采煤机用浮动油封装配间隙研究_宋相坤
采煤机刀齿前角的实验研究
关键词 ：截齿前角： 截割力：比能耗： 脆塑性 中国号 ：Ｔ ２ Ｄ４ １ ５ 文献表示码：Ａ
引 言
截 齿 是 直 接 破 煤 的 工 具 ， 也 是采 煤 机 易损 件 之 一 ，它 性 能 的 好坏 、 几 何参 数 合 理 与 否 ，直 接 影 响采 煤 机 的 生 产 能力 、功 率消 耗 及 其他 零部 件 的使用 寿 命 等 。我 国 目前 截 齿消 耗 平 均 每 年达 几 千 万 把 ，这 方 面 的 费用 十 分惊 人 ，若 对截 齿 的几
图 １截齿 几何 参数 愿 凹
Ｆ ｇ１ ｔ ｅｇ ｏ ｔ ｃ ｌ ａ ａ ｔ￣ｓ ｈ ｍａｉ ｉｇ ａ ｏ ｃ ｉ ｈ ｅ ｍｅ ｒ ａ ｒ ｍｅ￣ ｃ ｅ ｔ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｋ ｉ ｐ ｃ
上述 这 些 角 度 是 构 成截 齿 几伺 形 状 和 决 定 截 削性 能 的主 要 角 度 ，其 中前 角 是刀 具最 主 要 的 角 度之 一 ，直接 影响切 削力 的大小 、煤 的生产率 １ ２ 截 齿 切削 力 比能耗理 论计算 目前 我 国煤 炭 刀 具 受 力 分 析 由 于缺 乏 相 关 资 料 ，采 用前 苏联单 齿 受力 的国家标 准 。（ 参见 【】 ２）
１截齿前 角的理论研 究
１ １截齿 的几何 参数 （ 图 １ 见 ）
钝齿的平割阻力 Ｆ＝Ｆ ＋ｆ － ・ 。 ‘ｚ ０ Ｋ Ｒ
（）刃 角 １ 截 齿前刃 面与 后 刃面 之 间的夹 角 式 中 一 锐 齿 的平 均截 割 阻 力； ｆ 一 截 割 阻 力 ｆ）切 削角 ：截 齿 前刃面 与切 削面之 间夹 角 ２
系也是如 此 。
表 １不 同截 齿截 割数据 表
Ｔ ｂ ２ｔ ｅ ｃｉ ｐ ｎ ａ ａ ｓ ｅ ｔｏ ｈ ａ ｉ ｆｐ ｃ ｓ ａ ． ｈ ｌ ｉ ｇｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｉｋ ｐ ｔ ｉｆｒ ｎ ｆｏ ｔ ｎ ｌｓｗｉｈｄｆｅ ｅ ｔ ｒ ｎ ｈｄ ｆｅ ｅ ｔ ｒ ｎ ａ ｇｅ ｔ ｉ ｒ ｎ ｆｏ ｔ
寺家庄煤矿15106采煤工作面覆岩裂隙“三带”规律研究
Vol. 30 ! No. 3Mar 2021第30卷第3期2021年3月中国矿业CHINA MINING MAGAZINE寺家庄煤矿15106采煤工作面覆岩裂隙“三带”规律研究余北建(阳泉煤业(集团)有限责任公司,山西阳泉045000)摘要：为研究寺家庄煤矿15106工作面回采过程中上覆岩层裂隙的动态发育规律，基于工作面覆岩地 质条件，采用理论分析、数值模拟和相似模型实验的方法研究覆岩裂隙的发育，并划分“三带”。
依据矿业控制理论，得到垮落带高度为14.37〜17.25 m,裂隙带高度为54.8〜72.6 基于UDEC 软件，模拟得到 k 2石灰岩底板距离煤层顶板18 m 为跨落带高度，毗石灰岩底板距离煤层顶板66 m 为裂隙带高度&根据相似模型实验得到垮落带高度为18 m,裂隙带高度为64 理论分析、数值模拟和模型实验得到覆岩“三 带”高度基本一致，以坚硬的石灰岩高度为准，确定垮落带高度18 m,裂隙带高度66 m,为高抽巷层位选取 提供了一定的理论指导&关键词：覆岩；裂隙；UDEC 软件；相似模型；三带中图分类号：TD821 文献标识码：A 文章编号：10044051(2021)03019305Study on the “three zones ” of overburden fracture in the 15106 coalface of Sijiazhuang coal mineYU Beijian(Yangquan Coal Industry (Group ) Limited Liability Company ， Yangquan 045000， China )Abstract : In order to study the dynamic development law of overlying strata fissures during the miningprocessof15106 workingfaceinSijiazhuangcoalmine !basedonthegeologicalconditionsoftheoverlying strataoftheworkingfacetheoreticaldevelopmentnumericalsimulationandsimilarmodelexperimentsareusedtostudythedevelopmentofoverburdenfractureszones Accordingtothe miningcontroltheory the heightofcavingzoneis14 37-17 25 m !andtheheightoffracturedzoneis54 8-72 6 m Based on theUDEC software,the simulation results show that the k 2 limestone floor is 18 m from the roof of the coal seam and the height of the k 4 limestone floor is 66 m from the roof of the coal seam. According to thesimilarmodelexperiment !theheightofcavingzoneis18 m !andtheheightoffracturedzoneis64 m. Theoreticaldevelopmentnumericalsimulationandmodelexperimentsshowthattheheightof “threezones ” oftheoverburdenisbasica l ythesame.Basedontheheightofthehardlimestonetheheightofcavingzoneis18 m !andtheheightoffracturedzoneis66 m.Theresultsprovidesometheoreticalguidancefortheselectionofhighdrainagelanes.Keywords : overlying rock ； fracture ； UDEC software ； similar model ； three-zone传统“三带”理论认为1，工作面向前推进，顶板 岩层悬露继而破坏垮落，在顶板垮落过程中，上覆岩层可形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，三个岩层移动和变形各有特点的空间区域。
“三下”采煤膏体充填开采技术研究
㊀第４９卷第１期煤炭科学技术Ｖｏｌ ４９㊀Ｎｏ １㊀㊀２０２１年１月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀Ｊａｎ．２０２１㊀移动扫码阅读孙希奎． 三下 采煤膏体充填开采技术研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０２１，４９（１）：２１８－２２４ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２１ ０１ ０１７ＳＵＮＸｉｋｕｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓａｎｄｒａｉｌｗａｙｓ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，４９（１）：２１８－２２４ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２１ ０１ ０１７三下 采煤膏体充填开采技术研究孙㊀希㊀奎（山东能源集团有限公司，山东济南㊀２５００１４）摘㊀要：膏体充填是控制采矿岩层运动㊁防治地表沉陷的主要充填开采技术之一㊂针对我国东部煤矿开采过程遇到的建筑物㊁水体㊁铁路下以及承压水体上压煤资源开采问题，以淄博矿业集团济北矿区主力矿井的开采条件为背景，分析了膏体充填的基本原理㊁工艺方法及试验应用情况，重点介绍了岱庄煤矿在建筑物下条带煤柱置换开采，高层建筑下压煤充填开采，承压水体上充填开采等领域的典型应用案例㊂通过应用膏体充填开采技术，地面受护建筑物移动变形数值均小于建筑物Ⅰ级损坏标准，受底板灰岩水威胁的工作面充填开采后底板破坏深度仅６．０ ６．５ｍ，防范底板水害的作用显著㊂结合济北矿区未来的发展方向，认为膏体充填应该进一步在承压水体上开采的相关理论和工艺技术，重复采动影响下建筑物保护的理论和对应措施，复杂条件下充填工艺㊁设备㊁流程优化以及与井下煤矸智能分选系统相结合等方面着重进行研究攻关㊂研究结果对济北矿区膏体充填开采进一步应用有重要借鉴意义㊂关键词：膏体充填； 三下 采煤；济北矿区；条带煤柱置换；底板承压水中图分类号：ＴＤ８２３㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：０２５３－２３３６（２０２１）０１－０２１８－０７Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓａｎｄｒａｉｌｗａｙｓＳＵＮＸｉｋｕｉ（ＳｈａｎｄｏｎｇＥｎｅｒｇｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ㊀２５００１４，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：２０２０－０９－０８；责任编辑：朱恩光基金项目：山东省泰山学者专项经费资助项目（２０１３０９）作者简介：孙希奎（１９６５ ），男，山东淄博人，研究员，博士㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｘｉｋｕｉ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｍｏｍｅｎｔａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍｉｎｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓ，ｒａｉｌｗａｙｓａｎｄｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｍｉｎｅｓｉｎＪｉｂｅｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａｏｆＺｉｂｏＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｔｒｉｐｃｏａｌｐｉｌｌａｒｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｉｎｉｎｇ，ｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｈｉｇｈｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｃｏａｌｆｉｌｌｉｎｇａｂｏｖｅｆｌｏｏｒｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒｉｎＤａｉｚｈｕａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓａｒｅｌｅｓｓｔｈａｎⅠｄａｍａｇｅｓｔａｎｄａｒｄ．Ｄａｍａｇｅｄｅｐｔｈｏｆｗｏｒｋ⁃ｉｎｇｆａｃｅｕｎｄｅｒｔｈｅｔｈｒｅａｔｏｆｆｌｏｏｒｌｉｍｅｓｔｏｎｅｗａｔｅｒｗａｓｊｕｓｔｆｒｏｍ６．０ｔｏ６．５ｍａｆｔｅｒｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｗｉｔｃｈｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｆｅｃｔｔｏｐｒｅ⁃ｖｅｎｔｆｌｏｏｒｗａｔｅｒｄｉｓａｓｔｅｒｓ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＪｉｂｅｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ，ｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｎｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｂｏｖｅｆｌｏｏｒｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｓｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅｐｅａｔｅｄｍｉｎｉｎｇ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｆｌｏｗｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｘｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏａｌ－ｇａｎｇｕｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｅｐｅｎｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｉｎｔｈｅＪｉｂｅｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ；ｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓａｎｄｒａｉｌｗａｙｓ；ＪｉｎｂｅｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ；ｃｏａｌｐｉｌｌａｒｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｆｌｏｏｒｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒ８１２孙希奎： 三下 采煤膏体充填开采技术研究２０２１年第１期０㊀引㊀㊀言充填开采是煤矿绿色开采体系的重要组成部分，是控制采动岩层移动与防治开采损坏的关键技术之一［１］㊂自充填开采概念提出以来，经过不断完善和发展，形成了多种针对煤矿层状岩层赋存特点的充填开采方法㊂如在国内开展试验和应用较早的固体废弃物膏体充填［２］，以破碎矸石为主料进行的采空区矸石等固体废弃物充填［３］，以含水率超过９５％的高水和超高水材料充填［４－５］等㊂随着充填开采的不断推广，工程实践中提高充填效率和降低充填成本等需求日益迫切，形成以覆岩隔离注浆充填㊁间隔墩柱充填㊁煤柱间隔置换充填等部分充填开采技术［６－８］，使得煤矿充填开采的应用范围和适用条件不断扩展，为压煤资源开采提供了重要的技术支撑㊂膏体充填开采是目前在矿山充填开采领域应用仍较为广泛的主要充填开采技术之一㊂膏体充填最早应用于金属矿山，利用尾矿进行金属矿山采空区的回填，以控制围岩运动和处理大量尾矿砂㊂１９８８年，德国在摩纳泊尔煤矿首次开展煤矿膏体充填试验并取得成功［９］㊂２００６年，周华强教授团队率先在济宁山东鲁泰控股集团有限公司太平煤矿开展近松散含水层㊁薄基岩条件下厚煤层分层开采及膏体充填开采技术研究，解放了大量水体下及建筑物下压覆的煤炭资源［２］㊂自首次在煤矿工程试验至今已有近１５年的发展，膏体充填以其充填材料不离析㊁不泌水㊁充填密实㊁充填体后期强度大等优势，目前已经在很多煤矿进行了推广应用㊂济北矿区地处东部平原地区，地面村庄密集，压煤严重，多数矿井在进行下组１６煤层开采时受底板灰岩水害的威胁，矿井可采储量严重减少，迫切需要通过井下充填开采解放建筑物下㊁承压水上压煤资源㊂笔者结合淄博矿业集团济北矿区基本开采条件，总结膏体充填近些年来在济北矿区的研究与应用情况，并提出其后期应用发展的方向㊂１㊀淄博矿业集团济北矿区基本条件淄博矿业集团济北矿区位于山东济宁市北郊，是我国２０世纪９０年代兴建的大型煤炭基地㊂该矿区由济东煤田的北部与唐口煤田２大区域组成，东西长度１７ ２４ｋｍ，南北宽度１２ ２０ｋｍ，规划面积达到３２２ｋｍ２，含煤地质总储量约２０．９亿ｔ㊂全矿区共划分有许厂煤矿㊁岱庄煤矿㊁唐口煤矿㊁葛亭煤矿㊁新河煤矿和运河煤矿等６个井田㊂矿区建设初期总设计产能８．５５Ｍｔ／ａ，以中㊁大型矿井为主，其中３．０Ｍｔ／ａ矿井１个，１．５Ｍｔ／ａ矿井３个，０．６Ｍｔ／ａ矿井１个，０．４５Ｍｔ／ａ矿井１个［１０］㊂淄博矿业集团济北矿区煤矿主采二叠系山西组３㊁１６㊁１７号煤层㊂目前大部分矿井主采３号煤层，部分煤矿逐步进入１６号煤层总体规划和开采阶段㊂以岱庄煤矿为例，３号煤层普遍埋深为２４０ ６１０ｍ，可采范围内煤层平均厚度２．６６ｍ，煤层倾角一般为１ʎ １２ʎ，平均６ʎ㊂３号煤层下部赋存的１６号煤层与３号煤层间距为一般为２０ ２５ｍ，１７号煤层与１６号煤层间距８ １０ｍ，煤层较薄㊂１６号煤层底板富水性好的含水层有十三灰和奥灰，１６号煤层至十三灰平均间距２５ｍ；１６号煤层至奥灰平均间距６１ｍ［１１］㊂底板灰岩水害是矿井后期向深部开采面临的主要威胁㊂济北矿区地处我国东部平原地带，地面村庄密集，由于表土层较厚，部分煤层埋藏较深，导致煤层开采后在地表造成的影响范围很大，村庄压煤问题极其严重，是淄博矿业集团济北矿区煤炭开采面临的重大难题㊂仅以岱庄煤矿为例，该矿在６５ｋｍ２的井田面积上分布着７８个村庄，共计住户约１．３万多户，人口数量超过５万人㊂所有可采储量中，村庄下压煤储量约占到８０％，涉及７９００余万ｔ煤炭资源，其中仅主采的３号煤层村庄下压煤量就占到全部村庄压煤量的６３％，约５０００万ｔ［１２］㊂密集的村庄分布和逐步增大的煤层采深，导致多数村庄保护煤柱相互重叠，一个工作面的开采经常同时影响多个村庄㊂由于采动影响涉及的村庄较多，迁村开采费用极高㊁难度极大㊂随着社会经济的快速发展㊁村镇规模不断扩大，矿区实际的压煤储量不断增加，压煤难题有进一步恶化的趋势㊂在早些年尚未形成比较成熟的煤矿充填开采技术时，村庄所压覆的煤炭资源通常采用条带法开采，即采出一定宽度的工作面，留设一定宽度能够保证长期稳定的条带煤柱支撑覆岩及控制地表下沉，如岱庄矿自２０００年建成投产以来，截至２０１９年，建筑物压煤压覆的条带煤柱已达５０多个，累计条带煤柱可采储量已达１１００万ｔ［１３］㊂大量遗留条带煤柱难以有效回采，严重影响了矿井的采掘规划，制约了矿井产能的发挥，极大缩短了矿井的服务年限㊂如何解决村庄压煤开采，实现村庄不搬迁开采和深部承压水上开采是济北矿区煤矿都迫切需要解决的问题㊂２㊀淄博矿业集团济北矿区膏体充填开采历程２．１㊀膏体充填开采原理与工艺煤矿膏体充填就是将煤炭开采和利用过程中产９１２２０２１年第１期煤炭科学技术第４９卷生的煤矸石㊁粉煤灰㊁工业炉渣等大量固体废弃物在地面进行破碎和配制，形成牙膏状浆体，采用充填泵或重力加压方式，通过管道输送到井下并充填工作面后方的采空区㊂随着工作面开采尺度和充填开采范围的不断增大，逐渐形成由膏体充填体㊁前方煤体和工作面液压充填支架等共同作用的支撑体系，对上覆岩层形成有效支撑，控制地表移动变形，保障地面建筑物的变形损害在允许的范围以内（一般为Ⅰ级损害以内）［２］㊂采用膏体充填的工作面，由于开采空间及时被充填体替换，虽有一定量的压缩，但事实上相当于极大降低了采高，因此对顶板的破坏减小㊂膏体充填体在支撑顶板的同时，对底板移动也形成一定限制，也可显著降低底板隔水层的破坏深度㊂具体实施膏体充填工艺时，首先要将工作面向前推进一个充填步距，然后将配制完成的膏体材料，通过充填泵输送到充填工作面，充填封闭好的采空区㊂充填工艺系统由地面矸石破碎系统㊁浆料制备系统㊁管道泵送系统㊁充填控制系统等组成，图１为膏体充填的工艺流程㊂图１㊀煤矿膏体充填工艺流程［２］Ｆｉｇ．１㊀Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇ２．２㊀试验的历程与概况膏体充填是由金属矿山胶结充填逐步改进而来的，早期少数矿山在进行高浓度胶结充填试验研究的同时，对充填材料的组成和级配作出了改进，使得料浆浓度得到明显提高，并进一步发展成膏体泵送胶结充填工艺，由此形成膏体充填的基本模式㊂２０００年，在金川二矿区建成我国第一条膏体充填工艺系统，并在铜绿山矿得到成功推广应用㊂后来，煤矿开采规模越来越大，东部矿区面临的村庄压煤问题也越来越多㊂为应对村庄压煤开采的迫切需求，中国矿业大学最早提出了井下工作面膏体充填建筑物压煤开采技术，并开展了大量的基础性研究工作㊂随后，济宁太平煤矿为解放村庄压煤，提高采出率，延长矿井服务年限，与中国矿业大学合作开展了固体废弃物膏体充填开采技术的研究与试验，是我国煤矿第１个膏体充填示范工程，并于２００６年５月成功实现了工业性试采［１４－１５］㊂淄博矿业集团济北矿区最早开始试验膏体充填开采源于对建筑物下遗留条带煤柱资源的回收需求㊂首试区域选择在地面村庄压煤极其严重的淄博岱庄煤矿２３００采区㊂根据岱庄煤矿的开采条件，首个试验工作面选择在２３００采区最边界的遗留煤柱位置，即２３０２长壁工作面采空区与２３０３条带工作面采空区之间区域，命名为２３５１充填工作面㊂根据文献资料，在工程试验整个历程中，２００５ ２００６年进行了充填前两侧已经回采的工作面冒落区探测和膏体充填性能测试前期研究，２００７年底正式立项启动，２００８年５月山东省煤炭工业局组织专家论证，并于２００８年６月正式批准进行工业性试验㊂通过长期工程准备，２３５１膏体充填工作面于２００９年１２月２３日正式开始现场工业性试验；２０１１年４月膏体充填综采推广应用到２３５２工作面［１６］㊂试验成功之后，继续在岱庄煤矿其他压煤采区进行应用，同时推广到淄博矿业集团济北矿区许厂煤矿㊁葛亭煤矿的建筑物下条带煤柱充填置换开采实践中㊂２．３㊀推广应用情况自２００６年膏体充填开采技术在济宁太平煤矿开展试验以来，经过近１５年的不断发展和完善，应用的工程条件和适用范围不断扩展，由最初充填置换条带煤柱开采，到地面高层建筑物压煤开采，再到下组煤底板承压水上充填开采，取得了较好的试验效果，形成了良好的示范效应㊂表１统计了膏体充填技术在济北矿区部分工作面的应用情况㊂３㊀典型工程案例及效果３．１㊀遗留条带煤柱置换开采中的应用受地表密集建筑物压煤影响，岱庄煤矿首采的０２２孙希奎： 三下 采煤膏体充填开采技术研究２０２１年第１期表１㊀膏体充填开采技术在济北矿区部分煤矿的应用情况Ｔａｂｌｅ１㊀ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｓｏｍｅｃｏａｌｍｉｎｅｓｉｎＪｉｂｅｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ煤矿应用日期（年⁃月）工作面或采区编号煤层倾角／（ʎ）采高／ｍ宽度／ｍ埋深／ｍ推进／ｍ储量／万ｔ应用类型岱庄煤矿２００９－１２ ２０１０－０８２３５１采区３煤５２．９１０３４２０９８０４２．０建筑物下煤柱置换充填岱庄煤矿２０１３－０２ ２０１５－０２２３５３采区３煤４２．７１５０４３０７２０３９．９建筑物下煤柱置换充填岱庄煤矿２０１６－０６ ２０１７－１１６３５２采区３煤６２．７１１０４３５５９５２４．２高层建筑下煤柱置换充填岱庄煤矿２０１８－０７ ２０１９－０６６３５１采区３煤４２．７１０２４２５５０５１９．１高层建筑下煤柱置换充填岱庄煤矿２０１８－０６至今１１６０７采区１６煤９２．２１２０５３０９９０３４．０承压水上开采许厂煤矿２０１３－０１ ２０１４－１０１３３５工作面３下煤３３．５６６３０５６１８３０．８建筑物下煤柱置换充填许厂煤矿２０１４－０４ ２０１５－０６１３３１工作面３下煤３３．６３９ ９３３１０４１５１８．９建筑物下煤柱置换充填许厂煤矿２０１５－０１ ２０１６－０７１３３７工作面３下煤４３．５４６ ５４２９５６２２２３．９建筑物下煤柱置换充填２３００采区开采村庄下压煤时采用长壁开采与条带式开采相结合的综合开采体系，即在非压煤区域采用常规的长壁综采一次采全高采煤法，在压煤区域采用条带法开采，因此遗留了大量保护煤柱㊂经统计，整个２３００采区采用条带开采方法的煤炭采出率仅为３７％，产生的遗留煤柱资源量高达９００多万ｔ㊂图２为２３００采区部分工作面采空区与遗留煤柱分布情况，相邻采空区中间空白区域为留设条带煤柱，即后期要进行膏体充填开采的工作面㊂由于遗留的条带煤柱很多，岱庄煤矿开展膏体充填采煤工程实践几乎全部是针对遗留条带煤柱的置换充填开采㊂图２㊀２３００采区部分采空区与遗留煤柱分布Ｆｉｇ．２㊀ＰａｒｔｉａｌｇｏａｆａｎｄｃｏａｌｐｉｌｌａｒｏｆＮｏ．２３００Ｐａｎｅｌ首试工作面位于２３０２长壁工作面采空区与２３０３条带工作面采空区之间，开采对象是遗留的地面村庄条带保护煤柱，命名为２３５１充填工作面㊂首试工作面宽度１００ｍ，走向长度６３０ ８８０ｍ，平均埋深４２０ｍ，煤层采高２．９ｍ㊂工作面开采时采用ＺＣ５６００／１７／３２型充填液压支架，每开采４个循环，向前推进２．４ｍ，对采空区进行１次充填㊂２３５１充填工作面膏体充填系统由４个系统组成，分别是矸石破碎系统㊁配比搅拌系统㊁泵送管道系统和自动控制系统㊂充填料为二级破碎筛选的煤矸石（粒径＜２５ｍｍ，粒级５ｍｍ以下占４１．４％）㊁粉煤灰（源于岱庄矿电厂）㊁标号３２．５的普通硅酸盐水泥和水，水泥㊁粉煤灰和煤矸石质量配比为１ʒ４ʒ６［１７］㊂采用矸石破碎系统㊁配比搅拌系统先将矸石破碎加工，然后把矸石㊁粉煤灰㊁专用胶结料和水等物料按比例混合搅拌制成充填浆料，最终形成的膏体材料质量分数达７４％㊂整个系统运行时，充填能力可达到１７０ｍ３／ｈ㊂工作面进行膏体充填时，通过充填泵和充填钻孔及管道将膏体浆料输送到井下进行采空区充填㊂经过实际统计，２３５１充填工作面共充填膏体材料２８万ｍ３，消耗矸石１０．５ｍ３，置换出原煤４２万ｔ［１３］㊂２３５１工作面膏体充填后，实测地表最大新增下沉值为３５ｍｍ㊂２３００采区膏体充填开采地表移动变形均控制在建筑物允许的Ⅰ级损害范围内㊂岱庄煤矿采用膏体充填后每年可多采原煤约６０万ｔ，经济效益约为３２００万元㊂通过膏体充填，完全解决了岱庄煤矿村庄压煤难题㊂此外，膏体充填由于及时支撑了顶底板，还可以有效控制开采空间的围岩变形量，缓解了工作面的矿压显现［１７－１８］㊂３．２㊀高层建筑物压煤开采的应用岱庄煤矿６３００采区位于矿井东翼，煤层埋深为４１０ｍ，煤厚为２．３ｍ，２０１６年初开始，岱庄煤矿采用膏体充填开采６３００采区的６３５２工作面和６３５１工作面，开采区域最长为８３０ｍ，总宽为３３０ｍ㊂对应地表有黄楼村居民房屋，以及岱庄医院部分家属楼㊁天主教堂（省级保护文物，图３ａ）㊁岱庄医院１８层住院大楼（重点保护对象，图３ｂ）㊂实施膏体充填后，岱庄医院１８层的住院楼最大倾斜为０．２ｍｍ／ｍ，水平变形为－０．１ｍｍ／ｍ，天主教堂最大倾斜为－０．２ｍｍ／ｍ，水平变形为－０．１ｍｍ／ｍ，上述移动变形数值均小于建筑物Ⅰ级损坏标准［１９］㊂３．３㊀底板承压水上开采中的应用经过近２０年的开采，岱庄煤矿主采的３号煤已１２２２０２１年第１期煤炭科学技术第４９卷图３㊀受保护建筑物Ｆｉｇ．３㊀Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄｂｕｉｌｄｉｎｇｓ近枯竭，为延长煤矿的服务年限，规划了下组１６号煤层的开采设计方案㊂１６号煤底板赋存有富水性较好的十三灰和奥陶系灰岩，其中１６号煤底板至十三灰平均厚度为２５．４ｍ，最小距离为２１．６ｍ，突水系数高达０．３０ １．５２ＭＰａ／ｍ，远大于０．１ＭＰａ／ｍ的安全值，采用全部垮落法很难保证安全开采㊂如果煤层开采后顶㊁底板能够得到充填材料的及时支撑，其破坏范围会得到抑制，理论上可降低突水危险，是开采承压水上煤炭资源的可选方法㊂同时，岱庄煤矿多年的膏体充填开采经验可为承压水上开采提供宝贵经验㊂承压水上１６号煤开采首先在岱庄煤矿１１６０７工作面进行了试验㊂１１６０７工作面走向长度约１０００ｍ，工作面宽度约１２０ｍ，煤层平均埋深５４６．４ｍ，平均采高２．１４ｍ，平均倾角９ʎ，底板十三灰为１６号煤底板的直接充水含水层，距离底板最近为２２ｍ，底板承压水水压为４．２ＭＰａ㊂根据工作面条件，结合理论计算和模拟结果，如果１１６０７工作面采用全部垮落法开采，采动影响在底板产生的破坏深度可能达到１６ｍ，水害风险较大［２１］㊂１１６０７工作面膏体充填材料采用加气混凝土配方，工作面每天推进２．４ｍ，充填步距为３．６ｍ㊂地面充填站充填能力１４０ｍ３／ｈ，系统破碎能力为１００ｔ／ｈ㊂充填面充填管路的铺设路线为：充填站ң充填钻孔ң至－４１０ｍ水平北翼运输大巷联络巷段ң－４１０ｍ水平北翼运输大巷联络巷段ң２１６０轨道大巷段ң１１６０运输上山段ң１１６０７轨道巷段ң开切眼㊂图４为井下充填管路㊂为了评价工作面膏体充填实施效果，在１１６０７膏体充填工作面采用单孔恒定水压（０．２０ ０．３５ＭＰａ）法向底板观测钻孔内注水㊂通过工作面底板单位时间内注水量，反映底板裂隙发育程度㊂图５为实测所得的每个钻孔的注水漏失量随钻孔深度的变化规律㊂根据实测结果，１１６０７膏体充填工作面底板最大破坏深度为６．５ｍ［２２］，远小于垮落工作面图４㊀１１６０７工作面膏体充填井下充填管路Ｆｉｇ．４㊀ＦｉｌｌｉｎｇｐｉｐｅｌｉｎｅｏｆＮｏ．１１６０７ｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｆａｃｅ底板破坏深度１６ｍ㊂膏体充填开采明显控制了底板破坏，实现了承压水上的安全开采㊂图５㊀底板钻孔注水漏失量变化Ｆｉｇ．５㊀Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｌｅａｋａｇｅｆｒｏｍｂｏｒｅｈｏｌｅｉｎｂｏｔｔｏｍｐｌａｔｅ后续开采的１１６０５工作面同样采用了膏体充填技术，实测底板破坏深度为６ｍ，实现了承压水上的安全开采［２３］㊂４ 膏体充填在济北矿区的应用展望济北矿区煤矿在３号煤层开采过程中，形成了大量的条带煤柱，近些年采用膏体充填技术，采出了很多条带煤柱，在解放３号煤层被压覆煤炭资源方面发挥了巨大优势㊂随着３号煤层资源逐步枯竭，将进一步开采下组１６㊁１７号煤层，膏体充填开采技术在济北矿区的推广应用需要从以下方面继续深入研究㊂１６号煤层下部赋存有高承压的十三灰和奥灰承压含水层（图６），十三灰距离煤层２０ ２５ｍ，如果采用常规全部垮落法开采，势必造成底板破坏深度大，底板受承压水威胁增加㊂膏体充填已在承压水上进行了成功的开采试验，但是需要进一步深入研究采用膏体充填进行承压水体上开采的相关理论和优化工艺㊂济北矿区多数煤矿上部３号煤层已经回采，很多采区进行了条带煤柱置换充填开采，如果下部１６号煤层开采，存在多煤层重复采动问题，已经进行充填开采的支撑体将面临下部煤层开采影响下的二次稳定性问题，因此需要研究在近距离膏体充填开采２２２孙希奎： 三下 采煤膏体充填开采技术研究２０２１年第１期图６㊀岱庄煤矿下组煤与含水哈层的位置关系［２３］Ｆｉｇ．６㊀ＬｏｃａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｌｏｗｅｒｃｏａｌｓｅａｍａｎｄａｑｕｉｆｅｒｉｎＤａｉｚｈｕａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ工作面对建筑物保护的理论和对应的技术措施㊂随着开采深度增加和多煤层重复开采扰动问题的出现，在复杂开采条件下膏体充填工艺㊁设备㊁流程方面的优化问题，使充填效果和充填成本的匹配达到最优㊂充填材料选择方面，应考虑与先进的ＴＤＳ井下煤矸智能分选系统相结合，实现矸石不升井，就地加工利用，将充填系统移至井下，完成充填膏体材料的制备与输送，减少由井上到井下的输送环节，提高充填效率，进一步降低充填成本㊂５㊀结㊀㊀论１）自膏体充填开采技术首次应用以来，经过近１５年的发展，从原理㊁充填材料㊁工艺技术㊁主要装备等都得到了很大的进步，应用范围也由最初建筑物下条带煤柱的置换开采扩展到高层建筑物保护㊁底板承压水害防治，应用范围越来越广泛，适应性越来越强㊂２）重点以岱庄煤矿条件为例，介绍了膏体充填在条带煤柱的置换开采㊁高层建筑下压煤开采㊁承压水上煤炭开采等方面的实践应用，有效回收了条带煤柱㊁保护了高层建筑，解放了受底板承压水威胁的煤炭资源，取得了显著的应用效果㊂３）结合淄博矿业集团济北矿区实际开采情况和未来回采计划，提出膏体充填开采应重点在承压水体上开采的相关理论和工艺技术㊁重复采动影响下建筑物保护的理论和对应技术措施㊁复杂条件下充填工艺㊁设备㊁流程优化以及与井下煤矸智能分选系统相结合等方面进行拓展和技术攻关㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀钱鸣高，许家林，缪协兴．煤矿绿色开采技术［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００３，３２（４）：５－１０．ＱＩＡＮＭｉｎｇｇａｏ，ＸＵＪｉａｌｉｎ，ＭＩＡＯＸｉｅｘｉｎｇ．Ｇｒｅｅｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌ⁃ｏｇｙ，２００３，３２（４）：３４３－３４８．［２］㊀周华强，侯朝炯，孙希奎，等．固体废弃物膏体充填不迁村采煤［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００４，３３（２）：１５４－１７７．ＺＨＯＵＨｕａｑｉａｎｇ，ＨＯＵＣｈａｏｊｉｏｎｇ，ＳＵＮＸｉｋｕｉ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｆｏｒｎｏｎｅ－ｖｉｌｌａｇｅ－ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，３３（２）：１５４－１５８．［３］㊀张吉雄．矸石直接充填综采岩层移动控制及其应用研究［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２００８．［４］㊀冯光明，孙春东，王成真，等．超高水材料采空区充填方法研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０，３５（１２）：１９６３－１９６８．ＦＥＮＧＧｕａｎｇｍｉｎｇ，ＳＵＮＣｈｕｎｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇｚｈｅｎ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｇｏａｆｆｉｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈｓｕｐｅｒｈｉｇｈ－ｗａｔｅｒｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１０，３５（１２）：１９６３－１９６８．［５］㊀孙希奎，王㊀苇．高水材料充填置换开采承压水上条带煤柱的理论研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１１，３６（６）：９０９－９１３．ＳＵＮＸｉｋｕｉ，ＷＡＮＧＷｅｉ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｉｇｈｗａｔｅｒｍａｔｅｒｉａｌｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｉｎｉｎｇｔｈｅｓｔｒｉｐｃｏａｌｐｉｌｌａｒａｂｏｖｅｃｏｎｆｉｎｅｄａｑ⁃ｕｉｆｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１１，３６（６）：９０９－９１３．［６］㊀许家林，朱卫兵，李兴尚，等．控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术研究［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００６，２３（１）：６－１１．ＸＵＪｉａｌｉｎ，ＺＨＵＷｅｉｂｉｎｇ，ＬＩＸｉｎｇｓｈａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｔｅｃｈ⁃ｎｏｌｏｇｙｏｆｐａｒｔｉａｌ－ｆｉｌｌｉｎｇｔｏｃｏｎｔｒｏｌｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ⁃ｎａｌｏｆＭｉｎｉｎｇ＆ＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，２３（１）：６－１１．［７］㊀许家林，倪建明，轩大洋，等．覆岩隔离注浆充填不迁村采煤技术［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１５，４３（１２）：８－１１．ＸＵＪｉａｌｉｎ，ＮＩＪｉａｎｍｉｎｇ，ＸＵＡＮＤａｙａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｏｕｔｖｉｌｌａｇｅｒｅｌｏｃａｔｉｏｎｂｙｉｓｏｌａｔｅｄｇｒｏｕｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｉｎｔｏｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，４３（１２）：８－１１．㊀［８］㊀许家林，轩大洋，朱卫兵，等．部分充填采煤技术的研究与实践［Ｊ］．煤炭学报，２０１５，４０（６）：１３０３－１３１２．ＸＵＪｉａｌｉｎ，ＸＵＡＮＤａｙａｎｇ，ＺＨＵＷｅｉｂｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙａｎｄａｐｐｌｉ⁃ｃａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｐａｒｔｉａｌｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１５，４０（６）：１３０３－１３１２．［９］㊀ＢＲＡＣＫＥＢＵＳＣＨＦＷ．Ｂａｓｉｃｓｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９４，４６（１０）：１１７５－１１７８．［１０］㊀杨庆铭，江道罴．济北矿区设计建设之创新［Ｊ］．山东煤炭科技，２０００（４）：８－９．ＹＡＮＧＱｉｎｇｍｉｎｇ，ＪＩＡＮＧＤａｏｐｉ．ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＪｉｎｂｅｉｍｉｎｉｎｇａｒｅａ［Ｊ］．ＳｈａｎｄｏｎｇＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００（４）：８－９．［１１］㊀蒋昊良．岱庄煤矿承压水上膏体充填开采技术研究［Ｄ］．徐３２２２０２１年第１期煤炭科学技术第４９卷州：中国矿业大学，２０１５．［１２］㊀李㊀博．岱庄煤矿膏体充填工作面覆岩运动规律与支护优化研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２０１１．［１３］㊀杨贤江．岱庄煤矿膏体充填绿色开采技术实践［Ｊ］．山东煤炭科技，２０１９，２５（５）：１８９－１９１．ＹＡＮＧＸｉａｎｊｉａｎｇ．ｐｒａｃｔｉｃｅｏｆｇｒｅｅｎｍｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｉｎｄａｉｚｈｕａｎｇｃｏａｌｍｉｎｅ［Ｊ］．ＳｈａｎｄｏｎｇＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，２５（５）：１８９－１９１．［１４］㊀赵才智．煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２００８．［１５］㊀常庆粮．膏体充填控制覆岩变形与地表沉陷的理论研究与实践［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２００９．［１６］㊀王光伟．膏体充填开采遗留条带煤柱的理论研究与实践［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２０１４．［１７］㊀孙希奎，李秀山，施现院，等．煤矿膏体充填矿压显现规律的充实效应研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１７，４５（１）：４８－５３．ＳＵＮＸｉｋｕｉ，ＬＩＸｉｕｓｈａｎ，ＳＨＩＸｉａｎｙｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｍｉｎｅｓｔｒａｔａｂｅｈａｖｉｏｒｗｉｔｈｆｕｌｌｂａｃｋｆｉｌｌｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｃｏａｌｍｉｎｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，４５（１）：４８－５３．［１８］㊀韩文骥，宋光远，曹㊀忠，等．膏体充填开采孤岛煤柱覆岩移动规律研究［Ｊ］．煤矿安全，２０１３，４４（５）：２２０－２２３．ＨＡＮＷｅｎｊｉ，ＳＯＮＧＧｕａｎｇｙｕａｎ，ＣＡＯＺｈｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｌａｗｓｏｆｓｔｒａｔａｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｉｓｏｌａｔｅｄｃｏａｌｐｉｌｌａｒｗｉｔｈｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．ＳａｆｅｔｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅｓ，２０１３，４４（５）：２２０－２２３．［１９］㊀张洪鹏，宋来智．高层建筑物下膏体充填开采充填率优化研究及应用［Ｊ］．煤炭科技，２０１８，１５４（２）：１２２－１２４．ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｐｅｎｇ，ＳＯＮＧＬａｉｚｈｉ．Ｓｔｕｄｙｏｎｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｈｉｇｈｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｇａｚｉｎｅ，２０１８，１５４（２）：１２２－１２４．［２０］㊀蒋昊良．岱庄煤矿承压水上膏体充填开采技术研究［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２０１５．［２１］㊀孙希奎，常庆粮．承压水上膏体充填率与充填体强度对底板破坏深度的影响［Ｊ］．煤矿安全，２０１７，４８（６）：１８０－１８３．ＳＵＮＸｉｋｕｉ，ＣＨＡＮＧＱｉｎｇｌｉａｎｇ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｒａｔｅａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｂｏｖｅｃｏｎｆｉｎｅｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｏｎｆｌｏｏｒｆａｉｌｕｒｅｄｅｐｔｈ［Ｊ］．ＳａｆｅｔｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅｓ，２０１７，４８（６）：１８０－１８３．［２２］㊀廖志恒．承压水上膏体充填开采底板采动破坏特征［Ｊ］．煤矿安全，２０１８，４９（４）：１８５－１８８．ＬＩＡＯＺｈｉｈｅｎｇ．ｍｉｎｉｎｇ－ｉｎｄｕｃｅｄｄａｍａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｌｏｏｒｂｙｐａｓｔｅｂａｃｋｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｏｎｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＳａｆｅｔｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅｓ，２０１８，４９（４）：１８５－１８８．［２３］㊀刘伟涛．岱庄煤矿下组煤承压水上膏体充填开采安全性研究［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２０１７．４２２。
采煤工作面囊袋封堵漏风技术
摘 要 ：采煤工作面采空区漏风是导致煤氧化自燃的重要原因之一。为了解决龙王沟煤矿61601 工 作 面 在 推 采 过 程 中 存 在 两 巷 垮 落 困 难 ，导 致 采 空 区 漏 风 严 重 的 的 问 题 ，提 出 了 囊 袋 充 填 塑 性
材 料 技 术 ；对 塑 性 材 料 进 行 了 配 比 实 验 ，封 堵 漏 风 性 能 及 塑 性 实 验 研 究 ，得 出 了 塑 型 封 堵 材 料 的
基 金 项 目 ： 国 家 重 点 研 发 计 划 资 助 项 目 （2018YFC0807900, 2018YFC0807906)
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硬 化 ，在 围 岩 压 力 下 ，很容易 形 成 新 的 漏 风 通 道 ；塑 性胶泥材料，受自身特性及设备的局限，无法做到大 流 量 ，大范围充填。为克服当前破碎煤岩体内细微 漏 风 裂 隙 的 封 堵 难 题 ，极 大 程 度 改 善 现 有 封 堵 材 料 的 不 足 ，提 出 了 塑 性 封 堵 防 灭 火 技 术 |8-121。
关键词：上下隅角；采空区；煤 自 燃 ；囊袋塑性充填;封堵漏风
中图分类号:T D 728
文 献 标 志 码 ：B
文章编号：1003-496X (2019) 10-0074-05
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bag Sealing for Air Leakage in Coal Mining Face
W A N G Gang {China Datong Coal Company Ordos Guoyuan Mining Development Co., Ltd., Ordos 010300. China) A b s tr a c t: Air leakage in goaf is one of the important causes of spontaneous combustion of coal. In order to solve the problem that the 6 1 6 0 1 working face of longwanggou Coal M i n e has two roadways caving difficulties and causes serious air leakage in goaf, the plastic material technology of bag filling is proposed. T h e o p t i m u m ratio parameters of plastic sealing material are obtained by the ratio experiment of plastic material, which proves that it has good sealing and plasticity. T h e field application results s h o w that the oxygen concentration in goaf is reduced by 8% at most. T h e implementation of the technical s c h e m e can effectively prevent and control the spontaneous combustion of coal in goaf, ensure the safe mining of working face, an d provide valuable technology a nd experience for the subsequent mining of working face. K ey w o rd s : upper an d lower comers; gob; coal spontaneous combustion; bagged plastic filling; sealing for air leakage