间矸石料浆迁移扩散规律、嗣后空间矸石注浆充填岩层控制机理等理论的研究重点，分析了毫米级矸石注浆充填材料研发、矸石料浆高效制备与输送、注浆钻孔布局及时效控制、矸石注浆充填效果智能监控等技术的研究难点。煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填方法创新了矸石井下高效处置新模式，完善了矸石综合处置与利用技术体系，引领了我国煤炭资源绿色安全高效开发新方向，在矿山固废高效处置及生态环境保护等方面具有广阔应用前景，可促进矿山矸石固废的源头减排、就地处置、循环利...     

五沟煤矿含水层下矸石充填开采方案

五沟煤矿采用矸石充填开采技术,对含水层防水煤柱进行充填开采。通过对矸石充填开采导水裂缝带高度计算和地面沉陷预计,设计东翼充填开采区域7个采煤工作面,西翼充填开采区域9个采煤工作面,预计可采出10煤500余万吨。东翼充填区域首采面CT101应用矸石充填综采工艺试采,验证了含水层下矸石充填的可行性,经济和社会效益显著。     

条带充填控制开采沉陷的理论研究

针对煤矿充填开采成本相对偏高的问题和煤系层状岩层移动与控制特点，提出了控制煤矿开采沉陷的条带充填开采方法，即在煤层采出后顶板冒落前，采用膏体胶结材料对采空区的一部分空间进行充填，构筑相间的充填条带，形成“充填条带-上覆岩层-主关键层”结构体系控制地表沉陷.研究了条带充填开采技术原理和适用性，建立了条带充填开采设计原则，并应用于某煤矿条带充填开采方案的研究.     

充填开采控制地表沉陷试验研究与数值分析

以新阳煤矿10203工作面为工程背景,运用相似材料模拟试验,分析了跨落法开采、充填率80%和充填率90%充填开采时地表沉陷规律。运用数值分析的方法,分析了不同等效采高与地表沉陷值、地表下沉系数之间的关系。研究结果表明:充填开采地表沉陷最大值明显小于跨落法开采,充填率分别为80%和90%时,10203工作面地表沉陷最大值分别为112 mm和48 mm;地表下沉系数与等效采高之间满足指数函数关系,基于此建立了充填开采地表沉陷最大值预测模型。     

覆岩离层注浆充填开采方案及应用分析

为解决铁路下压煤影响煤炭资源释放,以及煤矿开采造成的地表采空区塌陷、矸石排放污染环境等难题,基于覆岩离层注浆减沉技术原理,对门克庆煤矿3101工作面开采地面铁路环线保护煤柱下资源进行研究,详细介绍了覆岩离层注浆充填方案。应用效果表明:采用覆岩离层注浆减沉技术,能够人为形成充填压实承载体、改变覆岩活动状态、大幅度控制地表沉降,和未注浆开采相比,地表减沉率达69.5%～71.1%,充填效果良好。