综合机械化固体充填采煤技术在平煤十二矿的应用
综合机械化固体充填采煤技术在煤矿生产中的应用
近 年来 ， 我 国在大 规模 煤炭开 采矿 业 中资源 和环境 问题 日益突 出 ， 这违背
了我 国倡导 绿 色、 安全、 高效 的科 学采矿 理念 。 为 了解 决这 些 问题 ， 走 科学 采矿
之路 ， 我 国在综合 机械化 固体 充填采煤 技术方 面加大研 究并 在长期工 程实 践 中
翟镇煤 矿所在 采煤区域分 布在 密集的村 庄及镇 中心周 围 ， 建筑 物下 具有很 大压 煤现 象 。 该矿 也是 最早 使用综 合机 械化 固体充 填采 煤技 术 的 ， 其 充填 物主
要 来 自井 下 的掘进矸 石 。 全 矿 目前 已开 采处 １ １ 个 充填 采煤 的工 作面 ， 充 填面积
成本 及物理 力学研 究 ， 加大对粉 煤灰 、 风积 砂 、 生活垃圾 及废 石等充填 材料 的研 究， 尽可 能降低成 本 ， 实现综 合机械化 的 固体充填 采煤 技术 推广 使用 ； 三是 要 向 深 井充填 方 向发 展 ； 四 是对薄 煤层 的充 填 采煤 技术加 强研 究 。
应 用 技术
Ｉ ■
综 合 机 械 化 固体 充填 采煤 技 术 在 煤 矿 生 产 中 的 应 用
成 贵 廷
山西 兰花 科技 创业 股 份有 限公 司 大 阳煤矿 分 公司 山西 省 晋城 市 ０ ４ ８ ０ ０ ３
【 摘 要］我 国作 为世 界最 大 的煤炭 生产 大 国 ， 在煤 矿开 采 为国 家工 业发展 做 出贡 献 的同 时也存 在很 多 问题 。 为 了解 决 煤炭 资源 量的 下降 、 煤 矿 开采 对环 境 的污 染 、 开采 技术 的安全 性和 高效 性等 方面 的 问题 ， 对 综合 机械 化 固体充 填采煤 技术 展开 应用研 究 ， 系 统 阐述该 技术在 系统 布置 、 技术装 备等 关键 应用 ， 对 于进 一 步优 化开 采技 术 ， 实现 采 矿高效 工作 目标 有着 重要 的现 实意 义 。 ［ 关键 词］ 综合机 械 化 ； 固体 填 充 ； 采煤 技术 ； 煤矿 ； 应用； 研 究方 向 中图分 类号 ： Ｃ ３ ９ 文 献标 识码 ： Ｂ
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用中国经济的高速发展离不开资源能源的支持，煤炭作为一种重要的能源，对国民经济的发展起着非常重要的作用。
我国的煤炭资源比较丰富，原煤产量也一直高居世界第一，但是原煤的消耗量也非常大。
因此就需要不断提高采煤工艺，提高采煤技术和开采效率。
标签：综合机械化；固体充填；采煤方法0 引言我国社会经济在高速发展的同时，对于采煤技术也提出了更高的要求。
为了适应当前社会对煤炭资源的需求，就必须对传统的采煤方式进行优化，进一步改善采煤技术，提高煤矿企业的经济效益。
1 充填采煤方法分析在采煤行业中，运用现代化充填采煤技术，需要具有高效率、高产量、严格控制岩层运动与地表沉陷、采用先进的机械化装备、安全经济可靠等优点。
综合充填采煤方法的发展历程，只有采用科学合理的方法，才能不断提高采煤技术。
充填开采方法在国际上已经经历了上百年的发展，然而最早有计划提出的充填开采方法是在1915年。
在近几十年的发展历程中，充填开采技术大量运用于国内外的贵重金属物以及非金属矿山开采，并且取得了较好的成效。
充填开采方法也经历了废弃物干式充填阶段、水砂充填阶段、细砂胶结充填阶段和膏体等充填阶段，不仅获得了广泛运用，还取得了高效的经济效益。
如今我国很多学者将运用比较成熟的膏体充填方法以及其他现代充填方法运用在采煤行业中，并且通过大量的研究实践，在胶结充填物方法上也获得了相应的成绩。
然而在实际应用中，由于其技术水平低下，耗费的成本费用高，在应用程度和范围上还存在一定的局限性。
在上个世纪，欧洲很多采煤国家就开始利用水砂充填方法进行了采煤实验。
其中波兰采用密实水砂充填技术成为首个成功开采城市下压煤的国家。
在上个世纪的五六十年代，我国的抚顺等采煤地区，也开始利用水砂充填方法进行了采煤实验。
要想控制好地表沉陷，就要合理控制好充填物的密实度。
由于这种采煤效率比较低下，耗费的成本费用较高，并且砂石充填材料严重缺失，因此这种采煤方法无法在我国广泛运用。
综合机械化在煤矿开采中的应用
粉砂岩 ，直接顶是灰 白色细砂 岩 ，老顶是灰色 中细砂岩 ， 底板 是灰色 长壁 工作面 ，并承 受 ６ ０ ０ 万ｔ 以上的放顶煤 工作 ，并实现 薄煤层高效
细 砂岩 ，工作面 的走 向长度 为 ２ ３ ５ ｍ ， 平均 面长 是 ２ ０ ０ ｍ，平 均倾角 是 的开采工作 面。对于机械设备 中电气 自 动化 的广泛应用而言 ，在某种 ２ ８ 。 。通过对走 向长壁倾斜分层方 式加以采用 ，进而采取综合 机械化 程度上保证 了更加人性化的采煤过程 。这种 综采过程中 ，通过使得综 的采煤 工艺。 采工作面 装备中设置远程监控 ，提高 了设 备运行的可靠性 ，做好对 采 对 于该煤矿开采而 言，其 综合机械化的采煤技术 ，其装备往往有 煤速度 的合 理调节 ，检验动态监测综 采支架液压系统压力 ，正确 的分 着 一定 的特点 ，在 当前 的煤 炭井下开采中 ，实现矿井 高产 高效化生产 析受 力点的状态 ，做好 自动调节支架 的全 面推移 ，及时的解决综 合机 的过程中 ，更加注重综 采工作面的单产量 ， 最大 程度上实现现代化高 械化 设备中的故 障问题 ， 最后 对于采煤机的合理 自动化运 行有 着一定 度集中化 的生产 。综 采工作面高产高效 实现 的过程中 ，就要始终坚持 的基础保障 ，并将我 国综合机 械化 水平的全面发展推进 ，从根 本上将 开采实 际强度 的终极 目标 ，在某种程度上就要 将综采工作面相关配套 我国机械设备中 电气 自动化 的全面建设发展推进 ，实现我 国采煤行业 设施中的一些小时生产能力尽可能的增加 ， 进而增加 工作面 的储煤 点， 的机械 自动化以及电气 化发展。 保证综采设备有 着可靠性的矿井生产系统 ，减少工作面辅助工序 的时 总而言之 ，综合机械化 中机电一体化的应用 ，不仅仅 保证了我 国 间 ，并将综采工 作面的高产高效性全面 实现。工作面辅助工序影 响时 煤矿开采 中有着相对较 好的社会效益和不可估量 的经济 效益 ，同时也 间减少 的同时 ，更是借助于单一长壁综采 工作 面 以及综采放顶煤工作 将现代化煤矿 的高产 高效生 产实现 ，实现 了煤矿资源综 合机械化的 自 面的工作 ，实现高产高效 的生产 。对于一些大 能力的新型综采装 备 动化发展 ，进而实现 了煤矿 的可持续健康和谐性发 展。当前机械设备 而言 ，就要将综 采工作面的高产高 效全 面实现 ，对大设备加 以采 用 ， 中 电气 自动化应用过 程中 ，更要结合 当前煤矿开采 的实际情况 ，不断 并做好大 功率 电牵引采煤机 的小 时生产 能力的综合性控制 ，将机 电一 引进新的技术 ，并创 新技术的工艺 ，在实 际的应 用中 ，跟上时代发展 体化 实现 ，对采煤机快速割煤 的要求实现 ，液压支架就要合 理的采用 的潮流 ，将煤炭企业整体的竞争力增强 。
综合机械化在煤矿开采中的应用 陈汉卿
综合机械化在煤矿开采中的应用陈汉卿发表时间：2016-01-11T16:27:20.537Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：陈汉卿[导读] 山西中煤华晋能源有限责任公司综合机械化在采煤过程中得到了大量的应用，推动了企业安全高效，又好又快地发展山西中煤华晋能源有限责任公司山西 030000摘要：在矿井的生产过程中，技术创新和工艺改良是实现煤炭企业可持续发展的重要保障。
采煤工艺的先进与否直接，影响整个矿井的生产能力，因此要尽量选用先进的采煤工艺，从而达到矿井的高产高效的目的。
随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在煤矿上的应用日益增多，综合机械化在采煤过程中得到了大量的应用，推动了企业安全高效，又好又快地发展。
关键词：煤炭资源；高产高效；综合机械化；机电一体化；综采引言煤炭资源作为我国一次性消费的主要能源，目前在国民经济中的地位不可动摇，在今后一段时间内也不可动摇煤炭资源安全高产高效安全开采是当今煤矿生产的首要任务在现代化煤矿生产过程中，机械化的程度直接关系到整个矿井的生产效率和产量，涉及到煤矿的经济效益和工人收入水平，研发高效采煤机设备，实现煤炭综合机械化开采，从而达到矿井的高产高效的目的，对于提高煤炭生产的效率改善安全生产水平具有重要的意义。
1.综合机械化采煤的特点近些年来我国机电自动化技术得到了广泛应用，其中将其应用于煤矿生产过程中，在大力引进和应用世界先进采煤掘进装备的基础上，我国煤炭开采技术日趋成熟，同时自主开发了先进采煤装备，煤矿机械化水平大幅提高，相继建成一批大型特大型高度综合机械化开采的现代化煤矿。
综合机械化采煤，就是在采矿的多个主要环节生产中实现机械化，尽量减少工作人员的参与，提高了煤矿劳动生产效率实现煤矿开采的高产、高效、高低消耗特点。
煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产，而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产。
矸石充填开采技术在平顶山矿区的应用
收稿日期：2012－06－24作者简介：胡长对（1966—），男，河南平顶山人，高级工程师，1989年毕业于大连理工大学，现从事煤炭装备设计制造等工作。
矸石充填开采技术在平顶山矿区的应用胡长对(平煤神马机械装备集团，河南平顶山467021)摘要：为了减小采矿业对环境的危害并延长矿井服务年限，中国平煤神马集团在矿区实施了充填开采；通过选型计算，确定了采面设备配套及运矸系统，介绍了平煤十二矿充填工作面的主要设备特点；对该采煤工艺效果进行了分析，总结了生产中存在的问题及装备改进方向。
关键词：矸石；充填开采；液压支架选型；配套装备中图分类号：TD823．7文献标志码：A文章编号：1003－0506（2012）11－0057－03Application of Backfill Mining with Gangue in Pingdingshan Mining AreaHu Changdui（Pingmei Shenma Equipment of Machinery Group ，Pingdingshan 467021，China ）Abstract ：To reduce the harm to environment and prolong service life of mine field ，waste rock filling exploitation technology was imple-mented in mining area of China Pingmei Shenma Group．Device configuration and waste rock conveyance system were also ascertained through model selection and calculation．Introduced the specialty of the equipment on backfilling working face in Pingdingshan No．12Coal Mine ，coal winning technology effect was analysed ，too．Finally ，problems existing in productive process and equipment upswing di-rection were summarized．Keywords ：waste rock ；backfill mining with gangue ；type selection of hydraulic supports ；device configuration在煤炭开采过程中，往往会造成地面塌陷、土地损毁等多种环境地质灾害。
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用综合机械化固体充填采煤技术是一种结合了机械化采煤和固体充填采煤技术的新型采煤方法。
相比传统的采煤方法，它具有许多优点，如提高采煤效率、减少煤矿安全隐患、改善煤炭资源利用效率等。
综合机械化固体充填采煤的具体实现方法是：在开采过程中，利用装载机或其他机械设备进行煤炭开采，同时将采出的煤炭填回开采空间，并在空间中注入水泥和石灰等固体材料，形成稳定的支撑结构。
这样可以有效地防止煤层坍塌或支护失效，提高采煤效率，减少煤层破坏，保证煤矿安全生产。
综合机械化固体充填采煤方法在近年来得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：一、提高采煤效率。
传统采煤方法需要进行支护和回采空部分，使得采煤效率较低。
而综合机械化固体充填采煤方法中，回采的空间可以被稳定地填充，不需要进行支护处理，可以实现全面采煤，大大提高了采煤效率。
二、减少煤矿安全隐患。
传统采煤方法中，煤层容易坍塌，支护失效或者矿泉冒出，会带来严重的安全隐患。
而综合机械化固体充填采煤方法中，采空间被充填后，形成了牢固的支撑结构，有效地保护了采煤工作区域和采煤设备设施的安全。
三、改善煤炭资源利用效率。
综合机械化固体充填采煤方法中，采空间被充填后，形成了煤柱，使得煤炭资源得到了更有效的利用。
另外充填材料中含有水泥和石灰等固体物质，可以降低煤层的透水性和透风性，改善了采空区地质环境，推进了煤炭资源的合理利用。
综合机械化固体充填采煤技术的应用和发展除了以上优点以外，还存在一些问题需要解决，如充填材料的选择、充填工艺的优化、充填材料的后效性及充填效果的监测等。
但随着煤炭采矿技术的不断发展，这些问题将逐渐得到解决。
相信在不远的将来，综合机械化固体充填采煤技术将成为煤炭采矿领域的一项重要技术，为煤炭资源的可持续利用提供了重要保障。
充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析_1
充填采矿技术在煤炭开采中的应用分析发布时间：2022-11-28T11:53:47.118Z 来源：《科学与技术》2022年第15期作者：王峰[导读] 随着社会的不断发展，对环保的要求也越来越高。
王峰山西北方铜业有限公司铜矿峪矿山西运城 043700摘要：随着社会的不断发展，对环保的要求也越来越高。
煤矿地下开采引发的环境问题根源在于采空区上方的岩层发生运动。
为了克服煤矿开采过程中的岩层运动，提出了充填采矿技术。
本文围绕煤矿开采的充填采矿技术的优点进行阐述。
关键词：充填采矿技术；煤炭开采；应用一、充填采矿技术应用原理充填采矿技术是同时解决岩层运动和矸石山问题的有效方法。
充填采矿技术起源于“三下”开采，即建筑物下采煤，充填采矿技术是在工作面回采后采用充填物充填采矿区，从而有效控制煤层开采引起的岩层移动，其实施的关键在于充填材料的成本控制。
充填采空区后，可以有效控制岩层的运动，减轻地表的下沉。
有关数据统计发现，采用水砂充填采矿技术后，地表下沉值可以降低70%，减轻了地表沉陷对地表一些建筑物的破坏。
充填采空区，可以改变岩层的运动规律，使得导水裂隙带的高度大幅度降低甚至为零，这有助于实现保水开采。
保水开采的实现有助于保护当地的生态，减轻对矿区地下水的污染。
二、充填采矿技术概述1干式充填法该技术才进行填充时，运用到的材料大多为废石，将废石碎成渣之后输送至采空区。
运用干式充填法来展开煤矿开采时，需要始终秉承着从下到上的开采原则，实行分层次地回采，依照施工进度来对物料进行充填，为进一步向上方进行开采打下坚实的基础和外部条件。
干式充填法对于矿体不够稳定的地区，具备着较为良好的充填效果。
2水力填充法水力填充法使用过程中所用到的填料大多数都是炉渣以及碎石等，通过对输水管道的有效使用，将水资源作为运输动力，将充填材料运输到采空区，等到填料脱水之后，就能够转化为充填体。
水力填充法具备较强的适用性和抗压水平，能够有效避免周边岩石的移动，有效管控矿山的压力。
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用于煤矿工程中，旨在解决采煤过程中的安全隐患和环境污染问题，实现矿山的高效、安全和可持续经营。
本文将从机械化固体充填采煤方法的原理、技术特点以及应用案例等方面进行叙述。
综合机械化固体充填采煤方法是一种将采煤工作面上产生的废石、废矸等固体废弃物与水泥等固化材料混合，通过机械设备将混合物输送至回采工作面的一种采煤方法。
其原理是在矿山开采过程中，通过减少和控制尾矿排放，将采煤工作面上的固体废弃物固化处理，并重新填充至采空区，形成稳定的煤层支撑和覆岩。
综合机械化固体充填采煤方法的技术特点主要有以下几点：一是控制煤矿工作面上的固体废弃物的排放，减少了对环境的影响和破坏；二是通过固化处理使废弃物成为稳定的填充材料，增加了矿山的支撑强度；三是应用机械设备进行输送和填充操作，提高了工作效率和安全性；四是通过填充采空区，减少了地面沉降和塌陷的风险，保证了矿山的安全稳定。
综合机械化固体充填采煤方法已经在国内外的多个煤矿工程中得到了广泛应用。
以中国为例，该方法在国内煤矿工程中的应用已有数十年的历史。
山西某煤矿在开采过程中采用了综合机械化固体充填采煤方法，成功填充了大量的采空区，保证了矿山的稳定性和安全性。
综合机械化固体充填采煤方法还在国外一些开发国家如澳大利亚等得到了广泛应用。
综合机械化固体充填采煤方法是一种理论和实践相结合的采煤方法，其应用对于煤矿工程的发展具有重要意义。
随着工程技术的不断进步，该方法将会在未来得到更加广泛的应用。
平煤十二矿矸石充填综采投料系统设计
收稿日期：2012－07－01作者简介：王广杰（1974—），男，河南襄城人，助理工程师，2009年毕业于中国矿业大学，现从事煤矿生产技术工作。
平煤十二矿矸石充填综采投料系统设计王广杰(平煤股份十二矿，河南平顶山467000)摘要：为解放“三下”压煤，提高矿井资源采出率，延长矿井服务年限，平煤股份十二矿应用了矸石充填综合机械化开采技术。
通过对矸石充填开采运输系统的分析，结合矿井实际，设计了与矸石充填技术相配套的投料系统，解决了矸石运输中的各种问题，满足了工作面充填开采的需求。
关键词：充填开采；矸石；投料井；运输系统中图分类号：TD823．7文献标志码：B文章编号：1003－0506（2012）11－0027－02截至2011年底，平煤十二矿储量约2894万t ，其中建筑物下压煤总量约为1200万t ，其他储量大部分为深部资源，埋深达1100m ，防治瓦斯突出任务艰巨。
为延长矿井服务年限，缓解生产接替紧张局面，实现矿井可持续发展，十二矿在集团公司支持下，经过外出实地考察和充分论证，决定在该矿工业场地和村庄保护煤柱下实施矸石充填综合机械化开采技术。
矸石充填综合机械化开采技术［1］是指利用矸石置换建筑物下、水体下、铁路下所压煤炭，其充填开采工艺为综合机械化充填开采。
如何把地表的矸石安全高效地运输至井下工作面是实现矸石充填长壁综合机械化采煤技术的关键，因此，必须科学设计矸石从地表至井下的运输系统，以满足井下充填开采工作面的需要。
1投料系统概述投料系统的设计思想是将地表矸石山矸石破碎后，经胶带输送机运输至地面充填控制室，通过从地面垂直向下开掘的投料通道运输至井下，再用运矸胶带输送机将矸石运输至充填工作面。
其工艺流程如图1所示。
图1投料系统工艺流程根据现场情况及总体设计要求，平煤十二矿设计采用投料系统如图2所示。
图2投料系统示意2矸石地面运输系统设计十二矿矸石山的矸石来源主要为洗选矸石和掘进矸石，其中掘进矸石粒度较大，如直接投放进投料孔，容易造成投料井堵塞。
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用
综合机械化固体充填采煤方法与技术应用随着煤矿资源的逐渐枯竭和矿井深度的不断增加，传统的采煤方法已经不能满足对安全、高效、环保的要求。
综合机械化固体充填采煤方法应运而生，通过将固体充填和采煤技术相结合，实现了矿井的安全高效开发，受到了广泛关注和应用。
本文将对综合机械化固体充填采煤方法与技术的应用进行具体介绍。
综合机械化固体充填采煤方法是将在采煤前进行固体充填的矿井采空区，采煤过程中无须留置支护，减少了煤的损失，提高了采煤效率，同时有效地利用了采空区的煤炭资源。
其工作原理包括：首先在采空区实施固体充填，填充均匀、固化快速，形成了一个硬质支护体；然后采用了现代化的设备和技术进行开采，例如采用自动化采煤机进行采煤，实现了对采空区内煤炭资源的高效开采。
整个开采过程中无需进行二次支护，减少了劳动强度，提高了安全性。
1. 提高了煤矿采煤效率。
采用综合机械化固体充填采煤方法，可以充分利用采空区的煤炭资源，避免了资源的浪费，提高了煤矿采煤效率。
2. 提高了煤矿的安全性。
固体充填可以有效地加固矿井巷道，提高了矿井的承载能力和稳定性，减少了煤层突水、煤与瓦斯突出等事故的发生，为矿工的生命财产安全提供了坚实的保障。
3. 减少了环境污染。
综合机械化固体充填采煤方法可以有效地减少煤炭开采对环境的破坏，降低了矿井的地面沉降，减少了煤尘和矿山排放对周围环境的污染，有利于实现绿色、环保的矿山开采。
4. 降低了生产成本。
采用综合机械化固体充填采煤方法，节约了支护材料和人力成本，提高了煤矿开采的经济效益，为企业带来了更多的收益。
四、综合机械化固体充填采煤方法的发展趋势随着煤矿开采技术的不断进步和煤矿资源的日益枯竭，综合机械化固体充填采煤方法将会得到越来越广泛的推广和应用。
未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 技术不断完善。
随着科技的发展，固体充填材料和采煤设备将会不断更新升级，充填材料的充填性能和采煤机的采煤效率都将得到进一步提高。
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收稿日期:2012－05－08作者简介:过秉坤(1963—)，男，河南禹州人，高级工程师，1987年毕业于焦作矿业学院，现从事煤矿技术装备管理及研究工作。
技术经验综合机械化固体充填采煤技术在平煤十二矿的应用过秉坤(中国平煤神马集团设备租赁分公司，河南平顶山467021)摘要:为了解决地面矸石及粉煤灰固体废弃物堆积带来的环境污染问题，节约资源，对综合机械化固体充填采煤技术进行了应用研究。
以平煤十二矿首个固体充填综采面为研究对象，矸石与粉煤灰作为充填材料，利用自夯式充填开采液压支架对建筑物下煤体进行采后固体充填，并对设备选型配套、设计及生产情况进行了讨论。
结果表明:利用自夯式充填开采液压支架实现了建筑物下采煤与充填工艺的同时进行，提高了采出率;充填体能有效控制顶板的运移，确保地表建筑物不受采动的影响。
关键词:建筑物下开采;采后充填;矸石;粉煤灰;自夯式充填开采液压支架中图分类号:TD823．83文献标志码:A文章编号:1003－0506(2012)09－0050－04Applications of Coal Mining Technology with Fully-mechanized Solid Backfillingin Pingdingshan No．12Coal MineGuo Bingkun(Equipment Hiring Company ，China Pingmei Shenma Group ，Pingdingshan 467021，China )Abstract :To solve the environment polluted problems occurred from the dumping of the coal refuse and fly ash on the surface ，and to save resources ，applications effect of coal mining technology with fully-mechanized sold backfilling has been analysed．Taking the first coal mining face using sold backfilling technology in Pingdingshan No．12Coal Mine as the research object ，and taking the coal refuse and fly ash as the backfilled material ，self compacted backfilled mining and hydraulic powered supports were also used to fill the coal body under the building structures．The argumentation were conducted on the make up of equipment and design and coal mining ，too．The results show that ，with the application of self compacted backfilled mining with hydraulic powered supports ，the mining operation and backfill operation can be carried out simultaneously ，and the recovery ratio can be improved．The backfilled material can effectively control the roof migration and can ensure the surface building structures not to be influenced by coal mining．Keywords :mining under buildings ;backfilling after mining ;coal refuse ;fly ash ;self compacted backfilled mining and hydraulic pow-ered supports目前，我国煤矿企业在大多数情况下还采用垮落法控制顶板，采后地面沉陷将达到采出厚度的65% 95%。
这种开采方式造成地面矸石堆放，既占用土地又影响矿区生产环境，并且正在自燃的矸石山，如遇到雨水的渗入，受热后空气急剧膨胀，会引起爆炸，造成安全事故。
此外，“三下”压煤直接影响矿井接替，缩短矿井服务年限。
因此，解决矸石与粉煤灰地面堆积带来的环境问题，维持矿井的可持续发展，成为当务之急。
将矿井煤矸石不升井于井下处理，并开采出井下煤炭资源，充填开采技术得到迅速发展［1-5］。
在平顶山矿区，平煤十二矿装备使用了第1个固体充填综采工作面。
1充填综采工作面概况(1)高皇保护煤柱块段。
高皇保护煤柱位于工业场地保护煤柱南面，东邻己三采区2条下山，南邻己四采区，西邻己六采区轨道下山和斜井;地面为东高皇村，北边为十二矿工业场地，南边为何庄煤矿工业场地，东部为蜜蜂王村，南部无建筑物。
煤层赋存稳定，该区段赋存己15煤层和己16-17煤层。
己15煤层平均厚3.3m，己16-17煤层平均厚1.5m，倾角8ʎ左右。
区段煤层圈定储量99.4万t。
其中，己15煤层储量73.2万t，己16-17煤层储量26.2万t。
该区段受F2断层影响，F2断层在该区段东面分叉，落差0 30m，其中1段将该区段煤层分开。
(2)工业场地保护煤柱块段。
为了有效保护工业场地，此次规划只考虑工业场地西北角部分，该区段煤柱东邻己七采区胶带上山，南邻斜井，北邻己七采区己15-17020采面，西邻己六采区己15-17-16023采面，地面为老上徐，东为新上徐及工业场地，南部为矸石电厂、东高皇村及十二矿道路。
该区段为己15和己16-17煤层合层，己15-17平均厚6.2m，倾角8ʎ左右，区段煤层圈定储量64.5万t。
F2断层从该区段中部穿过。
(3)地质条件。
①煤层顶底板地质特征:己15煤层原始煤体直接顶为厚约3.2m的砂质泥岩，基本顶为厚约12.5m的灰白色砂岩及粉砂岩;底板为厚约0.7m的深灰色泥岩和厚约6.0m的灰色砂质泥岩及细砂岩;再向下为厚约1.8m的己16-17煤层。
②瓦斯:区域内无煤与瓦斯突出危险。
③煤尘:煤尘具有爆炸危险性。
④煤的自燃:煤层自然发火期为3 6个月，为自燃煤层。
⑤地温:地温无异常。
从掘进两巷所收集的地质资料综合分析可知，该工作面地质构造比较简单，回风巷内有1条断层。
进风巷有1条断层，进风巷导线点前41m始，有一段长为193m、厚为0.1 1.4m的岩石段，对回采影响较大。
该采面位于工业场地下方，是充填开采工作面，切眼位于己六轨道下山下方，层间距为26 30m，采面回采对工业场地和己六轨道影响很大。
为减少回采对工业场地和己六轨道的影响，在回采充填时必须严格按充填措施执行。
2工作面设备选型配套综采工作面成套设备主要由采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等组成，这些设备不是孤立的“单机”，而是结构上需要相互配合、功能上需要相互协调的有机整体，具有较强的配套要求和较高的可靠性要求。
组成综采工作面成套设备的每种机械设备，均具有严格的适用条件，选型不当会导致设备不配套、生产效率低、经济效益差。
因此，设备的正确选型是充分发挥其效能，实现充填综采工作面高产高效、经济安全运转的前提［6］。
由于综合机械化固体充填采煤技术在全国起步时间不长，所以要根据综采机械化设备配套原则，结合矿区实际，探索适合平煤集团公司自身的配套模式，完成适合集团各矿不同采高的技术配套。
首套方案以中厚煤层为突破口进行配套，主要设备型号:①ZZC-8800/20/38型矸石充填液压支架;②刮板输送机为SGZ-764/500和SGBC-764/200型;③采煤机为MG-300/700-QWG型;④BRW-400/31.5型乳化液泵站。
3充填材料根据该矿实际条件，选用煤矸石和矸石电厂排放的粉煤灰按一定比例混合作为充填材料。
矸石的主要成分是石英、高岭土和伊利石等矿物;粉煤灰的主要成分是非晶物质，两者SiO2的含量均较高。
据实测，充填材料平均含水率为9.18%。
通过压实测试，当矸石与粉煤灰质量比为1.00ʒ0.31时，压实力从1.5MPa变化至7.0MPa时，压实变形非常小。
即充填材料经压实后，给予上覆岩层的下沉空间很小。
根据充填材料的时间相关性试验可知:充填材料的最终变形量为11.5%，加载初期占8.7%，压力稳定后的变形量占2.8%。
根据充填材料的密度测试结果，在保证充填效果的前提下，每采出1.0t煤至少需要充填0.83t的充填材料。
4投料及输送系统4.1投料系统采用地面建矸石仓，通过垂直投料井输送矸石至井下，投料井地面位置在矸石山旁，在投料井下口分别布置2条运矸胶带巷至两区段采面，通过胶带及配套设备将矸石输送至采空区进行充填(图1)。
图1长壁综采充填采煤技术系统布置示意根据填料粒径的特点，确定采用 510mmˑ12 mm耐磨钢管作为下料管;投料管选用双层耐磨管，外径530mm ，内径486mm ;投料孔径800mm ，采用壁厚12mm 的钢卷管护孔;填充需求量50万t /a ，考虑一定的富余系数，设计运输能力不小于450t /h 。
井下料仓容积为520m 3，从井筒掘进实际情况考虑，料仓直径选取4.0m ;考虑料仓上部需安设缓冲装置等因素，深度选取50.0m 。
由于充填物料含有一定的水分，且料仓容量较大，料仓容易发生堵仓现象。
因此，安设了快速起闭装置。
为了防治冲击力过大而造成设备的损坏等安全问题，在井下料仓上部设置缓冲装置以减小充填材料投到料仓中的冲击力。
缓冲器由铸钢伞架、导向杆、缓冲弹簧组和底座组成，经现场试验，该设施可以承载充填料落下的冲击力。
4.2输送系统结合矿井已有生产系统，充填材料用带式输送机运送。
其输送流程为:地面料仓→投料井→采区运矸胶带巷→充填工作面进风巷→回采工作面。
5自夯式充填开采液压支架及配套设备5.1充填式液压支架(1)性能要求。
支护强度与该矿工作面矿压相适应;支架结构与采面煤层赋存条件相适应;支护断面与通风要求相适应;推移连接装置与采煤机、刮板输送机、后部充填、输送机、夯实机构等设备相匹配。
(2)结构及工作原理。
综采固体充填液压支架结构如图2所示。
固体充填物料通过后悬式固体充填输送机中部槽上的落矸孔落下，充入采空区。